LTLMR4YW2DA LEDランプ データシート - 4.2x4.2x6.9mm - 最大2.4V - 120mW - 黄色 590nm - 技術文書

1. 製品概要

LTLMR4YW2DAは、厳しい照明用途向けに設計された高輝度表面実装型LEDランプです。黄色のAllnGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を利用し、ピーク波長594nmの光を生成します。デバイスは拡散黄色エポキシレンズパッケージに封止されており、追加の二次光学系を必要とせずに制御された狭い放射パターンを提供するように設計されています。これは、正確な光の方向性と高い軸上強度を必要とする用途に特に適しています。

このLEDの中核的な利点は、標準20mA駆動電流で最大16,000 mcdに達する高い光度出力と、低消費電力による高い効率です。パッケージは高度なエポキシ成形技術を用いて構築されており、優れた耐湿性とUV保護を提供し、様々な環境下での長期信頼性を高めています。本製品は、鉛フリーかつハロゲンフリーであり、RoHS指令に完全に準拠しています。

この部品のターゲット市場は、プロフェッショナルな標識および表示システムのメーカーです。主な用途は、視認性、色の一貫性、信頼性が極めて重要なビデオメッセージサイン、交通標識、その他のメッセージ標識です。典型的な25°という狭い視野角により、光が前方に集中し、標識の真正面にいる視聴者にとっての知覚輝度を最大化します。

2. 技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスは信頼性を確保するために厳格な限界内での動作が規定されています。周囲温度（TA）25°Cにおける最大許容損失は120 mWです。直流順電流は50 mAを超えてはなりません。パルス動作では、特定の条件下（デューティサイクル1/10以下、パルス幅10ms以下）で、ピーク順電流120 mAが許容されます。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。実装に関する重要な定格はリフローはんだ付け条件であり、最大ピーク温度260°Cを10秒間許容し、標準的な無鉛リフロープロファイルと互換性があります。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、TA=25°C、IF=20mAで測定されます。光度（Iv）の典型的な範囲は7,200から16,000ミリカンデラ（mcd）で、具体的な値はビニングプロセスによって決定されます。視野角（2θ1/2）（強度が軸上値の半分に低下する全角として定義）は、典型的に25°（許容差±2°）です。黄色の主波長（λd）は583.5 nmから593.5 nmの間に規定され、典型的なピーク発光波長（λP）は594 nm、スペクトル半値幅（Δλ）は15 nmです。順方向電圧（VF）は、試験電流において最小1.8Vから最大2.4Vの範囲です。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vにおいて最大10 μAに制限されており、デバイスは逆バイアス動作用に設計されていないことに注意してください。

3. ビニングシステム仕様

LEDは、生産ロット内での色と明るさの一貫性を確保するためにビンに分類されます。これにより、設計者は均一性に関する特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光度（Iv）ビニング

LEDは、20mAで測定された光度に基づいて選別されます。ビンコードは次の通りです：コードX（7,200 - 9,300 mcd）、コードY（9,300 - 12,000 mcd）、コードZ（12,000 - 16,000 mcd）。各ビン限界には±15%の許容差が適用されます。

3.2 主波長（Wd）ビニング

色の一貫性を制御するため、LEDは主波長によってビニングされます。ビンは次の通りです：Y1（583.5 - 586.0 nm）、Y2（586.0 - 588.5 nm）、Y3（588.5 - 591.0 nm）、Y4（591.0 - 593.5 nm）。各ビン限界には±1nmの許容差が適用されます。

3.3 順方向電圧（Vf）ビニング

電流調整のための回路設計を支援するため、順方向電圧もビニングされます。ビンは次の通りです：1A（1.8 - 2.0V）、2A（2.0 - 2.2V）、3A（2.2 - 2.4V）。各限界には±0.1Vの許容差が適用されます。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 外形寸法

パッケージの正方形ボディのフットプリントは各辺4.2mm ±0.2mmです。レンズを含む全高は6.9mm ±0.5mmです。リードはパッケージ底部から突出しており、リード間隔（リードの出っ張り部分）は3.65mm ±0.2mmです。フランジ下部の樹脂突出は最大1.0mm許容されます。特に指定がない限り、全ての寸法には一般的な許容差±0.25mmが含まれます。

4.2 極性識別

デバイスには3本のリード（P1、P2、P3）があります。P1とP3はアノード（+）に、P2はカソード（-）に指定されています。PCBレイアウトおよび実装時には正しい極性を遵守する必要があります。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

5.1 リフローはんだ付けプロファイル

このLEDは無鉛リフローはんだ付けプロセスに対応しています。推奨プロファイルパラメータは次の通りです：プリヒート/ソーク温度150°Cから200°C、最大120秒。液相温度（T_L= 217°C）以上の時間は60秒から150秒の間であるべきです。ピークパッケージボディ温度（T_P）は260°Cを超えてはならず、規定の分類温度（T_C= 255°C）の±5°C以内の時間は最大30秒であるべきです。25°Cからピーク温度までの総時間は5分を超えてはなりません。

5.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、先端温度が315°Cを超えないはんだごてを使用してください。リードごとはんだ付け時間は最大3秒に制限し、LEDへの熱ダメージを防ぐため、接合部ごとに1回のみ行うべきです。

5.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤のみを使用してください。エポキシレンズやパッケージマーキングを損傷する可能性があるため、強力な化学洗浄剤は避けてください。

6. 保管および取り扱い

6.1 湿気感受性

この部品は、JEDEC規格J-STD-020に基づき、湿気感受性レベル3（MSL3）に分類されます。LEDは、乾燥剤と湿度指示カードを封入した防湿バリアバッグ（MBB）に密封されて供給されます。未開封のMBBを<30°C、<90%相対湿度（RH）の条件下で保管した場合、棚寿命は12ヶ月です。

6.2 フロアライフとベーキング

防湿バリアバッグを開封した後、フロアライフが始まります。LEDは<30°C、<60% RHで保管し、全てのはんだ付けまたは高温プロセスは168時間（7日）以内に完了する必要があります。ベーキングは以下の場合に必要です：湿度指示カードが>10% RHを示す場合、フロアライフが168時間を超えた場合、または部品が>30°C、>60% RHにさらされた場合。推奨ベーキング条件は60°C ±5°Cで20時間であり、ベーキングは1回のみ行うべきです。周囲空気への長時間の暴露は、リードの銀メッキを酸化させ、はんだ付け性に影響を与える可能性があります。未使用のLEDは、乾燥剤と共に防湿バリアバッグに再密封してください。

7. 包装仕様

LEDは、自動ピックアンドプレース実装用のエンボス加工キャリアテープに供給されます。テープ寸法は標準化されています：ポケットピッチ8.0mm ±0.1mm、テープ幅16.0mm ±0.3mm。各リールには1,000個のLEDが含まれます。リールは保護材と共に包装されます：1リールが乾燥剤と湿度指示カードを封入した防湿バリアバッグに入れられます。そのような防湿バリアバッグ3袋が1つの内箱に梱包され、合計3,000個となります。最後に、内箱10箱が1つの外装出荷箱に梱包され、外箱あたり合計30,000個となります。包装には静電気放電（ESD）警告が明確に表示されており、デバイスが敏感であり安全な取り扱い手順が必要であることを示しています。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

安定した動作と長寿命を確保するため、LEDは定電圧源ではなく定電流源で駆動する必要があります。基本的な電流制限には、R = (V_電源- V_F) / I_Fとして計算される単純な直列抵抗を使用できます。ただし、温度や電源電圧変動にわたって安定した輝度を必要とするアプリケーションでは、専用のLEDドライバICまたはトランジスタベースの定電流回路の使用を推奨します。最大直流電流は50 mAを超えてはなりません。許容損失の限界に近い設計では、周囲温度45°C以上で摂氏1度あたり0.75 mAの線形デレーティングを規定するデレーティング曲線に注意を払う必要があります。

8.2 熱管理

このパッケージは主にパワーLEDとして設計されているわけではありませんが、性能と寿命を維持するためには、PCB上での効果的な熱管理が依然として重要です。PCBパッド設計は、良好なはんだ接合の形成とLEDからの熱伝導を確保するために、推奨フットプリントに従うべきです。LEDの熱パッド（該当する場合）の下にサーマルビアを持つPCBを使用するか、カソード/アノードパッドに接続された十分な銅箔を確保することで、放熱に役立ちます。高い周囲温度でLEDを最大定格付近または最大定格で動作させると、実効寿命が短縮され、色ずれや強度低下を引き起こす可能性があります。

8.3 光学設計上の考慮事項

内蔵の拡散レンズと狭い視野角により、多くの標識用途で二次光学系が不要となり、実装が簡素化されコストが削減されます。放射パターンは比較的滑らかです。設計者は、LEDアレイ内のLED間隔を計画する際に角度強度分布を考慮し、暗点のない均一な照明を実現する必要があります。レンズの拡散性により、画素化や個々のLEDのホットスポットを最小限に抑え、メッセージボードでよりシームレスな視覚的外観を作り出すことができます。

9. 技術比較および差別化

標準的なSMD（表面実装デバイス）またはPLCC（プラスチックリードチップキャリア）パッケージLEDと比較して、このランプスタイルパッケージは指向性照明において明確な利点を提供します。標準的なSMD LEDはしばしばより広い視野角（例：120°）を持ち、光をより広い領域に広げるため、特定の方向から光を見る必要がある用途では非効率的です。LTLMR4YW2DAの25°視野角は光束を集中させ、同じ総光束（ルーメン）に対して著しく高い軸上光度（カンデラ）をもたらします。これは、視聴者が通常標識の前の狭い円錐内にいる交通標識などの用途により効率的です。SMDボディ内の統合レンズと頑丈なスルーホールスタイルのリードは、光学的制御、機械的強度、自動実装互換性の良いバランスを提供します。

10. よくある質問（FAQ）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、発光スペクトルの強度が最大となる単一波長です。主波長（λd）はCIE色度図から導出され、人間の観察者にとってLEDと同じ色に見える単色光の波長を表します。この黄色AllnGaPタイプのような狭帯域LEDでは、通常これらは非常に近い値ですが、色仕様に関してはλdがより関連性の高いパラメータです。

Q: このLEDを電圧源で駆動できますか？

A: 強く推奨されません。LEDは電流駆動デバイスです。その順方向電圧には許容差があり、温度によって変化します。典型的なV_Fに対して計算された直列抵抗があっても、実際のV_Fが範囲の下限にある場合、過剰電流が流れ、LEDを損傷する可能性があります。常に電流制限機構を使用してください。

Q: MSL3定格とベーキングプロセスが重要なのはなぜですか？

A: プラスチックパッケージに吸収された湿気は、高温リフローはんだ付けプロセス中に急速に気化し、内部剥離、クラック、またはポップコーン現象を引き起こし、即時または潜在的な故障につながります。MSL3取り扱い手順（168時間のフロアライフ、適切な保管、必要時のベーキング）を遵守することは、実装歩留まりと長期の現場信頼性を確保するために極めて重要です。

Q: 発注時にビンコードをどのように解釈すればよいですか？

A: ビンコード（例：Iv=Z、Wd=Y3、Vf=2A）により、アプリケーションで必要とする性能範囲を指定できます。非常に高く均一な輝度を必要とする標識では、Iv=Zを指定するかもしれません。複数の標識間または大規模アレイ内での厳密な色合わせが必要な場合は、Y2やY3のような狭いWdビンを指定します。利用可能なビン組み合わせについてはサプライヤーにご相談ください。

11. 動作原理

LTLMR4YW2DAは、AllnGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術に基づいています。ダイオードのオン閾値を超える順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が活性領域に注入されます。ここでそれらは再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。活性領域内のAllnGaP合金の特定のバンドギャップエネルギーが、この場合は可視スペクトルの黄色領域（〜590nm）にある発光の波長を決定します。半導体チップを囲む拡散エポキシレンズは、高屈折率材料からの光の取り出し、放射パターンを狭いビームに整形すること、および繊細な半導体構造を機械的および環境的損傷から保護する役割を果たします。

12. 業界の状況とトレンド

LTLMR4YW2DAのような表面実装型LEDランプは、低電力インジケータLEDと高電力照明LEDの間のギャップを埋める、LED市場の成熟かつ最適化されたセグメントを代表しています。このセグメントのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのより多くのルーメンまたはカンデラ）、より厳格なビニングによる改善された色の一貫性、および様々な動作条件下でのより長い寿命（L70、L90）などの強化された信頼性指標に向かって続いています。また、光出力を維持または増加させながら小型化を進める持続的な推進力もあり、高解像度ディスプレイや標識でより細かいピクセルピッチを可能にしています。さらに、ますます厳格な環境規制（RoHSを超え、REACHのような物質を考慮）への適合性、および高度なPCBアセンブリのためのより高温のリフロープロファイルへの耐性が、主要な開発の推進力であり続けています。