LTW-108SEG-W 白色LED データシート - SMDパッケージ - 3.2V 標準 - 120mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、標準的な表面実装デバイス (SMD) パッケージを採用した高輝度白色発光ダイオード (LED) の完全な技術仕様を提供します。この部品は自動組立プロセス向けに設計されており、鉛フリー (Pbフリー) およびRoHS環境基準に準拠するグリーン製品として認定されています。主な用途は、信頼性の高い小型のインジケータ照明やバックライトを必要とする一般的な電子機器です。

2. 主な特長と仕様

LEDは12mm幅のテープに実装され、直径7インチのリールに巻き取られており、現代の電子機器製造で使用される高速自動実装機と完全に互換性があります。標準的な赤外線 (IR) および気相リフローはんだ付けプロセスに耐えるように設計されています。パッケージはEIA (Electronic Industries Alliance) 規格に準拠し、集積回路 (I.C.) 互換の駆動特性を備えています。

この特定モデルは黄色がかったレンズを特徴とし、白色光を生成するために窒化インジウムガリウム (InGaN) 半導体材料を利用しています。本デバイスは、JEDEC規格 J-STD-020 に基づく湿気感受性レベル (MSL) 3 に分類されており、はんだ付け前の特定の取り扱いおよび保管要件が定められており、湿気による損傷を防止します。

3. 絶対最大定格

これらの限界を超えてデバイスを動作または保管すると、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 電力損失 (Pd):120 mW
• ピーク順方向電流 (I_F(peak)):100 mA (デューティサイクル 1/10、パルス幅 0.1ms 時)
• DC順方向電流 (I_F):30 mA
• 逆方向電圧 (V_R):5 V
• 動作温度範囲 (T_opr):-30°C から +85°C
• 保管温度範囲 (T_stg):-40°C から +100°C
• リフローはんだ付け条件:ピーク温度 260°C、最大 10秒間 (鉛フリープロセス)。

重要注意:アプリケーション回路でLEDに逆バイアス電圧を印加すると、部品の即時故障または劣化を引き起こす可能性があります。

4. 電気的・光学的特性

特に断りのない限り、すべてのパラメータは周囲温度 (T_a) 25°C、標準試験電流 (I_F) 20 mA で規定されています。

4.1 光度と指向角

光度 (I_V) は、1800 mcd (ミリカンデラ) から 2500 mcd の間であることが保証されており、代表値が提供されています。光度は、明所視 (CIE) 人間の目の応答曲線に近似したセンサーとフィルターの組み合わせを使用して測定されます。本デバイスは、光度がピーク軸値の半分に低下する全角として定義される、110度の広い指向角 (2θ_1/2) を特徴としています。

4.2 色度と順方向電圧

白色光の色は、CIE 1931 (x, y) ダイアグラム上の色度座標によって定義されます。代表的な座標は x=0.295、y=0.285 です。製品保証では、これらの座標に ±0.01 の許容差が適用されます。順方向電圧 (V_F) は通常 3.2V ですが、20 mA で駆動した場合、2.9V から 3.6V の範囲に及ぶことがあります。このばらつきはビニングシステムによって管理されます。

4.3 試験基準と取り扱い上の注意

色度と光度は、CAS140B 規格に従って試験されます。データシートは、静電気放電 (ESD) 感受性を強く強調しています。静電気や電源サージは、LEDを修復不可能な損傷に至らしめる可能性があります。取り扱い時には、接地されたリストストラップまたは静電気防止手袋の使用、およびすべての作業台、工具、設備が適切に接地されていることを確認することを推奨します。

5. ビニングシステムの説明

アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDは主要な電気的・光学的パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は厳密に制御された特性を持つ部品を選択することができます。

5.1 順方向電圧 (V_F) ビニング

LEDは、20 mA 時の順方向電圧に基づいてビン (V0 から V6) に分類されます。各ビンは、最小 2.9V (V0) から最大 3.6V (V6) までの 0.1V の範囲をカバーします。各ビン内には ±0.10V の許容差が適用されます。

5.2 光度 (I_V) ビニング

LEDは光度 (S9 から S15) についてもビニングされます。各ビンは 100 mcd の範囲を表し、1800-1900 mcd (S9) から 2400-2500 mcd (S15) までです。指定された各ビン内の光度には ±10% の許容差が適用されます。

6. 特性曲線の分析

データシートは、様々なパラメータ間の関係を示す代表的な特性曲線を参照しています。具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、通常は以下を含みます:

• 相対光度 vs. 順方向電流:光出力が電流とともに、通常は非線形に増加し、最終的に飽和する様子を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度:LEDの接合温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示します。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流:ダイオードのI-V特性曲線を描きます。
• 指向角パターン:光強度の空間分布を示す極座標プロットです。

これらの曲線は、異なる動作条件下でのデバイスの挙動を理解し、効果的な熱的・電気的設計を行うために不可欠です。

7. 機械的・パッケージ情報

LEDは標準的なSMDパッケージで提供されます。部品自体、自動取り扱い用のキャリアテープ、および7インチリールの詳細な寸法図が提供されています。すべての寸法はミリメートルで規定されており、特に断りのない限り標準許容差は ±0.1mm です。テープおよびリール梱包は EIA-481-1-B 規格に準拠しています。

7.1 梱包仕様

• リールサイズ:直径 7インチ。
• 1リールあたりの数量:2000個。
• 端数最小発注数量 (MOQ):500個。
• テープ:部品は12mm幅のエンボス加工キャリアテープに収納され、トップカバーテープで密封されています。

8. はんだ付け・実装ガイドライン

8.1 リフローはんだ付け

本コンポーネントは、ピーク温度 260°C、最大 10秒間の鉛フリーリフローはんだ付けに適合しています。J-STD-020D に準拠した推奨リフロープロファイル（プリヒート段階を含む）が参照されています。データシートはまた、赤外線または気相リフロー時に信頼性の高いはんだ接合を形成するために、プリント回路基板 (PCB) 上の推奨パッドレイアウト寸法を提供しています。

8.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、先端温度が 300°C を超えないはんだごてを使用し、はんだ接触時間は接合部あたり最大 3秒に制限する必要があります。これは、パッケージへの熱損傷を防ぐために一度だけ行うべきです。

8.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された溶剤のみを使用してください。LEDは室温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールに 1分未満浸漬することができます。指定外の化学洗浄剤の使用は、LEDパッケージ材料を損傷する可能性があるため禁止されています。

9. 保管・取り扱い

MSL 3 の格付けのため、厳格な湿気管理が必要です:

• 密封袋:温度 ≤30°C、相対湿度 (RH) ≤90% で保管してください。乾燥剤入りの元の防湿バッグに保管した場合の保存寿命は、日付コードから 1年間です。
• 開封済み袋:開封後は、温度 ≤30°C、相対湿度 ≤60% で保管してください。部品は、工場環境に曝露してから 168時間 (7日) 以内にはんだ付けする必要があります。湿度指示カードがピンク色に変わった場合 (RH >10% を示す)、または 168時間のウィンドウを超えた場合は、使用前に LEDを 60°C で少なくとも 48時間ベーキングする必要があります。残りの部品は乾燥剤とともに再密封してください。

10. アプリケーション設計上の注意点

10.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するためには、強く推奨します、各LEDに直列に個別の電流制限抵抗を使用することです。複数のLEDを単一の共有抵抗と直接並列に接続する方法 (データシートの回路B) は推奨されません。LEDごとの順方向電圧 (V_F) 特性のばらつきにより、個別の抵抗がない並列構成では電流分布が不均一になり、輝度に大きな差が生じ、最も低い V_F.

を持つLEDが過電流故障する可能性があります。

10.2 適用範囲と信頼性に関する免責事項

本LEDは、オフィスオートメーション機器、通信機器、家電製品などの一般的な電子機器での使用を意図しています。故障が生命や健康に危険を及ぼす可能性がある、航空、輸送、医療生命維持システム、安全装置など、例外的な信頼性を必要とするアプリケーションでは、設計導入前にメーカーとの具体的な協議と認定が必要です。

10.3 アプリケーションにおけるESD保護

取り扱い時に指摘されたESD感受性は、アプリケーション回路にも及びます。設計者は、最終使用環境でLED接続が静電気放電や電圧サージに曝される可能性がある場合、PCB上に過渡電圧サプレッション (TVS) ダイオードや抵抗器などの保護対策を実装することを検討すべきです。

11. 技術比較と設計上の考慮点

従来のスルーホールLED技術と比較して、このSMDコンポーネントは、手動挿入やフローはんだ付けを排除することにより、製造速度、基板スペースの節約、信頼性において大きな利点を提供します。110度の広い指向角は、集光ビームに使用される狭角LEDとは対照的に、広い照明や複数の角度からの視認性を必要とするアプリケーションに適しています。白色光用のInGaN技術は、通常、高い効率と長寿命を提供します。主な設計上の考慮点には、絶対最大定格内に収まるように順方向電流を管理すること、駆動回路を設計する際に順方向電圧ビンを考慮すること、および接合温度を低く保ち光出力と長期信頼性を維持するためにPCB上で適切な熱管理を実装することが含まれます。

12. よくある質問 (FAQ)

Q: このLEDを5Vまたは3.3Vのロジック電源から直接駆動できますか？_FA: いいえ。直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、3.3V電源、20mA時の代表的な V_Fが 3.2V の場合、(3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5オームの抵抗が必要です。電流が最大定格を超えないようにするためには、選択したビンの最小 V

に対して常に計算してください。

Q: なぜ光度は範囲 (1800-2500 mcd) で与えられているのですか？

A: これは生産全体でのばらつきです。製品で一貫した輝度を得るためには、単一の光度ビン (例: S12: 2100-2200 mcd) からLEDを指定して購入する必要があります。

Q: 私の製造プロセスにとってMSL 3とはどういう意味ですか？

A: それは、密封袋を開封後、部品をはんだ付けしなければならないまで、最大 168時間 (7日間) 工場環境に曝すことができることを意味します。この時間を超えた場合、リフローはんだ付け中にポップコーン現象(パッケージのひび割れ) を引き起こす可能性のある吸収湿気を除去するためにベーキングプロセスが必要です。

Q: ヒートシンクは必要ですか？

A> 最大DC電流 (30mA) での連続動作、または高い周囲温度での使用では、注意深い熱設計が必要です。低デューティサイクルのインジケータ用途では専用のヒートシンクは必要ないかもしれませんが、LEDの熱放散パッドがPCB上の銅面と良好に接続されていることを確認することで、放熱と性能維持に役立ちます。

13. 実用的なアプリケーション例

1. シナリオ: 10個の均一な明るさの白色LEDを使用したステータスインジケータパネルの設計。回路設計:_F定電流LEDドライバIC、または各LEDに個別の直列抵抗を持つ電圧レギュレータを使用します。5V電源、LEDあたり20mAを目標とし、V3ビン (V_{= 3.2-3.3V) からLEDを選択すると仮定します。抵抗値は R = (5V - 3.25V}max
2. ) / 0.02A ≈ 87.5オームとなります。標準の91オームまたは100オームの抵抗を使用し、実際の電流を再計算します。部品選定:
3. 視覚的な一貫性を確保するために、10個すべてのLEDを同じ光度ビン (例: S12) および同じ順方向電圧ビン (例: V3) から指定します。PCBレイアウト:
4. データシートの推奨パッド寸法に従います。熱放散パッド (存在する場合) は、放熱を助けるために接地された銅面に接続します。製造:
5. 12mmテープフィーダ用に自動実装機をプログラムします。ピーク温度 260°C の参照鉛フリーリフロープロファイルを使用します。取り扱い:

製造準備が整うまでリールを密封袋に入れたままにします。開封後は、168時間のフロアライフ内に10枚すべての基板の組立を完了してください。

14. 動作原理と技術

このLEDは、スペクトルの青色領域で光を発するInGaN (窒化インジウムガリウム) 半導体チップを使用して白色光を生成します。この青色光は、パッケージ内部の蛍光体コーティングによって部分的に長波長 (黄色、赤色) に変換されます。残りの青色光と蛍光体変換光の組み合わせが混ざり合い、白色光として知覚されます。この方法は、蛍光体変換白色LED技術として知られ、高効率と良好な演色性を実現するために一般的です。広い指向角は、チップと蛍光体から発せられた光を拡散・広げるパッケージレンズ設計の結果です。

15. 業界動向