LTLMR4YVX3DA イエローLEDランプ データシート - サイズ 4.2x4.2x6.9mm - 電圧 1.8-2.4V - 電力 120mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTLMR4YVX3DAは、高輝度の表面実装LEDランプであり、要求の厳しい標識アプリケーション向けに設計されています。拡散パッケージに封止された黄色AllnGaPチップを採用し、制御された指向角で強力な光束出力を実現します。その主な設計思想は、無鉛リフローはんだ付けを含む標準的な産業用表面実装技術（SMT）組立プロセスとの信頼性と互換性を中心としています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このデバイスは、標準的なSMDやPLCCパッケージと差別化するいくつかの主要な利点を提供します。その主な特徴は、滑らかな放射パターンと、通常35度の狭く明確な指向角です。この光学特性は、特定のレンズ設計によって達成され、多くのアプリケーションで追加の外部光学レンズが不要となり、設計を簡素化しシステムコストを削減します。パッケージは高度なエポキシ技術を採用し、屋外および長期信頼性に重要な優れた耐湿性とUV保護を提供します。

ターゲット市場は、ビデオメッセージサイン、交通標識、各種屋内/屋外メッセージディスプレイなど、高い視認性と信頼性を必要とするアプリケーションです。その構造は無鉛、ハロゲンフリーであり、RoHS環境指令に完全に準拠しています。

2. 技術パラメータ分析

適切な回路設計と性能予測のためには、電気的および光学的特性の詳細で客観的な分析が不可欠です。

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある応力限界を定義します。周囲温度（TA）25°Cにおける最大許容損失は120mWです。直流順電流は50mA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、パルス幅≤10µs）で120mAのピーク順電流が許容されます。重要なパラメータは順電流のディレーティング係数です：45°Cを超えると、最大許容直流電流は摂氏1度あたり0.75mAの割合で直線的に減少します。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度は-40°Cから+100°Cです。デバイスは、最大10秒間、260°Cのリフローはんだ付けピーク温度に耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

TA=25°C、標準試験電流（IF）20mAで測定した主要パラメータは以下の通りです：

• 光度（Iv）：最小5500 mcdから最大12000 mcdの範囲です。代表値はこの範囲内にあります。ビン限界には±15%の試験公差が適用されます。
• 指向角（2θ1/2）：強度がピーク値の半分となる全角として定義されます。代表値は35度（最小30度）で、測定公差は±2度です。
• ピーク発光波長（λP）：代表値 594 nm。
• 主波長（λd）：584.5 nm から 594.5 nm の範囲で、知覚される黄色の色を定義します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：代表値 15 nm。黄色光のスペクトル純度を示します。
• 順方向電圧（VF）：20mA時、1.8Vから2.4Vの範囲です。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V時、最大10 µA。この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することが重要です。この試験は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステム仕様

製造における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはビンに分類されます。LTLMR4YVX3DAは3次元のビニングシステムを使用します。

3.1 光度ビニング

IF=20mAでビニングされます。ビンコード（W, X, Y）は、ミリカンデラ（mcd）単位の光度の最小-最大範囲を定義します。各ビン限界には±15%の公差があります。
W: 5500 - 7200 mcd
X: 7200 - 9300 mcd
Y: 9300 - 12000 mcd

3.2 主波長ビニング

IF=20mAでビニングされます。ビンコード（Y1, Y2, Y3, Y4）は、ナノメートル（nm）単位の主波長の最小-最大範囲を定義します。各ビン限界には±1nmの公差があります。
Y1: 584.5 - 587.0 nm
Y2: 587.0 - 589.5 nm
Y3: 589.5 - 592.0 nm
Y4: 592.0 - 594.5 nm

3.3 順方向電圧ビニング

IF=20mAでビニングされます。ビンコード（1A, 2A, 3A）は、ボルト（V）単位の順方向電圧の最小-最大範囲を定義します。各ビン限界には±0.1Vの公差があります。
1A: 1.8 - 2.0 V
2A: 2.0 - 2.2 V
3A: 2.2 - 2.4 V

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 外形寸法

このデバイスはコンパクトな表面実装フットプリントを有します。主要寸法には、本体サイズ約4.2mm x 4.2mm、全高6.9mm ±0.5mmが含まれます。リード間隔（リードがパッケージから出る部分）は2.0mm ±0.5mmです。全ての寸法はミリメートル単位で、特に指定がない限り一般公差は±0.25mmです。フランジ下部の樹脂の小さな突出は許容され、最大高さは1.0mmです。

4.2 極性識別とパッド設計

この部品は3本のリード（P1, P2, P3）を有します。P1とP3はアノード接続、P2はカソードです。この構成はPCBレイアウト時に注意深く確認する必要があります。適切なはんだ接合部の形成とリフロー時の機械的安定性を確保するため、推奨はんだパッドパターンが提供されています。パッド設計には、はんだブリッジを防止し信頼性の高い接続を確保するための丸み（R0.5）が含まれています。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって重要です。このデバイスは、JEDEC J-STD-020に基づく湿気感受性レベル3（MSL3）です。

5.1 保管と取り扱い

未開封の防湿バッグ（乾燥剤入り）内のLEDは、<30°C、90%RHで最大12ヶ月間保管できます。バッグ開封後は、部品を<30°C、60%RH以下で保管し、168時間（7日）以内にはんだ付けを完了する必要があります。以下の場合、60°C ±5°Cで20時間のベーキングが必要です：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。ベーキングは1回のみ行うべきです。

5.2 リフローはんだ付けプロファイル

無鉛リフロープロファイルが推奨されます。主要パラメータは以下の通りです：150°Cから200°Cの予熱/ソークステージ、最大120秒；液相線（217°C）以上の時間、60秒から150秒の間；ピーク温度（Tp）最大260°C；指定分類温度（255°C）の±5°C以内の時間、最大30秒。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。

5.3 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。

6. 包装仕様

LEDは、自動実装用のエンボス加工キャリアテープに供給されます。テープ寸法は規定されており、4.2mm x 4.2mmの本体を確実に保持するように設計されたポケットがあります。標準包装は1リールあたり1,000個です。大口出荷の場合：1リールが乾燥剤と湿度指示カードを入れた防湿バッグに入れられる；そのようなバッグ3つが内箱に詰められる（合計3,000個）；内箱10個が外輸送箱に詰められる（合計30,000個）。出荷ロットの最後のパックは満杯でない場合があります。

7. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、様々な照明条件下で高輝度と良好な視認性を必要とするアプリケーションに理想的に適しています。主な用途は以下の通りです：
- ビデオメッセージサイン：多数のピクセル間で一貫した色と明るさが重要な大規模ディスプレイ用。
- 交通標識：安全性が重要な信号表示に、その高強度と信頼性を活用。
- 一般メッセージサイン：屋内・屋外両方で、その耐湿性と制御された指向角の恩恵を受ける。

7.2 設計上の考慮事項

電流駆動：安定した光束出力を確保し、熱暴走を防ぐために、定電圧源よりも定電流ドライバの使用を強く推奨します。設計は、絶対最大直流電流50mAを十分に下回り、通常は保証仕様のための試験電流20mA付近で動作させるべきです。
熱管理：損失電力は比較的低い（最大120mW）ですが、適切な熱放散を備えたPCBレイアウト、必要に応じてヒートシンク用の小さな銅パッドを使用することで、特に高周囲温度環境や高電流駆動時に、寿命を延長し性能を維持できます。
光学統合：内蔵の35度指向角は多くのアプリケーションで十分かもしれません。異なるビームパターンの場合は、二次光学系を使用できますが、初期のレンズ設計は滑らかな放射パターンを出発点として提供します。
ESD保護：データシートに明示されていませんが、全てのLED部品の取り扱いと組立時には標準的なESD予防策を講じるべきです。

8. 技術比較と差別化

標準的な3528や5050 SMD LEDと比較して、LTLMR4YVX3DAパッケージは、標識における高強度指向性照明に特化して設計されています。その主な差別化要因は、追加光学系なしで制御された狭い指向角を提供する統合レンズであり、これは汎用SMDパッケージの標準機能ではありません。黄色光用のAllnGaP技術の使用は、黄色フィルター用の蛍光体変換白色LEDなどの古い技術と比較して、より高い効率と優れた温度安定性を提供します。パッケージの堅牢性（耐湿性、耐UV性）も、主に屋内使用を目的とした多くの基本的なSMD LEDよりも優位に位置付けています。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

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=594nm）は、発光出力が最大となる波長です。主波長（λd=584.5-594.5nm）は色座標から導出され、LEDの知覚色に一致する純粋なスペクトル色の単一波長を表します。主波長は色仕様により関連性が高いです。

Q: 発注時にビニングコードをどのように解釈すればよいですか？
A: 一貫したロットを得るには、強度（例：Y）、波長（例：Y3）、電圧（例：2A）のコードを指定する必要があります。品番LTLMR4YVX3DAは特定のビン選択（強度用Y、波長/電圧組み合わせ用VX）を暗示しています。品番サフィックスへの正確なビンマッピングについては、サプライヤーにご確認ください。

Q: このLEDを3.3V電源で駆動できますか？
A: 3.3V電源に直接接続することは推奨されず、過電流によりLEDを破壊する可能性が高いです。電流制限抵抗、または好ましくは定電流駆動回路を使用する必要があります。順方向電圧は1.8-2.4Vのみなので、過剰な電圧は直列抵抗またはレギュレータで降圧しなければなりません。

Q: 湿気感受性レベル（MSL3）が重要なのはなぜですか？
A: リフローはんだ付け中に、プラスチックパッケージ内に閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部剥離やポップコーン現象を引き起こし、パッケージを割ってLEDを破壊する可能性があります。バッグ開封後の168時間のフロアライフを遵守し、必要に応じてベーキング手順に従うことは、高い組立歩留まりにとって不可欠です。

10. 実践的な設計と使用事例

シナリオ：コンパクトな交通警告標識の設計
設計者は、視認性の高い点滅する黄色光を必要としています。彼らは、高強度（最大輝度のためにビンYを選択）と狭い指向角により光が接近するドライバーに向けられることを確保するためにLTLMR4YVX3DAを選択します。彼らは推奨パッドレイアウトでPCBを設計します。マイクロコントローラのPWMピンを使用して20mAに設定されたMOSFET定電流シンクを駆動する単純な回路を使用します。MSL3要件は組立業者に伝えられ、彼らは防湿バッグ開封後48時間以内にこれらの部品をSMTラインで実装するようスケジュールします。最終的な標識は、全てのユニットで光度と色の一貫性がテストされ、交通機器の規制基準を満たします。

11. 動作原理

このLEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン（AllnGaP）半導体技術に基づいています。ダイオードの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がそれぞれn型およびp型材料から活性領域に注入されます。それらは放射再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AllnGaP層の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これは直接発光の波長に対応します—この場合、黄色領域（~590nm）です。拡散エポキシ封止材は、半導体ダイを保護するとともに一次レンズとして機能し、光出力を指定された放射パターンに形成します。

12. 技術トレンドと背景

高輝度AllnGaP LEDの開発は、白熱灯やフィルター光源よりも優れた効率、寿命、信頼性を提供することで、カラーインジケータと標識照明に革命をもたらしました。このアプリケーション分野における現在のトレンドには、大規模設置でのエネルギー消費を削減するためのさらなる高光束効率（電気ワットあたりのより多くの光出力）の追求が含まれます。また、温度と寿命にわたる色の一貫性と安定性の向上にも焦点が当てられています。さらに、パッケージ技術は、より良い熱管理を提供し、同じチップサイズでより高い駆動電流、ひいてはより高い輝度を可能にし、または標準電流でのより長い寿命を可能にするために進化し続けています。ドライバエレクトロニクスと制御インターフェース（例えば、アドレス可能なRGBサイン用）の統合は別の重要なトレンドですが、この特定の部品は、より大きなシステムに統合するために設計された個別の高性能光源のままです。