LTST-C170KRKT 赤色 SMD LED データシート - 超高輝度 AlInGaP - 20mA - 2.4V - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、先進的なAlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン化物）チップ技術を採用した高性能表面実装LEDの仕様を詳細に説明します。主な用途は、信頼性の高い明るい赤色表示光源を必要とする電子機器です。その中核的な利点は、環境規制への適合、高い発光強度、および現代の自動化組立・はんだ付けプロセスとの互換性を含みます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

本デバイスは、長期信頼性を確保するために、厳格な環境および電気的限界内で動作するように設計されています。最大連続順方向電流は、周囲温度（Ta）25°Cにおいて30 mAと定格されています。50°Cを超えると、許容DC電流は温度上昇1°Cあたり0.4 mAの割合で直線的に減額する必要があります。最大許容損失は75 mWです。デバイスは最大5 Vの逆電圧に耐えることができます。動作および保管温度範囲は-55°Cから+85°Cと規定されており、多様な環境に適しています。

2.2 電気光学特性

主要な性能指標は、Ta=25°C、順方向電流（IF）20 mAの標準試験条件で測定されます。光度（Iv）の代表値は54.0ミリカンデラ（mcd）で、規定最小値は18.0 mcdです。視野角（2θ1/2）は、強度が軸上値の半分に低下する全角として定義され、130度で、広い照射範囲を提供します。知覚される色を定義する主波長（λd）は631 nmで、赤色スペクトルに位置します。順方向電圧（Vf）は、20 mA時で代表値2.4 V、最大2.4 Vです。逆電流（Ir）は、完全な5 V逆バイアス時に最大10 μAに制限されます。

3. 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、これらのLEDの発光出力は特定の強度ビンに分類されます。ビニングは、20 mAで測定された光度に基づいています。利用可能なビンコードは次の通りです：M（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）。各強度ビンには+/-15%の許容差が適用されます。このシステムにより、設計者はアプリケーションの正確な輝度要件を満たす部品を選択でき、複数のLEDを使用する製品における視覚的な均一性を確保できます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフィカルデータ（例：スペクトル発光のFig.1、視野角のFig.6）が参照されていますが、提供された表形式データにより重要な分析が可能です。AlInGaP LEDでは、順方向電流と光度の関係は一般的に超線形であり、ある点までは電流に比例以上で輝度が増加することを意味します。順方向電圧は電流に対数関係を示します。スペクトル半値幅20 nmは、比較的純粋で飽和した赤色を示しています。性能は周囲温度によって変化します。光度は一般的に温度上昇とともに減少し、順方向電圧はわずかに減少します。

5. 機械的およびパッケージ情報

LEDは、標準的なEIA互換の表面実装パッケージに収められています。詳細な寸法図により、正確な長さ、幅、高さ、およびリード位置が規定されています。レンズはウォータークリアで、内部吸収を最小限に抑えることで光出力を最大化します。部品は8mm幅のテープに供給され、直径7インチのリールに巻かれています。これは自動ピックアンドプレース組立装置の標準です。テープおよびリール仕様はANSI/EIA 481-1-A-1994に準拠しており、業界標準のフィーダーとの互換性を確保しています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付け

本デバイスは、大量のPCB組立に不可欠な、赤外線（IR）および気相リフローはんだ付けプロセスの両方と互換性があります。鉛フリーはんだ用の推奨リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータには、150-200°Cまでの予熱ゾーン、260°Cを超えないピークボディ温度、および260°C以上での時間を最大10秒に制限することが含まれます。LEDはこのリフローサイクルを最大2回まで耐えることができます。

6.2 手はんだ付けおよび保管

はんだごてによる手はんだ付けが必要な場合、先端温度は300°Cを超えてはならず、接触時間はパッドごとに3秒以内、1回のみに制限する必要があります。保管については、LEDは30°Cおよび相対湿度70%を超えない環境に保管する必要があります。元の防湿包装から取り出した部品は、672時間（28日）以内にリフローする必要があります。保管期間がこれを超える場合は、組立前に約60°Cで24時間のベーキングプロセスを実施し、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止することを推奨します。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、エチルアルコールやイソプロピルアルコールなどの指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。LEDは常温で1分未満浸漬する必要があります。指定外の化学洗浄剤の使用は、プラスチックパッケージ材料を損傷する可能性があります。

7. 包装および発注情報

標準包装は、3000個入りの7インチリールです。フルリール未満の数量については、残数用に500個の最小パックが用意されています。テープシステムにより、部品が正しい向きと間隔で配置されます。包装仕様では、キャリアテープの空きポケットはカバーテープで密封され、連続する欠品は最大2個まで許容されることが記載されており、これは自動ハンドリングのための標準的な品質保証です。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 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、各LEDに直列に個別の電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。個別の抵抗なしでLEDを直接並列に駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。なぜなら、LED間の順方向電圧（Vf）特性のわずかなばらつきが、電流分担に大きな差を生じさせ、結果として輝度の違いを引き起こす可能性があるためです。

8.2 静電気放電（ESD）保護

この部品は静電気放電に敏感です。取り扱いおよび組立中は、適切なESD対策を実施する必要があります。これには、接地されたリストストラップや作業台、帯電防止手袋、およびプラスチックレンズに蓄積する可能性のある静電気を中和するイオナイザーの使用が含まれます。ESD損傷は、高い逆方向リーク電流、異常に低い順方向電圧、または低電流での点灯不良として現れる可能性があります。ESD損傷の簡単なテストは、0.1mAの非常に低い試験電流で、点灯と1.4Vを超える順方向電圧を確認することです。

8.3 適用範囲および注意事項

このLEDは、OA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。故障が生命や健康を危険にさらす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空、医療生命維持装置、輸送安全システム）向けに設計または認定されていません。そのようなアプリケーションでは、適切な信頼性認定を有する部品を調達する必要があります。

9. 技術比較および差別化

AlInGaP半導体材料の使用は、重要な差別化要因です。標準GaPなどの旧来技術と比較して、AlInGaP LEDは著しく高い発光効率を提供し、同じ駆動電流でずっと明るい出力を実現します。130度の広い視野角は、広い視認性を必要とするアプリケーションに有利です。高温、鉛フリーリフロープロファイルとの互換性により、RoHS準拠の製造ラインに適した現代的な部品となっています。定義されたビニング構造は、複数LEDディスプレイや表示パネルにとって重要な輝度の一貫性のレベルを提供します。

10. 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）は、スペクトルパワー出力が最も高い単一波長です（代表値639 nm）。主波長（λd）はCIE色度図から導出され、光の知覚される色に最もよく一致する単一波長を表します（631 nm）。主波長は色指定により関連性が高いです。

Q: 最大DC電流30mAでこのLEDを連続駆動できますか？

A: はい、ただし周囲温度が25°C以下の場合に限ります。より高い周囲温度では、50°Cを超えると0.4 mA/°Cの減額率に従って電流を減らす必要があり、最大接合温度を超え信頼性を損なうことを回避します。

Q: なぜ並列接続の各LEDに個別の直列抵抗が推奨されるのですか？

A: LEDの順方向電圧（Vf）には製造公差があります。個別の抵抗がない場合、わずかにVfが低いLEDは不均衡に多くの電流を引き、より明るくなり過熱する可能性があり、一方でVfが高いLEDは暗くなります。抵抗は各LEDのためのシンプルな電流レギュレータとして機能します。

11. 実践的な設計および使用例

例1: ステータス表示パネル：制御パネルに、10個の均一に明るい赤色ステータス表示が必要です。設計者は、視覚的一貫性を確保するために同じ強度ビン（例：ビンP）のLEDを選択します。各LEDは、直列抵抗を介して5V電源で駆動されます。抵抗値は R = (電源電圧 - LEDのVf) / LED電流 として計算されます。代表的なVf 2.4V、目標電流20mAを使用すると、R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 オームとなります。各LEDに独立して、標準の130Ωまたは150Ω抵抗が使用されます。

例2: 高温環境：PCB付近の局所周囲温度が70°Cと測定された筐体内にLEDが必要です。最大許容DC電流は減額する必要があります。減額は50°Cから始まります。50°C以上の温度上昇は 70°C - 50°C = 20°C です。電流減少量 = 20°C * 0.4 mA/°C = 8 mA。したがって、周囲温度70°Cでの最大安全連続電流は 30 mA - 8 mA = 22 mA です。駆動回路はこの電流を超えないように設計する必要があります。

12. 動作原理の紹介

このLEDの発光は、AlInGaP材料で作られた半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスの原理に基づいています。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、そこで再結合します。この再結合中に放出されるエネルギーは、光子（光）の形で放出されます。結晶格子中のアルミニウム、インジウム、ガリウム、リン化物の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接、発光の波長（色）を定義します—この場合は赤色です。ウォータークリアエポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力パターンを形成します。

13. 技術トレンドと背景

AlInGaP技術は、赤色、橙色、黄色LEDに対する成熟した高効率ソリューションを表しています。その開発は、以前の技術から大幅な前進であり、輝度と効率が大幅に改善されました。表示用LEDの現在のトレンドは、効率（ルーメン毎ワット）をさらに向上させ、消費電力の低減と発熱の削減を可能にすることに焦点を当てています。また、光出力を維持または増加させながらパッケージの小型化に向けた動きもあります。さらに、業界は、自動車や産業用途（このような部品が一般的に展開される分野）における過酷な組立プロセス（高温鉛フリーリフローなど）との互換性および厳格な信頼性要件を引き続き重視しています。