LTW-010DCG-TR LED データシート - 3.0x1.6x1.6mm - 3.4V - 120mW - 白色光 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTW-010DCG-TRは、省エネルギーでコンパクトな光源として設計された表面実装型白色発光ダイオード（LED）です。LED技術に固有の長い動作寿命と信頼性に、様々な用途で従来の照明に置き換えるのに適した高輝度レベルを組み合わせています。このデバイスは自動組立プロセス向けにパッケージ化されており、設計者が製品にソリッドステート照明を統合する際の柔軟性を提供します。

1.1 中核的利点とターゲット市場

この部品の主な利点は、高い光度、広い視野角、および標準的な赤外線（IR）および気相リフローはんだ付けプロセスとの互換性です。そのEIA標準パッケージは、既存の製造ラインへの容易な統合を保証します。本製品はグリーン製品に分類され、鉛フリーでRoHS指令に準拠しています。ターゲットアプリケーションは多岐にわたり、自動車および携帯型照明（例：読書灯、懐中電灯）から、建築、装飾、および信号用途（例：エッジライトサイン、交通ビーコン、ダウンライト）まで様々です。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

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発生する可能性がある限界を定義します。通常動作を意図したものではありません。

• 消費電力（Pd）：120 mW。これは、LEDパッケージが熱的限界を超えることなく熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順方向電流（I_F(PEAK)）：100 mA。この電流は、過熱を防ぐためにパルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのみ許容されます。
• 直流順方向電流（I_F）：30 mA。これは、信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続順方向電流です。
• 逆電圧（V_R）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、即座に故障する可能性があります。
• 動作温度範囲（T_opr):-30°C to +85°C. The device is guaranteed to function within this ambient temperature range.
• Storage Temperature Range (T_stg）：-40°C から +100°C。
• リフローはんだ付け条件：260°Cのピーク温度を10秒間耐え、鉛フリーはんだ付けプロファイルと互換性があります。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、周囲温度25°C、順方向電流（I_F）20 mAの標準テスト条件で測定され、共通の参照点として機能します。

• 光度（I_V）：2200 mcd（最小）、3000 mcd（標準）。これは、特定方向でのLEDの知覚される明るさの尺度です。テストには、CIE明所視感度曲線に一致するようにフィルタリングされたセンサーが使用されます。
• 視野角（2θ_1/2）：115度（標準）。これは、光度が0度（オンアクシス）での強度の半分になる全角です。広い視野角は、より拡散した光パターンを示します。
• 色度座標（x, y）：x=0.295, y=0.282（標準）。これらの座標は、CIE 1931色度図上のLEDの白色点を定義します。これらの値には±0.01の許容差が適用されます。
• 順方向電圧（V_F）：2.7 V（最小）、3.4 V（最大） I_F=20mA時。これは、指定された電流が流れているときのLED両端の電圧降下です。ドライバ回路設計の重要なパラメータです。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は色と輝度の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 順方向電圧（V_F）ビニング

VFビンコード（V1からV7）は、20mA時の順方向電圧に基づいてLEDを分類します。各ビンには0.1Vの範囲（例：V1: 2.7-2.8V, V7: 3.3-3.4V）があり、各ビンに±0.1Vの許容差があります。これは安定した定電流ドライバの設計に役立ちます。

3.2 光度（I_V）ビニング

IVビンコード（S3からS10）は、20mA時の光度に基づいてLEDを分類します。ビンの範囲はS3（2200-2300 mcd）からS10（2900-3000 mcd）までです。各ビン内の光度と光束には±10%の許容差が適用されます。mcd値は参考値です。

3.3 色度（Chromaticity）ビニング

色ランク表（例：A1, C1, D4）は、CIE 1931色度図上の特定の四角形を定義します。各ランクにはxとyの定義された角座標があり、LEDの白色点が制御された領域内に収まることを保証します。各色相（x, y）ビンには±0.01の許容差が適用されます。これは、複数のLED間で一貫した白色の外観を必要とするアプリケーションにとって重要です。

4. 性能曲線分析

データシートは、非標準条件下でのデバイスの動作を理解するために不可欠な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では再現されていませんが、その含意は標準的なものです。

• I-V曲線：順方向電流と順方向電圧の関係を示します。非線形であり、低電流時のV_Fにほぼ等しいターンオン電圧を持ちます。この曲線は熱管理とドライバ設計に役立ちます。
• 光度 vs. 順方向電流：通常、光出力は電流とともに増加しますが、熱効果により非常に高い電流では飽和または効率が低下する可能性があることを示しています。
• 光度 vs. 周囲温度：接合温度が上昇すると光出力は一般的に減少することを示しています。このデレーティングは、高温環境で動作するアプリケーションを設計する上で重要です。
• 視野角パターン：光強度の空間分布を示す極座標プロットです。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 外形寸法

パッケージ寸法は、長さ3.0mm、幅1.6mm、高さ1.6mmで、特に指定がない限り±0.1mmの許容差があります。カソードは通常、パッケージ上のマーキングまたは切り欠きで識別されます。正確な配置とフットプリント設計については、詳細な寸法図を参照する必要があります。

5.2 推奨PCB実装パッド

赤外線または気相リフローはんだ付け用のランドパターンデザインが提供されています。このパッドレイアウトは、信頼性の高いはんだ接合の形成、良好な放熱、および機械的安定性のために最適化されています。製造歩留まりと長期信頼性のために、この推奨事項に従うことが重要です。

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パラメータ

この部品は赤外線リフローはんだ付けと互換性があります。推奨される鉛フリーリフロープロファイル（J-STD-020D準拠）が参照されており、ピーク温度260°Cを10秒間維持します。推奨される温度上昇率、予熱、冷却段階に従うことは、熱衝撃やLEDパッケージまたは蛍光体への損傷を防ぐために重要です。

6.2 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された化学薬品のみを使用してください。LEDは常温で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。指定外の化学液体はエポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

6.3 保管および取り扱い

本製品は、JEDEC J-STD-020に基づき、湿気感受性レベル（MSL）3と評価されています。リフロー中の湿気による損傷（"ポップコーン現象"）を防ぐための予防措置が必要です。

• 未開封パッケージ：30°C以下、相対湿度90%以下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管寿命は1年です。
• 開封済みパッケージ：30°C以下、相対湿度60%以下で保管してください。部品は、工場の周囲環境にさらされてから168時間（7日）以内にはんだリフローを行う必要があります。湿度指示カードを監視する必要があります。
• ESD対策：LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。接地されたリストストラップまたは帯電防止手袋を使用した取り扱いを推奨します。すべての設備および機械は適切に接地する必要があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

部品は、7インチ（178mm）径のリール上の12mm幅エンボスキャリアテープで供給されます。各リールには最大2000個が収容可能です。梱包はEIA-481-1-B仕様に準拠しています。テープには空のポケットを密封するためのカバーテープがあり、リールごとに連続して欠品している部品は最大2個までです。

7.2 品番およびマーキング

品番はLTW-010DCG-TRです。光束分類コードは、トレーサビリティとビン識別のために各梱包バッグに印字されています。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーション回路

このLEDは、最適な動作と長寿命のために定電流源を必要とします。安定した電源供給があれば、単純な直列抵抗を使用できます。抵抗値は R = (V_supply- V_F) / I_F で計算されます。温度変化に対する効率と安定性を向上させるためには、特に複数のLEDを直列または並列で駆動する場合、専用のLEDドライバICの使用を推奨します。最大直流電流は30mAを超えないようにしてください。

8.2 熱設計上の考慮事項

消費電力は比較的低い（最大120mW）ですが、光出力と寿命を維持するためには適切な熱設計が不可欠です。推奨PCBパッドは熱伝達を助けます。大電流または高周囲温度のアプリケーションでは、放熱のための十分な銅面積をPCB上に確保してください。LEDを最大値よりも低い電流で動作させることで、効率と寿命を大幅に改善できます。

8.3 光学設計上の考慮事項

115度の視野角は、広く拡散したビームを生成します。より集光したビームを必要とするアプリケーションでは、レンズやリフレクターなどの二次光学部品を使用する必要があります。複数のLEDを並べて使用する場合、目に見える色の違いを避けるために、色度ビニングを考慮する必要があります。

9. 技術比較と差別化

LTW-010DCG-TRは、高い標準光度（3000mcd）と非常に広い視野角（115°）の組み合わせによって差別化されています。多くの競合LEDは、狭いビーム角の高輝度か、広いビーム角の低輝度のいずれかを提供しています。この製品は、二次光学部品なしで、良好な全光束出力と広い照射範囲の両方を必要とするアプリケーションに適しています。標準的なSMD組立およびリフロープロセスとの互換性は、大量生産における重要な利点です。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 光度（mcd）と光束（lm）の違いは何ですか？

光度は特定方向の明るさ（カンデラ）を測定し、光束は全方向の総可視光出力（ルーメン）を測定します。このデータシートは主に光度を規定しています。広い視野角は、総光束が広い領域で効果的に利用されることを示唆しています。

10.2 このLEDを30mAで連続駆動できますか？

はい、30mAは推奨される最大直流順方向電流です。ただし、信頼性と寿命を向上させるためには、20mA（テスト条件）などのより低い電流で駆動することをお勧めします。周囲温度と熱設計を常に考慮してください。

10.3 色ビニング表はどのように解釈すればよいですか？

この表はCIE色度図上の領域を定義します。色合わせを確保するには、発注時に希望の色ランク（例：C1）を指定してください。同じランクのLEDは、定義された四角形内に色度座標が収まり、視覚的な一貫性が保証されます。

10.4 5Vの逆電圧を超えるとどうなりますか？

5Vを超える逆電圧を印加すると、LED接合部が即座に致命的に故障する可能性があります。回路設計で逆バイアス状態を防ぐことが重要です。LEDがAC電源または逆電圧が発生する可能性のある回路に接続されている場合は、並列に保護ダイオードを使用するなどの対策が必要です。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：携帯型作業灯の設計

均一で広範囲の照明を必要とする電池駆動の作業灯には、LTW-010DCG-TRが優れた選択肢です。設計者は、狭い光度ビン（例：S8-S10）と単一の色ランク（例：C2）からLEDを選択し、均一な輝度と色を確保します。3.7Vリチウムイオン電池から3-4個のLEDを直列に効率的に駆動するためにブーストコンバータを使用した定電流ドライバを設計し、出力とバッテリー寿命のバランスを取るために電流を20-25mAに設定します。115度の広い角度により拡散板が不要となり、機械設計が簡素化されます。MSL-3の定格は、防湿バッグを開封してから1週間以内にLEDをはんだ付けするように組立プロセスを計画することを義務付けています。

12. 動作原理の紹介

LTW-010DCG-TRのような白色LEDは、通常、蛍光体変換の原理で動作します。デバイスの中心は、順方向バイアスをかけると青色または紫外線スペクトルの光を発する半導体チップ（通常、窒化インジウムガリウム - InGaNベース）です。この一次光は、パッケージ内に堆積された蛍光体層に向けられます。蛍光体は一次光の一部を吸収し、より長い波長（黄色、赤色）の光として再放出します。変換されなかった青色光と蛍光体から放出された光の混合は、人間の目には白色として知覚されます。正確な比率が相関色温度（CCT）と色度座標を決定します。

13. 技術トレンド

ソリッドステート照明産業は、効率（ルーメン/ワット）の向上、より自然な光のための演色評価数（CRI）の改善、およびより高い信頼性と長寿命の達成に焦点を当てたトレンドとともに進化し続けています。小型化と高出力密度への動きもあります。さらに、調光可能な白色光（調整可能なCCT）と接続性を特徴とするスマート照明の統合がより一般的になっています。LTW-010DCG-TRのような部品は、市場の成熟したコスト効率の高いセグメントを代表し、これらの先進的なトレンドがハイエンド製品で発展する間、標準的な照明アプリケーションに信頼性の高い性能を提供します。