フルカラーSMD LED LTST-C19HE1WT-5A データシート - 外形寸法 3.2x1.6x0.35mm - 電圧 1.6-3.2V - 電力 0.08W - 技術文書

1. 製品概要

LTST-C19HE1WT-5Aは、小型サイズと多色表示を必要とする現代の電子アプリケーション向けに設計されたフルカラー表面実装LEDです。このデバイスは、赤、緑、青（RGB）のLEDチップを単一の超薄型パッケージ内に統合しており、3つのチャネルを個別または組み合わせて制御することで、広範なスペクトルの色を生成することが可能です。その主な設計目標は、スペースに制約のある自動組立環境において、汎用性の高い照明ソリューションを提供することです。

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、極小フットプリントとフルカラー機能の組み合わせにあります。パッケージ高さは0.35mmと非常に低く、超薄型ディスプレイやキーボード・キーパッドのバックライトモジュールなど、垂直方向のクリアランスが限られるアプリケーションに適しています。本デバイスはRoHS指令に準拠しており、国際的な環境基準を満たしています。8mmテープに巻かれた7インチ径リールで供給され、大量生産の電子機器製造で使用される標準的な自動実装機と互換性があります。主なターゲット市場は、通信機器（携帯電話など）、オフィスオートメーション機器（ノートパソコンなど）、ネットワークシステム、家電製品、屋内サインです。IC互換の駆動特性と赤外線リフローはんだ付けプロセスへの適合性は、現代のプリント基板（PCB）組立ラインへの統合をさらに促進します。

2. 技術パラメータ詳細解説

このセクションでは、データシートに規定された電気的、光学的、熱的特性について客観的な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格を理解することは、デバイスの信頼性を確保し、早期故障を防ぐために極めて重要です。定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。消費電力は色によってわずかに異なります：青色および緑色チップは80mW、赤色チップは75mWです。これは、異なる半導体材料の熱特性や効率に潜在的な差異があることを示唆しています。デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msの条件下で許容されるピーク順方向電流は、青/緑で100mA、赤で80mAです。連続DC順方向電流定格は、青/緑で20mA、赤で30mAです。動作温度範囲は-20°Cから+80°C、より広い保管温度範囲は-30°Cから+100°Cです。重要なはんだ付け仕様は赤外線リフロー条件であり、260°Cを10秒以上超えてはならず、これは鉛フリー（Pbフリー）組立プロセスの標準です。

2.2 電気的・光学的特性

光学的および主要な電気的パラメータの標準試験条件は、Ta=25°C、順方向電流（IF）=5mAです。発光強度（Iv）は色によって大きく異なり、これは基盤となる半導体技術（赤はAlInGaP、緑と青はInGaN）の効率の違いによるものです。青色LEDの場合、最小発光強度は11.2 mcd、最大は45.0 mcdです。緑色LEDははるかに高い出力範囲を示し、最小28.0 mcdから最大280.0 mcdです。赤色LEDは11.2 mcdから71.0 mcdの範囲です。視野角（2θ1/2）は広角の130度で、拡散レンズパッケージに典型的な、広く均一な光分布を提供します。ピーク発光波長（λP）は、468nm（青）、530nm（緑）、632nm（赤）です。対応する主波長（λd）は、470nm、528nm、624nmです。スペクトル線半値幅（Δλ）は、26nm（青）、35nm（緑）、17nm（赤）で、スペクトル純度を示しており、赤が最も狭くなっています。5mA時の順方向電圧（VF）は、青/緑で2.50Vから3.20V、赤で1.60Vから2.30Vの範囲です。VR=5V時の最大逆電流（IR）は、すべての色で10 μAです。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、標準5mA試験電流における発光強度に基づいてユニットを分類するビニングシステムを採用しています。これにより、設計者はアプリケーションに適した一貫した輝度レベルのLEDを選択することができます。

3.1 発光強度ビニング

各色ごとに別々のビンコードリストが提供されており、それぞれ異なる性能範囲を反映しています。各ビンには最小および最大発光強度値があり、各ビン内では+/-15%の許容差が適用されます。青色LEDの場合、ビンはL（11.2-18.0 mcd）、M（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）です。緑色LEDの場合、ビンはN（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）、S（180.0-280.0 mcd）です。赤色LEDの場合、ビンはL（11.2-18.0 mcd）、M（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）です。このビニングは、均一な色混合や特定の輝度レベルを必要とするアプリケーションにおいて、最終製品の外観の予測可能性を確保するために重要です。

4. 性能曲線分析

データシートでは、様々なパラメータ間の関係をグラフィカルに表す典型的な性能曲線を参照しています。具体的なグラフは提供されたテキストでは詳細に記述されていませんが、このようなデバイスの標準的な曲線には通常、各色の順方向電流対順方向電圧（I-V曲線）が含まれます。これは非線形であり、赤（Vfが低い）と青/緑（Vfが高い）のチップ間で異なります。発光強度対順方向電流曲線は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、高電流では飽和に近づく可能性があります。相対発光強度対周囲温度曲線は、高温動作時の輝度低下を理解するために重要です。スペクトル分布グラフは、各色のピーク波長とスペクトル半値幅を視覚的に示します。これらの曲線を分析することで、設計者は熱的影響と消費電力を管理しながら、所望の輝度と効率のために駆動電流を最適化することができます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法とピン割り当て

本デバイスは業界標準のSMDパッケージを採用しています。レンズカラーは白色拡散で、個々の色光源をブレンドして均一な混合色の外観を作り出すのに役立ちます。ピン割り当ては明確に定義されています：ピン1はAlInGaP赤色チップのアノード、ピン2はInGaN緑色チップのアノード、ピン3はInGaN青色チップのアノードです。3つのチップすべてのカソードは内部で共通端子（通常は熱放散パッドまたは指定されたカソードピン。標準RGB LED構成から推測されますが、正確な共通接続点は寸法図で確認する必要があります）に接続されています。特に指定がない限り、すべての寸法公差は±0.1mmです。

5.2 推奨PCB実装パッド

適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、プリント基板用の推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されています。信頼性の高いはんだ接合を達成し、放熱を管理し、リフロー工程中のトゥームストーニングを防ぐためには、この推奨パターンに従うことが不可欠です。

6. はんだ付けと組立ガイド

6.1 IRリフローはんだ付けパラメータ

鉛フリー組立プロセスの場合、特定のリフロープロファイルが推奨されます。ピーク温度は260°Cを超えてはならず、このピーク温度以上の時間は最大10秒に制限する必要があります。予熱段階も推奨されます。データシートでは、基板設計、ペースト、オーブンが異なるため、提供されるプロファイルはガイドラインであり、基板固有の特性評価を行うべきであると強調しています。本コンポーネントは、JEDEC標準のリフロープロファイルに耐えることが確認されています。

6.2 保管および取り扱い条件

LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。リストストラップや接地設備の使用などの取り扱い上の注意が必須です。保管については、未開封の防湿バッグ（乾燥剤入り）は30°C以下、相対湿度90%以下で保管し、推奨使用期限は1年です。元の包装を開封した後は、保管環境は30°C以下、相対湿度60%以下とする必要があります。包装から取り出した部品は、1週間以内にリフローはんだ付けする必要があります（湿気感受性レベル3、MSL 3）。バッグから出して長期間保管した場合は、はんだ付け前にベーキング（例：60°Cで20時間）が必要で、リフロー中のポップコーン現象を防ぎます。

6.3 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を常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は許容されます。指定外の化学薬品はパッケージ材料を損傷する可能性があります。

7. 包装および注文情報

本デバイスは、自動組立と互換性のあるテープアンドリール形式で供給されます。テープ幅は8mmで、標準の7インチ（178mm）径リールに巻かれています。各リールには4000個が含まれています。少量の場合は、最小包装数量500個が端数用に用意されています。包装はANSI/EIA 481仕様に準拠しています。テープはトップカバーを使用して空のポケットを密封し、テープ内で連続して欠落が許容される最大コンポーネント数は2個です。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、様々なアプリケーションに適しています：ステータスインジケータ：多色機能により、単一のLEDで複数のシステム状態（例：電源オン=緑、スタンバイ=青、故障=赤）を示すことができます。バックライト：キーパッド、キーボード、または小さな装飾パネルのバックライトに理想的で、色変化効果が求められる場合に適しています。マイクロディスプレイ：アレイを形成して、シンプルなフルカラーグラフィックまたはシンボリックディスプレイに使用できます。民生用電子機器：美的および機能的な照明のために、電話機、ノートパソコン、家電製品に使用されています。

8.2 設計上の考慮事項

設計者はいくつかの要素を考慮する必要があります：電流制限：順方向電圧が異なるため、各色チャネルには独自の電流制限抵抗が必要か、定電流源で駆動する必要があります。色混合：特定の白色点または混合色を達成するには、ビニングのばらつきを考慮して、各チップの駆動電流を慎重に調整する必要があります。熱管理：低電力であっても、最大接合温度を超えないようにすることは、特に密閉空間では寿命にとって重要です。ESD保護：敏感な環境では、LEDアノードを駆動する信号線にESD保護を組み込む必要があるかもしれません。

9. 技術比較と差別化

LTST-C19HE1WT-5Aの主な差別化要因は、その超薄型0.35mmのプロファイルと、単一のEIA標準パッケージ内での完全なRGB機能の組み合わせにあります。個別の単色LEDや大型のRGBパッケージと比較して、PCB上で大幅なスペース節約を実現します。高度なInGaNおよびAlInGaPチップ技術の使用により、良好な発光効率を提供します。標準的なIRリフローおよびテープアンドリール包装との互換性により、現代のSMTラインへのドロップインソリューションとなり、3つの別々のLEDを手動で配置する場合と比較して組立の複雑さを軽減します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 単一の5V電源から3色すべてを駆動できますか？A: はい、ただし各チャネルに別々の電流制限抵抗が必要です。抵抗値は R = (Vcc - Vf) / If の式を使用して計算します。ここで、Vfは所望の電流における特定の色の順方向電圧です。赤のVfは青/緑よりも低いことに注意してください。

Q: なぜ緑色の発光強度範囲は赤や青よりもはるかに広いのですか？A: これは、本製品で使用されているInGaNベースの緑色チップ技術の高い典型的な効率と、この広い性能範囲にわたって部品を分類するために実装されたビニング構造を反映しています。

Q: "主波長"と"ピーク波長"の違いは何ですか？A: ピーク波長（λP）は、発光スペクトルが最大パワーを持つ単一波長です。主波長（λd）は、CIE色度図上の色座標から導出され、光の知覚される色を表します。これは、LEDの色感覚を人間の目に一致させる単一波長です。

Q: このLEDは屋外使用に適していますか？A: 動作温度範囲は-20°Cから+80°Cです。一部の屋外条件では機能する可能性がありますが、データシートでは湿気や塵に対する侵入保護（IP）定格は規定されていません。過酷な屋外環境では、適切な環境シールを備えた製品を選択する必要があります。

11. 実用的な使用例

シナリオ: ネットワークルーター用ステータスインジケータの設計設計者は、ネットワークアクティビティ（点滅緑）、接続タイプ（5GHz用の点灯青、2.4GHz用の点灯シアン）、およびエラー状態（点灯赤）を示す単一のLEDを必要としています。LTST-C19HE1WT-5Aは、その小さなサイズと3-in-1機能のために選択されました。設計者は、PWM対応出力を持つマイクロコントローラを使用して、小さな電流制限抵抗を介して各チャネルを駆動します。ファームウェアは、LEDを制御するようにプログラムされています：アクティビティには高速緑点滅、2.4GHz帯には青と緑の混合（シアンを達成するための特定のPWM比率で）、エラーには点灯赤。広い視野角により、様々な角度からインジケータが見えることが保証されます。超薄型プロファイルにより、薄いファシアパネルの後ろに収まります。

12. 原理紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネッセンスと呼ばれ、デバイス内で電子が正孔と再結合する際に、光子の形でエネルギーを放出することで起こります。発光の色は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。LTST-C19HE1WT-5Aは、2つの主要な材料システムを使用しています：青色および緑色チップには窒化インジウムガリウム（InGaN）、赤色チップにはリン化アルミニウムインジウムガリウム（AlInGaP）です。これら3つの原色チップへの電流を独立して制御することで、加法混色を通じて、白色（3つすべてが適切にバランスされている場合を含む）を含む多様な二次色を生成することができます。

13. 開発動向

SMD LED技術の一般的な動向は、より高い効率（ワット当たりのルーメン数）、より小さなパッケージサイズ、および改善された演色性と一貫性に向かって続いています。また、より高い信頼性と長い動作寿命への推進もあります。LTST-C19HE1WT-5Aのような多色LEDの場合、より予測可能な色混合のための厳しいビニング公差、パッケージ内に統合されたドライバIC（"スマートLED"を作る）、次世代のフレキシブルおよび折りたたみディスプレイ向けのさらに薄いプロファイルなどの動向があります。基盤となる半導体材料も、特に性能が従来赤や青に遅れをとっていた緑色LEDの効率を改善するために洗練されています。