SMD LED LTST-C230KGKT データシート - AlInGaP グリーン - 20mA - 2.4V - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装型（SMD）発光ダイオード（LED）の完全な技術仕様を提供します。本製品は、アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン（AlInGaP）半導体技術を利用して緑色光を発するリバースマウント型チップLEDです。自動組立プロセス向けに設計されており、赤外線リフローはんだ付けに対応しているため、大量生産に適しています。効率的なピックアンドプレース作業のために、デバイスは7インチ径リールに巻かれた8mmテープ上に梱包されています。

1.1 主な利点

• 高輝度：AlInGaPチップにより、高い光度を実現しています。
• 設計互換性：EIA標準パッケージフットプリントを採用しています。
• 製造容易性：自動実装装置および赤外線リフローはんだ付けプロセスに対応しています。
• 環境適合性：本製品はRoHS（有害物質使用制限）指令に適合しています。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

以下の定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界値を定義します。すべての値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Pd）：75 mW
• ピーク順電流（IFP）：80 mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms時）
• 直流順電流（IF）：30 mA
• 逆電圧（VR）：5 V
• 動作温度範囲（Topr）：-30°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（Tstg）：-40°C ～ +85°C
• 赤外線はんだ付け条件：ピーク温度260°C、最大10秒間。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、通常動作条件下でのデバイスの性能を定義します。特に断りのない限り、通常はTa=25°C、順電流（IF）=20mAで測定されます。

• 光度（Iv）：18.0 mcd（最小）、35.0 mcd（標準）。CIEの明所視感度曲線に近似したセンサー/フィルターで測定。
• 視野角（2θ1/2）：130度。これは、中心軸で測定した光度の半分の値となる全角度です。
• ピーク発光波長（λP）：574 nm。
• 主波長（λd）：571 nm。これは、知覚される色を最もよく表す、CIE色度図から導出される単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm。これは、発光のスペクトル純度を示します。
• 順電圧（VF）：2.0 V（最小）、2.4 V（標準）（IF=20mA時）。
• 逆電流（IR）：10 μA（最大）（VR=5V時）。

3. ビニングシステムの説明

デバイスは、アプリケーションでの一貫性を確保するために、主要パラメータに基づいてビンに分類されます。本製品のビンコードは以下のように定義されています：

3.1 順電圧ビニング

IF=20mAでビニング。各ビンの許容差は±0.1Vです。
ビンコード 4: 1.90V - 2.00V
ビンコード 5: 2.00V - 2.10V
ビンコード 6: 2.10V - 2.20V
ビンコード 7: 2.20V - 2.30V
ビンコード 8: 2.30V - 2.40V

3.2 光度ビニング

IF=20mAでビニング。各ビンの許容差は±15%です。
ビンコード M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
ビンコード N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
ビンコード P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 主波長ビニング

IF=20mAでビニング。各ビンの許容差は±1nmです。
ビンコード C: 567.5 nm - 570.5 nm
ビンコード D: 570.5 nm - 573.5 nm
ビンコード E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. 性能曲線分析

データシートには、設計に不可欠な標準性能曲線が参照されています。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. 順電流：電流の増加に伴う光出力の増加を示し、駆動回路設計に重要です。
• 順電圧 vs. 順電流：IV特性曲線であり、電力損失の計算や電流制限抵抗の選択に不可欠です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の温度による低下を示し、様々な環境条件下でのアプリケーションに重要です。
• スペクトル分布：相対強度と波長の関係を示すプロットで、574nmでのピークと15nmの半値幅を示します。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本デバイスはEIA標準パッケージ外形に準拠しています。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、一般的な公差は±0.10mmです。データシートには、リバースマウント構成における長さ、幅、高さ、リード位置を示す詳細な寸法図が含まれています。

5.2 極性識別

リバースマウント部品として、PCB上の極性識別は重要です。データシートに記載されている推奨はんだパッドレイアウトは、組立時の正しい向きを確保するために、カソードとアノードのパッド形状を明確に示しています。

5.3 テープおよびリール仕様

本デバイスは、EIA-481規格に準拠した8mmキャリアテープ上に供給され、7インチ（178mm）径リールに巻かれています。各リールには3000個が収容されています。主要なテープ仕様には、自動装置との互換性を確保するためのポケット寸法、カバーテープ、リーダー/トレーラーテープの要件が含まれます。

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プロファイル

無鉛（Pbフリー）プロセス向けの推奨赤外線リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータは以下の通りです：
- 予熱：150-200°C。
- 予熱時間：最大120秒。
- ピーク温度：最大260°C。
- 液相線以上時間：特定のプロファイル曲線に従います（原文書3ページ参照）。
- 臨界制限：デバイスを260°Cに10秒以上さらしてはなりません。リフローは最大2回まで実行可能です。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合：
- はんだごて温度：最大300°C。
- はんだ付け時間：接合部あたり最大3秒。
- 重要：手はんだ付けは1回のみ実行してください。

6.3 保管条件

• 密封パッケージ（乾燥剤付き）：30°C以下、相対湿度90%以下で保管。防湿バッグ開封後1年以内の使用を推奨します。
• 開封パッケージ / 暴露後：30°C以下、相対湿度60%以下で保管。部品は、周囲空気に暴露後672時間（28日）以内にIRリフローする必要があります（MSL 2a）。長期保管の場合は、乾燥剤入り密閉容器または窒素デシケーターを使用してください。672時間を超えて保管された部品は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングが必要です。

6.4 洗浄

規定外の化学薬品を使用しないでください。はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、LEDを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分未満浸漬してください。

7. 梱包および発注情報

標準発注単位は、3000個入りの7インチリールです。残数については、最小梱包数量500個が適用されます。テープおよびリール梱包により、高速自動組立ラインとの互換性が確保されています。型番LTST-C230KGKTは、本デバイスの特定の特性をコード化しています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

本LEDは、コンパクトで明るい緑色のインジケータを必要とする幅広いアプリケーションに適しており、以下に限定されません：
- 民生電子機器（例：ルーター、充電器、家電）の状態表示灯。
- メンブレンスイッチや小型パネルのバックライト。
- コンパクトスペースでの装飾照明。
- 産業用制御パネルのインジケータ。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：順電流を最大30mA DCに制限するために、常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。標準動作点は20mAです。
• 熱管理：特に最大電流付近または高温環境で動作する場合、光度は温度上昇とともに低下するため、PCB設計で放熱が可能であることを確認してください。
• ESD保護：LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。取扱いおよび組立時には、接地リストストラップや作業台の使用など、適切なESD対策を実施してください。
• 逆電圧保護：最大逆電圧はわずか5Vです。回路がLEDに逆バイアスを与える可能性がある場合は、保護回路（例：並列ダイオード）を組み込んでください。

9. 技術比較および差別化

本LEDの主要な差別化要因は、そのリバースマウント設計およびAlInGaP技術です。リバースマウントにより、LEDが視認方向とは反対側のPCBに実装されるため、低プロファイルな組立が可能になります。AlInGaP技術は、緑色LED用の従来のGaP技術などと比較して、より高い効率と優れた性能安定性を提供し、結果としてより高い輝度と一貫した色を実現します。

10. よくある質問（FAQ）

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、発光スペクトルの強度が最大となる波長（574nm）です。主波長（λd）は、人間の目で知覚される色を最もよく表す、CIE色度図から計算された値（571nm）です。

Q: このLEDを3.3V電源で駆動できますか？
A: はい、ただし電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、VF=2.4V（20mA時）の場合、抵抗値は R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 オームとなります。最も近い標準値を使用し、電力定格を確認してください。

Q: 保管に関するMSL 2aとはどういう意味ですか？
A: 湿気感受性レベル2aは、部品がリフローはんだ付け前にポップコーン現象による損傷を防ぐためにベーキングを必要とするまで、工場環境（相対湿度60%以下、温度30°C以下）に最大4週間（672時間）暴露可能であることを示します。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：5V USB電源で動作する携帯機器の状態表示灯を設計。インジケータは明るい緑色で、PCBの裏面に実装され、小さな窓から視認可能である必要があります。

解決策：リバースマウント機能により、LTST-C230KGKTが理想的です。単純な直列抵抗回路を設計：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 オーム。130Ω、1/8Wの抵抗を選択。PCBレイアウトではデータシートの推奨パッド寸法を使用。LEDはボトム層に配置し、筐体の視認窓はその位置に合わせます。130度の視野角により良好な視認性を確保。

12. 技術原理の紹介

本LEDは、アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン（AlInGaP）半導体材料に基づいています。p-n接合に順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。結晶格子中のアルミニウム、インジウム、ガリウムの特定の比率がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接発光の波長（色）に対応します—この場合は緑色（約571nm）。ウォータークリアレンズは、拡散剤を含まないエポキシまたはシリコーンで作られており、チップ本来の明るく飽和した色が見えます。

13. 業界動向

SMDインジケータLEDのトレンドは、より高い効率（mAあたりの光出力の向上）、より厳密なビニングによる色の一貫性の改善、無鉛リフローなどの高温はんだ付けプロセス下での信頼性の向上に向かって続いています。また、光学性能を維持または向上させながらの小型化も進んでいます。リバースマウントおよびサイドビューパッケージは、現代の民生電子機器で洗練された低プロファイルデザインを実現するためにますます人気が高まっています。さらに、駆動電子回路（例：定電流または色制御用の内蔵IC）との統合は成長分野ですが、この特定のデバイスは個別の標準部品として残っています。