リバースマウントSMD LED LTST-C216TBKT データシート - 青色 - 2.8-3.8V - 76mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、青色光を発光する高性能リバースマウント表面実装デバイス（SMD）LEDの完全な技術仕様を提供します。この部品は自動組立プロセス向けに設計されており、RoHSおよびグリーン製品基準に準拠しています。主な用途は、信頼性の高い小型光源を必要とする電子機器です。

1.1 主な特長と利点

このLEDは、現代の電子機器製造において以下の主要な利点を提供します：

• 環境適合性：本製品はRoHS（有害物質使用制限）指令を満たし、グリーン製品として分類されています。
• リバースマウント設計：この特定のパッケージスタイルは、LEDがレンズをプリント基板から離して取り付けられるアプリケーション（サイド発光やエッジライティング効果など）に最適化されています。
• 製造互換性：標準的な8mmキャリアテープに巻かれた7インチ径リールで供給され、量産で使用される高速自動実装機と完全に互換性があります。
• プロセス互換性：このデバイスは、標準的な赤外線（IR）リフロー、気相リフロー、およびフローはんだ付けプロセスに耐えるように設計されており、組立ラインの設定に柔軟性を提供します。
• 標準化：EIA（Electronic Industries Alliance）標準のパッケージ寸法に準拠しており、互換性と設計の容易さを確保しています。
• 駆動の簡便さ：このLEDはI.C.（集積回路）互換であり、適切な電流制限を伴う標準的なロジックレベル出力で容易に駆動できることを意味します。

2. 技術仕様の詳細

このセクションでは、絶対最大定格表および電気的・光学的特性表から導き出された、LEDの主要パラメータに関する詳細かつ客観的な分析を提供します。

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。これらの限界値以上での動作は保証されません。

• 電力損失（Pd）：76 mW。これは、周囲温度（Ta）25°CにおいてLEDパッケージが熱として放散できる最大電力です。これを超えると接合部温度が過度に上昇します。
• 直流順方向電流（IF）：20 mA。信頼性の高い動作のために推奨される最大連続順方向電流です。
• ピーク順方向電流：100 mA。これは、過熱なしでより高い瞬間的な光出力を得るために、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。
• デレーティング：直流順方向電流は、周囲温度が50°Cを超えるごとに1°Cあたり0.25 mAで線形にデレートする必要があります。例えば、70°Cでは、最大連続電流は20 mA - (0.25 mA/°C * 20°C) = 15 mAとなります。
• 逆電圧（VR）：最大5 V。これより高い逆電圧を印加すると、即座に壊滅的な故障を引き起こす可能性があります。データシートでは、逆電圧は連続動作には使用できないと明記されています。
• 温度範囲：このデバイスは、-55°Cから+85°Cの広い温度範囲内で動作および保管できます。
• はんだ付け耐性：このLEDは、最大5秒間260°C（IR/フロー）または最大3分間215°C（気相）のはんだ付け温度に耐えることができ、PCB組立のプロセスウィンドウを定義します。

2.2 電気的および光学的特性

これらは、特に断りのない限り、Ta=25°CおよびIF=20 mAで測定された代表的な性能パラメータです。

• 光度（Iv）：最小28.0 mcdから最大180.0 mcdの範囲です。特定のユニットの実際の値は、そのビンコードに依存します（セクション3参照）。光度は、人間の目の明所視応答（CIE曲線）に一致するようにフィルタリングされたセンサーを使用して測定されます。
• 指向角（2θ1/2）：130度。この広い指向角は、ランバートまたは準ランバート放射パターンを示しており、集光ビームではなく広く均一な照明を必要とするアプリケーションに適しています。
• ピーク波長（λP）：代表値468 nm。これはスペクトルパワー出力が最も高い波長です。
• 主波長（λd）：465.0 nmから475.0 nmの範囲です。これは色（青）を定義する、人間の目が知覚する単一波長です。CIE色度座標から計算されます。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：約25 nm。これは発光の帯域幅を指定し、スペクトルピークの半値全幅（FWHM）として測定されます。
• 順方向電圧（VF）：20 mA時で2.80 Vから3.80 Vの範囲です。正確な値はビニングされます（セクション3参照）。このパラメータは、駆動回路の電流制限抵抗を設計する上で重要です。
• 逆電流（IR）：5V逆バイアス印加時、最大10 μA。指定値より高いリーク電流は損傷を示している可能性があります。
• 静電容量（C）：0Vバイアス、1 MHz周波数で測定した代表値40 pF。これはほとんどの直流および低周波アプリケーションでは無視できますが、高速マルチプレクシング回路では関連する可能性があります。

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に、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 順方向電圧ビニング

ユニットは、20 mA時の順方向電圧降下によって分類されます。ビンD7からD11は、2.80Vから3.80Vの範囲を0.2Vステップでカバーし、各ビン内の許容差は±0.1Vです。同じ電圧ビンからLEDを選択することで、複数のデバイスを並列接続した場合の均一な電流分担を確保するのに役立ちます。

3.2 光度ビニング

このビニングは、LEDを光出力によって分類します。ビンN、P、Q、Rは、それぞれ28-45 mcd、45-71 mcd、71-112 mcd、112-180 mcdの強度範囲をカバーします。各ビンの許容差は±15%です。複数のインジケータで一貫した輝度を必要とするアプリケーションでは、単一の強度ビンから部品を選択することが重要です。

3.3 主波長ビニング

これは知覚される色を定義します。この青色LEDでは、ビンAC（465-470 nm）とAD（470-475 nm）が利用可能で、各ビンの許容差は厳密に±1 nmです。これにより、マルチLEDアレイでの色のばらつきを最小限に抑えます。

4. 性能曲線分析

データシートで参照されている特定のグラフ曲線（例：図1、図6）について、その典型的な意味をここで分析します。

4.1 光度 vs. 順方向電流（I-V曲線）

LEDの光出力（光度）は、ある点までは順方向電流に直接比例します。推奨される20 mAで動作させることで、最適な効率と寿命が確保されます。100 mAのパルス定格は、ストロボや高輝度信号アプリケーションのための短時間のオーバードライブを可能にしますが、そのような電流での連続動作は電力損失定格に違反します。

4.2 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。順方向電圧は通常、接合部温度の上昇とともに減少します。さらに重要なことに、光度は温度の上昇とともに減少します。順方向電流のデレーティング仕様（50°C以上で0.25 mA/°C）は、この熱管理要件の直接的な結果であり、接合部温度が安全限界を超えないようにします。

4.3 スペクトル特性

スペクトル分布曲線（ピーク波長測定によって参照）は、各波長で発せられる光の強度を示します。主波長（λd）は、この曲線とCIE色空間に基づいて計算されます。25 nmのスペクトル半値幅は、比較的純粋な青色を示しています。ピーク波長は、駆動電流と温度の変化によってわずかにシフトする可能性があります。

5. 機械的およびパッケージング情報

5.1 パッケージ寸法と極性

このLEDは標準的なEIA SMDパッケージ外形に準拠しています。データシートには詳細な寸法図（すべての寸法はmm単位）が含まれています。リバースマウントパッケージでは、上面図からカソード/アノードの向きを識別することが重要です。通常、パッケージ上のマーキングまたは非対称な特徴がカソードを示します。推奨はんだパッドレイアウト図は、リフロー中の適切なはんだ接合部の形成と機械的安定性を確保します。

5.2 テープおよびリール仕様

この部品は、業界標準の8mmキャリアテープに巻かれた7インチリールで供給されます。主要なパッケージング上の注意点は以下の通りです：リールあたり3000個、残数最小パック数量500個、リールあたり連続欠品部品は最大2個まで許容。パッケージングはANSI/EIA 481-1-A-1994規格に従っており、自動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 推奨リフロープロファイル

データシートは、通常（スズ-鉛）および鉛フリーはんだプロセスの両方に対する推奨赤外線（IR）リフロープロファイルを提供します。主要パラメータには、予熱ゾーン、液相線以上の時間、およびピーク温度（最大260°C、5秒間）が含まれます。これらのプロファイルに従うことは、熱衝撃（パッケージのクラックや剥離の原因となる）を防止し、LEDチップを損傷することなく信頼性の高いはんだ接合部を確保するために不可欠です。

6.2 保管および取り扱い

保管：LEDは、30°C以下、相対湿度70%以下の条件で保管する必要があります。元の防湿バッグ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。バッグ外での長期保管の場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中で保管しなければなりません。未梱包で1週間以上保管した場合は、はんだ付け前に60°Cで24時間ベーキングを行い、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必要があります。

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やエチ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。LEDは常温で1分未満浸漬する必要があります。その他の未指定の化学薬品は、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 ESD（静電気放電）対策

LEDは静電気放電に敏感です。適切なESD対策を行って取り扱う必要があります：接地されたリストストラップ、帯電防止手袋の使用、およびすべての機器と作業面が適切に接地されていることを確認します。電源サージも即座の故障を引き起こす可能性があります。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 意図された用途と制限

このLEDは、オフィス、通信、および家庭用アプリケーションの一般的な電子機器向けに設計されています。事前の協議と認定なしに、安全が重要なアプリケーション（航空、医療生命維持、交通制御）には推奨されません。故障が生命や健康を危険にさらす可能性があるためです。

7.2 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを駆動する最も信頼性の高い方法は、各LEDに直列の電流制限抵抗を使用することです（回路モデルA）。LEDを直接並列接続すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のユニット間の順方向電圧（VF）のわずかなばらつきが、電流分配に大きな不均衡を引き起こし、輝度の不均一や、最も低いVFを持つLEDへの過負荷の可能性を生むためです。

直列抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算されます：R = (電源電圧 - VF) / IF。ここで、VFはLEDの順方向電圧（信頼性のためにビンの最大値を使用）、IFは所望の順方向電流（例：20 mA）です。

7.3 熱管理

電力損失は低い（76 mW）ですが、特に高周囲温度で動作する場合や複数のLEDが近接して配置される場合には、PCB上の適切な熱設計が依然として重要です。はんだパッド周囲に十分な銅面積を確保することで、放熱を助け、より低い接合部温度を維持し、光出力とデバイスの寿命を保持します。

8. 技術比較とトレンド

8.1 差別化要因

この製品の主要な差別化要因は、そのリバースマウント構成です。標準的な上面発光SMD LEDとは異なり、このパッケージは、主発光がPCB表面と平行になるように取り付けられるように設計されています。これは、光を横方向に導く必要がある光ガイドアプリケーション、エッジライトパネル、およびステータスインジケータに理想的です。

8.2 技術とトレンド

このLEDはInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体材料を使用しており、これは高効率の青色および緑色LEDを製造するための標準技術です。この技術は成熟しており、優れた信頼性と性能を提供します。業界のトレンドは、発光効率の向上（ワットあたりの光出力の増加）、より厳密なビニングによる色の一貫性の改善、および現代の高密度PCBアセンブリに必要な鉛フリーおよび高温はんだ付けプロセスとの互換性の向上に焦点を当て続けています。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

No.LEDを電圧源に直接接続することは、即座の故障の一般的な原因です。順方向電圧は固定の閾値ではなく特性曲線です。VFをわずかに超える電圧の増加は、大きく、破壊的となる可能性のある電流の増加を引き起こします。直列抵抗（または定電流ドライバ）は必須です。

9.2 なぜ光度（28-180 mcd）にこれほど広い範囲があるのですか？

この範囲は、全生産品にわたる総ばらつきを表しています。ビニングシステム（N、P、Q、R）を通じて、メーカーはLEDをはるかに狭いグループに分類します。アプリケーションで一貫した輝度を得るためには、単一の強度ビンからLEDを指定して購入する必要があります。

9.3 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λP）は、LEDが最も多くの光パワーを発する物理的な波長です。主波長（λd）は、人間の目が色をどのように知覚するかに基づいて計算された値です。このような単色の青色LEDでは、これらはしばしば近い値ですが、色合わせにはλdがより関連性の高いパラメータです。

9.4 はんだ付けプロファイルグラフをどのように解釈すればよいですか？

グラフは、Y軸に温度、X軸に時間をプロットしています。これらは、リフロー中のLEDに対する安全な熱経路を定義します。プロファイルには、熱応力を最小限に抑えるための徐々の予熱ランプ、はんだの融点以上の制御された時間（良好なぬれを確保するため）、および損傷を防止するためのピーク温度制限（260°C）が含まれます。冷却速度も制御されています。リフローオーブンは、この推奨プロファイルに一致するようにプログラムする必要があります。