SMD LED LTST-108TBL データシート - ブルー InGaN - 3.2x1.6x1.1mm - 最大3.4V - 102mW - 英語技術文書

1. 製品概要

LTST-108TBLは、自動化されたプリント基板（PCB）実装向けに設計された表面実装型（SMD）発光ダイオード（LED）です。その小型サイズにより、幅広い電子機器におけるスペースに制約のある用途に適しています。

1.1 中核的利点

• 小型フットプリント： コンパクトなEIA標準パッケージにより、高密度PCBレイアウトが可能です。
• 自動化互換性： 7インチリールに8mmテープで供給され、自動ピックアンドプレース装置と完全互換です。
• ロバスト製造： 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応し、鉛フリー（Pbフリー）組立ラインをサポート。
• 環境適合性： 本製品はRoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠しています。
• 信頼性： デバイスは、はんだ付け時の信頼性を確保するため、JEDEC Level 3の湿気感受性レベルに加速する前提条件処理が施されています。

1.2 Target Market & Applications

このLEDは、信頼性の高い薄型の状態表示が求められる、民生用、商用、産業用電子機器での使用を目的に設計されています。

• Telecommunications: ルーター、モデム、ネットワークスイッチのステータスインジケーター。
• Office Automation & Computing: ノートパソコン、デスクトップPC、周辺機器の電源/アクティビティランプ。
• ホーム Appliances & Consumer Electronics: 制御パネルのインジケーターランプ。
• 産業機器： 機械の状態および故障表示灯。
• 汎用目的： フロントパネルのバックライト、信号およびシンボル表示用照明アプリケーション。

2. Technical Parameters: In-Depth Objective Interpretation

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がある限界値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• Power Dissipation (Pd): Ta=25°C時、102 mW。これはパッケージが熱として放散できる最大電力です。
• 直流順方向電流 (IF): 連続30 mA。この電流を超えると、接合部温度が大幅に上昇し、光束減衰が加速します。
• ピーク順方向電流: 80 mA、短時間の信号バーストに対してはパルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのみ許容される。
• デレーティング係数: 25°Cから0.38 mA/°Cで線形増加。接合温度限界を超えないようにするため、周囲温度の上昇に伴い許容最大直流電流を低減する必要があります。
• Operating & Storage Temperature: それぞれ-40°C～+85°Cおよび-40°C～+100°Cで、動作時および非動作時の環境限界を定義します。

2.2 電気光学特性

特に断りのない限り、Ta=25°C、IF=20mAにて測定。これらは代表的な性能パラメータです。

• 光度 (Iv): 最小値330.0 mcdから最大値520.0 mcdの範囲で、代表値はビンランクに依存します。測定は、CIE比視感度曲線にフィルタリングされたセンサーを使用して行われます。
• 視野角 (2θ½): 広い110度（代表値）の角度で、軸上（オンアクシス）強度の半分となるオフアクシス角度として定義されます。
• ピーク波長 (λp): 一般的に471 nmで、発光のスペクトルピークを示します。
• 主波長（λd）: 457 nmから467 nmの範囲です。これは人間の目が色（青）を定義するために知覚する単一波長です。許容差はビンごとに±1 nmです。
• スペクトル線半値幅 (Δλ): 典型的には26 nmで、発せられる青色光のスペクトル純度または帯域幅を表します。
• 順方向電圧 (VF): 20mA時、2.6V（最小）から3.4V（最大）の間。回路設計の一貫性を保つため、このパラメータはビニングされています。
• 逆方向電流 (IR): VR=5V時、最大5 µA。本デバイスは逆バイアス動作用に設計されておらず、この試験は品質保証のみを目的としています。
• 静電容量 (C): 典型的にはVF=0V、f=1 MHzで40 pF。高速スイッチングに関する考慮事項に関連します。

3. ビンランクシステムの説明

本製品は、ロット内での性能一貫性を確保するため、主要パラメータに基づいてビンに仕分けされます。設計者はアプリケーション要件に合わせてビンを指定できます。

3.1 順方向電圧 (VF) ランク

単位: Volts @ 20mA。各ビンの許容差は ± 0.10V。

• F4: 2.6V (最小) - 2.8V (最大)
• F5: 2.8V - 3.0V
• F6: 3.0V - 3.2V
• F7: 3.2V - 3.4V

3.2 光度 (Iv) ランク

単位: ミリカンデラ (mcd) @ 20mA。各ビンの許容差は ± 11% です。

• T2: 330.0 mcd (最小) - 410.0 mcd (最大)
• U1: 410.0 mcd - 520.0 mcd

3.3 主波長 (WD) ランク

単位：ナノメートル (nm) @ 20mA。各ビンの許容差は ± 1 nm。

• AC: 457.0 nm（最小） - 462.0 nm（最大）
• AD: 462.0 nm - 467.0 nm

4. 性能曲線分析

代表的な特性曲線は、様々な条件下でのデバイス動作に関する知見を提供します。特に記載がない限り、全ての曲線は25°Cにおけるものです。

4.1 相対光度 vs. 順方向電流

この曲線は、推奨動作範囲内において、順方向電流（IF）と光出力（Iv）の間にほぼ線形の関係があることを示しています。LEDを20mA以上で駆動すると、効率の向上が鈍化し、発熱が増加します。

4.2 相対光度対周囲温度

周囲温度が上昇すると光出力は低下する。この熱消光効果は半導体LEDに特有の現象であり、高温環境で動作する設計では考慮する必要がある。

4.3 順方向電圧対順方向電流

この指数曲線はダイオードのI-V特性を示しています。20mAにおける指定のVFは代表的な動作点です。この曲線は電流制限回路の設計に役立ちます。

4.4 スペクトル分布

グラフは、約471 nm（典型的）を中心とする半値幅約26 nmの単一ピークを示しており、InGaN半導体材料からの単色青色発光を確認しています。

5. Mechanical & Package Information

5.1 Package Dimensions

LTST-108TBLは標準的なSMDパッケージに収められています。主要寸法（単位：ミリメートル、特に記載のない限り公差±0.2mm）は、本体サイズが約3.2mm（長さ）x 1.6mm（幅）x 1.1mm（高さ）です。レンズはウォータークリアです。カソードは通常、パッケージ上のマーキングまたはレンズの緑色の色合いで識別されます。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

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設計が提供されています。このパターンは、組立時の適切なはんだフィレット形成、機械的安定性、および熱緩和を確保します。信頼性の高いはんだ接合を実現し、LEDダイからの放熱を管理するためには、このレイアウトに従うことが重要です。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル（鉛フリープロセス）

鉛フリー実装に対応した、J-STD-020B準拠の詳細な温度プロファイルが規定されています。

• プリヒート： 150°Cから200°C。
• 予熱時間： 最大120秒。
• ピーク温度： 最高260°C。
• 液相線以上時間： 推奨プロファイルは特定の持続時間を示しています。
• はんだ付け時間: ピーク温度での最大10秒（最大2回のリフローサイクル）。

注記: 最適なプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびリフロー炉に依存します。提供されたプロファイルは、JEDEC規格に基づく一般的な目標値として機能します。

6.2 手はんだ付け（必要な場合）

• はんだごて温度： 最高300°C。
• はんだ付け時間: パッドあたり最大3秒（1回限り）。

6.3 保管条件

• シールドパッケージ： 30°C以下、相対湿度70%以下で保管。乾燥剤入り防湿バッグが未開封の場合は、1年以内に使用すること。
• 開封済み包装品： 30°C以下、相対湿度60%以下で保管。大気暴露後、168時間（1週間）以内にIRリフローを完了することが推奨されます。
• 拡張ストレージ（開封済み）： Store in a sealed container with desiccant or in a nitrogen ambient. If exposed for >168 hours, bake at approximately 60°C for at least 48 hours before soldering to remove moisture and prevent \"popcorning\" during reflow.

6.4 クリーニング

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分未満浸漬します。超音波洗浄や指定外の化学薬品は使用しないでください。

7. Packaging & Ordering Information

7.1 テープ＆リール仕様

本デバイスは、ANSI/EIA 481仕様に準拠したエンボス加工キャリアテープにて供給されます。

• テープ幅： 8 mm。
• リール直径： 7インチ (178 mm)。
• リールあたりの数量： 4000個。
• 最小発注数量（MOQ）： 残数は500個から。
• ポケットシーリング： 空のポケットはカバーテープでシールされます。
• 欠品： 仕様上、連続する最大2つのランプの欠落が許容されます。

8. Application Suggestions & 設計上の考慮事項

8.1 駆動方式

LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保するため、特に複数のLEDを並列接続する場合、各LEDは定電流源で駆動するか、個別の電流制限抵抗を持つべきです。直列抵抗なしの定電圧源での駆動は、VFの負の温度係数による熱暴走を引き起こす可能性があるため推奨されません。

8.2 熱管理

パッケージは小型ですが、長寿命化には適切な熱設計が不可欠です。PCBパッド設計が十分な熱放散を提供することを確認してください。デレーティング係数（0.38 mA/°C）を考慮せずに、高い周囲温度で最大電流（30mA）での動作は避けてください。高い接合温度は光束減衰を加速し、動作寿命を短縮する可能性があります。

8.3 光学設計

110度の広い視野角により、広範囲な視認性が求められる用途に適しています。集光や指向性のある光が必要な場合は、二次光学部品（レンズ、導光板）が必要になることがあります。ウォータークリアレンズは、真のチップ色が求められる用途に最適です。

9. Technical Comparison & Differentiation

GaPベースの青色LEDなどの旧来技術と比較して、このInGaN（窒化インジウムガリウム）LEDは、著しく高い発光効率とより鮮やかな青色を提供します。そのフォームファクター内での主な差別化要素には、広い視野角、色と輝度の一貫性のための特定のビニング構造、そして全ての低コストSMD LEDに存在するとは限らないIRリフロー互換性のための堅牢な構造が含まれます。

10. よくあるご質問（技術パラメータに基づく）

10.1 このLEDを30mAで連続駆動できますか？

はい、30mAは25°Cにおける最大定格直流順方向電流です。ただし、最適な寿命と信頼性のためには、絶対最大定格を下回る、例えば試験条件の20mAなどでLEDを駆動することが推奨される場合が多くあります。周囲温度が25°Cを超える場合は、必ずデレーティング係数を適用してください。

10.2 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の分光パワー分布の最高点における波長です（通常は471 nm）。 主波長 (λd) これはCIE色度図から導出される測色量であり、LEDの知覚色に最もよく一致する単一波長（457-467 nm）である。視覚的アプリケーションにおける色仕様には、λdがより関連性が高い。

10.3 袋を開封した後、保管期間に制限があるのはなぜですか？

SMDパッケージは大気中の湿気を吸収することがあります。高温リフローはんだ付け工程中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージの層間剥離やダイクラック（「ポップコーン現象」）を引き起こす可能性があります。168時間のフロアライフおよびベーキング処理は、この故障モードに対する対策です。

11. 実用的応用ケーススタディ

シナリオ: 24個の同一の青色電源/アクティビティLEDを備えたネットワークスイッチ用ステータス表示パネルの設計。

設計上の考慮事項:

1. 電流駆動方式： 定電流ドライバIC、またはシステム電圧とLEDのVFビン（例：F5：標準約2.9V）から算出した約20mA用の同一特性の24個の電流制限抵抗を使用する。
2. 輝度均一性： サプライヤーから厳密なIvビン（例：U1: 410-520 mcd）とVFビン（例：F5）を指定し、24個すべてのLEDが均一な明るさで表示されるようにする。
3. PCBレイアウト： 信頼性の高い自動はんだ付けと放熱を確保するため、各LEDに対して推奨されるはんだパッドレイアウトを実装する。
4. 組立： 指定されたPbフリーリフロープロファイルに従ってください。LEDリール開封後168時間以内にパネルを組立するか、またはそれ以上保管する場合はLEDを適切にベーキングしたことを確認してください。

12. 動作原理の紹介

LEDは半導体p-n接合ダイオードです。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（接合部）に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合する際、エネルギーが光子（光）として放出されます。光の特定の波長（色）は、活性領域で使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定されます。LTST-108TBLは、窒化インジウムガリウム（InGaN）化合物半導体を使用しており、青色スペクトル（約470 nm）で光子を放出するように設計されています。

13. 技術トレンド

高効率な青色InGaN LEDの開発は、白色LED（蛍光体変換による）やフルカラーディスプレイの実現を可能にした、固体照明における基礎的な成果でした。SMD LED技術における現在のトレンドには、発光効率（ルーメン毎ワット）の継続的な向上、より小型パッケージでの最大電力密度の向上、白色LEDの演色評価数（CRI）の向上、内蔵ドライバーや制御回路のようなより高度な機能の統合などが含まれます。このデータシートに見られるように、小型化と先進的な実装プロセスへの適合性への追求は、業界全体で一貫して続いています。