SMD LED チップ LTST-C190KSKT データシート - 高さ0.80mm - 順電圧1.8-2.4V - 光度45-180mcd - 黄色 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、自動化されたプリント基板実装およびスペース制約の厳しいアプリケーション向けに設計された、超小型表面実装LEDランプの仕様を詳細に説明します。本デバイスは、超輝度AlInGaP半導体チップを利用して黄色光を生成し、ウォータークリアレンズパッケージに封止されています。主な設計目標は、高い発光効率、現代の製造プロセスとの互換性、および広範な動作環境における信頼性です。

1.1 特徴

• RoHS環境指令に準拠。
• 高さわずか0.80ミリメートルの極薄型設計。
• AlInGaPチップ技術による高輝度出力。
• 自動ピック＆プレース用に、7インチ径リールに巻かれた8mmテープに実装。
• 設計互換性のための標準化されたEIAパッケージ外形。
• ロジックレベル互換の駆動要件。
• 自動実装装置との互換性を考慮した設計。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、小型サイズ、高輝度、信頼性の高い性能が要求される幅広い電子機器に適しています。主な適用分野は以下の通りです：

• 通信機器（例：携帯電話、コードレス電話）。
• オフィスオートメーション機器（例：ノートパソコン、ネットワークシステム）。
• 家電製品および民生用電子機器。
• 産業用制御盤および計器パネル。
• キーパッド、キーボード、ボタンのバックライト。
• ステータスおよび電源インジケータ。
• マイクロディスプレイおよびアイコン照明。
• 信号灯およびシンボル照明器具。

2. 技術パラメータ：詳細分析

以下のセクションでは、デバイスの主要な電気的、光学的、熱的特性について、詳細かつ客観的な解釈を提供します。特に断りのない限り、すべてのデータは周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

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ストレスの限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されておらず、信頼性の高い長期性能のためには避けるべきです。

• 電力損失（Pd）：75 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。
• ピーク順電流（I_FP）：80 mA。これは過熱を防ぐために、パルス条件（1/10デューティ比、0.1msパルス幅）でのみ許容されます。
• 連続順電流（I_F）：30 mA DC。これは連続動作時の推奨最大電流です。
• 逆電圧（V_R）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 動作温度範囲：-30°C から +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で動作することが保証されています。
• 保存温度範囲：-40°C から +85°C。
• 赤外線はんだ付け条件：ピーク温度260°Cを10秒間耐える。これは鉛フリー（Pbフリー）はんだリフロープロセスの標準です。

2.2 電気的・光学的特性

これらは標準試験条件下での代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：I_F= 20mA時、45.0 から 180.0 ミリカンデラ（mcd）。CIE標準の明所視感度曲線に合わせてフィルタリングされたセンサーを使用して測定。広い範囲はビニングシステムによって管理されます。
• 視野角（2θ_1/2）：130度。これは光度が光軸上（0°）の値の半分に低下する全角であり、面照明に適した非常に広い発光パターンを示しています。
• ピーク発光波長（λ_P）：588.0 nm（公称値）。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（λ_d）：I_F= 20mA時、584.5 から 597.0 nm。これは人間の目が色（黄色）を定義するものとして知覚する単一波長です。CIE色度座標から導出されます。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：約15 nm。これはスペクトル純度を示します。幅が狭いほど、より飽和した純粋な色を意味します。
• 順電圧（V_F）：I_F= 20mA時、1.8 から 2.4 ボルト。LEDが電流を導通しているときの両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：V_R= 5V時、最大10 μA。デバイスが逆バイアスされたときのわずかなリーク電流です。

3. ビニングシステムの説明

生産における一貫した性能を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに仕分けされます。これにより、設計者は輝度、色、電圧に関する特定の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順電圧（V_F）ビニング

黄色、20mAで試験。

• ビン F2： V_F= 1.80V から 2.10V。
• ビン F3： V_F= 2.10V から 2.40V。
• ビンごとの許容差：±0.1 ボルト。

3.2 光度（I_V）ビニング

黄色、20mAで試験。

• ビン P：45.0 から 71.0 mcd。
• ビン Q：71.0 から 112.0 mcd。
• ビン R：112.0 から 180.0 mcd。
• ビンごとの許容差：±15%。

3.3 色相（主波長）ビニング

黄色、20mAで試験。

• ビン H： λ_d= 584.5 から 587.0 nm。
• ビン J： λ_d= 587.0 から 589.5 nm。
• ビン K： λ_d= 589.5 から 592.0 nm。
• ビン L： λ_d= 592.0 から 594.5 nm。
• ビン M： λ_d= 594.5 から 597.0 nm。
• ビンごとの許容差：±1 nm。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線が参照されていますが、その意味合いは設計にとって極めて重要です。

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

I-V特性は指数関数的です。20mA時の典型的なV_F範囲1.8-2.4Vは、電流制限回路を設計する際に考慮する必要があります。安定した光出力（特に温度変動時）のためには、単純な直列抵抗よりも定電流源の使用を強く推奨します。

4.2 光度対順電流

定格範囲内では、光出力は一般に順電流に比例します。ただし、非常に高い電流では発熱増加により効率が低下する可能性があります。最適な効率と寿命のためには、典型的な20mAの試験条件以下で動作させることをお勧めします。

4.3 スペクトル分布

スペクトル出力曲線は588 nm（黄色）を中心とし、典型的な半値幅は15 nmです。この比較的狭い帯域幅は良好な色飽和度を保証します。主波長（λ_d）は、人間の色知覚に直接関連するため、色ビニングに使用されるパラメータです。

4.4 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。一般的に、順電圧（V_F）は負の温度係数（温度上昇とともに減少）を持ち、光度は接合部温度の上昇とともに減少します。動作寿命を通じて一貫した輝度と色を維持するには、PCB上の適切な熱管理が不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本デバイスは業界標準のチップLEDフットプリントを備えています。主要寸法には、本体高さ0.80 mm（最大）が含まれ、超薄型アプリケーションに適しています。特に指定のない限り、すべての寸法公差は±0.1 mmです。パッケージ材料はIRリフローはんだ付けの熱ストレスに耐えるように設計されています。

5.2 推奨PCBランドパターン

信頼性の高いはんだ付けと適切な位置合わせを確保するために、推奨はんだパッドレイアウトが提供されています。この設計は、良好なはんだフィレットの形成を可能にしつつ、アノードとカソード端子間のはんだブリッジを防止します。自動組立で高い歩留まりを達成するには、この推奨事項に従うことが重要です。

5.3 極性識別

カソード端子は通常、ノッチ、緑色のマーキング、またはテープ・リール包装上の異なるパッドサイズ/形状によってマークされています。デバイスが機能するためには、実装時の正しい極性方向が必須です。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル（Pbフリー）

本デバイスは鉛フリーはんだ付けプロセスに適合しています。JEDEC標準に準拠した推奨リフロープロファイルが提供されています。

• プリヒート：150°C から 200°C。
• プリヒート時間：最大120秒。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間（ピーク時）：最大10秒。デバイスはこれらの条件下で最大2回のリフローサイクルに耐えることができます。

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、およびオーブンに依存します。提供されるプロファイルは一般的な目標として機能し、プロセス特性評価が推奨されます。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります。

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：リードごとに最大3秒。
• 手はんだ付けは、大量生産ではなく、一度限りの修理に限定すべきです。

6.3 保管・取り扱い

• ESD対策：LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。リストストラップ、接地された作業台、および帯電防止包装を使用してください。
• 湿気感受性レベル（MSL）：本デバイスはMSL 3に定格されています。元の防湿バッグを開封した後、部品は工場フロア条件（≤ 30°C/60% RH）で1週間（168時間）以内にIRリフローを完了する必要があります。
• 長期保管（開封済みバッグ）：1週間を超えて保管する場合は、部品を乾燥剤入りの密閉容器または窒素環境で保管する必要があります。フロアライフを超えて保管した場合は、はんだ付け前に少なくとも20時間、60°Cでベーキングが必要です。

6.4 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、承認された溶剤のみを使用してください。推奨される薬剤には、室温でのエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールが含まれます。浸漬時間は1分未満にしてください。エポキシレンズやパッケージを損傷する可能性のある未指定の化学洗浄剤は避けてください。

7. 包装・発注情報

7.1 テープ・リール仕様

部品は自動組立用のエンボス加工キャリアテープに供給されます。

• 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（標準フルリール）。
• 最小包装数量：残数リールの場合500個。
• カバーテープ：空のポケットはトップカバーテープでシールされています。
• 欠品部品：仕様上、連続して最大2個のランプの欠品が許容されます。
• 標準：包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 電流制限

LEDと直列に、常に電流制限抵抗、またはできれば定電流ドライバを使用してください。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。データシートの最大V_F（2.4V）を使用して、低V_F part.

のLEDでも電流が所望のレベルを超えないようにします。

8.2 熱管理

電力損失は低い（最大75 mW）ですが、熱は性能と寿命に影響を与える可能性があります。LEDの熱放散パッド（存在する場合）または近くのグランドプレーンに接続された十分な銅面積をPCBに確保し、ヒートシンクとして機能するようにしてください。LEDを他の発熱部品の近くに配置しないでください。

8.3 光学設計

130度の視野角は、非常に広く拡散した照明を提供します。より焦点を絞ったビームが必要なアプリケーションでは、二次光学部品（例：レンズ、ライトパイプ）が必要になります。ウォータークリアレンズは、色純度と最大光出力を維持するのに最適です。

9. 技術比較・差別化

• このデバイスは、そのカテゴリにおいていくつかの主要な利点を提供します：プロファイル：
• 高さ0.80mmで、最も薄いチップLEDの一つであり、現代のスリムデバイスでの設計を可能にします。輝度：
• AlInGaP技術の使用により、従来のGaAsPやGaP LEDと比較して高い発光効率が得られ、同じ電流でより高いmcd出力を実現します。色：
• AlInGaPは、古い技術と比較して、より飽和した安定した黄色を生成し、温度に対する性能も優れています。プロセス互換性：

大量生産、自動SMT組立、およびPbフリーIRリフローはんだ付けとの完全な互換性により、製造の複雑さとコストを削減します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？_Pピーク波長（λ_d）は、LEDが最も多くの光パワーを放射する物理的な波長です。主波長（λ_d）は、人間の目がその色として知覚する単一波長を表す、CIE色度図に基づく計算値です。設計においては、色合わせにはλ

がより関連します。

10.2 このLEDを30mAで連続駆動できますか？

はい、30mAは定格最大連続DC順電流です。ただし、最適な寿命とアプリケーションでの潜在的な温度上昇を考慮すると、20mAの試験条件以下で駆動することが一般的で保守的な方法です。

10.3 ビニングが重要なのはなぜですか？_Fビニングは、生産ロット内および複数のロット間での色と輝度の一貫性を保証します。均一な外観が重要なアプリケーション（例：LEDアレイのバックライト）では、V_V、I_d、およびλ

に対して厳しいビンを指定することが不可欠です。

10.4 MSL 3定格をどのように解釈すればよいですか？

MSL 3は、パッケージが周囲の空気から有害な量の湿気を吸収できることを意味します。密閉バッグを開封した後、≤ 30°C/60% RH条件下で168時間（1週間）以内にはんだリフロープロセスを完了する必要があります。この時間を超えた場合、リフロー中のポップコーン現象やパッケージのクラックを防ぐために、はんだ付け前に部品をベーキングして湿気を除去する必要があります。

11. 設計導入ユースケース例

シナリオ：携帯型医療機器のステータスインジケータ

• 設計者は、バッテリー駆動の携帯型モニター用に、低電力で信頼性の高い黄色のステータスLEDを必要としています。スペースは非常に限られており、機器は医療機器の信頼性基準を満たす必要があります。部品選択：
• LTST-C190KSKTは、高さ0.80mm、RoHS準拠、および実証済みの信頼性から選択されました。回路設計：_{LEDはマイクロコントローラのGPIOピンから100Ωの直列抵抗を介して駆動されます（3.3V電源を想定：(3.3V - 2.1V}代表値
• ) / 0.020A ≈ 60Ω、マージンとして100Ωを使用）。電流は約12-15mAに制限され、30mAの最大値を大幅に下回り、バッテリー寿命を節約し、超長寿命を確保します。PCBレイアウト：
• 推奨ランドパターンが使用されます。はんだ付けを困難にすることなく放熱を助けるために、グランドプレーンへの小さなサーマルリリーフ接続が追加されます。調達：
• 設計者は、インジケータが明確に見えるようにするために光度のビンQまたはRを、すべての生産ユニットで一貫した標準的な黄色調を得るために主波長のビンJまたはKを指定します。組立：

LEDは、生産ラインの準備が整うまで密閉バッグ内で保管されます。PCB組立では、LEDを損傷することなくはんだ接合部の信頼性を確保するために、制御されたJEDEC準拠のリフロープロファイルが使用されます。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体技術に基づいています。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。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接放出光の波長（色）に対応します—この場合は黄色（約588 nm）です。AlInGaPは高い内部量子効率で知られ、ガリウムヒ素リン（GaAsP）などの古い材料システムと比較して優れた輝度と色安定性をもたらします。チップはその後、光出力を形成し、機械的および環境的保護を提供するエポキシ樹脂パッケージに封止されます。

13. 業界動向

• 表面実装LED市場は、いくつかの明確なトレンドとともに進化し続けています：小型化：
• より薄く、より小さなパッケージ（この0.80mm高さチップなど）への需要は、より洗練されたデザインを追求する民生用電子機器によって牽引されています。効率向上：
• 進行中の材料科学の改善は、ワットあたりのルーメン（効率）を増加させ、同じ光出力での消費電力を削減することを目指しています。信頼性・安定性の向上：
• パッケージ材料とチップ設計の進歩は、長寿命および過酷な環境条件下での色点と光束の維持に焦点を当てています。色域の拡大：
• この部品は単色の黄色ですが、業界はまた、ディスプレイバックライトや一般照明向けに正確な白色点と飽和色を実現するために、蛍光体変換およびマルチチップソリューションを進歩させています。統合：