SMD LED LTST-T180TGKT データシート - 120度視野角 - ウォータークリアレンズ - グリーンInGaN - 20mA - 3.2V 標準 - 技術文書

1. 製品概要

LTST-T180TGKT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デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）です。その小型サイズは、幅広い民生用および産業用電子機器におけるスペース制約のあるアプリケーションに適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDは、現代の電子機器製造においていくつかの重要な利点を提供します。RoHS（有害物質使用制限）指令に完全に準拠しており、環境安全性を確保しています。部品は、高速自動実装機と互換性のある、業界標準の7インチリールに巻かれた8mmテープで供給されます。その設計は、大量PCB実装の標準である赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。また、デバイスは集積回路（IC）と互換性があり、駆動回路設計を簡素化します。主なターゲット市場は、信頼性の高い状態表示やシンボル照明が必要な、通信機器（コードレスおよび携帯電話）、オフィスオートメーション機器（ノートパソコン、ネットワークシステム）、家電製品、および屋内標識アプリケーションを含みます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、LEDの性能限界と動作条件を定義する電気的、光学的、および熱的特性の詳細な内訳を提供します。

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発生する可能性がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。最大許容損失は76 mWです。1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅で駆動する場合のピーク順電流は80 mAを超えてはなりません。連続DC順電流定格は20 mAです。デバイスは-40°Cから+100°Cの温度範囲で動作および保管できます。

2.2 熱特性

熱管理は、LEDの長寿命と性能安定性にとって重要です。最大許容接合温度（Tj）は115°Cです。接合部から周囲環境への熱抵抗（Rθja）の標準値は175°C/Wです。このパラメータは、半導体接合部から周囲の空気へ熱がどれだけ効果的に放散できるかを示します。値が低いほど優れています。特に最大順電流で動作する場合、適切な熱放散を備えた適切なPCBレイアウトは、接合温度を安全な限界内に維持するために不可欠です。

2.3 電気的および光学的特性

これらは、周囲温度（Ta）25°Cで測定された標準的な性能パラメータです。順電流（IF）20 mAにおける光度（Iv）は、最小710 mcdから最大1540 mcdの範囲です。視野角（2θ1/2）は、強度が軸方向の値の半分に低下する全角として定義され、120度で、非常に広い照射範囲を提供します。ピーク発光波長（λP）は523 nmで、可視スペクトルの緑色領域に位置します。知覚される色を定義する主波長（λd）は、20mAで515 nmから530 nmの範囲です。スペクトル線半値幅（Δλ）は標準で25 nmです。20mAにおける順方向電圧（VF）は2.8Vから3.8Vの範囲です。逆電圧（VR）5Vが印加されたときの逆電流（IR）は最大10 μAです。このデバイスは逆動作用に設計されておらず、この試験条件は参考情報のみであることに注意することが重要です。

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は性能ビンに分類されます。これにより、設計者はアプリケーションに応じた特定の電圧、輝度、および色の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧（VF）ビニング

LEDは、20mAにおける順方向電圧降下に基づいてビンに分類されます。ビンコードはD7（2.8V-3.0V）、D8（3.0V-3.2V）、D9（3.2V-3.4V）、D10（3.4V-3.6V）、D11（3.6V-3.8V）です。各ビン内の許容差は±0.1Vです。より狭い電圧ビンからLEDを選択することで、複数のLEDを並列接続する場合の均一な輝度を確保するのに役立ちます。

3.2 光度（IV）ビニング

輝度は3つのビンに分類されます：V1（710-910 mcd）、V2（910-1185 mcd）、W1（1185-1540 mcd）。各光度ビンの許容差は±11%です。このビニングは、複数のインジケータ間で一貫した視覚出力を必要とするアプリケーションにとって重要です。

3.3 主波長（Wd）ビニング

色（主波長）は以下のようにビニングされます：AP（515-520 nm）、AQ（520-525 nm）、AR（525-530 nm）。各ビンの許容差は±1 nmです。これにより、生産ロット内のすべてのユニットで一貫した緑色の色合いが確保され、美的および信号目的にとって重要です。

4. 性能曲線分析

データシートで特定のグラフィカルデータが参照されていますが、このタイプのLEDの標準的な曲線は、主要な関係を示すでしょう。順電流対順方向電圧（I-V）曲線は、ダイオードの特性である指数関数的関係を示します。相対光度対順電流曲線は通常、ある点まで電流とともに輝度がほぼ直線的に増加し、その後効率が低下する可能性があります。相対光度対周囲温度曲線は重要です。LEDの出力は一般に接合温度の上昇とともに減少するためです。スペクトル分布曲線は、25 nmの半値幅で定義される特性形状で、523 nm付近にピークを示します。これらの曲線を理解することは、製品の寿命期間中および指定された動作温度範囲全体で一貫した性能を達成するための、堅牢な駆動回路および熱管理システムを設計するために不可欠です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と極性

LEDは標準的なSMDパッケージで提供されます。レンズ色はウォータークリアで、光源は緑色光を生成するInGaN（窒化インジウムガリウム）チップです。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提供され、標準公差は±0.2 mmです。カソードは通常、パッケージ上のノッチや緑色の点などの視覚的マーカーで識別され、PCBフットプリント上の対応するマーキングと合わせる必要があります。

5.2 推奨PCB実装パッド

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図が提供されています。適切なはんだ接合部の形成、良好な電気的接続の確保、および十分な機械的強度を提供するために、この推奨フットプリントに従うことが重要です。パッド設計は、LED接合部からPCBへの熱放散のための熱経路にも影響を与えます。

5.3 テープおよびリールパッケージング

部品は、7インチ（178mm）直径のリールに巻かれた8mm幅のエンボスキャリアテープ上で供給されます。各リールには5000個が含まれます。フルリール未満の数量の場合、最小梱包数量は500個が適用されます。パッケージングはANSI/EIA-481仕様に準拠しています。テープポケットはトップカバーテープで密封され、保管および取り扱い中の湿気や汚染から部品を保護します。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 保管条件

適切な保管は、湿気吸収を防ぐために重要です。湿気吸収は、リフローはんだ付け中にポップコーン現象やクラックを引き起こす可能性があります。乾燥剤入りの元の密閉防湿バッグ内では、LEDは≤30°C、≤70%相対湿度（RH）で保管し、1年以内に使用する必要があります。バッグを開封した後は、保管環境が30°C、60% RHを超えてはなりません。周囲条件に168時間（7日）以上さらされた部品は、吸収した湿気を除去するために、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングする必要があります。

6.2 はんだ付け推奨事項

このLEDは、鉛フリー（Pbフリー）赤外線リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。J-STD-020Bに準拠した推奨プロファイルが提供されています。主要なパラメータには、最大120秒間の150-200°Cの予熱ゾーン、および最大10秒間でパッケージ本体温度が260°Cを超えないピーク温度が含まれます。リフローは最大2サイクルに制限する必要があります。はんだごてによる手動リワークの場合、先端温度は300°Cを超えてはならず、接触時間は単一操作のみで3秒に制限する必要があります。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するため、プロセス特性評価が必要であることが強調されています。

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する必要があります。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。指定外の化学洗浄剤の使用は、LEDパッケージ材料を損傷する可能性があります。

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 駆動方法

LEDは電流駆動デバイスです。その輝度は主に順電流（IF）の関数であり、電圧ではありません。したがって、常に定電流源または電圧源と直列に接続された電流制限抵抗を使用して駆動する必要があります。単純な電圧源での駆動は、熱暴走やデバイス故障を引き起こす可能性があるため推奨されません。直列抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (電源電圧 - VF_LED) / IF。ここで、VF_LEDはデータシートからの標準または最大順方向電圧であり、最悪条件下でも電流が最大定格を超えないようにします。

7.2 設計における熱管理

175°C/Wの熱抵抗を考慮すると、特に高温環境または最大電流での信頼性の高い動作には、効果的な放熱が必要です。PCB自体が主要な放熱体として機能します。グランドまたは電源プレーンに熱ビアを介して接続されたより大きな銅パッド面積を使用することで、熱放散を大幅に改善し、接合温度を下げ、それによって発光出力と動作寿命を向上させることができます。

7.3 アプリケーション制限

このLEDは、一般的な電子機器での使用を目的としています。特に、航空、輸送、医療生命維持、または故障が生命や健康を危険にさらす可能性のある安全装置など、例外的な信頼性が要求されるアプリケーション向けに設計または認定されていません。そのようなアプリケーションでは、メーカーに相談して、特に認定された部品を使用することが必須です。

8. 典型的なアプリケーションシナリオとケーススタディ

シナリオ1：フロントパネル状態インジケータ：ネットワークルーターや産業用制御パネルでは、複数のLTST-T180TGKT LEDを使用して、電源状態、ネットワーク活動、またはシステム障害を示すことができます。120度の視野角により、広い視点からインジケータが見えることが保証されます。同じ光度ビン（例：V2）からLEDを選択することで、すべてのインジケータ間で均一な輝度を達成できます。

シナリオ2：メンブレンスイッチパネルのバックライト：ウォータークリアレンズと広い視野角により、このLEDは、家電製品や医療機器の制御パネルのシンボル背面で使用される薄いアクリルまたはポリカーボネート製の導光板のエッジ照明に適しています。緑色は、明確で低グレアの照明を提供します。

シナリオ3：低照度環境でのシンボル照明：このLEDは、周囲光が低い環境での非常口標識、制御ラベル、または計器の照明に使用できます。比較的高い光度（最大1540 mcd）により、良好な視認性が確保されます。

9. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを5Vマイクロコントローラのピンから直接駆動できますか？

A: できません。マイクロコントローラのピンは通常20mAを連続的に供給できず、さらに重要なことに、5Vを直接接続すると過電流によりLEDが破壊されます。電流制限抵抗またはトランジスタ駆動回路を使用する必要があります。

Q: なぜ順方向電圧（2.8Vから3.8V）にこれほど広い範囲があるのですか？

A: これは半導体製造における通常のばらつきによるものです。ビニングシステムにより、設計に応じてより狭い電圧範囲の部品を選択し、特にLEDを並列接続する場合の一貫した動作を確保できます。

Q: 最大接合温度115°Cを超えるとどうなりますか？

A: Tj(max)を超えて動作すると、LEDの劣化が加速し、発光出力の急速な低下（光束減衰）と動作寿命の大幅な短縮を引き起こします。極端な場合、即座に致命的な故障を引き起こす可能性があります。

Q: このLEDは屋外使用に適していますか？

A: データシートでは、屋外環境条件（紫外線暴露、湿気、熱サイクル）に対する侵入保護（IP）等級または認定は規定されていません。主に屋内アプリケーション向けに設計されています。屋外使用には、特別に設計および認定されたLEDパッケージが必要です。

10. 動作原理と技術動向

10.1 基本的な動作原理

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接合領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。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-T180TGKTは、緑色、青色、白色LEDを製造するための標準材料システムであるInGaN（窒化インジウムガリウム）チップを使用しています。

10.2 業界動向

SMD LEDの一般的な傾向は、より高い効率（ワット当たりのルーメン）、より小型パッケージでのより高い電力密度、および改善された色の一貫性と演色性に向かっています。また、自動車照明や一般照明におけるアプリケーションに牽引され、信頼性と長寿命への強い焦点があります。さらに、スマート照明システムのためのインテリジェントドライバーやセンサーとの統合は、新興分野です。この特定の部品は標準的なインジケータLEDですが、基礎となるInGaN技術は進化を続けており、すべてのLEDカテゴリにおける性能の限界を押し広げています。