SMD LED LTST-C950RKGKT-5A データシート - 3.2x2.8x1.9mm - 2.0V - 75mW - グリーン AlInGaP - 英語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度表面実装LEDランプLTST-C950RKGKT-5Aの完全な技術仕様を提供します。自動組立プロセス向けに設計されたこの部品は、信頼性が高く効率的な表示灯を必要とする、スペースに制約のある用途に最適です。

1.1 特徴

• RoHS環境基準に準拠。
• 高発光効率を実現する超輝度Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP)半導体チップを採用。
• 最適化された光出力と視野角を実現するドームレンズを採用。
• 12mmテープに巻き取り、直径7インチのリールに包装。標準的な自動実装機に対応。
• EIA (Electronic Industries Alliance) 標準パッケージ外形に準拠。
• 集積回路との互換性を考慮した設計 (I.C. compatible)。
• 赤外線 (IR) リフローはんだ付けプロセスでの使用に適しています。

1.2 用途

このLEDは、以下のような幅広い電子機器に適しています：

• 通信機器（コードレス/携帯電話）。
• オフィスオートメーション機器およびノートパソコン。
• ネットワークシステムおよび家電製品。
• 屋内サインおよびディスプレイ用途。
• キーパッドおよびキーボードのバックライト。
• ステータスとパワーインジケーター。
• マイクロディスプレイとシンボリックルミナリー。

2. パッケージ寸法および機械的特性情報

LTST-C950RKGKT-5Aは、標準的な表面実装デバイス（SMD）パッケージに収められています。

• レンズカラー： ウォータークリア
• チップ/光源カラー： AlInGaPグリーン
• 主要寸法（代表値）： パッケージの外形寸法は、長さ約3.2mm、幅約2.8mm、高さ約1.9mmです。詳細な機械図面に別段の指定がない限り、全ての寸法公差は±0.1mmです。

3. 定格および特性

3.1 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、デバイスに永久損傷を与える可能性があります。全ての定格は、周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Pd）： 75 mW
• ピーク順方向電流 (IFP): 80 mA (パルス条件時: 1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅)
• 連続順方向電流 (IF): 30 mA DC
• 動作温度範囲: -30°C ～ +85°C
• 保存温度範囲: -40°C ～ +185°C
• 赤外線リフローはんだ付け条件: ピーク温度260°Cを最大10秒間耐えること。

3.2 推奨IRリフロー条件

鉛フリー（Pb-free）はんだ付けプロセス向けに、推奨リフロープロファイルを提供します。主要パラメータは、200°Cまでの予熱ゾーン、260°Cを超えないピーク温度、および260°C以上の時間を最大10秒に制限することです。このプロファイルは、使用する特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに合わせて特性評価する必要があります。

3.3 電気的・光学的特性

特に断りのない限り、周囲温度Ta=25°C、順方向電流(IF)=5mAで測定した代表的な性能パラメータ。

• 光度 (Iv): 71.0 - 450.0 mcd (ミリカンデラ)。この広い範囲はビニングによって管理される（セクション4参照）。
• 指向角 (2θ½): 25度。これは、光度が中心軸上の値の半分となる全角度である。
• ピーク発光波長 (λP): 574.0 nm (代表値)。
• 主波長 (λd): 564.5 - 573.5 nm。これはLEDの知覚色を定義し、またビニングされます。
• スペクトル線半値幅 (Δλ): 15.0 nm (typical)。
• 順方向電圧 (VF): 1.6 - 2.2 V、5mAにおける代表値は2.0V。
• 逆方向電流 (IR): 逆方向電圧 (VR) 5Vにおいて10 µA (maximum)。

測定上の注意: 光度は、CIE明所視応答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。取り扱い時には静電気放電（ESD）への注意が必要であり、適切な接地とESD対策が必須です。

4. Bin Rank System

生産における色と輝度の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに選別されます。

4.1 順方向電圧 (VF) ランク

IF=5mAでビン分け。ビンコード1から6まであり、VF範囲は1.60-1.70V（ビン1）から2.10-2.20V（ビン6）です。各ビンの許容差は±0.1Vです。

4.2 光度 (Iv) ランク

IF=5mAでビン分け。ビンコードQ、R、S、Tがあり、Iv範囲は71.0-112.0 mcd（ビンQ）から280.0-450.0 mcd（ビンT）です。各ビンの許容差は±15%です。

4.3 色相 (主波長, λd) ランク

IF=5mAでビニング済み。ビンコードはB、C、Dで、λd範囲は564.5-567.5 nm（ビンB）から570.5-573.5 nm（ビンD）。各ビンの許容差は±1 nm。

5. 代表的な性能曲線分析

データシートには、回路設計と熱管理に不可欠な主要関係のグラフ表示が含まれています。

• 相対光度 vs. 順方向電流： 発熱効果により、高電流では典型的に準線形の挙動を示しながら、光出力が電流とともにどのように増加するかを示しています。
• 相対光度対周囲温度: 発光出力の負の温度係数を示す。接合温度の上昇に伴い強度が低下する。
• 順方向電圧対順方向電流: ダイオードのI-V特性を示し、電流制限抵抗値の選択に極めて重要である。
• 波長対順方向電流: 駆動電流の変化に伴い、ピーク波長または主波長がわずかにシフトする可能性がある。
• 指向性パターン: 光強度の空間分布を表す極座標図。

6. 組立・取り扱いユーザーガイド

6.1 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分未満浸漬します。エポキシ樹脂パッケージを損傷する可能性のある未指定の化学薬品の使用は避けてください。

6.2 推奨PCBランドパターン

リフロー工程における適切な機械的位置合わせ、はんだフィレット形成、および熱緩和を確保するために、推奨はんだパッドレイアウトを提供しています。このパターンに従うことで、トゥームストーニングを防止し、信頼性の高いはんだ接合を確保するのに役立ちます。

6.3 テープ＆リール梱包仕様

LEDは、エンボス加工されたキャリアテープに保護カバーテープを貼付し、直径7インチ（178mm）のリールに巻き取られた状態で供給されます。標準リール数量は2000個です。包装はANSI/EIA-481規格に準拠しています。自動実装装置との互換性を確保するため、主要なテープ寸法（ポケットサイズ、ピッチ）およびリール寸法（ハブ直径、フランジ直径）が詳細に規定されています。

7. 注意事項およびアプリケーションノート

7.1 適用範囲

このLEDは、標準的な商業用および産業用電子機器向けに設計されています。故障が生命や健康に危険を及ぼす可能性のある安全至上または高信頼性が要求される用途（例：航空、医療用生命維持装置）には定格されていません。そのような用途にはメーカーへの相談が必要です。

7.2 保管条件

• シールドパッケージ： 30°C以下、相対湿度90%以下で保管してください。防湿バッグ開封後は1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ： ドライパックから取り出した部品は、保管環境が30°C / 60% RHを超えないようにしてください。IRリフローは1週間以内に完了することを推奨します（湿気感受性レベル3、MSL 3）。長期保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器を使用してください。1週間以上保管した場合は、はんだ付け前に60°Cで少なくとも20時間のベーキングを行い、「ポップコーン」現象による損傷を防止してください。

7.3 はんだ付けガイドライン

リフローはんだ付けと手はんだ付けの両方について、詳細なはんだ付けパラメータを提供します：

• リフローはんだ付け： 150-200°Cに予熱（最大120秒）、ピーク温度は260°C以下、260°C以上の時間は10秒以下（リフローサイクルは最大2回まで可）。
• 手はんだ付け： はんだごて先端温度 ≤ 300°C、パッドあたりのはんだ付け時間 ≤ 3秒（1回限り）。

接合部の信頼性を確保し、LEDへの熱ダメージを回避するため、JEDEC準拠のリフロー・プロファイルおよびはんだペーストメーカーのガイドラインに従うことの重要性が強調されています。

8. 技術的詳細解説と設計上の考慮事項

8.1 動作原理

LTST-C950RKGKT-5Aは、AlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン化物）半導体チップを基盤としています。バンドギャップエネルギーを超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成は、緑色波長領域（約574nm）の光を生成するように設計されています。ドーム形状のエポキシレンズは、チップからより多くの光を取り出し、発光パターンを25度の視野角に形成する役割を果たします。

8.2 LEDの駆動方法

定電流源は、順方向電圧のわずかな変動に関わらず安定した光出力を確保するため、LEDを駆動する理想的な方法です。単純な用途では、電源と直列に接続された電流制限抵抗が一般的です。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます：R = (電源電圧 - LEDのVF) / 目標電流。5V電源、5mA時の代表的なVF 2.0Vを使用すると、R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ωとなります。設計者は、絶対最大定格電流を超えないようにするため、最悪ケースの電流計算にはデータシートの最大VF（2.2V）を使用すべきです。

8.3 熱管理

小型デバイスではありますが、長寿命と性能のためには熱管理が極めて重要です。最大75mWの電力損失制限を遵守しなければなりません。高電流または高周囲温度で動作すると、接合温度が上昇し、光出力の低下（性能曲線に示される通り）、ルーメン減衰の加速、そして寿命の短縮につながる可能性があります。LEDの放熱パッド（該当する場合）またははんだパッドの下および周囲のPCBに十分な銅面積を確保することで、放熱が促進されます。

8.4 光学設計上の考慮事項

25度の視野角により、このLEDは指向性のあるインジケータ用途に適しています。パネルのバックライトやより拡散した発光を作り出すには、導光板や拡散フィルムなどの二次光学部品が必要となります。ウォータークリアレンズは狭く強いビームを生成しますが、拡散レンズはより広く柔らかい発光パターンを作り出します。

8.5 比較と選定

LEDを選択する際、エンジニアは主要パラメータを比較します：輝度（Iv）、色（波長、CIE座標）、指向角、順方向電圧、およびパッケージサイズ。このLEDに採用されているAlInGaP技術は、従来技術と比較して緑/黄色範囲で高効率かつ良好な安定性を提供します。ビニングシステムにより、複数ユニット間で厳密な色や輝度の一致を必要とする用途向けに精密な選択が可能です。

8.6 典型的なユーザー質問への回答

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？
A: はい、絶対最大連続電流は30mAです。20mAでの動作は仕様範囲内ですが、消費電力（VF * IF）が75mWを超えないことを確認する必要があります。20mA、典型的VF 2.0Vの場合、電力は40mWとなり、許容範囲内です。

Q: なぜ光度（71-450 mcd）にこれほど広い範囲があるのですか？
A: これは全生産品における可能性のある総ばらつきです。特定の注文では、ビン（例：Bin T: 280-450 mcd）を選択することで、より狭く予測可能な輝度範囲を得ることができます。

Q: 「ピーク」波長と「主」波長はどのように解釈すればよいですか？
A: ピーク波長（λP=574nm）は、発光スペクトルが最も強い単一波長です。ドミナント波長（λd=564.5-573.5nm）はCIE色度図から計算され、知覚される色を表します。人間中心のアプリケーションにおける色指定には、λdの方がより関連性があります。

8.7 アプリケーション事例：ステータス表示パネル

同一の4つの緑色LEDを使用するネットワークルーターのステータスインジケーターパネルを設計する場合を考えます。均一な外観を確保するためには：

1. ビニング： 4つのLEDすべてに同じ色相ビン（例：ビンC: 567.5-570.5nm）と光度ビン（例：ビンS: 180-280 mcd）を指定します。これにより、ほぼ同一の色と輝度が保証されます。
2. 回路設計： 共通の5Vラインを使用します。最大VF（2.2V）を用いて5mA駆動用の電流制限抵抗を計算し、個々のVFが変動しても輝度の一貫性を確保します：R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560Ω。1%公差の抵抗を使用します。
3. PCBレイアウト： 推奨ランドパターンに従ってください。特にPCBが密閉されている場合、放熱を助けるためにカソードパッドに接続された小さな銅面を含めてください。
4. 実装： MSL3ガイドラインに従ってください。リールを開封した場合は、1週間以内にすべてのLEDをはんだ付けするか、乾燥剤とともに適切に保管する計画を立ててください。

8.8 技術トレンド

AlInGaP LEDは、琥珀色から赤色のスペクトルにおいて成熟した高効率技術であり、緑色はその波長能力の短波長限界に位置します。LED業界における継続的な開発は、効率（ルーメン毎ワット）の向上、演色性の改善、コスト削減に焦点を当てています。純緑色および青色については、InGaN（窒化インジウムガリウム）技術が支配的であり、効率の急速な向上が続いています。パッケージングのトレンドは、より明るくなるチップからの熱を管理するために、小型化、高電力密度化、および熱経路の改善（例：フリップチップ設計）に向かっています。この特定のSMD LEDは、大量生産される民生用および産業用電子機器における信頼性と自動実装に最適化された確立されたパッケージ技術を採用しています。