SMD LED LTST-108KGKT データシート - 3.2x2.8x1.9mm - 最大2.4V - 72mW - ウォータークリア AlInGaP グリーン - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）であるLTST-108KGKTの完全な技術仕様を提供します。この部品は、自動化されたプリント基板（PCB）実装およびスペースが重要な制約となるアプリケーション向けに設計されたLEDファミリーに属します。その小型サイズと標準化されたパッケージは、幅広い現代の電子機器への統合に適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、RoHS（有害物質の使用制限）指令への準拠、自動ピックアンドプレースマシン用の7インチリール上の8mmテープへの包装、および赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を含みます。これは集積回路（I.C.）互換となるよう設計されています。これらの特徴は、大量生産における理想的な選択肢となります。ターゲットアプリケーションは、通信機器、オフィスオートメーション、家電製品、および産業機器に及びます。ステータスインジケータ、信号・シンボル照明、フロントパネルのバックライトとして一般的に使用されます。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

このセクションでは、標準試験条件（Ta=25°C）下でのLEDの絶対最大定格および動作特性について詳述します。これらのパラメータを理解することは、信頼性の高い回路設計にとって極めて重要です。

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えてデバイスを動作させてはなりません。超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。最大連続DC順電流（IF）は30 mAです。最大消費電力は72 mWです。80 mAのピーク順電流は、パルス条件（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。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、典型的な動作条件（IF=20mA、Ta=25°C）下でのデバイスの性能を定義します。光度（Iv）は、ビンランクに応じて、最小71 mcd、最大224 mcdの範囲で典型的な値を持ちます。視野角（2θ1/2）は110度で、広いビームパターンを示します。主波長（λd）は564.5 nmから576.5 nmの範囲で、その緑色を定義します。順方向電圧（VF）は1.8Vから2.4Vの範囲です。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vを印加した場合に最大10 μAと規定されています。なお、このデバイスは逆動作用に設計されていません。

3. ビンランクシステムの説明

生産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分類されます。これにより、設計者は色や輝度の均一性に関する特定の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧（VF）ランク

LEDは3つの電圧ビンに分類されます：D2（1.8V - 2.0V）、D3（2.0V - 2.2V）、D4（2.2V - 2.4V）。各ビンの許容差は±0.10Vです。直列回路内の複数のLED間で一貫した電圧降下を維持するために、同じビンから選択することが役立ちます。

3.2 光度（IV）ランク

輝度は5つのビンに分類されます：Q1（71.0-90.0 mcd）、Q2（90.0-112.0 mcd）、R1（112.0-140.0 mcd）、R2（140.0-180.0 mcd）、S1（180.0-224.0 mcd）。各輝度ビンの許容差は±11%です。このランク付けは、インジケータのアレイ全体で均一な輝度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）ランク

色（波長）は4つのビンに分類されます：B（564.5-567.5 nm）、C（567.5-570.5 nm）、D（570.5-573.5 nm）、E（573.5-576.5 nm）。各波長ビンの許容差は±1 nmです。この精密な分類により、特定の色調の一致が重要なアプリケーションにおいて、色のばらつきを最小限に抑えることが保証されます。

4. 性能曲線分析

デバイス特性のグラフ表現は、様々な条件下での性能についてより深い洞察を提供し、堅牢な設計に不可欠です。

4.1 典型的特性曲線

データシートには、順電流と光度の関係、順電圧対順電流、および発光のスペクトル分布を示す典型的な曲線が含まれています。これらの曲線は、設計者が標準試験点（20mA）以外での動作を予測するのに役立ちます。例えば、光度は一般的に電流とともに増加しますが、より高いレベルでは飽和する可能性があります。順方向電圧は正の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なSMDパッケージに収められています。主要寸法は、本体サイズが約3.2mm x 2.8mm、高さが1.9mmです。特に記載のない限り、すべての寸法の許容差は±0.2mmです。レンズ色はウォータークリア、光源色はAlInGaPグリーンです。

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PCB上の推奨銅パッドパターンを示す図が提供されています。このレイアウトに従うことで、適切なはんだ接合部の形成、良好な熱管理、および機械的安定性が確保されます。

5.3 極性識別

カソードは、通常、パッケージ上のマーキングまたは本体の切り欠きによって示されます。デバイスが機能するためには、正しい極性の向きが不可欠です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いとはんだ付けは、デバイスの信頼性と性能を維持するために重要です。

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

J-STD-020Bに準拠した、鉛フリープロセス用の推奨リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータには、最大120秒までの150-200°Cの予熱温度、260°Cを超えないピーク温度、および最大10秒の液相線以上時間（TAL）が含まれます。プロファイルは、特定のPCBアセンブリに対して特性評価されるべきです。

6.2 保管条件

未開封のパッケージは、温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%で保管し、1年以内に使用してください。防湿バッグを開封した後は、LEDを温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管してください。周囲空気にさらされてから168時間（7日）以内にIRリフロー工程を完了することを推奨します。元のバッグ外での長期保管には、乾燥剤を入れた密閉容器を使用してください。168時間以上さらされた場合は、はんだ付け前に少なくとも48時間、60°Cでベーキングが必要です。

6.3 洗浄

はんだ付け後に洗浄が必要な場合は、常温で1分未満、指定された溶剤（エチルアルコールまたはイソプロピルアルコールなど）のみを使用してください。指定外の化学薬品はパッケージを損傷する可能性があります。

7. 包装および注文情報

7.1 テープおよびリール仕様

LED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4000個が含まれます。テープポケットはトップカバーテープで密封されています。包装はANSI/EIA 481仕様に従います。

7.2 最小注文数量

標準包装数量はリールあたり4000個です。残在庫については、最小包装数量500個が利用可能です。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、民生電子機器（電話、ノートパソコン、家電）、ネットワーク機器、および屋内標識におけるステータス表示に適しています。その広い視野角は、複数の角度からの視認性が必要なフロントパネル照明に効果的です。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。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) / IF。抵抗の定格電力が十分であることを確認してください。
熱管理：消費電力は低いですが、高い周囲温度または最大電流付近で動作する場合、過度の接合温度上昇を防ぐために、十分なPCB銅面積または熱ビアを確保してください。
ESD保護：明示的に敏感とは記載されていませんが、組立中は標準的なESD（静電気放電）取り扱いの注意事項を遵守してください。

9. 技術比較と差別化

GaP（リン化ガリウム）グリーンLEDのような旧来の技術と比較して、このデバイスで使用されているAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）材料システムは、一般的に高い発光効率と優れた色純度（より鮮やかな緑色）を提供します。広い110度の視野角は、集光照明に使用される狭いビームのLEDとの重要な差別化要因であり、インジケータ目的に理想的です。標準的なIRリフロープロセスとの互換性は、手作業またはウェーブはんだ付けを必要とするLEDと区別されます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 5V電源で使用する場合、どの抵抗を使用すべきですか？
A: 最大VF 2.4V、希望IF 20mAを使用すると：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 オーム。標準の130Ωまたは150Ωの抵抗が適しています。既知の場合は、実際のVFビンに基づいて常に計算してください。
Q: 3.3VのマイクロコントローラピンでこのLEDを駆動できますか？
A: 可能ですが、VFビンに依存します。D4ビンのLED（VF最大2.4V）の場合、十分なヘッドルーム（3.3V - 2.4V = 0.9V）があります。電流制限抵抗は依然として必須です。マイクロコントローラピンの場合、ピンが必要な20mAを供給/吸収できることを確認してください。
Q: デバイスが逆動作用でない場合、なぜ逆電流仕様があるのですか？
A: IR試験（VR=5V）は、製造中に行われる品質および信頼性試験です。これはLEDチップのPN接合の完全性を検証します。アプリケーションでは、設計された動作条件ではないため、逆電圧は避けるべきです。

11. 実践的な設計および使用事例

シナリオ：ルーター用のマルチLEDステータスバーの設計10個のLTST-108KGKT LEDが、ネットワークアクティビティレベルを示すために使用されます。均一な輝度を確保するために、同じIVビン（例：R2）のLEDを選択する必要があります。これらは並列に接続でき、それぞれに独自の電流制限抵抗（例：5Vレール用に150Ω）を持たせることができます。あるいは、より良い電流マッチングのために、複数チャネルを持つ単一の定電流ドライバICを使用することもできます。広い110°の視野角により、部屋の向こう側からもライトが見えます。設計は推奨リフロープロファイルに従い、信頼性の高いはんだ付けのために推奨パッド形状を使用したPCBレイアウトを確保する必要があります。

12. 動作原理の紹介

LEDは半導体ダイオードです。端子間に順方向電圧が印加されると（アノードがカソードに対して正）、電子と正孔がデバイスの活性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、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。この場合、AlInGaP材料システムは、主波長が565-577 nm範囲の緑色光に対応するバンドギャップを持っています。ウォータークリアレンズは、発光された光を取り出し成形するのに役立ちます。

13. 技術トレンド（客観的視点）

インジケータLEDの一般的なトレンドは、より高い効率（単位電力あたりのより多くの光出力）、より高密度な統合のためのより小さなパッケージサイズ、およびより厳格なビニングによる改善された色の一貫性に向かっています。また、環境規制を満たすための鉛フリーおよびハロゲンフリー材料のより広範な採用への動きもあります。この特定の部品はAlInGaP技術を使用していますが、他のグリーンLEDはInGaN（窒化インジウムガリウム）材料を使用する場合があり、異なる性能特性を提供する可能性があります。技術の選択には、効率、色点、コスト、および視野角の間のトレードオフが伴います。