SMD LED LTST-C170KGKT データシート - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0V - グリーン - 0.06W - 英語技術文書

1. 製品概要

この文書は、表面実装デバイス（SMD）LEDランプの完全な技術仕様を提供します。自動化されたプリント基板（PCB）実装向けに設計されており、幅広い電子機器におけるスペース制約のある用途に最適な部品です。

1.1 特徴

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 緑色発光用に超高輝度アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体チップを採用しています。
• 効率的な自動実装のため、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープにパッケージされています。
• 標準化されたEIA（Electronic Industries Alliance）パッケージフットプリントは、業界設計との互換性を確保します。
• 入力/出力特性は、標準集積回路（IC）ロジックレベルと互換性があります。
• 自動表面実装技術（SMT）実装装置との互換性を考慮して設計されています。
• 大量生産されるPCB製造で使用される標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐えます。

1.2 アプリケーション

このLEDは、以下のような幅広い用途に適していますが、これらに限定されるものではありません：

• Telecommunication devices、オフィスオートメーション機器、家電製品、および産業用制御システム。
• キーパッドやキーボードのバックライト。
• ステータスおよび電源インジケーター。
• マイクロディスプレイおよびパネルインジケーター。
• 信号照明と象徴的照明器具。

2. 技術パラメータの深層的客観的解釈

2.1 Absolute Maximum Ratings

以下の定格は、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): 75 mW。これは、パッケージが熱として放散できる最大総電力です。
• ピーク順方向電流（I_FP）: 80 mA。これは最大許容瞬時順方向電流であり、通常、過熱を防ぐためにパルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で規定されています。
• DC Forward Current (I_F）: 30 mA。これは、信頼性の高い長期動作のための最大連続順方向電流です。
• Reverse Voltage (V_R）: 5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合の破壊を引き起こす可能性があります。
• Operating & Storage Temperature Range: -55°Cから+85°C。この周囲温度範囲内でデバイスは動作し、保管することができます。
• 赤外線はんだ付け条件： 最大260°C、10秒間。これはリフローはんだ付けプロセスにおけるピーク温度と時間許容値を定義します。

2.2 Electrical & Optical Characteristics

これらのパラメータは周囲温度（T_a）25°Cで測定され、デバイスの典型的な性能を定義します。

• 光度 (I_V）: 18.0 - 71.0 mcd (Typical: 35.0 mcd) at I_F = 20 mA。これは、人間の目が知覚するLEDの明るさを測定した値です。広い範囲はビニングによって管理されます（セクション3を参照）。
• 指向角 (2θ_1/2）: 130度。これは、光度が軸上（0°）で測定された値の半分となる全角度です。このような広い視野角は、インジケータ用途に適したより拡散した光パターンを提供します。
• ピーク発光波長 (λ_P）: 574.0 nm (Typical)。これは、スペクトルパワー出力が最大となる波長です。
• 主波長 (λ_d）: 567.5 - 576.5 nm (Typical: 571.0 nm) at I_F = 20 mA。これは、色（緑）を定義する、人間の目が知覚する単一波長です。CIE色度図から導出されます。
• スペクトル線半値幅 (Δλ): 15.0 nm。これはスペクトル純度を示し、ピーク周辺で有意な光パワーを含む波長の範囲を定義します。
• 順方向電圧 (V_F）: 1.90 - 2.40 V (Typical) at I_F = 20 mA。これは、指定された電流を流した際のLED両端の電圧降下です。
• 逆方向電流 (I_R）: 10 μA (Maximum) at V_R = 5 V。これは、ダイオードが逆バイアスされたときに流れるわずかなリーク電流です。

3. ビニングシステムの説明

生産における性能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仕分けされます。これにより、設計者は色や輝度の均一性に関する特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧 (V_F) ランク

I = 20 mA でビニング_F ビンごとの許容差は ±0.1V。

• ビン 4: 1.9V - 2.0V
• Bin 5: 2.0V - 2.1V
• Bin 6: 2.1V - 2.2V
• Bin 7: 2.2V - 2.3V
• Bin 8: 2.3V - 2.4V

3.2 光度 (I_V) ランク

I = 20 mA でビニング_F = 20 mA。各ビンの許容差は±15%です。

• ビンM: 18.0 mcd - 28.0 mcd
• ビンN: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 色相（主波長、λ_d) ランク

I = 20 mA でビニング_F = 20 mA。各ビンの許容差は±1 nm。

• Bin C: 567.5 nm - 570.5 nm
• Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
• Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. 性能曲線分析

典型的な性能曲線は、様々な条件下での主要パラメータ間の関係を示します。これらは堅牢な回路設計に不可欠です。

4.1 順方向電流対順方向電圧（I-V曲線）

I-V特性曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示している。このAlInGaP緑色LEDの場合、順方向電圧（V_F）の代表値は20mA時で約2.0Vである。電圧の微小な変化が電流に大きな変動を引き起こすため、設計者は所望の電流を得るために、電流制限抵抗または駆動回路が正しい電圧を供給することを保証しなければならない。

4.2 光度対順方向電流

この曲線は、推奨動作電流範囲（最大30mA DC）内では一般的に線形です。順電流を増加させると、光出力は比例して増加します。ただし、絶対最大定格を超えて動作させると、効率低下、発熱増加、寿命短縮を引き起こします。

4.3 スペクトル分布

スペクトル出力曲線は、ピーク波長574 nm（緑色）を中心とし、代表的な半値幅は15 nmです。主波長 (λ_d知覚される色を定義する波長は、ビンに応じて571 nm ± 5 nmの範囲内に収まります。この狭いスペクトルはAlInGaP技術の特徴であり、高飽和度の色純度を実現します。

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 パッケージ外形寸法

この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（ミリメートル単位）は：長さ：3.2 mm、幅：1.6 mm、高さ：1.4 mmです。特に断りのない限り、公差は通常±0.1 mmです。レンズはウォータークリアです。

5.2 Polarity Identification & PCB Pad Design

この部品はマークされたカソード（通常、テープ上の緑色の点、切り欠き、または短いリードで示される）を有しています。適切なはんだ接合の形成、信頼性の高い電気的接続、およびリフロー中の正確な位置合わせを確保するために、推奨PCBランドパターン（フットプリント）が提供されています。このガイドラインに従うことで、トゥームストーニングやその他のはんだ付け不良を防止できます。

5.3 テープ・アンド・リール包装

LEDは幅8mmのエンボスキャリアテープに供給され、直径7インチ（178mm）のリールに巻き取られています。標準リール数量は3000個です。包装には部品を保護するためのトップカバーテープが含まれています。向きとポケット間隔は、自動ハンドリングのためのANSI/EIA-481規格に準拠しています。

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（Pb-free）はんだ組装用に推奨リフロープロファイルを提供します。主なパラメータは以下の通りです：

• プリヒート： 150°Cから200°C。
• プリヒート時間： フラックス活性化と温度安定化のため、最大120秒まで許容。
• ピーク温度： 最大260°C。
• ピーク時の液相線以上時間： 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。

プロファイルはJEDEC規格に基づいて作成し、生産で使用される特定のPCB設計、はんだペースト、およびリフロー炉で検証する必要があります。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、温度制御されたはんだごてを使用してください。はんだごて先端の温度は300°Cを超えてはならず、各パッドへの接触時間は最大3秒に制限してください。手はんだ付けは1回のみ行ってください。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、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などの承認済みアルコール系溶剤のみを使用してください。浸漬時間は1分未満とします。LEDパッケージやレンズを損傷する可能性のある未指定の化学洗浄剤の使用は避けてください。

6.4 Storage & Handling

• ESD対策: 本装置は静電気放電（ESD）に敏感です。接地リストストラップ、帯電防止マット、帯電防止容器などの適切なESD対策を講じて取り扱ってください。
• 湿気感受性: 本パッケージは湿気に敏感です。乾燥剤入りの元の密封防湿バッグに保管した場合、保存条件は温度30°C以下、相対湿度90%以下で保存寿命は1年です。バッグを開封後は、部品を温度30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管し、672時間（28日、MSL 2a）以内にIRリフローを行う必要があります。この期間を超えて保管する場合、または管理されていない環境で保管した場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間のベークアウトを推奨します。

7. Application Notes & 設計上の考慮事項

7.1 電流制限

LEDは電流駆動デバイスです。電圧源から駆動する際は、直列に電流制限抵抗が必須です。抵抗値（R）はオームの法則で計算できます：R = (V_source - V_F) / I_F最大Vを使用してください_F データシートの最大値（2.4V）を控えめな設計に用い、電流が所望の値を超えないようにします。例えば、5V電源で20mA駆動する場合：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω。標準の130Ωまたは150Ωの抵抗が適しています。

7.2 熱管理

消費電力は低い（最大75 mW）ですが、適切な熱設計は寿命を延ばし、安定した光出力を維持します。PCBパッド周囲に十分な銅面積を確保し、ヒートシンクとして機能させてください。絶対最大電流および温度限界での連続動作は避けてください。

7.3 光学設計

130度の視野角は、広く拡散したビームを生成する。より集光されたビームが必要な用途では、二次光学素子（レンズまたは導光体）が必要となる。ウォータークリアレンズは、色味のない真のカラー発光に最適である。

8. Technical Comparison & Differentiation

このAlInGaPグリーンLEDは、以下の特定の利点を提供します：

• vs. 従来型GaPグリーンLED： AlInGaP技術は、同じ駆動電流に対して大幅に高い発光効率と輝度（光度）を提供し、温度変化に対する色飽和度と安定性も優れています。
• InGaNブルー/グリーンLEDとの比較： InGaN LEDは非常に高い輝度を達成できますが、このパッケージ形式のAlInGaPグリーンLEDは、安定した順方向電圧特性を備え、標準的な輝度インジケーター用途において実績のあるコスト効率の高いソリューションを提供します。
• 主な差別化要因: 130度の広視野角、RoHS準拠、IRリフロー互換性、そして色と輝度の一貫性のための詳細なビニングを組み合わせることで、この部品は自動化された大量生産において信頼性の高い選択肢となります。

9. よくあるご質問 (FAQ)

9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P) は、分光器で測定される、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、CIE色度座標から計算される、人間の目が認識する色に一致する知覚上の単一波長です。この緑色LEDのような単色LEDでは、通常、両者の値は近くなります。

9.2 このLEDを電流制限抵抗なしで駆動できますか？

いいえ。 LEDの順方向電圧は負の温度係数を持ち、個体ごとにばらつきがあります。電圧源に直接接続すると、電流が制御不能に急増し、Absolute Maximum Ratingを超えて素子を瞬時に破壊する可能性が高いです。常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。

9.3 なぜ輝度（18-71 mcd）にこれほど広い範囲があるのですか？

この範囲は、半導体製造における自然なばらつきを反映しています。 ビニングシステム (M、N、Pランク)は、LEDを輝度範囲がはるかに狭いグループに分類します。均一な輝度を必要とする用途では、同じ輝度ビンに分類されたLEDを指定して使用してください。

9.4 130度の「視野角」はどのように解釈すればよいですか？

これは 全角 光強度がオンアクシス（中心）強度の50％に低下する角度。つまり、左に65度オフアクシス、右に65度オフアクシス（合計130度）の位置では、輝度はLEDを真正面から見たときの半分になります。これがビームスプレッドを定義します。

10. 実用応用例

10.1 状態表示パネル

ネットワークルーターや産業用制御パネルでは、このタイプの複数のLEDを使用して、電源、ネットワーク活動、システムエラー、または動作モードを示すことができます。広い視野角により、様々な角度から視認性が確保されます。同じV_F およびI_V ビンからLEDを選択することで、パネル全体で均一な輝度と色を実現できます。5V電源、マイクロコントローラのGPIOピン、150Ωの電流制限抵抗、および直列接続されたLEDからなるシンプルな回路が一般的です。

10.2 キーボードバックライト

メンブレンまたはメカニカルキーボードのキーを照明するために、これらのSMD LEDは半透明キーキャップの下のPCB上に配置できます。その小さなサイズ（3.2x1.6mm）により、スイッチのフットプリントの間に配置することが可能です。AlInGaPグリーンチップは、クリアで鮮明な色を提供します。設計上の考慮点には、並列接続された複数のLEDの電流管理（個別の抵抗器または定電流アレイドライバーの使用が望ましい）と、キーキャップ素材を通じた均一な光の拡散の確保が含まれます。

11. 技術紹介

このLEDは、 アルミニウムインジウムガリウムリン化物（AlInGaP） 半導体技術に基づいています。この材料システムは基板上にエピタキシャル成長され、可視スペクトルの赤、オレンジ、琥珀、緑の領域で特に効率的です。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体接合の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層の特定の組成は、バンドギャップエネルギー、したがって発光の波長（色）を決定します。ウォータークリアエポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力パターンを形成します。

12. 業界動向

SMDインジケータLEDの一般的な傾向は、引き続き 効率向上 （単位電力あたりの光出力増加）に向かっている。 小型パッケージサイズ 高密度ボード用、および 信頼性の向上また、フルカラーディスプレイや自動車内装照明など、高い色の一貫性を必要とするアプリケーションの要求を満たすため、精密な色調調整とより厳密なビニングへの注目も高まっています。さらに、調光や色制御のためのインテリジェントドライバーとの統合がより一般的になりつつあります。このデータシートで説明されているコンポーネントは、成熟した信頼性の高い技術を表しており、民生用および産業用電子機器におけるターゲットアプリケーションに適しています。