LTST-C191KGKT SMD LED データシート - 0.55mm 薄型 - 最大2.4V - 75mW - グリーン - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-C191KGKTは、自動プリント基板（PCB）実装向けに設計された表面実装（SMD）LEDランプです。その極小フットプリントと低プロファイルは、幅広い民生・産業用電子機器におけるスペース制約の厳しい用途に最適です。

1.1 特長

• RoHS環境規格に準拠。
• 高さわずか0.55mmの極薄パッケージプロファイル。
• 超高輝度AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体ダイを使用し、緑色光を発光。
• 高速自動実装機との互換性のため、8mm幅テープに巻かれ、直径7インチのリールに収納。
• 標準EIA（Electronic Industries Alliance）パッケージ外形。
• 入力ロジック互換で、集積回路からの直接駆動に適しています。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスでの使用を想定して設計。

1.2 用途

このLEDは、以下のような様々な照明および表示目的に適しています：

• キーパッド、キーボード、マイクロディスプレイのバックライト。
• 通信機器、OA機器、家電製品、産業用制御システムにおける状態表示および電源インジケータ。
• 信号灯およびシンボリック照明器具。

2. 機械的・パッケージ情報

本デバイスは、AlInGaPチップからの緑色光を効率的に放射するウォータークリアレンズを備えています。詳細な寸法図はデータシートに記載されており、全ての主要寸法はミリメートルで規定されています。主要なパッケージ特性には、信頼性の高いはんだ付けを可能にする標準フットプリントと、全体の実装高さを最小限に抑える低プロファイルが含まれます。極性はデバイス本体に明確にマーキングされており、PCBへの正しい向き付けが可能です。

3. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

3.1 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。この限界値以下または限界値での動作は保証されません。

• 電力損失（Pd）：75 mW。これは、性能や信頼性を劣化させることなくLEDパッケージが熱として放散できる最大電力です。
• 順方向直流電流（IF）：30 mA。LEDに印加できる最大連続電流です。
• ピーク順方向電流：80 mA。パルス条件（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）でのみ許容され、一時的に高い光出力を得るために使用されます。
• 逆方向電圧（VR）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の即時破壊を引き起こす可能性があります。
• 動作・保管温度範囲：-55°C ～ +85°C。デバイスの機能および非動作時保管における完全な環境範囲を規定します。
• 赤外線はんだ付け条件：ピーク温度260°Cを10秒間耐えることができます。これは鉛フリー（Pbフリー）実装プロセスにおいて重要です。

3.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、標準試験条件Ta=25°C、IF=20mAで測定され、代表的な性能基準を提供します。

• 光度（Iv）：18.0 ～ 71.0 ミリカンデラ（mcd）の範囲。この広い範囲はビニングシステム（セクション4参照）によって管理されます。
• 指向角（2θ½）：130度。この広い指向角は、ランバートまたは準ランバート放射パターンを示しており、集光ビームではなく面照明に適しています。
• ピーク発光波長（λP）：代表値 574.0 nm。これはスペクトルパワー分布が最も高くなる波長です。
• 主波長（λd）：567.5 nm ～ 576.5 nmの間で規定。これはLEDの知覚される色（緑）を定義し、これもビニングの対象となります。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：約 15 nm。これは発光する緑色光のスペクトル純度または帯域幅を示します。
• 順方向電圧（VF）：20mA時で1.9 V ～ 2.4 V。動作時のLED両端の電圧降下であり、駆動回路設計において重要です。
• 逆方向電流（IR）：VR=5V時、最大 10 µA。オフ状態における接合部のリークの尺度です。

4. 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、LEDは性能別にビン（区分）に仕分けされます。LTST-C191KGKTは3つの独立したビニング基準を使用します。

4.1 順方向電圧（Vf）ランク

ビンにより、LEDが同様の電圧降下を持つことが保証され、定電流回路設計が簡素化されます。コード4（1.90V-2.00V）からコード8（2.30V-2.40V）までの範囲があり、各ビンには±0.1Vの許容差があります。

4.2 光度（Iv）ランク

光出力強度によってLEDをグループ分けします。コードはM（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）で、各ビンには±15%の許容差があります。

4.3 色相（主波長）ランク

LEDを正確な緑色の色合いによって仕分けます。コードはC（567.5-570.5 nm）、D（570.5-573.5 nm）、E（573.5-576.5 nm）で、各ビンには±1 nmの許容差があります。

5. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイス挙動に関するより深い洞察を提供する代表的な特性曲線が含まれています。

• 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）：指数関数的関係を示し、目標電流に必要な駆動電圧を決定する上で重要です。
• 光度 vs. 順方向電流：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、動作範囲内では非常に高い電流で効率が低下する前はほぼ線形関係にあります。
• 光度 vs. 周囲温度：光出力の熱的デレーティングを示します。接合温度が上昇すると、発光効率は一般的に低下します。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、約574nmにピークがあり、約15nmの半値幅を示し、緑色の発光色を確認できます。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 推奨IRリフロープロファイル（Pbフリー）

信頼性の高い実装のための重要なプロセスです。プロファイルには、予熱ゾーン（150-200°C）、ピーク温度（最大260°C）までの制御された上昇、ピーク温度（例：260°C）での時間（最大10秒に制限）を含める必要があります。プロセス全体は最大予熱時間120秒以内に完了させるべきです。このプロファイルは、LEDパッケージやダイへの熱ダメージを防ぐためのJEDEC標準に基づいています。

6.2 PCB実装パッド設計

適切なはんだ接合の形成、部品の位置合わせ、リフロー中の熱管理を確保するために、推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されています。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、エチルアルコールやイソプロピルアルコールなどの指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。LEDは常温で1分未満浸漬する必要があります。指定外の化学薬品はエポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

6.4 保管および取り扱い

• ESD注意：本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時には適切なESD対策（リストストラップ、接地設備）を使用する必要があります。
• 湿気感受性：本パッケージの湿気感受性レベル（MSL）はMSL2aです。元の防湿バッグを開封した後は、保管条件（温度≤30°C、相対湿度≤60%RH）下で672時間（28日）以内にIRリフローを実施する必要があります。元のバッグから出した状態で長期間保管する場合は、はんだ付け前に60°Cで少なくとも20時間のベーキングが必要です。

7. 梱包および発注情報

LEDは、8mm幅のエンボスキャリアテープに供給され、カバーテープで密封されています。テープは標準的な直径7インチ（178mm）のリールに巻かれています。1リールあたり5000個入りです。梱包はANSI/EIA-481規格に準拠しています。残数に対する最小発注数量は500個です。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

信頼性の高い動作のためには、LEDと直列に電流制限抵抗を接続する必要があります。抵抗値（R）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。ここで、VFは選択したビンの順方向電圧、IFは所望の駆動電流（30mA DCを超えない）です。

8.2 熱管理

電力損失は低いですが、接合温度を規定範囲内に維持することは、長期信頼性と安定した光出力の鍵です。特に最大順方向電流付近または最大値で動作する場合、PCBパッド設計が十分な放熱を提供することを確認してください。

8.3 光学設計

130度の指向角は、広く拡散した光パターンを提供します。より集光した光が必要な場合は、二次光学系（レンズや導光板）が必要となります。ウォータークリアレンズは、LEDチップ自体が見えない用途に適しています。

9. 技術比較および差別化

LTST-C191KGKTの主な差別化要因は、その超薄型0.55mmプロファイルと、AlInGaPチップを緑色発光に使用している点です。GaPなどの旧来技術と比較して、AlInGaPは著しく高い発光効率と優れた色飽和度を提供します。薄型プロファイルは、現代の薄型民生機器において、標準的な0.6mmや0.8mmのチップLEDに対する重要な利点です。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを3.3Vや5Vのロジック出力から直接駆動できますか？

A: できません。直列に電流制限抵抗を使用する必要があります。代表的なVFが2.1Vの場合、3.3V電源では抵抗両端に1.2Vが生じます。20mAの場合、R = 60Ωとなります。常に特定のビンの最大VFに基づいて計算し、十分な電流が流れることを確認してください。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、スペクトル発光が最も高い物理的な波長です。主波長（λd）は、人間の目に見えるLEDの色に一致する知覚上の単一波長であり、CIE色度図から計算されます。色の仕様にはλdの方がより関連性があります。

Q: 発注時にビンコードをどのように解釈すればよいですか？

A: Vf、Iv、λdのビンコードの組み合わせを指定することで、電気的・光学的特性が密にグループ化されたLEDを入手できます。これは、複数LEDアレイやバックライト用途における一貫した性能にとって不可欠です。

11. 実用的な使用例

シナリオ：携帯機器用の低消費電力状態インジケータの設計。

機器は3.0Vコインセル電池で動作します。目標は明確な緑色のインジケータです。明るさと電池寿命のバランスを取るため、駆動電流10mAを選択します。VFビンが5（代表値2.05V）と仮定すると、直列抵抗は次のように計算されます：R = (3.0V - 2.05V) / 0.01A = 95Ω。標準的な100Ω抵抗を使用すると、電流は約9.5mAになります。IvビンがMまたはNであれば、この電流で十分な明るさが得られます。0.55mmの高さにより、超薄型筐体内に収めることが可能です。

12. 動作原理の紹介

このAlInGaP LEDにおける発光は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスに基づいています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が接合部を越えて注入され、活性領域で再結合します。この再結合時に放出されるエネルギーは光子（光）として放射されます。AlInGaP半導体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、これが直接発光の波長（色）、この場合は緑色を定義します。ウォータークリアエポキシレンズは、半導体ダイを封止・保護するとともに、光出力パターンを形成します。

13. 技術トレンド

LTST-C191KGKTのようなSMD LEDの開発は、いくつかの主要な業界トレンドに沿っています：小型化（より薄く、より小さいパッケージ）、効率向上（単位電力入力あたりのより高い発光出力、これは改良されたエピタキシャル成長とチップ設計によって推進）、および信頼性向上（より高いリフロー温度や過酷な環境条件に耐えるための、より優れたパッケージ材料とプロセス）。緑色光へのAlInGaPへの移行は、可視スペクトル全体において、従来の低効率材料から高性能化合物半導体への広範なシフトの一部です。