SMD LED LTST-C191TGKT データシート - 超薄型0.55mm - InGaN グリーン - 最大3.6V - 76mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス（SMD）LEDランプであるLTST-C191TGKTの完全な技術仕様を提供します。自動プリント基板（PCB）実装用に設計されており、幅広い電子機器におけるスペース制約の厳しいアプリケーションに最適なコンポーネントです。

1.1 中核的な利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、超薄型デバイスへの組み込みを可能にする0.55mmという極めて薄いプロファイルです。超輝度のInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体チップを利用して緑色光を生成します。本デバイスは、有害物質使用制限（RoHS）指令に完全に準拠しています。そのパッケージングは、EIA規格に準拠した7インチ径リールに巻かれた8mmテープに標準化されており、高速自動ピックアンドプレース装置および標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに完全に対応しています。ターゲット市場は多岐にわたり、通信機器（コードレスおよび携帯電話）、ポータブルコンピューティング（ノートパソコン）、ネットワークインフラ、家電製品、屋内看板やディスプレイアプリケーションなどを包含します。

1.2 主な用途

• キーパッドおよびキーボードのバックライト。
• 民生用および産業用電子機器における状態および電源インジケータ。
• マイクロディスプレイおよびアイコン照明。
• 制御パネルおよび計測機器における信号およびシンボル照明。

2. パッケージおよび機械的寸法

LTST-C191TGKTは、InGaNグリーン発光チップを封入したウォータークリアレンズを特徴とします。特に重要なパッケージ寸法は、別段の指定がない限り標準公差±0.1mm（±0.004インチ）でデータシートの図面に記載されています。超低高さが特徴的な機械的特性です。

3. 絶対最大定格および特性

すべての定格は、周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。これらの限界を超えると、デバイスに永久的な損傷を引き起こす可能性があります。

3.1 絶対最大定格

• 電力損失（Pd）：76 mW。これは、デバイスが熱として安全に放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：100 mA。これは最大瞬間電流であり、デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msのパルス条件下でのみ許容されます。
• 連続順電流（I_F）：20 mA。これは、連続DC動作における最大推奨電流です。
• 動作温度範囲：-20°C から +80°C。デバイスはこの環境温度範囲内で機能するように設計されています。
• 保管温度範囲：-30°C から +100°C。
• 赤外線リフローはんだ付け条件：最大10秒間、ピーク温度260°Cに耐えます。これは、鉛フリー（Pbフリー）組立プロセスにおいて重要です。

3.2 鉛フリープロセス推奨IRリフロープロファイル

データシートには、推奨されるリフローはんだ付けプロファイルを概説した温度対時間の詳細なグラフが含まれています。主要なパラメータには、150-200°Cまでの予熱段階、最大予熱時間120秒、260°Cを超えないピーク温度、260°C以上の時間は最大10秒に制限されています。このプロファイルは、LEDパッケージへの熱損傷なく確実にはんだ付けを行うために、JEDEC規格に基づいています。

3.3 電気的および光学的特性

これらは、特に断りのない限り、Ta=25°C、I_F=20mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：71 - 450 mcd（ミリカンデラ）。CIEの明所視感度曲線に合わせて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。
• 視野角（2θ_1/2）：130度。これは、光度が軸上（中心）値の半分に低下する全角であり、非常に広い視野円錐を示しています。
• ピーク発光波長（λ_P）：530 nm（ナノメートル）。スペクトル出力が最も強い波長です。
• 主波長（λ_d）：520 - 535 nm。これは、CIE色度図から導き出された、LEDの色（緑）を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：35 nm。発光スペクトルの最大強度の半分における帯域幅です。
• 順電圧（V_F）：2.8V - 3.6V。20mAで動作時のLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧（V_R）10Vにおいて、10 μA（最大）。重要事項：本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。この試験条件は参考情報のみを目的としています。

4. ビンランクおよび分類システム

生産における色と明るさ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。ビンコードは発注情報の一部です。

4.1 順電圧（V_F）ランク

I_F=20mAでビニング。ビンごとの公差は±0.1V。
ビンコード： D7 (2.80-3.00V), D8 (3.00-3.20V), D9 (3.20-3.40V), D10 (3.40-3.60V)。

4.2 光度（I_V）ランク

I_F=20mAでビニング。ビンごとの公差は±15%。
ビンコード： Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd), T (280.0-450.0 mcd)。

4.3 色相（主波長）ランク

I_F=20mAでビニング。ビンごとの公差は±1 nm。
ビンコード： AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm)。

5. 代表的な性能曲線分析

データシートには、回路設計に不可欠な主要な関係性のグラフ表示が提供されています。

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともに増加する様子を示し、通常は準線形的であり、電圧駆動よりも電流制御の重要性を強調しています。
• 順電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性を示し、直列抵抗値の計算や定電流ドライバーの設計に重要です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴い光出力が低下する、熱による性能低下を示しています。
• スペクトル分布：波長に対する相対強度をプロットしたグラフで、約530nmでのピークと35nmの半値幅を示し、純粋な緑色発光を確認できます。

6. 組立、取り扱い、および保管ガイドライン

6.1 PCB実装パッドレイアウト

はんだパッドの寸法を含む、PCBの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。この設計に従うことで、リフロー時の適切なはんだ付け、位置合わせ、および熱管理が確保されます。

6.2 洗浄

指定された洗浄剤のみを使用してください。はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、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分未満浸漬することを推奨します。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。

6.3 ESD（静電気放電）対策

LEDは静電気や電圧サージに敏感です。取り扱い時には、接地されたリストストラップまたは静電気防止手袋の使用を強く推奨します。作業台やはんだごてを含むすべての機器は、損傷を防ぐために適切に接地する必要があります。

6.4 保管条件

• 未開封パッケージ：温度30°C以下、相対湿度（RH）90%以下で保管してください。乾燥剤入りの元の防湿袋内での保管寿命は1年です。
• 開封済みパッケージ：元の包装から取り出した部品については、保管環境は30°C / 60% RHを超えてはなりません。IRリフローはんだ付けは672時間（28日、MSL 2aレベル）以内に完了することを推奨します。この期間を超えて保管する場合は、部品を乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気中で保管する必要があります。袋から出して672時間以上保管された部品は、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防ぐために、組立前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングする必要があります。

6.5 はんだ付け方法

リフローはんだ付け：セクション3.2のプロファイルに従ってください。ピーク温度最大260°C、260°C以上の時間は最大10秒に制限します。最大2回のリフローサイクルが許可されています。
手はんだ付け（はんだごて）：最大300°Cに設定された温度制御付きはんだごてを使用してください。接点時間ははんだ接点ごとに3秒に制限する必要があります。手はんだ付けは1回のみ行うべきです。

7. 包装およびテープ＆リール仕様

LEDは、保護カバーテープ付きのエンボス加工キャリアテープで供給されます。テープ幅は8mmです。リールは標準直径7インチ（178mm）で、フルリールあたり5000個を収容します。部分リールの最小発注数量は500個です。包装はANSI/EIA-481規格に準拠しています。テープポケットおよびリールの詳細な寸法図面が提供されており、ハブ径、フランジ径、リール幅などが含まれます。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

8.1 使用目的および信頼性に関する免責事項

このLEDは、標準的な商業用および民生用電子機器での使用を目的として設計されています。故障が生命や健康を脅かす可能性がある、例外的な信頼性を必要とするアプリケーション（例：航空、医療生命維持装置、輸送安全システム）では、設計採用前に具体的な協議と認定が必要です。

8.2 LEDの駆動

安定した光出力と長寿命を確保するために、LEDは定電圧ではなく定電流源で駆動してください。推奨連続電流は20mAです。電圧源とともに単純な直列電流制限抵抗を使用することができ、R = (V_電源- V_F) / I_Fとして計算されます。ここで、V_Fは、最悪条件下でもI_Fが20mAを超えないようにするために、ビニング表の代表値または最大値から選択する必要があります。

8.3 熱管理

電力損失は低い（最大76mW）ですが、PCB上の適切な熱設計は重要です。推奨されるはんだパッド設計は、ヒートシンクとしても機能します。LED接合部から離れる良好な熱経路を確保することは、特に高温環境下や最大定格近くで駆動する場合に、光度と寿命を維持するのに役立ちます。

8.4 光学設計

広い130度の視野角により、このLEDは広範囲の照明や多方向からの視認性を必要とするアプリケーションに適しています。集光や指向性のある光が必要な場合は、外部レンズや光導波路が必要になる場合があります。ウォータークリアレンズは、二次光学要素の可能性に対して中立的な基盤を提供します。

9. 技術比較および差別化

LTST-C191TGKTの主な差別化要因は、InGaNチップによる高輝度と超薄型0.55mmプロファイルの組み合わせです。AlGaInPのような旧技術と比較して、InGaNは緑色波長において優れた効率と色純度を提供します。RoHS準拠と標準的な大量鉛フリーリフロープロセスへの適合性は、グローバル市場に適した現代的で環境に優しい選択肢となっています。包括的なビニングシステムにより、設計者はアプリケーションに必要な正確な輝度と色度を選択でき、最終製品の視覚的一貫性を確保できます。

10. よくある質問（FAQ）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（λ_P）は、LEDが最も多くの光パワーを発する物理的な波長です。主波長（λ_d）は、知覚される色を定義する人間の色知覚（CIE図表）に基づく計算値です。この緑色LEDのような単色LEDでは、通常は近い値ですが同一ではありません。

Q: 5V電源と抵抗でこのLEDを駆動できますか？
A: はい。すべての条件下で安全な電流を確保するために最大V_F3.6Vを使用します： R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70オーム。標準的な68または75オームの抵抗が適切です。常に回路内の実際の電流を確認してください。

Q: なぜ開封済みパッケージの保管条件は厳しいのですか（672時間）？
A: SMDパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。リフローはんだ付けの高温中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部の剥離やクラック（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。672時間の制限とベーキング手順は、この故障モードを防ぐために、部品の湿気感受性レベル（MSL 2a）によって定義されています。

Q: このLEDは自動車内装照明に適していますか？
A: 基本的な技術仕様は満たしていますが、自動車アプリケーションでは通常、温度サイクル、湿度、長期信頼性に対して特定の自動車グレード規格（AEC-Q102など）に認定されたコンポーネントが必要です。このデータシートはそのような認定を主張していないため、具体的なアプリケーションについては協議が必要です。

11. 設計採用ケーススタディ例

シナリオ：ポータブルBluetoothスピーカーの状態インジケータを設計。インジケータは日中でも視認可能で、一貫した緑色を持ち、非常に薄い筐体に収まる必要がある。

選択理由：LTST-C191TGKTは、0.55mmの高さにより、薄い拡散板の後ろに収まるため選択されました。高輝度（最大450 mcd）により視認性が確保されます。すべての生産ユニットで特定の緑色の色合いを保証するために、設計者は調達時にビンコードAQ（主波長525-530nm）およびビンコードS（180-280 mcd）を指定します。

回路設計：スピーカーのメインボードには3.3Vラインがあります。代表的なV_F3.2V（ビンD8から）を使用して、直列抵抗を計算します： R = (3.3V - 3.2V) / 0.020A = 5オーム。5.1オームの抵抗が選択されます。LEDのアノードは抵抗を介して3.3Vラインに接続され、カソードはオープンドレイン出力として設定されたマイクロコントローラGPIOピンによってグランドに切り替えられます。

レイアウト：推奨されるPCBパッドレイアウトに正確に従います。電力は低いですが、放熱を助けるためにグランドパッドは小さな銅面に接続されます。

12. 技術紹介とトレンド

InGaN技術：窒化インジウムガリウムはIII-V族半導体化合物であり、インジウムとガリウムの比率を調整することでバンドギャップを調整できます。これにより、紫外線から青色、緑色スペクトルまでの光を発するLEDの製造が可能になります。InGaNベースのLEDは、高効率と高輝度で知られています。

業界トレンド：民生電子機器向けSMD LEDのトレンドは、継続的に小型パッケージサイズ、低プロファイル、高い発光効率（ワットあたりの光量）、厳密な色の一貫性に向かっています。また、自動車および産業アプリケーションの要求を満たすための高い信頼性への強い推進力もあります。鉛フリーはんだ付けとRoHS準拠への移行は、現在では普遍的な標準となっています。将来の開発には、さらに薄いチップスケールパッケージ（CSP）やLEDパッケージ内の統合ドライバ回路が含まれる可能性があります。