SMD LED LTST-C990TGKT データシート - 超輝度グリーン - 20mA - 76mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高性能表面実装LED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、信頼性の高い明るい表示灯を必要とする、スペースに制約のある幅広い電子機器アプリケーションに適しています。

1.1 主な特長と利点

このLEDは、現代の電子機器製造において以下の主要な利点を提供します：

• 環境規制（RoHS）への適合。
• 高効率かつグリーン波長域で高い輝度を実現する、超輝度InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体チップを採用。
• ドームレンズ設計を採用しており、一般的にフラットレンズと比較してより広い視野角と光取り出し効率の向上を提供します。
• 標準的な7インチ径リールに装着された8mmテープにパッケージングされており、高速自動実装機と互換性があります。
• 標準的な集積回路（I.C.）の駆動レベルと互換性を持つように設計されています。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐え、他の部品と共に標準的な表面実装技術（SMT）組立ラインに適しています。

1.2 対象アプリケーションと市場

このLEDは、複数の分野での汎用性を考慮して設計されています：

• 通信機器・オフィス機器：ルーター、モデム、電話機、プリンターなどの状態表示灯。
• 民生用電子機器：携帯機器のキーパッド、キーボード、マイクロディスプレイのバックライト。
• 家電製品・産業機器：電源、モード、または故障表示灯。
• 一般的な表示：小規模な屋内信号およびシンボル照明。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

特に断りのない限り、全てのパラメータは周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。これらの定格を理解することは、信頼性の高い回路設計に不可欠です。

2.1 絶対最大定格

これらは、いかなる条件下でも（一瞬でも）超えてはならないストレス限界です。この限界を超えて動作させると、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 電力損失（Pd）：76 mW。これはデバイスが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：100 mA。パルス条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）でのみ許容されます。連続DC動作には使用できません。
• DC順電流（I_F）：20 mA。標準的な輝度と長寿命を得るための推奨連続動作電流です。
• 動作温度範囲：-20°C から +80°C。デバイスが機能することが保証されている周囲温度範囲です。
• 保存温度範囲：-30°C から +100°C。
• 赤外線はんだ付け条件：ピーク温度260°Cを10秒間耐え、鉛フリー（Pbフリー）プロセス要件に適合します。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、通常動作条件（I_F= 20mA）における代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：2240 - 4500 mcd（ミリカンデラ）。これは人間の目で知覚される明るさであり、CIE明所視応答曲線に一致するフィルターを用いて測定されます。この広い範囲は、ビニングシステムが使用されていることを示しています（セクション3参照）。
• 視野角（2θ_1/2）：75度。光度が軸上（0°）値の半分に低下する全角として定義されます。ドームレンズがこの比較的広い視野角に寄与しています。
• ピーク発光波長（λ_P）：518 nm（代表値）。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）：515 - 535 nm。これは、CIE色度図から導き出された、LEDの知覚される色（緑）を最もよく表す単一波長です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：35 nm（代表値）。ピーク強度の半分で測定された発光の帯域幅であり、スペクトル純度を示します。
• 順方向電圧（V_F）：1.9 - 3.4 V。20mAで駆動したときのLED両端の電圧降下です。この範囲もビニングの対象となります。
• 逆方向電流（I_R）：V_R= 5V時、最大10 μA。デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。このパラメータは試験目的のみです。

2.3 熱に関する考慮事項

提供されたデータに明示的にグラフ化されていませんが、熱管理は仕様に暗黙的に含まれています。順電流、周囲温度、PCBの熱設計に影響される最大接合温度を超えると、発光出力と寿命が低下します。76mWの電力損失定格と80°Cの最大動作温度は、主要な熱設計上の制約条件です。

3. 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は主要パラメータに基づいて選別（ビニング）されます。これにより、設計者は色、輝度、順方向電圧について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）ビニング

ビンにより、回路内のLEDが同様の電圧降下を持つことが保証され、並列接続時の均一な電流分担を促進します。ビンごとの許容差は±0.1Vです。

• G2：1.9V - 2.2V
• G3：2.2V - 2.5V
• G4：2.5V - 2.8V
• G5：2.8V - 3.1V
• G6：3.1V - 3.4V

3.2 光度（I_V）ビニング

ビンは輝度出力によってLEDをグループ化します。ビンごとの許容差は±15%です。

• X2：2240 mcd - 2800 mcd
• Y1：2800 mcd - 3550 mcd
• Y2：3550 mcd - 4500 mcd

3.3 色相 / 主波長（λ_d）ビニング

このビニングにより、色の一貫性が確保されます。わずか数ナノメートルのシフトでも知覚可能です。ビンごとの許容差は±1nmです。

• AN：515 nm - 520 nm
• AP：520 nm - 525 nm
• AQ：525 nm - 530 nm
• AR：530 nm - 535 nm

4. 性能曲線分析

特定のグラフィカルデータが参照されていますが、このようなLEDの代表的な曲線は、重要な設計上の洞察を提供します。

4.1 順電流対順方向電圧（I-V曲線）

I-V特性は指数関数的です。公称V_Fを超えるわずかな電圧の増加は、電流の大幅な増加を引き起こします。したがって、熱暴走や破壊を防ぐために、定電流源（または直列電流制限抵抗を伴う電圧源）でLEDを駆動することが必須です。

4.2 光度対順電流

光度は、ある点までは順電流にほぼ比例します。しかし、効率（ルーメン毎ワット）は最大定格よりも低い電流でピークに達することが多く、過剰な電流は熱の増加とルーメン減衰の加速につながります。

4.3 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。接合温度が上昇すると：

• 順方向電圧（V_F）：わずかに減少します（負の温度係数）。
• 光度（I_V）：減少します。温度が最大動作限界に近づくと、出力が大幅に低下する可能性があります。
• 主波長（λ_d）：わずかにシフトする可能性があり、特に厳密なビニングが要求されるアプリケーションでは、知覚される色に影響を与える可能性があります。

4.4 スペクトル分布

発光は単色ではなく、ピーク波長（518 nm）を中心としたガウス分布に似た分布を持ちます。スペクトル半値幅（35 nm）はこの分布の広がりを定義します。半値幅が狭いほど、より飽和した純粋な色を示します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 デバイス寸法と極性

このLEDは標準的なEIAパッケージフットプリントに準拠しています。主要な寸法に関する注意：

• 全ての寸法はミリメートル単位です。
• 特に指定がない限り、標準公差は±0.1 mmです。
• パッケージはドーム形状のウォータークリアレンズを備えています。
• 極性はカソードマーク（通常、パッケージ上の切り欠き、緑色の点、または角切り）で示されます。正しい向きは動作に不可欠です。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

適切なはんだ付け、機械的安定性、および熱放散の補助を目的として、推奨ランドパターン（銅パッド設計）が提供されています。この推奨事項に従うことで、信頼性の高いはんだフィレットを実現し、リフロー時のトゥームストーニングを防止するのに役立ちます。

5.3 テープおよびリール包装仕様

デバイスは業界標準のエンボスキャリアテープで供給されます。

• テープ幅：8 mm。
• リール直径：7インチ。
• リールあたりの数量：3000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• 包装には部品ポケットを密封するためのトップカバーテープが含まれており、自動機器との互換性のためにANSI/EIA-481仕様に従っています。

6. はんだ付け、組立、取り扱いガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロセス

このデバイスは鉛フリー（Pbフリー）はんだ付けプロセスに適合しています。推奨リフロープロファイルが重要です：

• 予熱：150°C から 200°C。
• 予熱時間：最大120秒（均一な加熱と溶剤の蒸発を可能にするため）。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間（ピーク時）：最大10秒。デバイスはこのプロファイルを最大2回まで耐えることができます。

重要事項：最適なプロファイルは、特定のPCBアセンブリ（基板厚さ、部品密度、はんだペースト）に依存します。提供された値はガイドラインです。特定のアプリケーションに対するプロセス特性評価を推奨します。

6.2 手はんだ付け（必要な場合）

手動でのリワークが必要な場合：

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：パッドあたり最大3秒。
• 部品への熱ストレスを最小限に抑えるため、LED本体に直接ではなく、PCBパッドに熱を加えてください。

6.3 洗浄

はんだ付け後のフラックス残留物の洗浄には、互換性のある溶剤を使用する必要があります：

• エチルアルコールやイソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系洗浄剤のみを使用してください。
• 常温での浸漬時間は1分未満にしてください。
• エポキシレンズやパッケージを損傷する可能性のある、規定外の化学洗浄剤は避けてください。

6.4 保管と湿気感受性

湿気吸収を防ぎ、リフロー中のポップコーン現象（パッケージクラック）を引き起こさないために、適切な保管が不可欠です。

• 密封パッケージ（オリジナル）：温度≤30°C、相対湿度≤90%で保管。1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管。防湿バッグから取り出した部品については、1週間以内にIRリフローを完了することが推奨されます（湿気感受性レベル3、MSL 3）。
• 長期保管（バッグ外）：乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。
• リベーキング：オリジナル包装から取り出して1週間以上保管した場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングして吸収した湿気を除去してください。

6.5 静電気放電（ESD）対策

LEDは静電気放電に敏感です。常に以下の点を守ってください：

• 取り扱い時は接地されたリストストラップまたは帯電防止手袋を使用してください。
• すべての作業台、設備、工具が適切に接地されていることを確認してください。
• バラ部品の保管および輸送には、導電性フォームまたはトレイを使用してください。

7. アプリケーション設計上の考慮事項

7.1 駆動回路設計

定電流駆動：推奨される方法です。専用のLEDドライバICまたはシンプルな電流制限回路（電圧源＋直列抵抗）を使用してください。抵抗値は次の式で計算します： R = (V_電源- V_F) / I_F。最悪条件下でも電流が20mAを超えないようにするため、ビンまたはデータシートの最大V_Fを使用してください。

PWM調光：輝度制御には、パルス幅変調（PWM）が非常に効果的です。これは、LEDを全電流（例：20mA）で高周波数（通常>100Hz）でスイッチングし、デューティ比を変化させます。この方法は、アナログ（電流低減）調光よりも色の一貫性をより良く維持します。

7.2 PCB上の熱管理

性能と寿命を維持するために：

• 推奨PCBパッドレイアウト（サーマルリリーフ接続を含む場合があります）を使用してください。
• LEDパッド周囲に十分な銅面積を設け、ヒートシンクとして機能させてください。
• LEDを基板上の他の大きな熱源の近くに配置しないでください。
• 最終製品筐体内に十分な通気を確保してください。

7.3 光学的統合

75度の視野角は、直接視認に適しています。光導波管や拡散アプリケーションでは、広い角度がガイドへの光結合を助けます。ウォータークリアレンズは無着色出力に最適です。着色された外観を得るには、通常、外部のカラーディフューザーまたはフィルターが使用されます。

8. 技術比較と差別化

この部品の同クラスにおける主な差別化要因は以下の通りです：

• 超輝度InGaNチップ：緑色用のAlGaInPなどの旧技術と比較して高い発光効率を提供し、同じ駆動電流でより大きな輝度を実現します。
• 広視野角（75°）：良好な軸外視認性を提供し、様々な角度から見られる可能性のある状態表示灯に有益です。
• 包括的なビニング：3パラメータビニング（V_F, I_V, λ_d）により、輝度、色、電気的動作の均一性を要求するアプリケーション向けの精密な選択が可能です。
• 堅牢なリフロー互換性：ピーク温度260°Cに耐え、現代の鉛フリー高温SMT組立プロセスに完全に互換性があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: より明るくするために、このLEDを30mAで駆動できますか？

A: できません。DC順電流の絶対最大定格は20mAです。この定格を超えると接合温度が上昇し、ルーメン減衰の加速、色ずれ、および破壊的な故障の可能性につながります。常に推奨DC電流以下で動作させてください。

Q2: 2.5Vを印加したとき、LEDが予想より暗いのはなぜですか？

A: LEDは電圧駆動ではなく、電流駆動デバイスです。順方向電圧（V_F）には範囲（1.9V-3.4V）があります。固定の2.5Vを印加すると、高いV_Fビン（例：G5/G6）のLEDは駆動不足に、低いV_Fビン（例：G2）のLEDは過駆動になる可能性があります。V_F variation.

に関係なく電流を20mAに設定するために、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。

Q3: このLEDを屋外アプリケーションに使用できますか？

A: 規定の動作温度範囲は-20°Cから+80°Cです。一部の屋外環境では機能する可能性がありますが、定格を超える紫外線、湿気、極端な温度への長時間の曝露は、追加の保護対策（コンフォーマルコーティング、密閉筐体）なしでは推奨されません。データシートは通常の電子機器アプリケーションを規定しています。高信頼性アプリケーションについてはメーカーにご相談ください。

Q4: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？_PA: ピーク波長（λ_d）は、スペクトルパワー出力が最も高くなる物理的な波長です。主波長（λ_d）は、CIE図上で人間の目が知覚する色を表す計算値です。視覚アプリケーションにおける色指定には、λ

がより関連性があります。

10. 動作原理と技術動向

10.1 基本的な動作原理

このLEDは半導体光デバイスです。バンドギャップエネルギーを超える順方向バイアス電圧が印加されると、InGaNチップの活性領域で電子と正孔が再結合します。この再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体材料の特定の組成が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、この場合は緑色となります。

10.2 業界動向