SMD LED LTST-C216TGKT データシート - 3.2x1.6x1.2mm - 3.2V 標準 - 76mW - ウォータークリアレンズ グリーン発光 - 日本語技術文書

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-C216TGKTの完全な技術仕様を提供します。この部品は自動プリント基板（PCB）実装用に設計されており、スペースが重要な制約となる用途に適しています。LEDは、超輝度の窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップを利用して緑色光を生成し、ウォータークリアレンズパッケージ内に収められています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、有害物質使用制限（RoHS）指令への準拠、高い光度、および標準的な工業用組立プロセスとの設計互換性です。これは、7インチ径のリールに巻かれた8mmテープ上にパッケージングされており、電子工業会（EIA）規格に準拠しているため、大量生産、自動ピックアンドプレース製造に最適です。

ターゲットアプリケーションは、幅広い民生用および産業用電子機器に及びます。主な市場は、通信機器（例：コードレス電話、携帯電話）、ポータブルコンピューティングデバイス（例：ノートパソコン）、ネットワークインフラシステム、各種家電製品、屋内標識またはディスプレイアプリケーションです。これらのシステム内での主な機能は、状態表示、キーパッドまたはキーボードのバックライト、マイクロディスプレイへの統合、および一般的な信号またはシンボルの照明です。

2. 詳細な技術パラメータ分析

LTST-C216TGKTの性能は、主に周囲温度（Ta）25°Cにおける特定の環境および電気的条件下で定義されます。

2.1 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がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されておらず、避けるべきです。

• 消費電力（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_F(PEAK)）：100 mA。この電流は、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= 15 mA（最大20mA以下）を選択します。これにより、消費電力と発熱も低減されます。20 mA。これは連続DC動作における推奨最大電流です。
• 動作温度範囲：-20°C から +80°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で機能するように設計されています。
• 保存温度範囲：-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）組立プロセスにとって重要です。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、標準試験条件下（特に記載がない限り、I_F= 20mA, Ta=25°C unless noted).

• 光度（I_V）、およびAQ（λ最小71.0ミリカンデラ（mcd）から最大450.0 mcdの範囲です。光度は、CIE標準比視感度（人間の目）応答曲線に近似するセンサーとフィルターの組み合わせを使用して測定されます。
• 視野角（2θ_1/2）：130度。これは、光度が中心軸（0度）で測定された値の半分に低下する全角です。これは広い視野パターンを示しています。
• ピーク発光波長（λ_Pよりわずかに短い（青みがかった）です。530ナノメートル（nm）。これはスペクトルパワー出力が最も高い波長です。
• 主波長（λ_d）を要求すると、順電圧約3.1V、非常に高い輝度、主波長中心527.5 nmのLEDが選択されます。525 nm。CIE色度図から導出され、この単一波長はLEDの知覚される色（緑）を最もよく表します。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：35 nm。このパラメータは、最大強度の半分の幅として測定される、発光のスペクトル純度または帯域幅を示します。
• 順電圧（V_F）、T（I標準3.2V、20mA駆動時の範囲は2.80Vから3.60Vです。これはLEDが導通しているときの両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧（V_R）5V印加時の最大10マイクロアンペア（μA）。デバイスは逆バイアス下での動作用には設計されていません。

3. ビン区分システムの説明

大量生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性能カテゴリまたはビンに分類されます。LTST-C216TGKTは3次元のビニングシステムを使用しています。

3.1 順電圧（V_F）ビニング

LEDは、20mA時の順電圧降下によって分類されます。これは電流制限回路の設計や並列アレイでの均一な輝度確保に重要です。

• ビンコード D7： V_F= 2.80V から 3.00V
• ビンコード D8： V_F= 3.00V から 3.20V
• ビンコード D9： V_F= 3.20V から 3.40V
• ビンコード D10： V_F= 3.40V から 3.60V

各ビン内の許容差は±0.1Vです。

3.2 光度（I_V）ビニング

このビニングは、ミリカンデラで測定される光出力に基づいてLEDを分類します。

• ビンコード Q： I_V= 71.0 mcd から 112.0 mcd
• ビンコード R： I_V= 112.0 mcd から 180.0 mcd
• ビンコード S： I_V= 180.0 mcd から 280.0 mcd
• ビンコード T： I_V= 280.0 mcd から 450.0 mcd

各ビン内の許容差は±15%です。

3.3 色相（主波長）ビニング

この分類は、類似した主波長を持つLEDをグループ化することで色の一貫性を確保します。

• ビンコード AP： λ_d= 520.0 nm から 525.0 nm
• ビンコード AQ： λ_d= 525.0 nm から 530.0 nm
• ビンコード AR： λ_d= 530.0 nm から 535.0 nm

各ビン内の許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

具体的なグラフデータはデータシートで参照されますが、このようなLEDの代表的な性能曲線は設計エンジニアにとって重要な洞察を提供します。

4.1 電流対電圧（I-V）特性

I-V曲線は非線形で、標準ダイオードと類似しています。順電圧（V_F) exhibits a positive temperature coefficient, meaning it decreases slightly as the junction temperature increases for a given current. The curve shows a sharp turn-on characteristic above the threshold voltage.

4.2 相対光度対順電流

この曲線は、推奨動作範囲内（最大20mAまで）で、順電流（I_F) and light output (I_V) within the recommended operating range (up to 20mA). Driving the LED beyond its absolute maximum ratings can lead to super-linear efficiency roll-off and accelerated degradation.

4.3 相対光度対周囲温度

InGaN LEDの光出力は、一般に周囲温度（ひいては接合温度）が上昇すると減少します。このデレーティング曲線は、高温環境で動作するアプリケーションにおいて十分な輝度を維持するために不可欠です。

4.4 スペクトル分布

スペクトル出力曲線は、530 nmのピーク波長を中心とし、特徴的な半値幅35 nmを持ち、緑色の発光を定義します。形状は通常ガウス分布です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準SMDパッケージ外形に準拠しています。特に指定がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、一般的な公差は±0.1 mmです。パッケージはウォータークリアレンズを備えています。カソードは通常、ノッチ、緑色の点、またはパッケージの切り欠き角などの視覚的マーカーで識別され、推奨PCBフットプリントと照合する必要があります。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

適切なはんだ接合部の形成と機械的安定性を確保するために、ランドパターン図が提供されます。この推奨フットプリントに従うことは、リフローはんだ付けの成功とトゥームストーニング（部品の立ち上がり）の防止に重要です。設計には通常、はんだ付け時の放熱を管理するためのサーマルリリーフ接続が含まれます。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 赤外線リフローはんだ付けプロファイル

デバイスは、表面実装組立の標準である赤外線（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。鉛フリーはんだペーストには特定の温度プロファイルが推奨されます：

• プリヒートゾーン：150-200°Cまで上昇。
• ソーク/プリヒート時間：最大120秒で、フラックスを活性化し基板温度を均一化します。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間（TAL）：部品本体は最大10秒間ピーク温度にさらされるべきです。LEDはこのリフローサイクルを最大2回まで耐えることができます。

これらのパラメータは、表面実装デバイスに関する一般的なJEDEC業界標準に準拠しています。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意が必要です：

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：はんだ接合部ごとに最大3秒。
• 制限：エポキシパッケージと半導体ダイへの熱ダメージを避けるため、手はんだ付けは1回のみ行うべきです。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄は注意して行う必要があります。指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。例えば、エチルアルコールやイソプロピルアルコール（IPA）などです。LEDは常温で1分未満浸漬するべきです。過酷または未指定の化学洗浄剤は、プラスチックレンズやパッケージ材料を損傷する可能性があります。

6.4 保管および取り扱い条件

静電気放電（ESD）感受性：LEDはESDおよびサージ電流に敏感です。取り扱い中は適切なESD対策が必須です。これには、接地リストストラップ、帯電防止手袋の使用、およびすべての作業台と設備が適切に接地されていることを確認することが含まれます。

湿気感受性：パッケージには湿気感受性レベル（MSL）定格があります。示されているように、元の密封防湿バッグが開封された場合、部品は1週間以内（MSL 3）にIRリフローはんだ付けを行うべきです。元の包装外で1週間を超えて保管する場合は、部品は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。これらの条件下で1週間以上保管された部品は、組立前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングを行い、吸収された湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象（パッケージ割れ）を防止する必要があります。

一般的な保管：未開封パッケージの場合、保管温度は≤30°C、相対湿度（RH）は≤90%とし、製造日コードから推奨保存期間は1年です。開封済みパッケージの場合、環境は30°C、60% RHを超えないようにしてください。

7. 包装および発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

LEDは、自動組立用の業界標準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：8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項
• リールあたり数量：3000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• ポケットシーリング：空のポケットはトップカバーテープで密封されます。
• 欠品部品：テープ仕様により、連続する最大2個のLED欠品が許容されます。

これらの仕様はANSI/EIA-481規格に準拠しています。

. Application Notes and Design Considerations

8.1 代表的なアプリケーション回路

LEDは定電流源、またはより一般的には電圧源と直列の電流制限抵抗で駆動する必要があります。直列抵抗値（R_S= (3.3V - 3.2V) / 0.015A ≈ 6.7オーム。標準の6.8オーム抵抗を使用します。抵抗の電力を確認：P = I_S= (V_SUPPLY- V_F) / I_F. Using the typical V_Fof 3.2V and a desired I_Fof 20mA with a 5V supply, R_S= (5V - 3.2V) / 0.02A = 90オーム。標準の91オームまたは100オームの抵抗が適切で、消費電力は(5V-3.2V)*0.02A = 36mWです。

8.2 熱管理

消費電力は低い（最大76mW）ですが、PCBを介した効果的な熱管理は、長期信頼性と一貫した光出力維持のために依然として重要です。推奨PCBパッド設計は、LED接合部からの熱伝達を助けます。高温環境下または複数のLEDが高密度に配置されるアプリケーションでは、PCBに対する追加の熱設計考慮が必要になる場合があります。

8.3 光学的設計上の考慮事項

広い130度の視野角により、このLEDは広い領域の照明や広角度からの視認性が必要なアプリケーション（状態表示器など）に適しています。より集光されたビームが必要なアプリケーションでは、二次光学素子（例：レンズ、導光板）をLEDの上に設計・配置する必要があります。

8.4 アプリケーション制限および警告

この部品は、標準的な商業用および産業用電子機器での使用を意図しています。故障が直接生命や健康を脅かす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション向けには設計または認定されていません。そのようなアプリケーションには、航空システム、交通制御装置、医療生命維持装置、および重要な安全機器などが含まれますが、これらに限定されません。これらのアプリケーションでは、適切な安全認証を持つ部品を選択する必要があります。

9. 技術比較および差別化

LTST-C216TGKTは、標準SMDグリーンLEDの市場において位置づけられます。その主な差別化要因は、標準パッケージサイズでの高い典型的な光度（最大450 mcd）の組み合わせ、世界市場へのアクセスのためのRoHS準拠、および高温鉛フリーリフロープロセスとの実証済みの互換性です。3次元ビニング（V_F, I_V, λ_d) offers designers the ability to select components for applications requiring tight parameter matching, such as in multi-LED arrays or displays where color and brightness uniformity are paramount.

10. よくある質問（FAQ）

10.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P) is the physical wavelength at which the LED emits the most optical power. Dominant Wavelength (λ_d) is a calculated value from colorimetry that represents the single wavelength of monochromatic light that would appear to have the same color as the LED's output to the human eye. For green LEDs, λ_dis often slightly shorter ("bluer") than λ_Pdue to the shape of the eye's sensitivity curve.

10.2 このLEDを定電圧源で駆動できますか？

いいえ、推奨されません。LEDは電流駆動デバイスです。その順電圧には許容差があり、温度によって変化します。典型的なV_F, would result in an uncontrolled current that could easily exceed the maximum rating and destroy the device. Always use a series current-limiting resistor or a dedicated constant-current driver circuit.

10.3 保管および取り扱いの湿気感受性が重要なのはなぜですか？

SMDプラスチックパッケージは大気中の湿気を吸収する可能性があります。高温リフローはんだ付け工程中に、この閉じ込められた湿気が急速に蒸気に変わり、高い内部圧力を発生させます。これはパッケージ内部の剥離や、クラック（ポップコーン現象）などの致命的な故障を引き起こし、即時または潜在的な信頼性問題につながります。MSLガイドラインに従うことでこれを防止できます。

10.4 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？

このLEDを購入する際に指定する場合、設計要件に性能特性が一致するように、V_F, I_V, and λ_dto ensure the performance characteristics match your design requirements. For example, requesting bins D8 (V_F), T (I_V), and AQ (λ_d) would select LEDs with a forward voltage around 3.1V, very high brightness, and a dominant wavelength centered at 527.5 nm.

11. 設計および使用事例研究

11.1 事例研究：マルチLED状態表示パネル

ネットワークルーターの各種サブシステムの動作状態を示すために、20個のグリーンLEDを備えたパネルを設計することを考えます。ユーザーエクスペリエンスにとって、均一な輝度と色が重要です。

設計手順：

1. 電流設定：長寿命と安全マージンを確保するために、I_F= 15 mA (below the 20mA max) to ensure long life and provide a safety margin. This also reduces power consumption and heat generation.
2. 駆動回路：共通の3.3Vレールを使用します。直列抵抗を計算：R_S= (3.3V - 3.2V) / 0.015A ≈ 6.7 Ohms. Use a standard 6.8 Ohm resistor. Verify resistor power: P = I²R = (0.015)²*6.8 ≈ 1.5 mW。
3. 均一性の確保：均一な外観を実現するために、発注時に厳密なビニングを指定します。すべてのLEDを単一の光度ビン（例：ビンS）および単一の色相ビン（例：ビンAQ）から要求します。個別の直列抵抗を使用する場合、視覚的均一性に対する順電圧ビンはそれほど重要ではありません。
4. PCBレイアウト：推奨ランドパターンに従います。各LEDに等しい電流経路を提供するようにトレースを配線します。放熱のための十分なグランドプレーンを含めます。
5. 組立：IRリフロープロファイルを正確に守ります。パネルをバッチで組立する場合、開封されたリールからの部品は1週間以内に使用するか、適切にベーキングされていることを確認します。

このアプローチにより、すべてのユニットで一貫した性能を持つ、信頼性が高くプロフェッショナルな外観の表示パネルが得られます。

12. 動作原理の紹介

LTST-C216TGKTは、直接遷移型半導体材料におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づく半導体光源です。活性領域は窒化インジウムガリウム（InGaN）化合物半導体を使用しています。p-n接合に順バイアス電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が活性領域に注入されます。ここで、それらは再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。発光の特定の波長（色）は、InGaN材料のバンドギャップエネルギーによって決定され、約2.34 eVに設計されており、530 nm付近の緑色光に対応します。ウォータークリアエポキシレンズは半導体ダイを封止し、機械的保護を提供し、光出力パターンを形成します。

13. 技術トレンドと背景

この部品は、固体照明の広範な分野内で成熟し広く採用されている技術を代表しています。InGaNベースのLEDは、青色および緑色光を生成するための標準です。このデバイスの背景を提供する業界の主要な進行中のトレンドには以下が含まれます：

• 効率向上：継続的な研究開発は、InGaN LEDの内部量子効率（IQE）と光取出効率（LEE）を改善し、より高い発光効率（入力電力あたりのより多くの光出力）をもたらすことを目指しています。
• 小型化：より小型で高密度なエレクトロニクスへの要望により、光出力を維持または向上させながら、さらに小さなパッケージフットプリントのLEDが求められています。
• 信頼性向上：パッケージ材料、ダイ接合技術、および蛍光体技術（白色LED用）の改善は、過酷な条件下での動作寿命と安定性の延長に焦点を当てています。
• スマート統合：制御回路、センサー、または通信インターフェースをLEDパッケージに直接統合する傾向が高まっており、単純なディスクリート部品を超えています。

LTST-C216TGKTは、RoHS準拠、リフロー互換性、詳細なビニングにより、効率的で信頼性が高く大量生産の電子製造の現在の要求を満たすように設計された製品です。