SMD LED LTST-C950RTGKT データシート - ウォータークリアレンズ - InGaN グリーン - 20mA - 76mW - 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ランプの仕様を詳細に説明します。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、設置スペースが厳しく制限される用途に適しています。LEDはドームレンズを備え、超高輝度の窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップを用いて緑色光を発光します。

1.1 特徴

• 特定有害物質使用制限（RoHS）指令に準拠。
• 最適な光配光のためのドームレンズ設計。
• 超高輝度InGaNチップ技術。
• 自動実装機用に、7インチ径リールに8mmテープで包装。
• 電子工業会（EIA）規格に準拠した標準化されたパッケージ寸法。
• 集積回路（IC）ロジックレベルとの入力互換性。
• 自動実装機との互換性を考慮した設計。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに適しています。

1.2 用途

本LEDは、以下のような幅広い電子機器での使用を想定しています（これらに限定されません）：

• 通信機器、オフィスオートメーション機器、家電製品、産業用制御システム。
• キーパッドおよびキーボードのバックライト。
• 状態表示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。
• 信号灯およびシンボル照明。

2. パッケージ寸法と構成

LEDは標準SMDパッケージに収められています。主要な機械的寸法は図面にて提供され、全ての寸法はミリメートルで規定されています。特に断りのない限り、寸法の標準公差は±0.1 mmです。ここで文書化する特定モデルLTST-C950RTGKTは、ウォータークリアレンズと緑色光を発するInGaNチップを特徴とします。

3. 定格と特性

特に断りのない限り、全ての電気的・光学的パラメータは周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

3.1 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、デバイスに永久的な損傷を与える可能性があります。これらの条件下での動作保証はありません。

• 消費電力（Pd）：76 mW
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：100 mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms時）
• 連続順電流（I_F）：20 mA DC
• 動作温度範囲（T_opr）：-20°C ～ +80°C
• 保存温度範囲（T_stg）：-30°C ～ +100°C
• 赤外線リフローはんだ付け条件：ピーク温度260°C、最大10秒間。

3.2 無鉛プロセス推奨IRリフロープロファイル

無鉛はんだリフロー用の推奨温度プロファイルを提供します。このプロファイルはガイドラインであり、最適なプロファイルは特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブン特性に依存します。プロファイルはJEDEC規格に準拠すべきで、通常、予熱段階、ピーク温度260°Cを超えない制御された温度上昇、および制御された冷却段階を含みます。

3.3 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、通常の動作条件下でのデバイスの典型的な性能を定義します。

• 光度（I_V）：1120 mcd（最小）から7100 mcd（最大）の範囲で、代表値は特定のビンに依存します。I_F= 20mA、CIEの明所視感度曲線にフィルタリングされたセンサーで測定。
• 指向角（2θ_1/2）：25度。これは、光度が中心軸で測定された値の半分になる全角度です。
• ピーク発光波長（λ_P）：530 nm。スペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：I_F= 20mA時、520.0 nm から 535.0 nm の範囲。これは、色を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：35 nm。最大強度の半分のスペクトル幅であり、色純度を示します。
• 順方向電圧（V_F）：I_F= 20mA時、2.8 V から 3.8 V の範囲。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時、最大10 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。

3.3.1 測定上の注意と警告

• 光度測定はCIE規格に従います。
• デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時には、接地リストストラップや帯電防止作業台の使用など、適切なESD対策が必須です。
• 逆方向電圧の印加は試験目的のみであり、LEDはアプリケーション回路での逆バイアス動作を意図していません。

4. ビン区分システム

生産アプリケーション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区分されます。

4.1 順方向電圧（V_F）区分

I_F= 20mAで区分。各ビンの公差は±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), D11 (3.60-3.80V)。

4.2 光度（I_V）区分

I_F= 20mAで区分。各ビンの公差は±15%。
ビンコード： W (1120-1800 mcd), X (1800-2800 mcd), Y (2800-4500 mcd), Z (4500-7100 mcd)。

4.3 色相（主波長）区分

I_F= 20mAで区分。各ビンの公差は±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. 代表特性曲線

様々な条件下でのデバイスの挙動を示すグラフデータが通常提供されます。これには以下が含まれますが、これらに限定されません：

• 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、通常は非線形の関係にあり、電圧駆動よりも電流制御の重要性を強調します。
• 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性曲線を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示し、高出力または高密度アプリケーションにおける熱管理の重要な要素です。
• スペクトルパワー分布：各波長で発せられる光の強度を示すプロットで、ピーク波長530 nmを中心とし、特徴的な半値幅を持ちます。

6. 組立・取り扱いガイド

6.1 洗浄

未指定の化学洗浄剤はLEDパッケージを損傷する可能性があります。はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、室温でエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールを使用してください。浸漬時間は1分未満とします。

6.2 推奨PCBパッドレイアウト

適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するため、PCB用の推奨ランドパターン（フットプリント）を提供します。これには、信頼性の高いはんだフィレットを得るためのパッド寸法、間隔、およびソルダーマスクの定義が含まれます。

6.3 テープ・リール包装仕様

LEDは、7インチ（178mm）径リールに巻かれたエンボスキャリアテープで供給されます。テープ幅は8mmです。主要仕様は以下の通りです：

• 部品収納用ポケットピッチと寸法。
• シール用カバーテープ仕様。
• リールハブ、フランジ径、巻き方向。

6.4 リール包装詳細

• 標準リールは2000個入りです。
• リール単位未満の最小発注数量は500個です。
• リールあたり連続する空ポケットは最大2個まで許容されます。
• 包装はANSI/EIA-481規格に準拠しています。

7. アプリケーションノートと注意事項

7.1 想定用途と信頼性

本LEDは、標準的な商業用および産業用電子機器向けに設計されています。故障が生命や健康への直接的な危険につながる可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空、医療生命維持、交通制御）での使用は定格されていません。そのようなアプリケーションでは、高信頼性グレードについてメーカーに相談することが不可欠です。

7.2 保管条件

未開封パッケージ：30°C以下、相対湿度（RH）90%以下で保管。乾燥剤入り防湿バッグが無傷の場合、保管寿命は1年です。
開封済みパッケージ：未開封バッグ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。部品は1週間以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります（湿気感受性レベル3、MSL 3）。1週間を超えて保管する場合は、組立前に60°Cで少なくとも20時間ベーキングするか、密閉された乾燥環境（例：乾燥剤または窒素封入）で保管してください。

7.3 はんだ付け推奨事項

リフローはんだ付け（推奨）：
- 予熱： 150-200°C。
- 予熱時間： 最大120秒。
- ピーク温度： 最大260°C。
- ピーク温度保持時間： 最大10秒。リフロープロセスは2回を超えて行わないでください。
手はんだ付け（必要な場合）：
- はんだごて温度： 最大300°C。
- はんだ付け時間： リードあたり最大3秒。これは1回のみ行ってください。
注記：最適なリフロープロファイルは基板固有です。提供された値は限界値です。特定のPCBアセンブリの特性評価を推奨します。

8. 技術詳細と設計上の考慮点

8.1 測光・測色の原理

性能は、放射測量単位（ワット）とは異なり、人間の目の感度を考慮した測光単位（ミリカンデラでの光度）で定義されます。主波長は、人間の知覚が重要なアプリケーションにおける色指定の主要パラメータであり、ピーク波長は光センサーとのマッチングにより関連性が高いです。35 nmという狭いスペクトル半値幅は、InGaNベースのグリーンLEDの特徴であり、良好な色飽和度を提供します。

8.2 電気的駆動の考慮点

LEDは電流駆動デバイスです。順方向電圧は負の温度係数を持ち、個体間でばらつきがあります（V_Fビン区分で示される通り）。したがって、定電圧源での駆動は推奨されず、熱暴走や輝度のばらつきを引き起こす可能性があります。定電流ドライバ、または電圧源と直列に接続した電流制限抵抗が不可欠です。最大DC電流20mAが標準動作点を定義し、100mAのパルス定格により、多重化アプリケーションでの短時間のオーバードライブが可能です。

8.3 熱管理

最大消費電力76mWにおいて、特に高温環境下または最大電流で動作する場合、PCBを通じた効果的な放熱が極めて重要です。接合温度の上昇に伴う光度の低下は、動作範囲全体で一貫した輝度を確保するために光学設計に考慮する必要があります。PCBパッドレイアウトが主要な熱経路となります。

8.4 光学設計

25度の指向角（半値全幅）は、ドームレンズからの比較的指向性の高いビームを示しています。これは、指向性のある光が必要なインジケーター用途に適しています。バックライトや面照明には、光を均一に広げるために二次光学部品（導光板、拡散板）が通常必要です。

8.5 代替技術との比較

本製品のようなInGaNベースのグリーンLEDは、リン化ガリウム（GaP）などの旧来技術と比較して、より高い効率と輝度を提供します。ウォータークリアレンズは、光を散乱させ知覚色をわずかに変化させる拡散レンズとは異なり、チップ本来の飽和した緑色を提供します。SMDパッケージは、スルーホールLEDと比較して、実装速度、実装精度、基板スペースの節約において大きな利点があります。

8.6 用途別ガイダンス

状態表示：システム電圧で約10-15mAとなるように計算された単純な直列抵抗で十分です。パネル配置には指向角を考慮してください。
バックライト：複数のLEDが使用されることが多いです。表示面全体での目に見えるホットスポットや色むらを避けるため、光度（I_Vビン）と主波長（色相ビン）の一貫性が重要です。定電流ドライバアレイの使用を推奨します。
高速信号伝送：LEDの高速スイッチング能力を活用できます。パルス電流定格により、多重化やPWM調光アプリケーションで、より高いピーク輝度を得るための短時間の大電流パルスが可能です。

8.7 一般的な問題のトラブルシューティング

輝度のばらつき：個別の電流制限なしに電圧源からLEDを並列駆動している可能性が高いです。定電流源または個別の抵抗を使用してください。
時間/温度による色ずれ：主波長は温度や電流によってわずかにシフトする可能性があります。適切な熱設計と安定した電流駆動を確保してください。
ESD損傷：点灯しない、または断続的な動作はESDが原因である可能性があります。取り扱いおよび組立時には常にESD対策プロトコルに従ってください。
はんだ接合不良：不適切なパッド設計、過剰なはんだペースト、または推奨リフロープロファイルからの逸脱が原因である可能性があります。ランドパターンおよびはんだ付けガイドラインを参照してください。

9. 業界動向とトレンド

SMD LEDは、大量生産・自動化されたPCB実装ラインとの互換性から、現代のオプトエレクトロニクスにおける主要なパッケージング技術です。グリーンおよびブルーLEDへのInGaN材料への移行は、より高い効率と明るさを可能にしました。トレンドは、小型化（より小さなパッケージサイズ）、高出力密度化（より狭い面積からの高光束）、および厳格なビン区分による色の一貫性の向上に向かって続いています。さらに、より高度なパッケージでのオンボードドライバおよび制御回路との統合も進行中の開発です。本データシートに見られるRoHSおよび無鉛はんだ付け互換性への重点は、電子業界におけるより広範な環境規制を反映しています。