SMD LED LTST-108TGKT データシート - ウォータークリアレンズ - InGaNグリーン - 2.8-3.8V - 80mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）であるLTST-108TGKTの完全な技術仕様を提供します。この部品は、自動化されたプリント基板（PCB）組立プロセス向けに設計されており、スペースが重要な制約となる用途に適しています。LEDはウォータークリアレンズを備え、インジウムガリウムナイトライド（InGaN）半導体材料を利用して緑色光を生成します。

このLEDシリーズの主な設計目標は、小型化、大量生産用ピックアンドプレース装置との互換性、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よる信頼性です。これらの特性により、現代の電子機器製造における汎用性の高い部品となっています。

1.1 特徴

• 有害物質使用制限（RoHS）指令に準拠。
• 自動ハンドリングのため、7インチ径リールに8mmテープで梱包。
• 電子工業会（EIA）仕様に準拠した標準化されたパッケージ外形。
• 入出力特性は標準集積回路（IC）ロジックレベルと互換性があります。
• 自動部品実装機械との互換性を考慮して設計。
• 表面実装技術（SMT）で一般的に使用される赤外線リフローはんだ付けプロセスに適しています。
• JEDEC湿気感度レベル3に加速するよう予備調整済み。

1.2 用途

このLEDは、幅広い電子機器での使用を意図しています。典型的な用途分野は以下の通りです：

• 通信機器：ルーター、モデム、ネットワークスイッチの状態表示灯。
• オフィスオートメーション：プリンター、スキャナー、複合機のパネルランプ。
• 家電製品：各種家庭用電子機器の電源および機能表示灯。
• 産業機器：機械状態および故障表示パネル。
• 状態表示：汎用の電源投入、スタンバイ、または動作表示灯。
• 信号・シンボル照明：制御パネルのアイコンやシンボルのバックライト。
• フロントパネルバックライト：ボタンやキーパッドの照明。

2. パッケージ寸法

LTST-108TGKTの機械的外形は、標準的なSMD LEDフットプリントに従います。すべての重要な寸法は公式データシート図面に記載されています。寸法に関する主な注意点は以下の通りです：

• すべての直線寸法はミリメートル（mm）で指定されています。
• 指定されていない寸法の標準公差は±0.1 mm（約±0.004インチ）です。

型番識別：

レンズ色：ウォータークリア

光源色：InGaNグリーン

3. 定格および特性

このセクションでは、指定された試験条件下での動作限界および性能パラメータを定義します。絶対最大定格を超えると、デバイスに永久的な損傷を与える可能性があります。

3.1 絶対最大定格

定格は周囲温度（Ta）25°Cで指定されています。

• 消費電力（Pd）：80 mW - デバイスが消費できる最大総電力。
• ピーク順電流（I_F(peak)）：100 mA - パルス条件下での最大許容電流（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）。
• 連続順電流（I_F）：20 mA - 推奨される最大連続DC動作電流。
• 動作温度範囲（T_opr）：-40°C ～ +85°C - 通常動作時の周囲温度範囲。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C ～ +100°C - 電源が入っていない状態でのデバイスの安全な温度範囲。

3.2 推奨IRリフロープロファイル

鉛フリー（Pbフリー）はんだ付けプロセスでは、J-STD-020B規格に準拠したリフロープロファイルを推奨します。プロファイルは通常、予熱ゾーン、熱浸漬ゾーン、ピーク温度を持つリフローゾーン、冷却ゾーンを含みます。重要なパラメータは以下の通りです：

• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線温度以上時間（TAL）：通常、指定された範囲内（例：30-90秒）であることが推奨されます。
• 昇降温速度：熱衝撃を防ぐため、加熱および冷却速度を制御します。

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するため、注意が必要です。提供されるプロファイルは、JEDEC規格に基づく一般的なガイドラインとして機能します。

3.3 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、Ta=25°C、I_F=20mAで測定されています。

• 光度（I_V）：355 - 900 ミリカンデラ（mcd）。CIE標準比視感度曲線に一致するフィルターをかけた検出器を使用して測定。
• 視野角（2θ_1/2）：110度（標準）。光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角として定義されます。
• ピーク発光波長（λ_p）：518 nm（標準）。光出力が最大となる波長。
• 主波長（λ_d）：520 - 535 nm。色を定義する人間の目が知覚する単一波長。公差は±1 nm。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：35 nm（標準）。最大強度の半分における発光スペクトルの幅。
• 順方向電圧（V_F）：2.8 - 3.8 ボルト。20mAを流したときのLED両端の電圧降下。公差は±0.1V。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時で10 μA（最大）。重要：このデバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。このパラメータは情報提供/試験目的のみです。

4. ビンランキングシステム

生産の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに従って選別（ビニング）されます。これにより、設計者はアプリケーションに必要な特定の性能基準を満たす部品を選択できます。

4.1 順方向電圧（V_F）ランク

I_F= 20mAでビニング。各ビン内の公差は±0.10V。

• D7：2.8V（最小） - 3.0V（最大）
• D8：3.0V - 3.2V
• D9：3.2V - 3.4V
• D10：3.4V - 3.6V
• D11：3.6V - 3.8V

4.2 光度（I_V）ランク

I_F= 20mAでビニング。各ビン内の公差は±11%。

• T2：355.0 mcd（最小） - 450.0 mcd（最大）
• U1：450.0 mcd - 560.0 mcd
• U2：560.0 mcd - 710.0 mcd
• V1：710.0 mcd - 900.0 mcd

4.3 主波長（WD）ランク

I_F= 20mAでビニング。各ビン内の公差は±1 nm。

• AP：520.0 nm（最小） - 525.0 nm（最大）
• AQ：525.0 nm - 530.0 nm
• AR：530.0 nm - 535.0 nm

5. 代表的な性能曲線

データシートには、主要特性のグラフ表示が含まれており、通常は順電流または周囲温度に対してプロットされています。これらの曲線は、非標準条件下でのデバイスの挙動を理解するのに役立ちます。一般的な曲線は以下の通りです：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、高電流では発熱によりしばしば非線形になります。
• 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示します。
• スペクトル分布：相対強度と波長の関係をプロットしたもので、発光スペクトルの形状と幅を示します。

これらの曲線は、一貫した性能を達成するための駆動回路および熱管理システムの設計に不可欠です。

6. ユーザーガイドおよび取り扱い

6.1 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、承認された溶剤のみを使用してください。LEDを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分未満浸します。指定されていない化学洗浄剤は、エポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があるため使用しないでください。

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。これには、アノードおよびカソード用の銅パッドのサイズと形状、および推奨されるソルダーマスク開口部が含まれます。このレイアウトに従うことで、リフロー時の信頼性の高いはんだ接合が実現できます。

6.3 テープおよびリール梱包

LEDは、保護用カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに梱包され、7インチ（178mm）径のリールに巻かれています。標準梱包はリールあたり4000個です。主な梱包に関する注意点：

• テープ内の空ポケットはカバーテープで密封されています。
• 端数の最小発注数量は500個です。
• リール仕様上、連続して最大2個の部品欠品が許容されます。
• 梱包はANSI/EIA-481規格に準拠しています。

7. 重要な注意事項および使用上の注意

7.1 想定用途

これらのLEDは、標準的な商業用および産業用電子機器での使用を想定して設計されています。航空機、医療用生命維持装置、または交通制御システムなど、故障が生命や健康に直接的な危険をもたらす可能性のある安全クリティカルな用途には定格付けされておらず、意図されていません。そのような用途には、適切な信頼性認証を持つ部品を使用する必要があります。

7.2 保存条件

適切な保存は、湿気吸収を防ぎ、リフローはんだ付け時にポップコーン現象（パッケージクラック）を引き起こさないために重要です。

• 密封パッケージ：30°C以下、相対湿度（RH）70%以下で保存。乾燥剤入りの防湿バッグが無傷の場合、保存寿命は1年です。
• 開封済みパッケージ：密封バッグから取り出した部品は、保存環境が30°C、60% RHを超えないようにしてください。
• フロアライフ：防湿バッグを開封後、168時間（7日）以内にIRリフロー工程を完了することを推奨します。
• 長期保存/ベーキング：部品が168時間を超えて暴露された場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングし、吸収した湿気を除去する必要があります。

7.3 はんだ付け手順

信頼性を確保するための詳細なはんだ付けパラメータが提供されています：

リフローはんだ付け（推奨）：

• 予熱温度：150-200°C
• 予熱時間：最大120秒
• ボディピーク温度：最大260°C
• ピーク温度時間/はんだ付け時間：最大10秒（最大2回のリフローサイクルまで許容）

手はんだ付け（はんだごて）：

• はんだごて先温度：最大300°C
• 接触時間：はんだ接合部あたり最大3秒（1回限りのはんだ付けのみ）。

7.4 駆動方法の原理

LEDは電流制御デバイスです。その光出力（光度）は、主に印加される順電流（I_F）の関数であり、電圧ではありません。したがって、特に複数のLEDを並列に使用する場合、一貫した輝度を確保するには、各LEDを制御された電流源で駆動するか、独自の電流制限抵抗を持つ必要があります。デバイスごとの順方向電圧（V_F）のばらつきにより、電流、ひいては輝度に大きな差が生じる可能性があるため、電圧源から直接LEDを並列駆動することは推奨されません。

8. 設計上の考慮事項およびアプリケーションノート

8.1 熱管理

消費電力は比較的低い（最大80mW）ですが、長寿命と安定した性能のためには効果的な熱管理が依然として重要です。順方向電圧と光度は温度に依存します。PCB設計において十分な放熱対策を講じ、グランドプレーンを使用し、他の発熱部品の近くに配置しないことで、より低い接合温度を維持できます。

8.2 電流制限抵抗の計算

単純な電圧源と直列抵抗を使用してLEDを駆動する場合、抵抗値（R_s）はオームの法則を使用して計算できます：R_s= (V_supply- V_F) / I_F。データシートの最大V_F（3.8V）を使用して、V_Fが低いデバイスでも電流が20mAを超えないようにします。例えば、5V電源の場合：R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 オーム。標準の62オーム抵抗が安全な選択となります。抵抗の定格電力は少なくともP = I_F²* R_s.

である必要があります。

8.3 光学設計

110度の視野角は、様々な角度から見られることを意図した状態表示灯に適した、広く拡散した光パターンを提供します。より集光されたビームが必要な用途では、二次光学系（レンズやライトパイプなど）が必要になります。ウォータークリアレンズは、InGaNチップの本来の色合いを損なわずに実現するのに最適です。

9. 比較および選択ガイダンス

• LTST-108TGKTは、標準的な中輝度グリーンSMD LEDのカテゴリーに位置します。その主な差別化要因は、色と強度のための特定のビニング構造、自動組立プロセスへの準拠、および詳細な取り扱いとはんだ付け仕様です。LEDを選択する際、エンジニアは以下を比較する必要があります：波長/色：
• 主波長ビン（AP、AQ、AR）がアプリケーションの色要件を満たしていることを確認してください。輝度：
• 必要な視認性に応じて適切な光度ビン（T2、U1、U2、V1）を選択してください。視野角：
• 110度の角度は広視野角の標準です。狭い角度はより集光された光を提供します。順方向電圧：_FV

ビンは駆動回路の設計と消費電力に影響を与えます。 この部品は、超高輝度や特殊な光学特性よりも、信頼性の高い性能と製造性が優先される場合の堅牢で汎用的な選択肢です。