SMD LED LTST-C190KFKT-5A データシート - オレンジ AlInGaP - 5mA - 20mA - 50mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、コンパクトで高輝度の表面実装デバイス（SMD）LEDの仕様を詳細に説明します。自動組立プロセス向けに設計されたこの部品は、幅広い民生用および産業用電子機器におけるスペース制約のある用途に最適です。

1.1 特徴

• RoHS環境規格に準拠しています。
• 効率的なオレンジ光発光のため、超高輝度アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体チップを採用しています。
• 直径7インチ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、自動実装機に適しています。
• 標準化されたEIAパッケージフットプリントにより、幅広い互換性を確保しています。
• ロジックレベル互換の駆動要件です。
• PCB組立で使用される標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロファイルに耐えるように設計されています。

1.2 対象用途

このLEDは、ステータスインジケータやバックライトなど、様々な表示機能に適しています。具体的には、通信・ネットワーク機器の状態表示、キーボード/キーパッドのバックライト、制御パネルのシンボル照明、マイクロディスプレイや家電製品への組み込みなどが挙げられます。

2. 技術仕様の詳細分析

以下のセクションでは、デバイスの電気的、光学的、環境的限界値および特性について詳細に分析します。

2.1 絶対最大定格

これらの値は、いかなる条件下でも超えてはならないストレス限界を表します。超過すると永久損傷が発生する可能性があります。動作は、後述する推奨動作条件内で維持する必要があります。

• 電力損失（Pd）：50 mW
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：40 mA（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅でのパルス動作時）
• 連続順電流（I_F）：20 mA DC
• 逆電圧（V_R）：5 V
• 動作温度範囲（T_opr）：-30°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C ～ +85°C
• はんだ付け温度：260°Cで10秒間耐性あり（鉛フリープロセス）。

2.2 電気的・光学的特性

周囲温度（T_a）25°Cで測定。設計指針として代表値（Typ）を、保証性能範囲として最小値（Min）および最大値（Max）を提供します。

• 光度（I_V）：18.0 ～ 71.0 mcd（I_F= 5mAで測定）。光度は特定のビンに分類されます（セクション3参照）。
• 視野角（2θ_1/2）：130度。この広い視野角は、光度がピーク軸値の半分に低下する全角として定義され、広範囲の視認性が求められる用途に適しています。
• ピーク波長（λ_P）：611 nm（代表値）。これは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）：605 nm（I_F=5mA時の代表値）。これは人間の目が色（この場合はオレンジ）として認識する単一波長で、CIE色度図から計算されます。
• スペクトル半値幅（Δλ）：17 nm（代表値）。これは色の純度を定義します。狭い半値幅はより飽和した色を示します。
• 順電圧（V_F）：2.0V（最小）、2.4V（代表値）at I_F= 5mA。
• 逆電流（I_R）：10 μA（最大）at V_R= 5V。

3. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。これにより、設計者はアプリケーションの特定の輝度要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビニング

光度は、5mAでの測定値に基づき、3つの主要ビン（M、N、P）に分類されます。各ビンの許容差は±15%です。

• ビンコード M：18.0 mcd（最小） ～ 28.0 mcd（最大）
• ビンコード N：28.0 mcd（最小） ～ 45.0 mcd（最大）
• ビンコード P：45.0 mcd（最小） ～ 71.0 mcd（最大）

より高いビンコード（例：P）を選択すると、より明るいLEDが保証され、高周囲光条件下や長い視認距離が必要な場合に有効です。

4. 性能曲線分析

元の文書では特定のグラフ曲線が参照されていますが、その意味合いは設計において極めて重要です。

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

このLEDは、ダイオードに典型的な非線形I-V特性を示します。順電圧（V_F）は正の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに低下します。LEDは電流駆動デバイスであるため、設計者は安定した光出力を確保し、熱暴走を防ぐために、電流制限抵抗または定電流ドライバを使用する必要があります。

4.2 光度対順電流

光出力は、指定された動作範囲内では順電流にほぼ比例します。ただし、非常に高い電流では熱効果の増加により効率が低下する可能性があります。インジケータ用途では、輝度と寿命のバランスを取るために、代表的なテスト電流である5mA以下で動作させるのが一般的です。

4.3 温度依存性

AlInGaP LEDの光度は、一般に接合温度の上昇とともに減少します。温度範囲の上限（+85°C）で動作するアプリケーションでは、目標輝度とデバイスの信頼性を寿命期間中維持するために、駆動電流をディレーティング（定格以下で使用）することが必要になる場合があります。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 パッケージ外形寸法

本デバイスは標準的なSMDフットプリントに準拠しています。重要な寸法には、本体の長さ、幅、高さ、およびはんだ付け可能な端子の配置とサイズが含まれます。特に指定がない限り、すべての寸法公差は通常±0.1mmです。レンズはウォータークリアで、AlInGaPチップ本来のオレンジ色が見えます。

5.2 極性識別および推奨PCBパッドレイアウト

カソードは通常、デバイス本体に刻印、緑色の点、またはその他の視覚的インジケータでマーキングされています。適切なはんだ接合の形成、信頼性の高い電気的接続、およびリフロー中の機械的安定性を確保するために、プリント回路基板用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。このパターンに従うことで、トゥームストーニング（部品が立つ）やはんだの濡れ不良を防ぐのに役立ちます。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

本コンポーネントは、鉛フリーはんだ付けプロセスに対応しています。推奨リフロープロファイルが提供されており、通常、予熱/ソークゾーン（例：150-200°C、最大120秒）、急激な温度上昇、260°Cを超えないピーク温度ゾーン（最大10秒）、および制御された冷却段階を含みます。プロファイルは、すべてのコンポーネントが損傷なく適切にはんだ付けされることを保証するために、特定のPCBアセンブリに対して特性評価を行う必要があります。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、最大300°Cに設定された温度制御はんだごてを使用してください。はんだパッドとの接触時間は、接点ごとに3秒以下に制限し、LEDダイへの過度な熱伝導を防ぐ必要があります。過熱は性能低下や故障の原因となります。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄は、承認された溶剤を使用して行う必要があります。イソプロピルアルコール（IPA）またはエチルアルコールが推奨されます。LEDは室温で1分未満浸漬してください。プラスチックパッケージやレンズを損傷する可能性があるため、過酷または未指定の化学薬品は避ける必要があります。

6.4 保管および取り扱い

静電気放電（ESD）：本デバイスはESDに敏感です。接地リストストラップ、帯電防止マット、ESD安全包装の使用を含む、適切な取り扱い手順が必須です。すべての設備は適切に接地されている必要があります。

湿気感受性：本パッケージには湿気感受性レベル（MSL）定格があります。元の密封防湿バッグを開封した場合、コンポーネントは制御された湿度条件（<30°C、<60% RH）下で1週間（168時間）以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります。この期間を超えて保管する場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象（パッケージクラック）を防止する必要があります。

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、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープ上で供給されます。主要仕様は、テープ幅8mm、リール直径7インチ（178mm）、フルリールあたりの標準数量4000個です。包装はANSI/EIA-481規格に準拠しています。端数に対する最小発注数量が適用される場合があります。

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 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保し、カレントホギング（並列接続されたLEDストリング内の1つのLEDが他のLEDよりも多くの電流を引く現象）を防ぐために、定電圧源から駆動する場合でも、各LEDに直列に個別の電流制限抵抗を使用することを強く推奨します。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_supply- V_F) / I_F。ここで、V_Fは所望の電流I_F.

におけるLEDの順電圧です。

8.2 熱管理

電力損失は低い（最大50mW）ですが、特に高周囲温度下や高電流で駆動する場合、長期信頼性のためにはPCB上の効果的な熱管理が依然として重要です。はんだパッド周囲に十分な銅面積を確保することで、LED接合部からの放熱を助けます。

8.3 適用上の制限

本製品は、汎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リスクにつながる可能性がある安全クリティカルなアプリケーション（航空、医療生命維持、交通制御システムなど）に対して、特別な定格や試験は行われていません。そのような用途では、適切な安全認証を取得したコンポーネントを選択する必要があります。

9. 技術比較および差別化

このLEDの主な差別化要因は、オレンジ発光にAlInGaPチップを使用している点です。GaAsPなどの旧来技術と比較して、AlInGaPは著しく高い発光効率と優れた温度安定性を提供し、広い動作範囲でより明るく一貫した光出力を実現します。130度の広視野角は、オフアクシス視認性が求められる用途におけるもう一つの有利な特徴です。

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？_Pピーク波長（λ）：
LEDが最大の光パワーを発する特定の波長です。スペクトルからの物理的測定値です。_d主波長（λ）：_d人間の目が光の色として知覚する単一波長で、CIE色度図から計算されます。このオレンジLEDのような単色LEDでは、これらはしばしば近い値になりますが、色指定に関してはλ

がより関連性の高いパラメータです。

10.2 定電流電源を使用する場合、このLEDを電流制限抵抗なしで駆動できますか？

はい、定電流ドライバはLEDを駆動する優れた方法です。なぜなら、光出力を決定する主要変数（電流）を直接制御するからです。この場合、電流制御のための外部直列抵抗は必要ありませんが、パルス整形や冗長性などの他の目的で使用されることがあります。

10.3 なぜ光度にビニングシステムがあるのですか？

製造上のばらつきにより、同じ製品ロット内でも光出力にわずかな差が生じます。ビニングは、これらの部品を保証された最小および最大輝度レベルを持つグループに分類します。これにより、設計者はアプリケーションの輝度要件を正確に満たすビンを選択でき、最終製品の外観の一貫性を確保できます。

11. 設計導入事例例シナリオ：
明るいオフィス環境で様々な角度から明確に視認できる必要がある、ネットワークルーター用のステータスインジケータパネルの設計。選択理由：
このLEDの130度の広い視野角は、真正面から見られない場合でも視認性を確保します。高輝度AlInGaP技術（ビンP、45-71 mcdを選択）は、周囲光を克服するのに十分な光度を提供します。そのSMDフォーマットにより、ルーターのメインPCB上でのコンパクトで自動化された組立が可能です。回路設計：_Fパネルには5つのインジケータLEDがあります。これらはルーターの3.3Vロジック電源から駆動されます。5mA時の代表的なV

2.4Vを使用し、各LEDに対して約(3.3V - 2.4V) / 0.005A = 180オームの直列抵抗を使用します。このシンプルで信頼性の高い設計により、すべてのインジケータで一貫した輝度が確保されます。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体材料に基づいています。p-n接合に順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。この再結合プロセスにより、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。AlInGaP合金の特定のバンドギャップエネルギーが、発光の波長（色）を決定し、この場合はオレンジスペクトル（約605-611 nm）です。ウォータークリアエポキシパッケージはレンズとして機能し、光出力を整形して指定された視野角を実現します。

13. 業界動向