LTW-C181HDS5-GE SMD LED データシート - 1.6x0.8x0.55mm - 最大3.15V - 76mW - 白色 - 英語技術文書

製品概要

本書は、表面実装デバイス（SMD）LEDランプ「LTW-C181HDS5-GE」の完全な技術仕様書です。本製品は、自動プリント基板（PCB）実装用に設計されたミニチュアLEDファミリーに属し、スペースが限られた用途に最適です。超薄型プロファイルと大量実装設備との互換性により、この部品は現代のコンパクトな電子設計における重要なソリューションとなっています。

1.1 特徴

• 有害物質使用制限(RoHS)指令に準拠。
• 高さわずか0.55ミリメートルの超薄型パッケージを採用。
• 超輝度窒化インジウムガリウム（InGaN）白色発光チップを採用。
• 自動実装対応のため、業界標準の8mmテープに巻かれ、直径7インチのリールに供給。
• EIA（Electronic Industries Alliance）標準パッケージ外形に準拠。
• 入力は集積回路（IC）のロジックレベルと互換性があります。
• 標準的な自動実装機（ピックアンドプレース装置）での使用を想定して設計されています。
• SMT組立ラインで一般的に使用される赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐えます。

1.2 応用

LTW-C181HDS5-GEは、幅広い電子機器に適しています。主な適用分野は以下の通りです：

• 通信機器： ルーター、モデム、携帯端末の状態表示灯。
• Office Automation & Consumer Electronics: ノートパソコンや周辺機器などのキーパッド、キーボード、マイクロディスプレイのバックライト。
• ホーム Appliances & Industrial Equipment: 電源、モード、または故障状態を示すインジケーター。
• Indoor Signage & Luminaires: コンパクトサイズが重要な小規模な信号・シンボル照明。

2. パッケージ寸法と構成

LEDはコンパクトな長方形のSMDパッケージに収められています。主要な寸法は以下の通りです：

• パッケージ長： 1.6 mm
• パッケージ幅： 0.8 mm
• パッケージ高さ： 0.55 mm

寸法に関する注記： 記載されている寸法は全てミリメートル単位です。特に注記がない限り、標準公差は±0.1 mmです。本デバイスは黄色調のレンズを備えており、内部のInGaN白色光源からの出力を調整し、通常は暖白色または特定の色度点をもたらします。

3. 定格と特性

特に断りのない限り、すべてのパラメータは周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。絶対最大定格を超えると、デバイスに永久損傷が生じる可能性があります。

3.1 絶対最大定格

• 電力損失 (Pd): 76 mW
• ピーク順電流 (I_F(peak)): 100 mA (パルス条件時: 1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅)
• Continuous Forward Current (I_F): 20 mA DC
• 動作温度範囲 (T_opr): -20°C ～ +105°C
• 保存温度範囲 (T_stg): -40°C から +105°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 推奨IRリフロープロファイル（鉛フリープロセス）

鉛フリーはんだ実装においては、LEDを損傷することなく信頼性を確保するため、特定の熱プロファイルに従う必要があります。推奨事項は以下の通りです：

• 予熱温度： 150°Cから200°C。
• 予熱時間： 最大120秒。
• ピーク体温： 最大260°C。
• 260°C以上時間： 最大10秒間。このリフロー工程は2回以上実施しないでください。

最適なプロファイルは、PCB設計、はんだペースト、およびリフロー炉の特性によって異なる場合があることに注意することが重要です。ボードレベルでのテストを推奨します。

3.3 電気的・光学的特性

これらは標準試験条件下（I_F = 5mA, Ta=25°C）で測定された代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V): 112.0 mcd（最小）から224.0 mcd（最大）。実際の値は特定のビンによって決定されます。
• 視野角 (2θ)_1/2): 130度。これは、0度（オンアクシス）で測定されたピーク強度の半分の光度を持つ全角です。
• 色度座標 (CIE 1931): x = 0.284、y = 0.272。これらの座標は、CIE色度図上の白色点の色を定義します。これらの座標には±0.01の許容差が適用されます。
• 順方向電圧（V_F): 5mA時、2.70 V（最小）から3.15 V（最大）。実際の値は順方向電圧ビンによって決定されます。
• 逆方向電流（I_R): 逆電圧（V）5V印加時の最大値は2μA。_R5Vの逆電圧（V）が印加された場合。 重要： このデバイスは逆バイアス動作用に設計されておらず、このパラメータは情報提供および試験目的のみです。

試験および取り扱いに関する重要注意事項： 光束強度は、CIE明所視応答曲線に較正されたセンサーとフィルターを用いて測定されます。本装置は静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時には、接地リストストラップや静電気防止マットの使用など、適切なESD対策が必須です。すべての生産設備は正しく接地されていなければなりません。

4. Bin Ranking System

アプリケーション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ビン分けされます。ビンコードは包装に印字されています。

4.1 順方向電圧 (V_F) ランク

I_F = 5mA、白色。ビンごとの許容差は±0.1V。

• ビンコード A: 2.70 V (最小) – 2.85 V (最大)
• ビンコード B: 2.85 V (最小) – 3.00 V (最大)
• Bin Code C: 3.00 V (最小) – 3.15 V (最大)

4.2 光度 (I_V) ランク

I_F = 5mA、白色。各ビンの許容差は±15%。

• ビンコード R1: 112.0 mcd (最小) – 146.0 mcd (最大)
• Bin Code R2: 146.0 mcd (最小) – 180.0 mcd (最大)
• Bin Code S1: 180.0 mcd (最小) – 224.0 mcd (最大)

4.3 色相（色度）ランク

I_F = 5mA。LEDは、CIE 1931色度図上で(x, y)座標の境界によって定義される特定の領域に分類されます。データシートの例としては：

• S1-1: 点 (x=0.274, y=0.226), (0.274, 0.258), (0.284, 0.272), (0.284, 0.240) を結ぶ四角形で定義される。
• S2-1: 点 (0.274, 0.258), (0.274, 0.291), (0.284, 0.305), (0.284, 0.272) で定義される。

各色相ビンの許容範囲はx座標およびy座標ともに±0.01です。この精密なビニングにより、厳密な色の一貫性が求められる用途向けにLEDを選択することが設計者に可能となります。

5. 代表的な性能曲線

データシートには、回路設計と熱管理に不可欠な主要な関係性をグラフで示したものが含まれています。提供されたテキストには具体的な曲線は表示されていませんが、通常は以下を含みます：

• 順方向電流対順方向電圧（I-V特性曲線）： 電流制限抵抗の選択や駆動回路設計に重要な、電流と電圧の非線形関係を示します。
• 光度対順方向電流： 光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、所望の輝度と効率を得るための駆動電流の最適化に役立ちます。
• 光度と周囲温度の関係: 接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示しており、高電力または高周囲温度アプリケーションにおける熱設計に不可欠です。
• 相対分光パワー分布： 各波長で発せられる光の強度を示し、白色光出力の色特性を定義する。

6. ユーザーガイドおよび組立情報

6.1 クリーニング

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された溶剤のみを使用してください。指定外の化学薬品はLEDパッケージやレンズを損傷する可能性があります。推奨方法は、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分未満浸漬することです。

6.2 推奨PCBランドパターン

適切なはんだ付け、機械的安定性、および放熱を確保するために、プリント基板上のはんだパッドの推奨フットプリントを提供しています。このパターンに従うことで、トゥームストーニング（リフロー工程での一端の浮き上がり）を防止し、良好な電気的接続を確保するのに役立ちます。

6.3 テープ＆リール梱包仕様

LEDは、エンボス加工されたキャリアテープに保護カバーテープを貼付し、直径7インチ（178mm）のリールに巻き取られた状態で供給されます。主な仕様は以下の通りです：

• テープ幅： 8 mm.
• ポケットピッチ: 8mmテープの標準ピッチ。
• リール数量: フルリールあたり5000個。
• 最小発注数量（MOQ）： 残数は500個から。
• Missing Components： テープ仕様（ANSI/EIA 481）により、連続する空ポケットは最大2つまで許容されます。

7. 注意事項および信頼性情報

7.1 適用範囲

本LEDは、標準的な商業用および民生用電子機器での使用を意図しています。故障が生命や健康に危険を及ぼす可能性がある、例外的な信頼性が要求される用途（例：航空、医療用生命維持装置、輸送安全システム）では、設計導入前に、適合性および追加スクリーニングや認定の必要性を評価するための専用技術コンサルテーションが必須です。

7.2 保管条件

はんだ付け性を維持し、リフロー工程での湿気による損傷（「ポップコーン現象」）を防ぐためには、適切な保管が極めて重要です。

• 密封防湿バッグ（MBB）： 30°C以下、相対湿度（RH）90%以下で保管してください。乾燥剤入り密封バッグ内での保管寿命は1年です。
• バッグ開封後： 「フロアライフ」が開始します。保管条件は30°C以下、相対湿度60%以下です。通常Moisture Sensitivity Level (MSL) 2aに該当する本デバイスでは、バッグ開封後672時間（28日）以内にIRリフロー工程を完了することが推奨されます。
• 延長保管（開封済み）： 672時間以内に使用しない場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーターに保管してください。
• リベイク： 元の包装から取り出して672時間以上保管された部品は、吸収した湿気を除去するため、組み立て前に約60°Cで少なくとも20時間ベイクする必要があります。

7.3 はんだ付けガイドライン

IRリフロープロファイルに加え、厳格な条件下での手作業によるはんだごてでのはんだ付けが許可されています：

• はんだごて温度： 最高300°C。
• はんだ付け時間： 接合部あたり最大3秒。
• 周波数： 手動はんだ付けは一度のみ行うこと。繰り返し加熱は避けてください。

8. 設計上の考慮事項と技術分析

8.1 LEDの駆動

LEDは定電流源で駆動するか、電圧源と直列に電流制限抵抗を接続して駆動する必要があります。抵抗を使用する方法が最も簡単です。抵抗値（R_limit）はオームの法則を用いて計算できます：R_limit = (V_供給 - V_F) / I_Fこの計算では、最悪条件下でも電流が所望のI（例えば20mA）を超えないようにするため、ビン（例えばビンCの場合は3.15V）の最大Vを使用することが極めて重要です。_F 絶対最大定格電流を超えると、寿命が大幅に短縮され、即座に故障を引き起こす可能性があります。_F 8.2 熱管理

8.2 熱管理

消費電力は低い（最大76mW）ものの、長寿命と安定した光出力のためには効果的な熱管理が依然として重要です。LEDの接合温度が上昇すると光度は低下します。温度上昇を最小限に抑えるためには：

• 推奨されるPCBランドパターンを使用し、放熱に十分な銅面積を確保してください。
• LEDを他の発熱部品の近くに配置しないでください。
• エンドプロダクトの筐体内で十分な通風を確保してください。
• 輝度要件を満たす実用的な最低順方向電流でLEDを動作させてください。

8.3 光学設計

130度の広い視野角により、このLEDは集光ビームではなく広範囲な拡散照明を必要とする用途、例えば様々な角度から視認可能である必要があるバックライトや状態表示灯などに適しています。指向性の高い光が必要な場合は、二次光学部品（レンズや導光板）が必要となります。黄色のレンズはカラーフィルターとして機能し、InGaNチップ本来のブループンピング＋蛍光体白色光の色度座標を指定の(x, y)値にシフトさせ、しばしばより暖かい白色調を生み出します。

9. 比較と選択ガイダンス

LTW-C181HDS5-GEの主な差別化要因は、 超薄型0.55mm高さ および 標準 1.6x0.8mm フットプリントSMD LEDを選択する際、エンジニアは以下を比較すべきです：

• パッケージサイズ/高さ： このデバイスは超薄型製品において極めて重要な、最も薄い部類の一つです。
• 輝度（光度）： S1ビンはそのサイズに対して高輝度を提供します。
• 視野角： 130度の角度は非常に広く、エリア照明に理想的です。
• 色の均一性： The multi-parameter binning (V_F, I_V, Hue) により、複数のLEDを使用するアプリケーションで厳密なマッチングが可能になります。
• 信頼性と互換性： RoHS準拠およびIRリフロー互換性は、最新のSMD LEDの標準仕様です。

最小高さを必要としない用途では、他のパッケージサイズ（例：3528、5050）がより高い光束または優れた熱性能を提供する可能性があります。

10. よくあるご質問 (FAQ)

Q1: 異なるビンコードの目的は何ですか？
A1: 製造上のばらつきにより、V_F、輝度、色にわずかな差異が生じます。ビニングは、特性がほぼ同一のLEDをグループ分けし、設計者が回路内で一貫した性能を発揮する部品を調達できるようにします。特にアレイで複数のLEDを使用する場合に有効です。

Q2: このLEDを5Vまたは3.3Vのマイクロコントローラピンから直接駆動できますか？
A2: いいえ。必ず直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。電源に直接接続すると過剰な電流が流れ、LEDは瞬時に破損します。電源電圧と希望の順方向電流に基づいて抵抗値を計算してください。

Q3: 色度座標 (x=0.284, y=0.272) はどのように解釈すればよいですか？
A3: これらの座標は、色を定義する標準であるCIE 1931色度図上の点を示します。この特定の点は、黄色のレンズの影響によりわずかにシフトした白色、一般的に「クールホワイト」または「ニュートラルホワイト」として知覚される色に対応します。実際に知覚される色は、これらの座標から導出できる相関色温度 (CCT) にも依存します。

Q4: 袋を開封後の保管条件がなぜそれほど厳格なのですか？
A4: SMDパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。リフローはんだ付けの高温工程中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラックや内部層の剥離（「ポップコーン現象」として知られる故障）を引き起こすことがあります。MSL定格および保管ガイドラインはこれを防止します。

11. 技術紹介とトレンド

11.1 InGaN LED Technology

LTW-C181HDS5-GEは、窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップを採用しています。InGaNは、高効率の青色、緑色、白色LEDを製造するための選択材料です。白色LEDは通常、青色InGaNチップを黄色蛍光体でコーティングすることで作製されます。青色光の一部は蛍光体によって黄色光に変換され、青色光と黄色光の混合光が人間の目には白色として知覚されます。この方法は、蛍光体変換白色（pc-white）として知られ、非常に効率的であり、蛍光体の組成を調整することで白色の色度を調整することが可能です。

11.2 業界動向

インジケータおよびバックライト用途向けSMD LEDのトレンドは、引き続き以下の方向へ進んでいます：

• 小型化： 本デバイスの0.55mm高さのような、さらに小さく薄いパッケージにより、よりスリムな最終製品を実現します。
• 高効率化： ワット当たりのルーメン（lm/W）が増加し、同一光束出力における電力消費を削減。
• 演色性と均一性の向上： より厳密なビニング公差と新たな蛍光体技術により、より自然で均一な白色光を実現。
• 信頼性の向上： より高いはんだ付け温度と過酷な動作環境に耐え得る、改良された材料とパッケージング技術。
• 統合： 同じ微小パッケージ内に電流制限抵抗またはICドライバーを内蔵したLEDの出現。

このデータシートは、コンパクト性、自動組立、信頼性の高い性能を主流の要求とする、幅広い民生用および産業用電子機器向けに設計された部品を表しています。