SMD LED LTW-C181DS5-GE2 データシート - 超薄型0.55mm高さ - 白色InGaN - 20mA - 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）発光ダイオード（LED）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）実装プロセスおよびスペースが重要な制約となる用途向けに特別に設計された小型LEDファミリーに属します。LEDは、InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体材料を利用して白色光を生成し、コンパクトなフォームファクターで高輝度を実現します。

本製品の基本的な設計思想は、現代の電子機器製造ワークフローにシームレスに統合される、信頼性の高い高性能照明ソリューションを提供することです。赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスおよび自動ピックアンドプレース装置との互換性により、大量生産環境に適しています。超薄型パッケージ高さは主要な特徴であり、ますます薄型化する民生用および産業用電子機器での使用を可能にします。

1.1 特徴

• 有害物質使用制限（RoHS）指令に準拠。
• パッケージ高さがわずか0.55ミリメートルの極薄プロファイル。
• 高輝度InGaN白色光チップを採用。
• 業界標準パッケージングで供給：7インチ径リール上の8mmテープ。
• 電子工業会（EIA）標準パッケージ外形に準拠。
• 集積回路（IC）ロジックレベルと電気的に互換性あり。
• 自動部品実装システムとの互換性を考慮して設計。
• 標準的な赤外線リフローはんだ付けプロファイルに耐性あり。

1.2 用途

This LED is engineered for a broad spectrum of electronic equipment. Its key application areas include:

• 通信機器：ルーター、モデム、携帯電話の状態表示灯。
• オフィスオートメーション：プリンター、スキャナー、コピー機のキーパッド、キーボード、制御パネルのバックライト。
• 民生用電子機器および家電製品：スマートスピーカー、テレビ、キッチン家電などの電源、モード、または機能表示灯。
• 産業機器：制御システムにおける機械状態、故障、または動作モード表示灯。
• 屋内サインおよびマイクロディスプレイ：シンボル、アイコン、または小型情報表示の照明。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

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発生する可能性のある応力限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。すべての値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Pd）：76 mW。これは、LEDパッケージが熱限界を超えずに放散できる最大電力です。
• ピーク順方向電流（I_F(PEAK)）：100 mA。これは、パルス条件下での最大許容電流であり、デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msで規定されています。連続定格電流よりも大幅に高くなっています。
• DC順方向電流（I_F）：20 mA。これは、信頼性の高い長期動作のための最大推奨連続順方向電流です。
• 動作温度範囲（T_opr）：-20°C から +105°C。LEDが正しく機能するように設計された周囲温度範囲です。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C から +105°C。非動作状態での保存温度範囲です。
• 赤外線はんだ付け条件：260°C、10秒間。リフローはんだ付け中にパッケージが耐えられる最大熱プロファイルです。

2.2 電気光学特性

これらは、標準試験条件（Ta=25°C、I_F=5mA、特に記載がない限り）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（ミリカンデラ）から224.0 mcdの範囲。CIEの明所視感度曲線に一致するようにフィルタリングされたセンサーを使用して測定。実際の値はビニングされます（セクション3参照）。
• 視野角（2θ_1/2）：130度。これは、光度が0度（オンアクシス）で測定された強度の半分になる全角です。このような広い視野角は、バックライトや状態表示灯に適した広く拡散した照明を提供します。
• 色度座標（x, y）：CIE 1931色度図上の代表値はx=0.304、y=0.3005です。これらの座標は、白色光の知覚される色点を定義します。許容差とビニングが適用されます（セクション3参照）。
• 順方向電圧（V_F）：5mA時で2.70Vから3.15Vの範囲。これは、LEDが電流を導通しているときの両端の電圧降下です。特定の範囲にビニングされます（セクション3参照）。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時で最大2 μA。このパラメータは主にIR試験目的のためのものであり、デバイスは逆バイアス動作を意図していません。

3. ビンランクシステムの説明

量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範囲を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧（V_F）ランク

I_F= 5mAでビニング。各ビンの許容差は±0.1Vです。

• ビンコード A： V_F= 2.70V から 2.85V
• ビンコード B： V_F= 2.85V から 3.00V
• ビンコード C： V_F= 3.00V から 3.15V

3.2 光度（I_V）ランク

I_F= 5mAでビニング。各ビンの許容差は±15%です。

• ビンコード R1： I_V= 112.0 mcd から 146.0 mcd
• ビンコード R2： I_V= 146.0 mcd から 180.0 mcd
• ビンコード S1： I_V= 180.0 mcd から 224.0 mcd

3.3 色相（色度）ランク

I_F= 5mAにおけるCIE 1931（x, y）色度図上の境界によって定義されます。各ビンはx座標およびy座標で±0.01の許容差を持ちます。データシートには、S1-2、S2-2、S3-1、S4-1などのビンに対する特定の四角形境界がリストされています。このビニングにより、アセンブリ内の複数のLED間での色の一貫性が確保されます。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDは超薄型パッケージ設計を特徴とします。主要寸法は高さで、0.55 mmです。その他のすべてのパッケージ寸法は、ソース文書内の詳細な機械図面に提供されており、特に指定がない限り標準公差は±0.1 mmです。レンズ色は黄色で、光源自体はInGaN白色チップです。

4.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、プリント基板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。この推奨レイアウトに従うことで、信頼性の高いはんだフィレットが得られ、リフロー中のトゥームストーニングや位置ずれを防止するのに役立ちます。

4.3 極性識別

正しい極性はLED動作にとって極めて重要です。データシートには、パッケージ上のアノード端子とカソード端子を識別する図が含まれています。通常、これは部品本体のマーキングまたはパッケージフットプリントの非対称性によって示されます。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

5.1 赤外線リフローはんだ付けパラメータ

鉛フリー（Pbフリー）はんだプロセスでは、特定の熱プロファイルが推奨されます。重要なパラメータは、ピークボディ温度260°Cであり、これは10秒を超えてはなりません。プロファイルには予熱段階が含まれます。最適なプロファイルは、特定のPCB設計、部品、および使用されるはんだペーストに依存し、各アプリケーションごとに特性評価を行う必要があることが強調されています。

5.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払って行う必要があります。推奨は、はんだごて先端温度を最大300°Cとし、パッドごとのはんだ付け時間を3秒以内に制限することです。これは、LEDチップおよびパッケージへの熱損傷を防ぐために一度だけ行うべきです。

5.3 洗浄

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。許容される方法には、LEDを常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が含まれます。指定外の化学薬品の使用は、LEDパッケージ材料を損傷する可能性があります。

6. 包装および取り扱い

6.1 テープおよびリール仕様

部品は、7インチ（178mm）径リールに巻かれた8mm幅エンボスキャリアテープで供給されます。標準リール数量はリールあたり5000個です。包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。主要な取り扱い上の注意点には、連続して最大2個の部品欠品が許容されること、および端数品の最小発注数量が500個であることが含まれます。

6.2 保存条件

密封パッケージ：元の未開封の防湿バッグ（乾燥剤入り）に入ったLEDは、温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保存する必要があります。これらの条件下での推奨保存期間は1年です。
開封パッケージ：防湿バッグを開封すると、部品は周囲湿度にさらされます。温度≤30°C、相対湿度≤60%で保存する必要があります。湿気感受性レベル（MSL）2aを満たす部品については、暴露後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。より長期間暴露された部品は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングして吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン損傷を防止する必要があります。

6.3 静電気放電（ESD）対策

LEDは静電気放電および電圧サージに敏感です。取り扱いおよび実装中は、適切なESD対策を講じる必要があります。これには、接地リストストラップ、帯電防止手袋の使用、およびすべての機器と作業面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。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 電流制限

電圧源からLEDを駆動する場合、外部の電流制限抵抗は必須です。抵抗値（R_limit）はオームの法則を使用して計算できます：R_limit= (V_supply- V_F) / I_F。計算にデータシートの最大V_F（例：3.15V）を使用することで、より高電圧のビンパーツであっても電流が制限を超えないようにします。信頼性の高い動作のためには、特に高輝度が必要でない限り、代表的な5mA試験電流以下でLEDを駆動することが推奨されます。

7.2 熱管理

電力損失は低いですが、適切な熱設計はLEDの寿命を延ばし、光出力を維持します。推奨レイアウトに従って、PCBパッド設計が十分な熱放散を提供することを確認してください。高周囲温度アプリケーションでは、接合温度限界内に収まるように順方向電流を減衰させる必要があるかもしれません。

7.3 光学設計

130度の視野角は、広くランバート型に近い発光パターンを生成します。より集光されたビームを必要とするアプリケーションでは、二次光学系（レンズまたは導光板）が必要になります。黄色レンズは、InGaN青色チップの白色光生成のための色変換蛍光体として機能し、その特性は最終的な色度に不可欠です。

8. 技術比較および差別化

このLEDの主な差別化特徴は、その0.55mmの超薄型高さです。これにより、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル電子機器など、Z高さが厳しく制約される現代の超薄型デバイスにとって魅力的な選択肢となります。標準的なLEDパッケージ（0.6mm以上）と比較して、この部品は実装厚さを直接削減します。さらに、このような薄型パッケージで高輝度（5mA時最大224 mcd）と広視野角を両立させていることは、光学性能と機械的最小限主義のバランスを取る重要な工学的成果です。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？
A: はい、20mAは最大定格DC順方向電流です。最長寿命と安定した性能のためには、5-10mAのようなより低い電流で動作することが推奨されます。

Q: R1、R2、S1の光度ビンの違いは何ですか？
A: これらのビンは、異なる範囲の光出力を表します。S1は最も明るいビン（180-224 mcd）、R2は中程度の範囲（146-180 mcd）、R1は標準ビン（112-146 mcd）です。より高いビンを選択することで、特定の電流に対してより大きな光出力が確保されます。

Q: バッグ開封後の672時間のフロアライフはどれほど重要ですか？
A: 信頼性にとって非常に重要です。この暴露時間を超えて、リフロー前にベーキングサイクルを行わないと、はんだ付け中に吸収した湿気が急速に気化することで内部パッケージの剥離やクラック（ポップコーン効果）を引き起こす可能性があります。

Q: なぜ逆方向電流定格は試験目的のみなのですか？
A: LEDはダイオードであり、回路で逆バイアス動作するように設計されていません。5V逆方向電圧定格は、リーク電流を確認するための試験条件であり、動作ガイドラインではありません。回路内で常に正しい極性を確保してください。

10. 動作原理

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。活性領域はInGaNで構成されています。ダイオードのオン電圧（V_F）を超える順方向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。白色LEDでは、このInGaN層での再結合は通常青色光を生成します。黄色レンズ内に含まれる蛍光体コーティングは、この青色光の一部を吸収し、黄色光として再放出します。残りの青色光と変換された黄色光の混合は、人間の目には白色光として知覚されます。特定の比率と蛍光体組成が、CIE図上の正確な色度座標（x, y）を決定します。

11. 業界動向

この部品の開発は、光エレクトロニクスにおけるいくつかの主要な動向を反映しています：小型化は依然として支配的な推進力であり、パッケージ高さを0.5mm以下に押し下げています。効率向上は永続的であり、新しいチップ設計と蛍光体により、ワットあたりのルーメン（lm/W）が向上しています。色の一貫性とビニングはより洗練され、定義された色相四角形のようなより厳密なビンにより、ディスプレイや照明用のマルチLEDアレイでのより良い色合わせが可能になっています。最後に、製造互換性は依然として不可欠であり、部品は完全自動化された高速SMTライン向けに最適化され、鉛フリーリフロープロファイルに対して十分な堅牢性を持っています。これは、提供された詳細なはんだ付けガイドラインによって証明されています。