SMD LED LTW-C190DA5 データシート - 白色InGaN - 順電流5mA - 光度45-180mcd - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、超高輝度インジウム・ガリウム・ナイトライド（InGaN）白色チップを採用した表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の完全な技術仕様を提供します。この部品は自動組立プロセス向けに設計されており、RoHSおよびグリーン製品基準に準拠しているため、環境配慮型の電子設計に適しています。

本LEDは、業界標準の8mmテープに巻かれた7インチ径リールで供給され、大量生産における自動ピックアンドプレース製造を容易にします。その設計は、現代の表面実装技術（SMT）組立ラインの標準である赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応しています。また、本デバイスはI.C.互換性があると記載されており、多くのアプリケーションにおいて追加の駆動回路を必要とせず、集積回路出力と直接インターフェース可能な電気的特性を備えていることを示しています。

2. 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの定格は周囲温度（Ta）25℃で規定されており、いかなる動作条件下でも超過してはなりません。

• 電力損失（Pd）：72 mW。これはLEDパッケージが熱として放散できる最大総電力です。
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：100 mA。この電流は、デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msのパルス条件下でのみ許容されます。直流（DC）動作には使用できません。
• 直流順電流（I_F）：20 mA。これは、信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続順電流です。
• 逆電圧（V_R）：5 V。この制限を超える逆電圧を印加すると、即座に致命的な故障を引き起こす可能性があります。データシートでは、逆電圧は継続動作には使用できないことが明記されています。
• 動作温度範囲（T_opr）：-30℃ ～ +85℃。デバイスはこの周囲温度範囲内で動作することが保証されています。
• 保存温度範囲（T_stg）：-55℃ ～ +105℃。
• 赤外線はんだ付け条件：リフローはんだ付け中、パッケージは最大10秒間、ピーク温度260℃に耐えることができます。

3. 電気的・光学的特性

代表的な電気的および光学的特性は、特に断りのない限り、周囲温度25℃、順電流（I_F）5mAで測定されます。これはデバイス性能の基準となります。

• 光度（I_V）：45.0 mcd（最小）、180.0 mcd（最大）。光度は、CIEの明所視感度曲線に近似したセンサーとフィルターの組み合わせを用いて測定されます。個々のユニットの実際の値は、ビニング範囲内に収まります（セクション4参照）。
• 指向角（2θ_1/2）：130度（代表値）。この広い指向角は、ランバートまたはそれに近い発光パターンを示しており、広範囲の照明を必要とするアプリケーションに適しています。
• 色度座標（x, y）：x=0.203, y=0.319（代表値）。これらはCIE 1931色度図上の座標であり、LEDの白色点を定義します。これらの値には±0.01の許容差が適用され、個々のユニットはそれに応じてビニングされます。
• 順電圧（V_F）：2.55 V（最小）、3.15 V（最大） I_F=5mA時。代表値はこの範囲の中央付近であると想定されます。V_Fもビニングの対象となります。
• 逆電流（I_R）：10 μA（最大） V_R=5V時。

重要な注意事項：

• ESD注意：本LEDは静電気放電（ESD）および電気的サージに敏感です。接地リストストラップ、帯電防止手袋の使用、すべての設備の適切な接地を含む、適切なESD取り扱い手順が必須です。
• 測定機器：色度座標および光度値は、CAS140Bテスターを使用して検証されています。

4. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは性能別にビン（区分）に仕分けられます。LTW-C190DA5は、順電圧（V_F）、光度（I_V）、色相（色度座標x, y）の3次元ビニングシステムを採用しています。

4.1 順電圧（V_F）ビニング

試験電流5mAにおいて、ユニットは以下の3つのビンに分類されます：

- ビン A： V_F= 2.55V ～ 2.75V

- ビン B： V_F= 2.75V ～ 2.95V

- ビン C： V_F= 2.95V ～ 3.15V

各ビンの限界値には±0.1Vの許容差が適用されます。

4.2 光度（I_V）ビニング

試験電流5mAにおいて、ユニットは以下の3つのビンに分類されます：

- ビン P： I_V= 45.0 mcd ～ 71.0 mcd

- ビン Q： I_V= 71.0 mcd ～ 112.0 mcd

- ビン R： I_V= 112.0 mcd ～ 180.0 mcd

各ビンの限界値には±15%の許容差が適用されます。

4.3 色相（色度）ビニング

これは最も複雑なビニングパラメータであり、CIE 1931図上の白色光の色点を定義します。8つのビン（A1からA8）が定義されており、それぞれが（x, y）座標平面上の小さな四角形領域を表します。5ページに記載されている表と図は、各ビンの正確な角座標を詳細に示しています。各ビン内の（x, y）値には±0.01の許容差が適用されます。このシステムにより、設計者は均一な白色外観が重要なアプリケーション向けに、非常に厳密な色の一貫性を持つLEDを選択することが可能になります。

5. パッケージ・機械的情報

本LEDは標準的なSMDパッケージで提供されます。具体的なパッケージ寸法はデータシートの図面に詳細に記載されています。主な機械的注意点は以下の通りです：

• 主要な寸法はすべてミリメートルで提供され、特に指定のない限り、±0.10 mm（0.004インチ）の公差が付随します。
• レンズ色はグリーンと指定されていますが、これは通常、発光色（白色）ではなく、封止樹脂の色を指します。
• 信頼性の高いはんだ接合とリフロー時の適切な位置合わせを確保するために、推奨はんだパッド寸法が提供されています。

6. はんだ付け、組立、保管ガイドライン

6.1 はんだ付けプロセス

本コンポーネントは赤外線（IR）リフローはんだ付けに完全に対応しています。推奨プロファイルは、絶対最大定格である260℃、10秒を遵守する必要があります。代表的な推奨条件としては、150-200℃での最大120秒の予熱段階があり、その後ピーク温度は260℃を超えないようにします。液相線以上の時間および冷却速度は、SMT組立の標準的なJEDECガイドラインに従って制御する必要があります。はんだごてによる手はんだ付けも可能ですが、厳しく制限されます：はんだごて先端温度は最大300℃、3秒以内とし、はんだ付けの試行は1回のみ許可されます。

6.2 保管条件

はんだ付け性を維持するため、適切な保管が重要です：

- 未開封パッケージ：温度30℃以下、相対湿度（RH）90％以下で保管してください。乾燥剤入りの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：元の包装を開封した場合、保管環境は温度30℃以下、相対湿度60％以下としなければなりません。コンポーネントは1週間以内に使用する必要があります。元の袋の外で長期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーター内で保管しなければなりません。元の包装外で1週間以上保管されたコンポーネントは、はんだ付け前にベーキング前処理（約60℃で少なくとも20時間）を行い、吸収した湿気を除去し、リフロー時のポップコーン現象による損傷を防止する必要があります。

6.3 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。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は許容されます。指定外の化学薬品の使用は、LEDパッケージを損傷する可能性があります。

7. 包装・リール仕様

本製品は自動組立向けに供給されます：

- 8mm幅のエンボス加工キャリアテープに包装。

- 標準7インチ（178mm）径リールに巻き取り。

- フルリールあたり4000個入り。

- 端数ロットの最小発注数量は500個。

- テープおよびリール仕様はANSI/EIA 481-1-A-1994に準拠。

- テープの空ポケットはカバーテープでシールされています。

- リール上で許容される連続欠品（欠灯）の最大数は2個です。

8. アプリケーションノート・設計上の考慮点

想定用途：本LEDは、OA機器、通信機器、家電製品を含む標準的な電子機器アプリケーション向けに設計されています。

重要用途：データシートには重要な免責事項が含まれています。特に、故障が生命や健康に危険を及ぼす可能性のある、高い信頼性が求められるアプリケーションで本LEDを使用する前には、必ず相談が必要であると記載されています。これには、航空、輸送、交通制御、医療/生命維持システム、安全装置などが含まれますが、これらに限定されません。そのようなアプリケーションでは、適切な信頼性認定を受けたコンポーネントを調達する必要があります。

回路設計：LEDのダイオード特性上、電圧源に接続する際には、LEDと直列に電流制限抵抗または定電流ドライバをほぼ常に必要とします。直列抵抗（R_s）の値はオームの法則を用いて計算できます：R_s= (供給電圧 V_supply- 順電圧 V_F) / 順電流 I_F。設計者は、すべての条件下で十分な電流が確保されるよう、選択したビンまたはデータシートの最大V_Fを使用して計算すべきです。広いV_F範囲（2.55V-3.15V）は、この計算の重要性、または一貫した輝度を得るための能動的な定電流ドライバの使用の重要性を強調しています。

熱管理：高出力LEDではありませんが、最大電力損失（72mW）および動作温度範囲を遵守することは、長寿命化のために重要です。過剰な電流や、高い接合温度を招く不十分なPCB熱設計は、光束維持率の低下を加速し、動作寿命を短縮します。

9. 技術比較・主な特徴

LTW-C190DA5は、一般的な表示およびバックライト用途向けの標準輝度白色SMD LEDです。その主な差別化要素と特徴は以下の通りです：

• InGaN技術：インジウム・ガリウム・ナイトライドチップの使用は、現代の白色および青色LEDの標準であり、良好な効率と信頼性を提供します。
• RoHS/グリーン準拠：現在のほとんどの世界市場において必須要件です。
• 包括的なビニング：3パラメータ（V_F, I_V, 色相）によるビニングにより、複数のLED間で色や輝度の均一性が求められるアプリケーション向けに精密な選択が可能です。
• SMT互換性：8mmテープおよびリール包装、およびIRリフローへの対応は、コスト効率の高い大量生産には必須です。
• 広い指向角：130度の指向角により、LEDを正面からだけでなく、広範囲の位置から視認する必要があるアプリケーションに適しています。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: このLEDを駆動する際の代表的な順電圧は？

A1: 代表的なV_Fは5mA時で約2.85Vですが、2.55Vから3.15Vまで変動します。常に、選択したビンの最大V_Fを基に設計し、所望の電流が確実に得られるようにしてください。

Q2: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A2: はい、20mAは推奨される最大直流順電流です。この最大値で動作させると最高の光出力が得られますが、より低い電流と比較して長期寿命が短くなる可能性があります。常に熱管理を考慮してください。

Q3: 色相ビニング図（5ページ）はどのように解釈すればよいですか？

A3: この図は、8つのビン（A1-A8）をCIE 1931色度図上にプロットしたものです。各ビンは小さな四角形です。表内の（x, y）座標はこれらの四角形の角を定義します。ビンコードを選択することで、LEDの色点が図上のその特定の領域内に収まることを保証します。

Q4: 当社の組立プロセスではピーク250℃のリフロープロファイルを使用していますが、問題ありませんか？

A4: はい、ピーク250℃は指定された最大260℃の制限内です。はんだ液相線温度以上の総時間および昇降温速度が、標準的なSMTガイドラインに従って制御されていることを確認してください。

Q5: なぜLEDにとってESD保護がそれほど重要なのでしょうか？

A5: LEDの半導体接合部は高電圧の静電気放電に非常に敏感であり、瞬時に特性を劣化させたり破壊したりする可能性があります。ESDによる損傷は直ちに目に見えない場合もありますが、早期故障や性能変化の原因となります。