SMD LED LTST-C990KSKT-BL データシート - 外形寸法 3.2x2.8x1.9mm - 電圧 1.8-2.4V - 電力 62.5mW - 黄色 - 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）LEDランプであるLTST-C990KSKT-BLの完全な技術仕様を提供します。自動化されたプリント基板（PCB）実装向けに設計されており、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アプリケーションに最適です。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、その小型フットプリント、AlInGaP半導体チップによる高輝度出力、そして自動ピックアンドプレースマシンおよび赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの完全な互換性にあります。RoHS適合基準を満たすように設計されています。ターゲットアプリケーションは多岐にわたり、通信機器（例：コードレス電話、携帯電話）、ノートパソコンなどのオフィスオートメーション機器、ネットワークシステム、家電製品、屋内看板やシンボル照明が含まれます。具体的な用途としては、キーパッドやキーボードのバックライト、ステータスインジケータ、マイクロディスプレイ、一般的な信号灯などがあります。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

以下のセクションでは、LEDの性能範囲を定義する重要な電気的、光学的、熱的パラメータについて詳述します。

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がある限界値を指定します。通常動作を意図したものではありません。周囲温度（Ta）25°Cにおいて：最大連続DC順電流（IF）は25 mAです。デバイスは60 mAのより高いピーク順電流を扱うことができますが、1/10デューティサイクル、パルス幅0.1 msのパルス条件下でのみです。最大許容逆電圧（VR）は5 Vです。総消費電力は62.5 mWを超えてはなりません。動作温度範囲は-30°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+85°Cです。この部品は、ピーク温度260°C、持続時間10秒の赤外線リフローはんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気光学特性

これらの特性は標準試験条件（Ta=25°C、IF=20 mA）で測定され、代表的な性能を示します。知覚される明るさの尺度である光度（Iv）は、最小450.0 mcdから最大1120.0 mcdの範囲です。強度が軸上値の半分になる角度として定義される視野角（2θ1/2）は75度で、比較的広いビームパターンを示します。ピーク発光波長（λP）は代表値で591.0 nmです。CIE色度図上の知覚される色点を定義する主波長（λd）は、584.5 nmから594.5 nmの間で指定されており、スペクトルの黄色領域に確実に位置づけられます。スペクトル線半値幅（Δλ）は約15 nmです。20 mA時の順方向電圧（VF）は1.8 Vから2.4 Vの範囲です。5 V時の逆電流（IR）は最大10 µAです。

2.3 熱に関する考慮事項

提供された抜粋内の曲線では明示的に詳細化されていませんが、最大消費電力62.5 mWと指定された動作温度範囲は重要な熱パラメータです。設計者は、PCBレイアウトとアプリケーション環境が適切な放熱を可能にし、接合部温度を安全限界内に保つことを確認する必要があります。最大定格を超えると性能と寿命が低下します。

3. ビン分けシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは測定されたパラメータに基づいてビンに分類されます。このシステムにより、設計者は特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧（VF）ビン分け

黄色バリアントの場合、順方向電圧は試験電流20 mAで2つのビンに分類されます：ビンF2（1.80 V ～ 2.10 V）およびビンF3（2.10 V ～ 2.40 V）。各ビンの許容差は±0.1 Vです。同じVFビンからLEDを選択することで、複数のデバイスを並列接続する際の均一な電流分布を維持するのに役立ちます。

3.2 光度（Iv）ビン分け

光度は2つのビンに分類されます：ビンU（450.0 mcd ～ 710.0 mcd）およびビンV（710.0 mcd ～ 1120.0 mcd）。許容差はビン範囲の±15%です。これにより、必要な輝度レベルに基づいて選択が可能で、ビンVはより高い出力を提供します。

3.3 色相（主波長）ビン分け

黄色の正確な色合いを決定する主波長は、4つのビンに分割されます：ビンH（584.5 nm ～ 587.0 nm）、ビンJ（587.0 nm ～ 589.5 nm）、ビンK（589.5 nm ～ 592.0 nm）、ビンL（592.0 nm ～ 594.5 nm）。各ビンの許容差は±1 nmです。この精密なビン分けは、マルチLEDディスプレイや色の一貫性が最も重要であるステータスインジケータなど、厳密な色合わせを必要とするアプリケーションにとって極めて重要です。

4. 性能曲線分析

特定のグラフィカル曲線は本文中で参照されていますが表示されていませんが、このようなデバイスの典型的なプロットには以下が含まれ、様々な条件下での性能についてより深い洞察を提供します。

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

この曲線は、LEDを流れる電流とその両端の電圧降下との間の非線形関係を示します。これは、最大定格電流を超えることなく、所望の輝度レベルで安定した動作を確保するための電流制限回路（例：直列抵抗または定電流ドライバ）の設計に不可欠です。

4.2 光度対順電流

このプロットは、光出力が順電流とともにどのように増加するかを示します。通常、ある範囲では線形ですが、より高い電流では飽和します。最大DC電流付近で動作するとより高い輝度が得られる可能性がありますが、効率が低下し、時間の経過とともに光束減衰が加速する可能性があります。

4.3 光度対周囲温度

この特性曲線は、上昇する接合部温度が光出力に与える悪影響を示しています。温度が上昇すると、光度は一般に減少します。このデレーティングを理解することは、高温環境で動作するアプリケーションにおいて十分な明るさが維持されることを確保するために重要です。

4.4 スペクトル分布

スペクトルプロットは、波長の関数として放出される相対放射パワーを示し、591 nmピークを中心に約15 nmの半値幅を持ちます。これはAlInGaPチップの単色黄色発光を確認します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは、標準のEIA準拠SMDパッケージに収められています。主要寸法は、長さ3.2 mm、幅2.8 mm、高さ1.9 mmです。特に指定がない限り、すべての寸法公差は±0.1 mmです。このデバイスは、75度の視野角を実現するのに役立つウォータークリアドームレンズを備えています。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

信頼性の高いはんだ付けと適切な機械的位置合わせを確保するために、PCB設計のため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。この推奨パッド形状に従うことは、良好なはんだフィレットを達成し、リフロー中のトゥームストーニングを防止するために極めて重要です。

5.3 極性識別

カソード（負）端子は、通常、ノッチ、緑色の点、またはレンズやパッケージ上の切り欠き角などによってデバイス本体に印字されています。正しい極性方向は、適切な機能を確保するために組立時に遵守する必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 赤外線リフローはんだ付けパラメータ

鉛フリーはんだプロセスの場合、特定のリフロープロファイルが推奨されます。本体のピーク温度は260°Cを超えてはならず、260°Cを超える時間は最大10秒に制限する必要があります。デバイスは、これらの条件下で最大2回のリフローサイクルにのみ耐えるべきです。熱衝撃を最小限に抑えるために、150°Cから200°Cの間で最大120秒の予熱段階が推奨されます。これらのパラメータは、LEDパッケージを損傷することなく信頼性の高いはんだ接合を確保するためにJEDEC規格に準拠しています。

6.2 手はんだ付け手順

手はんだ付けが必要な場合、はんだごて先端温度は300°C以下に保つ必要があります。各はんだ接点の接触時間は最大3秒に制限し、半導体ダイへの過度の熱伝達を防ぐために、接点ごとに1回のみ行うべきです。

6.3 保管条件

未開封の湿気敏感バッグ（MSL 3）は、≤ 30°C、≤ 90%相対湿度（RH）で保管し、1年以内に使用する必要があります。元の密封包装を開封したら、LEDは30°C、60% RHを超えない環境で保管する必要があります。開封後1週間以内にIRリフロー工程を完了することが強く推奨されます。元のバッグ外での長期保管の場合は、部品を乾燥剤入りの密閉容器または窒素パージ乾燥器中で保管する必要があります。元の包装外で1週間以上保管した場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間のベーキング（乾燥）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を防止する必要があります。

6.4 洗浄手順

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定されたイソプロピルアルコール（IPA）やエチルアルコールなどのアルコール系溶剤のみを使用してください。LEDは常温で1分未満浸漬する必要があります。指定外の化学洗浄剤は、エポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

7. 包装および注文情報

7.1 テープ＆リール仕様

LEDは、ANSI/EIA-481規格に準拠した、直径7インチ（178 mm）のリール上のエンボスキャリアテープで供給されます。各リールには3000個が含まれます。テープポケット寸法は、3.2x2.8mmの部品を確実に保持するように設計されています。トップカバーテープがポケットを密封します。テープ内で許容される連続欠品部品の最大数は2個です。フルリール未満の数量については、残数注文で最小包装数量500個が利用可能です。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーション回路

LEDは、定電流で駆動するか、電圧源と直列に接続された電流制限抵抗を介して駆動する必要があります。直列抵抗値（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。ここで、V_Fは所望の電流I_F（例：20 mA）におけるLEDの順方向電圧です。最大V_Fである2.4 Vを使用することで、すべてのビン条件下で電流を制限するように抵抗が保守的にサイズ決定されることを保証します。

8.2 設計上の考慮事項と注意点

ESD感度：LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱いおよび組立中は、接地リストストラップ、帯電防止マット、ESD安全設備の使用を含む適切なESD対策を実施する必要があります。
電流制御：電流制限なしでLEDを電圧源に直接接続しないでください。過剰な電流が流れ、直ちに過熱し、壊滅的な故障を引き起こします。
熱管理：特に最大DC電流付近またはその近くで動作する場合、PCBレイアウトが十分な放熱を提供することを確認してください。LEDを他の大きな熱源の近くに配置しないでください。
適用範囲：この部品は、汎用電子機器向けに設計されています。事前の協議と認定なしに、故障が生命や安全に直接的なリスクをもたらす可能性のあるアプリケーション、例えば航空、医療生命維持、または重要な交通制御システムなどには定格されていません。

9. 技術比較と差別化

LTST-C990KSKT-BLは、発光チップにAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を使用することで差別化されています。従来のGaP（リン化ガリウム）などの技術と比較して、AlInGaPは著しく高い発光効率を提供し、所定の電流に対してより大きな輝度（最大1120 mcd）を実現します。拡散または着色レンズとは対照的に、ウォータークリアレンズは光取り出しを最大化し、明確な75度の視野角に貢献します。積極的なIRリフロープロファイルを含む、大量生産、自動化されたSMT組立プロセスとの完全な互換性は、現代の電子機器製造において費用対効果が高く信頼性の高い選択肢となっています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（λP）は、放出される光パワーが最大となる単一波長（代表値591 nm）です。主波長（λd）はCIE色座標から導出され、LEDの知覚される色に一致する純粋な単色光の単一波長（584.5-594.5 nm）を表します。λdは色仕様により関連性があります。

Q: このLEDを3.3V電源で駆動できますか？
A: はい、ただし直列抵抗は必須です。最大V_F 2.4V、目標I_F 20mAを使用すると、抵抗値は R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 オームとなります。標準の47オーム抵抗が適切な選択肢となり、わずかに低い電流になります。

Q: ビン分けはなぜ重要ですか？
A: ビン分けは生産における一貫性を保証します。例えば、光度にビンV、波長にビンKのLEDをすべて使用することで、パネル内のすべてのインジケータがほぼ同一の輝度と同じ黄色の色合いを持つことが保証され、製品の品質と美的感覚にとって重要です。

Q: 保管におけるMSL 3とはどういう意味ですか？
A: 湿気感度レベル3は、パッケージされたデバイスが、高温リフローはんだ付けプロセス中に内部損傷を引き起こす可能性のある湿気を除去するためのベーキングが必要になる前に、工場の床環境（≤ 30°C/60% RH）に最大168時間（7日間）曝露できることを示します。

11. 実用的な使用例

シナリオ：ネットワークルーターのステータスインジケータパネルの設計。
パネルには、電源、インターネット、Wi-Fi、イーサネットのステータスを示す4つの黄色LEDが必要です。均一な外観を確保するために、設計者はビンV（高く一貫した輝度のため）およびビンJ（特定の黄色の色合いのため）のLEDを指定します。回路はルーターの5Vレールから給電されます。安全のために最大V_Fを使用して直列抵抗を計算します：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 オーム。130オーム、1/8Wの抵抗が各LEDと直列に配置されます。PCBレイアウトは推奨パッドフットプリントを使用し、カソードパッドに小さな放熱スポークを含みます。組立業者は提供されたIRリフロープロファイルに従います。最終製品は、広い角度から明確に見える、4つの明るく完全に一致した黄色インジケータを表示します。

12. 動作原理の紹介

このLEDの発光は、AlInGaPで構成される半導体チップにおけるエレクトロルミネセンスに基づいています。チップのバンドギャップ電圧（約2V）を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がそれぞれn型およびp型半導体層から活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接放出される光の波長（色）を定義します—この場合は黄色です。ウォータークリアエポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成（75度視野角）し、半導体材料からの光取り出しを向上させます。

13. 技術トレンドと背景

黄色、オレンジ、赤色LEDへのAlInGaP材料の使用は、確立された高性能技術であり、従来のGaAsPおよびGaPソリューションと比較して優れた効率と輝度を提供します。SMD LEDの現在のトレンドは、効率（ルーメン毎ワット）の向上、より小型のパッケージでのより高い最大駆動電流と定格電力の達成、演色性と彩度の改善、過酷な環境条件下での信頼性の向上に焦点を当てています。さらに、インテリジェントドライバとの統合、および従来のプラスチックパッケージを排除するチップスケールパッケージ（CSP）LEDの開発が進行中の進歩分野です。ここで説明する部品は、主流の民生用および産業用アプリケーションにおける費用対効果の高い大量生産に最適化された、実績のある信頼性の高い技術を利用しています。