LTST-C191KRKT-5A SMD LED データシート - 高さ0.55mm - 順電圧2.0V(標準) - 消費電力75mW - 赤色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-C191KRKT-5Aは、現代のコンパクトな電子機器アプリケーション向けに設計された表面実装型（SMD）発光ダイオード（LED）です。その主な特徴は、パッケージ高さがわずか0.55ミリメートルという極めて低いプロファイルです。このため、超薄型ディスプレイ、モバイルデバイス、バックライトモジュールなど、スペース制約が厳しいアプリケーションに最適です。本デバイスは、発光効率の高い赤色光を生成することで知られるAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を発光チップに採用しています。LEDは、高速自動実装プロセスを容易にするため、業界標準の8mm幅テープに実装され、7インチ径リールに巻き取られて供給されます。RoHS（有害物質使用制限）指令に完全準拠しており、グリーン製品として分類されます。

2. 技術パラメータ詳細

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。これらの限界値以下または等しい状態での動作は保証されません。主要なパラメータには、周囲温度（Ta）25°Cにおける最大消費電力75ミリワット（mW）が含まれます。最大連続順電流（DC）定格は30 mAです。パルス動作では、特定の条件（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ミリ秒）下で、ピーク順電流80 mAが許容されます。デバイスは最大5ボルトまでの逆電圧に耐えることができます。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とやや広くなっています。実装における重要な定格は赤外線はんだ付け条件であり、LEDは最大5秒間、ピーク温度260°Cに耐えられることを規定しています。

2.2 電気・光学特性

これらの特性は、特に断りのない限り、標準試験条件（Ta=25°C、順電流（IF）=5 mA）で測定されます。知覚される明るさの尺度である光度（Iv）は代表値を持ちますが、最小値が7.1 mcdから28.0 mcdまでの範囲でビニングされています（セクション3参照）。視野角（2θ1/2）は、強度が軸上の値の半分に低下する全角度として定義され、広い130度であり、広い発光パターンを提供します。ピーク発光波長（λP）は代表値で639ナノメートル（nm）、知覚される色を定義する主波長（λd）は630 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は約20 nmです。5 mA時の順電圧（VF）の代表値は2.0ボルトで、範囲は1.6Vから2.2Vであり、これもビニングの対象となります。逆電流（IR）は、5V逆バイアス時に最大10マイクロアンペア、接合容量（C）は代表値で40ピコファラッドです。

3. 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）に分類されます。LTST-C191KRKT-5Aは二次元のビニングシステムを使用しています。

3.1 順電圧ビニング

順電圧は6つのコード（1から6）にビニングされます。各ビンは0.1ボルトの範囲を表し、ビン1の1.6-1.7Vからビン6の2.1-2.2Vまでです。各ビンには±0.1Vの許容差が適用されます。これにより、並列接続における均一な電流分担が重要なアプリケーションで、VFが密に一致したLEDを選択することが可能になります。

3.2 光度ビニング

光度は4つのコード（K、L、M、N）にビニングされます。ビンKは7.10から11.2ミリカンデラ（mcd）、ビンLは11.2から18.0 mcd、ビンMは18.0から28.0 mcd、ビンNは28.0から45.0 mcdの範囲をカバーします（いずれもIF=5mAで測定）。各光度ビンには±15%の許容差が適用されます。このシステムにより、必要な輝度レベルに基づいた選択が可能となり、複数LEDアレイでの均一な外観を実現するのに役立ちます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（例：スペクトル分布の図1、視野角の図6）が参照されていますが、その傾向を説明できます。順電流（IF）と順電圧（VF）の関係は非線形で、典型的なダイオードの指数特性に従います。光度は動作範囲内で順電流にほぼ比例します。ピーク波長（λP）と主波長（λd）はわずかな負の温度係数を示す可能性があり、接合温度が上昇すると長波長側（赤方偏移）にシフトすることがあります。順電圧は通常、温度の上昇とともに低下します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは業界標準のEIAパッケージフットプリントを備えています。重要な寸法は0.55 mmという超低高さです。詳細な機械図面には、長さ、幅、リード間隔、その他の重要な寸法が規定されており、特に断りのない限り標準公差は±0.10 mmです。レンズはウォータークリアであり、AlInGaPチップ本来の赤色が拡散されることなく発光します。

5.2 極性識別とパッド設計

データシートには、PCB設計のための推奨はんだ付けパッドレイアウト（ランドパターン）が含まれています。このパターンは、リフロー時の信頼性の高いはんだ接合部の形成と機械的安定性のために最適化されています。カソードは通常、LEDパッケージ上のノッチ、緑色のドット、レンズの切り欠き角などの視覚的マーカーで識別されます。正しい極性配置はデバイス動作にとって極めて重要です。

6. はんだ付けと実装ガイド

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

本デバイスは、赤外線（IR）および気相リフロー両方のプロセスに対応しています。2つの推奨リフロープロファイルが提供されています：1つは標準（スズ-鉛）はんだペースト用、もう1つは鉛フリー（SnAgCu）はんだペースト用です。鉛フリープロファイルはより厳しい条件であり、適切なはんだ接合部を確保しながら熱衝撃を防ぐために、予熱、ソーク、リフロー、冷却の各段階を注意深く制御する必要があります。LED自体の絶対最大条件は、ピーク温度260°Cで5秒間です。

6.2 保管と取り扱い

LEDは、温度30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管する必要があります。元の防湿包装から取り出した後は、IRリフローはんだ付けプロセスを672時間（28日）以内に完了することを推奨します。元の袋の外で長期間保管する場合は、LEDを乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気中で保管してください。672時間を超えて保管された部品は、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ぐために、ベーキング処理（例：60°Cで24時間）が必要になる場合があります。

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は許容されます。指定外または強力な化学洗浄剤の使用は、プラスチックレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

7. 包装と発注情報

標準包装は、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す。各リールにはLTST-C191KRKT-5A LEDが5000個含まれています。テープポケットは保護用トップカバーテープで密封されています。包装はANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠しています。フルリール未満の数量については、残数部品に対して最小包装数量500個が適用されます。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するためには、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。一般的な回路ミスは、複数のLEDを単一の電流源に直接並列接続することです（データシートの回路B）。個々のLED間の順電圧（VF）特性の自然なばらつきにより、これにより深刻な電流不均衡が生じ、1つのLEDがほとんどの電流を引き込んで過熱し、他のLEDは暗いままになる可能性があります。各LEDの直列抵抗は、電流を安定させ、均一な照明を促進するのに役立ちます。

8.2 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電に敏感です。取り扱いおよび実装中には以下の予防措置を講じる必要があります：作業者は接地リストストラップまたは帯電防止手袋を着用する、すべての作業台、設備、保管ラックは適切に接地する、プラスチックレンズに蓄積する可能性のある静電気を中和するためにイオナイザーを使用する。ESDによる損傷は直ちに目に見えない場合がありますが、性能を低下させたり早期故障の原因となったりします。

9. 技術比較と差別化

LTST-C191KRKT-5Aの主な差別化優位点は、その0.55mmのプロファイルであり、これは多くの標準SMD LED（例：高さが0.8mmを超えることが多い0603や0805パッケージ）よりも大幅に薄くなっています。AlInGaP技術の採用により、GaAsPなどの旧来技術と比較して赤色光の高い発光効率が得られ、同じ駆動電流でより明るい出力が可能です。広い130度の視野角は、集光ビームではなく広範囲の照明を必要とするアプリケーションにおけるもう一つの利点です。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A: 推奨しません。電流制限なしで電圧源からLEDを直接駆動すると、過剰電流により破損する可能性が高いです。常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。

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、スペクトルパワー出力が最も高い波長です。主波長（λd）は色度座標から導出され、人間の目が同じ色と知覚する純粋な単色光の単一波長を表します。色の仕様にはλdの方がより関連性があります。

Q: 型番のビンコードはどのように解釈すればよいですか？

A: 型番LTST-C191KRKT-5Aにはビン情報が含まれています。KRKTの部分は通常、光度と電圧のビンコードをエンコードしています。発注部品の具体的な性能範囲を理解するには、データシートのビンコードリストを参照してください。

11. 実践的設計ケーススタディ

携帯型医療機器の状態表示パネルを設計する場合を考えます。スペースは極めて限られており、パネルは様々な角度から読み取れる必要があります。LTST-C191KRKT-5Aの0.55mmの高さにより、薄い前面ベゼルの後ろに収めることが可能です。同じ光度ビン（例：すべてビンM）からLEDを選択することで、すべてのインジケータライトが均一な輝度を持つことが保証されます。供給電圧と所望の電流（例：5-10 mA）における代表VF 2.0Vに基づいて計算された直列抵抗を各LEDに使用することで、安定した動作と長寿命が保証されます。広い130度の視野角により、デバイスを軸外れから見た場合でもインジケータが視認可能です。

12. 動作原理の紹介

LEDは半導体p-n接合ダイオードです。順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が接合領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。特定の半導体材料（この場合はAlInGaP）がバンドギャップエネルギーを決定し、それが今度は発光の波長（色）を決定します。赤色AlInGaP LEDは、可視スペクトルの赤色部分（約630-640 nm）の光子に対応するバンドギャップエネルギーを持ちます。

13. 技術トレンド

民生用および産業用電子機器向けSMD LEDのトレンドは、小型化、高効率化、信頼性向上に向けて継続しています。パッケージ高さは、より薄い最終製品を実現するために低下しています。効率の向上（電気入力1ワットあたりのより多くの光出力）は、チップ設計、エピタキシャル成長、パッケージ光取り出し効率の進歩によって推進されています。また、温度や寿命にわたる色の一貫性と安定性の向上にも焦点が当てられています。環境規制を満たし、要求の厳しい実装プロセスに耐えるために、パッケージングにおける鉛フリーおよび高温対応材料の採用は標準となっています。