LTW-C193SS2 SMD LED データシート - 厚さ0.4mm 超薄型 - 順電圧 2.5-2.9V - 白色 - 35mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTW-C193SS2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。その特徴は、高さわずか0.40mmという極薄のプロファイルにあり、厳しい空間制約のあるアプリケーションに適しています。本デバイスは、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、高い輝度レベルを提供します。8mm幅のテープにパッケージングされ、直径7インチのリールに巻き取られており、電子機器製造で一般的に使用される高速自動実装装置との互換性を容易にしています。

このLEDはグリーン製品に分類され、有害物質使用制限（RoHS）指令に準拠しています。その設計は、プリント基板（PCB）に表面実装部品を取り付ける主要な方法である標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。パッケージは電子工業会（EIA）規格に準拠しており、業界標準の実装システムとの機械的互換性を保証します。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 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発生する可能性がある限界を定義します。LTW-C193SS2の場合、これらは周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。最大連続電力損失は35ミリワット（mW）です。連続動作時、直流順電流は10mAを超えてはなりません。パルス動作時は、特定の条件下（デューティ比1/10（10%）、パルス幅0.1ミリ秒）でのみ、ピーク順電流50mAが許容されます。これらの電流制限を超えると、接合温度の過度な上昇、半導体材料の加速劣化、および致命的な故障を引き起こす可能性があります。

デバイスの動作温度範囲は-20°Cから+80°Cです。保管温度範囲はより広く、-40°Cから+85°Cであり、これは電源が印加されていない状態でLEDを保管できる条件を示しています。重要な注意点として、アプリケーション回路で逆バイアス条件下でLEDを動作させると、損傷や故障を引き起こす可能性があると明記されています。したがって、回路設計では、通常使用時にLEDが逆電圧にさらされないようにする必要があります。

2.2 電気的・光学的特性

電気的および光学的特性は、Ta=25°C、順電流（IF）=2mAという標準試験条件で測定され、これはLED性能を比較するための共通の基準点として機能します。

• 光度（Iv）：このパラメータは、人間の目が知覚する光出力の明るさを測定します。LTW-C193SS2のIvは、2mA時で最小値18.0ミリカンデラ（mcd）、最大（代表）値71.0 mcdです。特定のユニットの実際のIv値は、その梱包袋に分類・記載されています。
• 指向角（2θ1/2）：光度が0度（軸上）の強度の半分になる全角度として定義されます。このLEDは130度の広い指向角を特徴としており、バックライトやインジケータ用途に適した広く拡散した光パターンを提供します。
• 色度座標（x, y）：これらの座標は、CIE 1931色度図上の白色光の色点を定義します。代表値はx=0.29、y=0.31です。これらの座標には±0.01の許容差が適用されます。色は、CIE標準観測者の眼応答曲線に近似した分光測色器を使用して測定されます。
• 順電圧（VF）：指定された順電流が流れるときのLED両端の電圧降下です。IF=2mA時、VFは最小2.50ボルトから最大2.90ボルトの範囲です。このパラメータは、LEDの電流制限回路を設計する上で重要です。
• 逆電流（IR）：逆電圧が印加されたときに流れるわずかなリーク電流です。逆電圧（VR）=5V時、最大10マイクロアンペア（μA）と規定されています。データシートは、この試験条件は特性評価のみを目的としており、デバイスは逆動作用に設計されていないことを明示しています。

データシートには、静電気放電（ESD）に関する重要な注意事項が含まれています。LEDはESDに敏感であり、取り扱い手順には、損傷を防ぐためのリストストラップ、帯電防止手袋、適切に接地された設備の使用を含めるべきです。

3. ビニングシステムの説明

半導体製造プロセスにおける自然なばらつきを管理するため、LEDは性能ビンに仕分けられます。LTW-C193SS2は、順電圧（VF）、光度（Iv）、色相（色度）に基づく3次元ビニングシステムを使用しています。

3.1 順電圧（VF）ビン

LEDは4つのVFビン（Y1、Y2、Y3、Y4）に分類され、それぞれが全体の2.50Vから2.90Vの仕様内で0.1Vの範囲を表します。例えば、ビンY1には、IF=2mA時でVFが2.50Vから2.60Vの間のLEDが含まれます。各ビンには±0.1Vの許容差が適用されます。ロット内での一貫したVFは、定電圧源で駆動される場合や単純な並列構成（ただし定電流駆動を強く推奨）でLEDを使用する際に、均一な輝度を確保するのに役立ちます。

3.2 光度（Iv）ビン

3つのIvビン（M、N、P）が定義されています。ビンMは18.0-28.0 mcdの範囲、ビンNは28.0-45.0 mcd、ビンPは45.0-71.0 mcdをカバーし、いずれもIF=2mAで測定されます。各ビンには±15%の許容差が関連付けられています。均一な輝度を必要とするアプリケーション（マルチLEDバックライトアレイや状態表示パネルなど）では、同じIvビンからLEDを選択することが極めて重要です。

3.3 色相（色度）ビン

白色の色点は、CIE 1931色度図上の6つの領域（S1からS6）にビニングされます。各ビンは、4組の（x, y）座標で指定される四角形の領域によって定義されます。例えば、ビンS2は、およそx:0.274-0.294、y:0.258-0.319の間の座標をカバーします。データシートの図はこれらのビンを視覚的にプロットしています。（x, y）座標には±0.01の許容差が適用されます。マルチLEDアプリケーションで目に見える色の違いを避けるには、同じ色相ビンからのLEDを使用することが不可欠です。

4. 機械的・梱包情報

4.1 パッケージ寸法

このLEDは標準的なチップLEDパッケージ形式を採用しています。主要寸法には、全高0.40mmが含まれます。データシートには、パッド間隔、部品幅、レンズサイズを含むすべての重要な測定値が記載された詳細な寸法図が提供されています。すべての寸法はミリメートル単位で提供され、特に指定がない限り一般的な許容差は±0.10mmです。カソード識別マーク（白いマーク）がレンズによって部分的に覆われる可能性があるため、実装時の注意深い向き合わせが必要である旨の注意書きがあります。

4.2 推奨はんだパッドレイアウト

リフロー時に信頼性の高いはんだ接合を形成するために、PCB用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。適切なはんだフィレットと機械的強度を実現するために、推奨パッド寸法と間隔が示されています。はんだペーストの過剰な堆積と潜在的なブリッジングを防ぐため、はんだペースト塗布用のステンシル厚さの最大値は0.10mmを推奨する旨の注意書きがあります。

4.3 テープ＆リール梱包

LEDは、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに収納され、直径7インチ（178mm）のリールに巻き取られて供給されます。テープ幅は8mmです。標準リール容量は5000個です。梱包はANSI/EIA 481-1規格に準拠しています。主要な梱包に関する注意事項は以下の通りです：空のポケットはカバーテープで密封されています；端数の最小発注数量は500個です；リールあたり連続して最大2個の欠品部品（空ポケット）が許容されます。

5. はんだ付け・実装ガイドライン

5.1 リフローはんだ付けプロファイル

このLEDは赤外線リフローはんだ付けと互換性があります。絶対最大はんだ付け条件は、ピーク温度260°C、最大10秒間です。一般的に予熱段階、温度上昇、ピークリフローゾーン、冷却期間を含む推奨リフロープロファイルが提供されています。データシートは、最適なプロファイルは特定のPCB設計、はんだペースト、使用するオーブンに依存するため、ボードレベルの特性評価を推奨していることを強調しています。

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。推奨されるはんだごて先端の最高温度は300°Cで、接合部あたりの最大はんだ付け時間は3秒です。LEDパッケージへの熱ストレス損傷を避けるため、手はんだ付けは1回のみ行うべきです。

5.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄は注意して行う必要があります。指定された洗浄剤のみを使用してください。データシートでは、室温でのエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールの使用を推奨しています。LEDは1分未満浸漬するべきです。指定外の化学液体は、プラスチックパッケージやレンズ材料を損傷する可能性があります。

6. 保管・取り扱い

密封パッケージの保管：乾燥剤入りの未開封の防湿包装（元の梱包）内のLEDは、30°C以下、相対湿度（RH）90%以下の環境で保管する必要があります。これらの条件下での保管寿命は1年です。

開封パッケージの保管：防湿バッグを開封すると、LEDは周囲の湿気に敏感になります。保管環境は30°C、60%RHを超えてはなりません。元の梱包から取り出したLEDは、672時間（28日）以内にIRリフローはんだ付けを行うことを強く推奨します。

長期保管とベーキング：元のバッグ外で672時間を超えて保管する場合は、LEDを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する必要があります。LEDが周囲環境に672時間以上さらされた場合、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象（パッケージ割れ）を防止する必要があります。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

超薄型プロファイル（0.4mm）により、このLEDは垂直方向のスペースが重要なアプリケーションに理想的です。主な用途には、モバイルデバイス（電話機、タブレット）の超薄型バックライト、ウェアラブルエレクトロニクス、コンパクトな民生電子機器の状態表示器、薄型産業用制御インターフェースのパネル照明などが含まれます。その広い指向角は、集光ビームではなく均一で拡散した照明を必要とするアプリケーションに有益です。

7.2 回路設計上の考慮事項

• 電流駆動：安定した光出力を確保し、熱暴走を防ぐために、LEDは常に定電圧源ではなく定電流源で駆動してください。推奨動作電流は、最大10mA DC以下です。
• 電流制限抵抗：直列抵抗を伴う単純な電圧源を使用する場合、抵抗値は式 R = (供給電圧 - LEDのVF) / 希望電流 を使用して計算します。電流が希望値を超えないようにするため、保守的な設計にはデータシートの最大VF（2.9V）を使用してください。
• ESD保護：組立または最終製品がESD管理されていない環境で取り扱われる可能性がある場合は、LEDのアノード/カソードに接続されたPCBラインにESD保護ダイオードを組み込んでください。
• 熱管理：電力損失は低いですが、特に複数のLEDが密接に配置されている場合や周囲温度が高い場合には、PCBパッドに十分な放熱対策を確保してください。これは接合温度を低く保ち、LEDの寿命と色安定性を維持するのに役立ちます。

7.3 光学設計上の考慮事項

インジケータ用途では、130度の広い指向角を考慮してください。光出力を整形したり、個別のLED点光源を隠したりするために、光導波路や拡散板が必要になる場合があります。バックライト用途では、ビニング選択（Ivと色相）が最も重要です。ディスプレイやパネル全体で均一な輝度と色を実現するために、単一の狭いビンからのLEDを使用してください。

8. 信頼性と寿命要因

データシートは特定のL70またはL50寿命定格（70%または50%ルーメン維持率までの時間）を提供していませんが、LEDの寿命は主にその動作接合温度に影響されます。信頼性に影響を与える主要な要因は以下の通りです：

• 動作電流：LEDを定格電流（10mA DC）以下で駆動することが不可欠です。この定格を超えて動作すると、接合温度が指数関数的に上昇し、ルーメン減衰と色ずれが加速します。
• 周囲温度：指定範囲の上限（+80°C）に近い温度で動作すると、実効寿命が短縮されます。より高い周囲温度では動作電流を減額することが良い習慣です。
• はんだ付けプロセスの遵守：推奨リフロープロファイルに従い、過度な手はんだ付けの熱を避けることで、内部ワイヤボンドの損傷やパッケージの剥離といった一般的な故障モードを防止します。
• ESDと電気的過負荷：適切な取り扱いと回路保護は、即時の致命的な故障や、現場での早期故障として現れる潜在的な損傷を防ぎます。

9. 技術比較と市場状況

LTW-C193SS2は超薄型チップLEDのカテゴリーに属します。その主な差別化機能は0.40mmの高さです。通常の高さが0.6-0.8mmの標準的な0603または0402パッケージLEDと比較して、このデバイスはプロファイルを大幅に低減しています。白色光用のInGaN技術は、異なる基板上の蛍光体変換青色光などの古い技術と比較して、通常、より高い効率とより良い演色性オプションを提供します。130度の広い指向角は、内蔵レンズのないチップLEDでは標準的であり、多くの汎用照明アプリケーションに適しています。競合製品に対する主要な選択基準は、厚さ、輝度（特定電流でのIv）、順電圧、およびそのビニングシステムの細かさという特定の組み合わせであり、これにより要求の厳しいアプリケーションで正確な色と輝度のマッチングが可能になります。