LTW-C191TL5 ホワイトSMD LED データシート - 外形寸法 1.6x0.8x0.55mm - 電圧 2.7-3.15V - 電力 70mW - 技術文書

1. 製品概要

LTW-C191TL5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。このLEDは、わずか0.55mmという非常に低い高さを特徴とする超薄型チップLEDの一種に属します。この特徴により、超薄型ディスプレイ、モバイル機器のバックライト、高密度実装されたプリント基板（PCB）のインジケータライトなど、スペース制約が厳しいアプリケーションに最適な選択肢となります。

コア技術は、明るい白色光を生成可能にする窒化インジウムガリウム（InGaN）に基づいています。LEDは業界標準の8mm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、高速自動実装機との互換性を確保しています。このパッケージング形式は、大量生産において、製造プロセス中の効率的な取り扱いと実装を可能にするために不可欠です。

2. 技術仕様の詳細

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がある限界を定義します。LTW-C191TL5の最大許容損失は、周囲温度（Ta）25°Cにおいて70mWです。最大連続順電流（DC）は20mAです。パルス動作では、特定の条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）で、ピーク順電流100mAが許容されます。デバイスは最大5Vまでの逆電圧に耐えることができますが、逆バイアス下での連続動作は禁止されています。動作温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度範囲はより広く-55°Cから+105°Cです。実装における重要なパラメータは赤外線はんだ付け条件であり、最大10秒間260°Cと定格されています。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、一般的な試験条件であるTa=25°C、順電流（IF）5mAで測定された代表的な性能パラメータです。光度（Iv）は、最小45.0ミリカンデラ（mcd）から代表的最大180.0 mcdの範囲です。指向角（2θ1/2）は130度で、広い照射範囲を提供します。白色光の色度点をCIE 1931色度図上で定義する色度座標は、代表値でx=0.31、y=0.32です。順電圧（VF）は、試験電流において2.70Vから3.15Vの範囲です。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vを印加した場合、最大10μAです。

3. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは主要な電気的・光学的パラメータに基づいてビン（区分）に分類されます。LTW-C191TL5は3次元のビニングシステムを採用しています。

3.1 順電圧（VF）ビニング

LEDは、IF=5mA時の順電圧に基づいて3つのVFビン（A、B、C）に分類されます。ビンAは2.70Vから2.85V、ビンBは2.85Vから3.00V、ビンCは3.00Vから3.15Vをカバーします。各ビンには±0.1Vの許容差が適用されます。

3.2 光度（IV）ビニング

LEDは、光出力に基づいて3つのIVビン（P、Q、R）に分類されます。ビンPは45.0から71.0 mcd、ビンQは71.0から112.0 mcd、ビンRは112.0から180.0 mcdの範囲です。各ビンには±15%の許容差が適用されます。

3.3 色相（色）ビニング

これは最も複雑なビンで、白色の色度点を定義します。ビンはCIE 1931色度図上の四角形によって定義されます。データシートには、ビンA0、B3、B4、B5、B6、C0の座標がリストされています。例えば、ビンB5は座標（x,y）：(0.296, 0.276)、(0.311, 0.294)、(0.307, 0.315)、(0.287, 0.295)によって定義されます。ビン内の各（x, y）座標には±0.01の許容差が適用されます。提供されている図はこれらのビンを視覚的にプロットし、白色点領域に対するそれらの位置を示しています。

4. 特性曲線分析

PDFでは4ページに代表的な電気的・光学的特性曲線の存在が示されていますが、具体的なグラフ（例：IV曲線、相対強度対温度、分光分布）は提供されたテキストには含まれていません。通常、そのような曲線は順電流と電圧の関係、接合温度の上昇に伴う光度の低下、発する白色光の分光パワー分布を示します。これらのグラフは、設計者が非標準動作条件下でのデバイスの挙動を理解するために重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 LEDパッケージ寸法

このLEDはEIA標準のパッケージフットプリントを持ちます。主要寸法には、長さ約1.6mm、幅約0.8mmのボディサイズがあり、0.55mmという超薄型の高さが際立った特徴です。詳細な寸法図には、パッド位置、レンズ形状、カソード/アノード識別マーキングが指定されます。

5.2 推奨はんだパッドレイアウト

リフロー時に確実なはんだ接合部形成を確保するため、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。このパターンは、はんだフィレットを収容するため、デバイス自体よりわずかに大きくなっています。

5.3 テープ＆リールパッケージ寸法

デバイスは幅8mmのエンボスキャリアテープに供給されます。テープは標準の7インチ（178mm）直径リールに巻き取られています。主要仕様は以下の通りです：フルリールあたり5000個、部分リールの最小梱包数量は500個、テープ内で許容される連続欠品（ポケット）は最大2個。パッケージングはANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠しています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨される赤外線（IR）リフロープロファイルは重要です。ピーク温度は260°Cを超えてはならず、260°C以上の時間は最大10秒です。熱衝撃を最小限に抑えるため、150-200°Cの範囲で最大120秒間の予熱が推奨されます。プロファイルは、特定のPCBアセンブリに対して特性評価されるべきです。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合、はんだごての温度は300°Cを超えてはならず、接触時間はパッドあたり最大3秒に制限する必要があります。手はんだ付けは一度だけ行うべきです。

6.3 保管および取り扱い

LEDは湿気に敏感です。元の密封された防湿バッグ（乾燥剤入り）内では、保管温度は≤30°C、相対湿度は≤90%とし、1年以内に使用する必要があります。バッグを開封した後は、保管環境は≤30°C、相対湿度≤60%とする必要があります。周囲空気に672時間（4週間）以上さらされた部品は、リフロー前に約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、はんだ付け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。元のバッグ外での長期保管には、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターを使用してください。

6.4 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。指定外の化学薬品は、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. パッケージングおよび注文情報

標準的なパッケージング階層は以下の通りです：テープ上のLED → 7インチリール上のテープ → 防湿バッグ（乾燥剤入り）内のリール → 内装箱内のバッグ → 外装箱内の内装箱。1つの内装箱には最大3つの防湿バッグを入れられ、1つの外装箱には最大21個の内装箱を入れることができます。品番LTW-C191TL5はメーカーの内部命名規則に従っており、LTWはおそらくホワイトLEDを、C191はパッケージタイプとシリーズを示しています。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

超薄型プロファイルにより、このLEDは以下の用途に理想的です：スマートフォン、タブレット、モニター用の超薄型LCDディスプレイのバックライト、ウェアラブルデバイスや超携帯型電子機器のステータスインジケータ、薄型民生製品の装飾照明、基板スペースが限られているネットワーク・通信機器のパネルインジケータ。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：順電流を最大20mA DCに制限するため、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。代表的な試験電流である5mAで動作させることで、より長い寿命と優れた安定性が得られます。

熱管理：小型ですが、LEDは熱を発生します。特に最大電流付近または高温環境で動作させる場合は、PCBパッド設計において十分な放熱対策を確保してください。25°Cを超えると0.25 mA/°Cのデレーティング係数を考慮する必要があります。

ESD保護：デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。実装および設置時には、接地されたリストストラップや作業台の使用を含む、ESD安全な取り扱い手順を実施してください。

光学設計：130度の広い指向角は拡散照明を提供します。集光が必要な場合は、外部レンズや導光板が必要になる場合があります。

9. 技術比較および差別化

LTW-C191TL5の主な差別化された利点は、その0.55mmの高さであり、これは多くの標準的なSMD LED（例：0603や0805パッケージはしばしば高さ>0.8mm）よりも大幅に低くなっています。これにより、ますます薄くなる最終製品での設計が可能になります。InGaN技術の使用は、ホワイトLEDにおいて高効率と良好な演色性を提供します。包括的なビニングシステムにより、設計者はアプリケーションで一貫した色と輝度を得るためにLEDを選択する能力を得られ、これはバックライトやサインにおける複数LEDアレイにとって重要です。

10. 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は定格最大連続DC電流です。ただし、最適な寿命と効率のためには、5-10mAのようなより低い電流で駆動することが推奨されます。

Q: 異なるVFビンとIVビンの目的は何ですか？

A: ビニングにより、非常に類似した電気的・光学的特性を持つLEDを選択することができます。これは、均一な輝度と色が要求される複数のLEDを使用するアプリケーションにおいて、個々のLED間の目に見える差異を防ぐために不可欠です。

Q: 色相ビンの座標はどのように解釈すればよいですか？

A: （x,y）座標は、LEDの白色点をCIE色度図上に配置します。B5やC0のようなビンは、白色の異なる領域を表し、より冷たい（青みがかった）トーンからより暖かい（黄色みがかった）トーンまでの範囲があります。製品の色温度要件に合致するビンを選択する必要があります。

Q: 私のリフローオーブンのプロファイルはピーク250°Cです。それは許容されますか？

A: はい、ピーク250°Cは仕様内（最大260°C）です。はんだペーストの液相線温度以上の時間が、適切な接合部形成に十分であることを常に確認してください。

11. 実践的な設計および使用事例

事例：薄型スマートウォッチのステータスインジケータ設計

主な制約はZ方向の高さです。LTW-C191TL5の0.55mmプロファイルにより、時計ケースの全体の厚さを増やすことなく、薄い拡散層の下に収めることができます。設計者は、高輝度のためにビンRのLEDを、一貫したニュートラルな白色のためにビンB5のLEDを選択します。定電流LEDドライバICを使用してLEDに8mAを供給し、十分な輝度を提供しながらバッテリー寿命を節約し、接合温度を低く保ちます。PCBパッドレイアウトはデータシートの推奨に従います。実装中、時計のPCBは、注意深くプロファイルされたピーク245°Cで8秒間のIRリフローを行います。広い指向角により、ユーザーが手首を見たときに様々な角度からインジケータライトが見えることが保証されます。

12. 技術原理の紹介

LTW-C191TL5は、InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体技術に基づいています。ホワイトLEDでは、発光領域は通常青色光を発します。この青色光の一部は、半導体チップ上に塗布された蛍光体コーティングによって、より長い波長（黄色、赤）に変換されます。残りの青色光と蛍光体変換された黄色/赤色光の混合が、人間の目には白色として知覚されます。InGaN合金中のインジウムとガリウムの特定の比率、および蛍光体層の組成と厚さが、発する白色光の最終的な色温度と色度座標を決定します。超薄型パッケージは、半導体ダイ周囲の封止材料の量を最小限に抑える先進的なチップスケールパッケージング技術によって実現されています。

13. 業界動向と発展

民生電子機器向けSMD LEDのトレンドは、容赦ない小型化と高効率化に向かっています。このデバイスの0.55mmの高さは、パッケージプロファイルの継続的な低減における一歩を表しています。将来の発展は、フットプリントのさらなる縮小（例：目に見えるパッケージのないチップスケールパッケージ）と光束効率（ルーメン毎ワット）の向上に焦点を当てる可能性があります。特に照明アプリケーションにおいて、色の一貫性の向上とより高い平均演色評価数（Ra）値への強いトレンドもあります。さらに、LEDパッケージ内への制御回路（PWM調光など）の統合は新興分野です。このLEDの特徴に記載されているように、RoHS準拠とグリーン製造への推進力は、基本的な業界標準であり続けています。