SMD LED LTST-C191KGKT-5A データシート - 高さ0.55mm - 最大2.1V - グリーン - 技術文書

1. 製品概要

この文書は、表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）であるLTST-C191KGKT-5Aの仕様を詳細に説明します。この部品は、現代のコンパクトな電子アセンブリ向けに設計されたチップLEDファミリーの一部です。主な用途は、民生電子機器、通信機器、および一般的な電子機器におけるインジケータランプ、状態表示、またはバックライト要素としてです。

この製品の中核的な利点は、その極めて低いプロファイルです。わずか0.55ミリメートルの高さにより、より薄い最終製品の設計を可能にします。発光チップにはAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を採用しており、これは赤、オレンジ、黄、緑の色スペクトルにおいて高輝度の光を高い効率で生成することで知られています。デバイスは業界標準の8mmテープにパッケージされ、7インチリールに巻き取られており、現代の電子機器製造で使用される高速自動実装装置と完全に互換性があります。

1.1 主な特長

• 超薄型プロファイル：パッケージ高さはわずか0.55 mmで、洗練された製品設計を容易にします。
• 高輝度：優れた光度を実現するAlInGaPチップ技術を採用。
• 自動化対応：自動組立ラインとの互換性のため、7インチリールに巻かれた8mmテープで供給されます。
• 堅牢な実装：赤外線（IR）および気相はんだリフロー工程を含む、鉛フリー（Pbフリー）プロファイルとの互換性があります。
• 標準化されたパッケージ：信頼性の高い実装とはんだ付けのため、EIA（Electronic Industries Alliance）標準寸法に準拠。
• 駆動互換性：I.C.互換性があり、適切な電流制限を伴う標準集積回路の出力で直接駆動可能です。

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発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されておらず、信頼性の高い動作のためには避けるべきです。すべての値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Pd）：75 mW。これはデバイスが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：80 mA。これは最大許容瞬間順電流であり、通常はパルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で規定されます。
• 連続順電流（I_F）：30 mA DC。LEDを連続的に流すことができる最大電流です。
• 電流ディレーティング：25°Cを超えると、最大許容連続順電流は、周囲温度が1°C上昇するごとに0.4 mAの割合で直線的に減少させなければなりません。
• 逆電圧（V_R）：5 V。LEDに逆方向に印加できる最大電圧です。
• 動作温度範囲：-55°C ～ +85°C。デバイスが機能するように設計された周囲温度範囲です。
• 保存温度範囲：-55°C ～ +85°C。
• 赤外線はんだ付け条件：リフローはんだ付け中、最大260°Cのピーク温度を最大5秒間耐えます。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、標準試験条件下（特に記載がない限りTa=25°C、I_F=5mA）で測定された代表的な性能パラメータです。これらは通常動作におけるデバイスの期待される動作を定義します。

• 光度（I_V）：4.5 ～ 18.0 ミリカンデラ（mcd）の範囲。これは、人間の目で見たLEDの知覚される明るさの尺度であり、CIE明所視応答曲線に一致するフィルターを用いて測定されます。
• 指向角（2θ_1/2）：130度（代表値）。これは、光度が軸上で測定された値の半分に低下する全角です。このような広い指向角により、広範囲の位置からLEDが見やすくなります。
• ピーク発光波長（λ_P）：574 nm（代表値）。発光出力が最大となる特定の波長です。
• 主波長（λ_d）：5mA時、564.5 ～ 573.5 nmの範囲。これは、CIE色度図から導き出された、光の知覚される色を最もよく表す単一波長です。これが緑の色点を定義します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm（代表値）。発光スペクトルの最大出力の半分における幅です。半値幅が狭いほど、スペクトル的に純粋な色であることを示します。
• 順電圧（V_F）：5mA時、1.70 ～ 2.10 ボルトの範囲。LEDが電流を導通しているときの両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧5V印加時、100 µA（最大）。
• 静電容量（C）：順バイアス0V、周波数1 MHzで測定時、40 pF（代表値）。

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は主要パラメータに基づいて性能ビンに分類されます。これにより、設計者はアプリケーションにおける色と輝度の均一性に関する特定の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順電圧ビニング

ユニットは、5mAで測定された順電圧（V_F）によって分類されます。ビンコードと対応する範囲は以下の通りです：

• ビンコード 2：1.70 V（最小） ～ 1.80 V（最大）
• ビンコード 3：1.80 V ～ 1.90 V
• ビンコード 4：1.90 V ～ 2.00 V
• ビンコード 5：2.00 V ～ 2.10 V

各ビン内の許容差は±0.1ボルトです。

3.2 光度ビニング

ユニットは、5mAで測定された光度（I_V）によって分類されます。ビンコードと対応する範囲は以下の通りです：

• ビンコード J：4.50 mcd（最小） ～ 7.10 mcd（最大）
• ビンコード K：7.10 mcd ～ 11.2 mcd
• ビンコード L：11.2 mcd ～ 18.0 mcd

各ビン内の許容差は±15%です。

3.3 主波長ビニング

ユニットは、5mAで測定された主波長（λ_d）によって分類され、これは緑色の色調に直接関連します。ビンコードと対応する範囲は以下の通りです：

• ビンコード B：564.5 nm（最小） ～ 567.5 nm（最大）
• ビンコード C：567.5 nm ～ 570.5 nm
• ビンコード D：570.5 nm ～ 573.5 nm

各ビン内の許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（図1、図6）が参照されていますが、提供されたデータから主要な関係性を分析することができます。

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

順電圧（V_F）は試験電流5mAで規定されており、代表的な範囲は1.70Vから2.10Vです。すべてのダイオードと同様に、LEDのV_Fは正の温度係数を持ち、駆動電流が高くなるとわずかに増加します。駆動回路の電圧ヘッドルームを設計する際には、規定されたV_Fの範囲を考慮する必要があります。

4.2 光度対順電流

光度は、広い範囲で順電流にほぼ比例します。定格強度値（4.5-18.0 mcd）は、標準試験電流5mAで与えられています。最大連続電流30mAで動作させると、光出力は大幅に高くなりますが、熱管理と寿命の考慮が重要になります。

4.3 スペクトル特性

ピーク発光波長は通常574 nmで、スペクトル半値幅は15 nmです。知覚される色を定義する主波長は、ビンに応じて564.5 nmから573.5 nmの範囲です。これにより、発光は可視スペクトルの緑色領域に確実に位置します。ピーク波長と主波長の関係は、発光スペクトルの正確な形状に影響されます。

4.4 熱ディレーティング

データシートでは、25°Cを超える最大連続順電流に対して0.4 mA/°Cのディレーティング係数が明示されています。これは重要な設計パラメータです。例えば、周囲温度85°Cでは、最大許容連続電流は(85-25)*0.4 = 24 mA減少します。したがって、85°Cでの最大電流は30 mA - 24 mA = 6 mAとなります。このディレーティングされた電流を超えると、劣化の加速や故障のリスクが高まります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

デバイスはEIA標準のチップLEDパッケージです。主要な機械的特徴は、その高さ0.55 mmです。詳細な寸法図には、長さ、幅、およびカソード/アノード端子の配置が示されます。特に図面に指定がない限り、すべての寸法の標準公差は±0.10 mmです。

5.2 極性識別

表面実装LEDの場合、極性は通常、カソード（負）端子近くのドット、ノッチ、または色付きのストライプなどのマーキングで示されます。テープおよびリールパッケージは、自動装置への正しい極性での供給を確保するように向けられています。カソードは通常、より大きな内部リードフレームまたは放熱パッドに接続されており、熱性能を向上させています。

5.3 推奨はんだパッドレイアウト

プリント回路基板（PCB）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、リフロー中の信頼性の高いはんだ接合部の形成を確保し、十分な機械的強度を提供し、はんだブリッジを防止するように設計されています。通常、良好なはんだフィレットを容易にするため、デバイス端子よりもわずかに大きなパッド領域を含みます。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

データシートでは、通常（スズ-鉛）はんだプロセス用と鉛フリー（Pbフリー）はんだプロセス用の2つの推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています。SnAgCuはんだペーストを使用する場合、鉛フリープロファイルが必須です。鉛フリープロセスの主要パラメータは以下の通りです：

• プリヒート：熱衝撃を避けるため、徐々に温度を上昇させます。
• ソーク/プリヒート時間：通常、最大120秒まで。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：部品がはんだの融点以上にさらされる時間は制御する必要があり、通常、ピーク温度で最大約5秒です。

これらのプロファイルに従うことは、過度の熱または熱応力によるLEDのプラスチックレンズおよび内部ワイヤーボンドの損傷を防ぐために不可欠です。

6.2 ウェーブはんだ付けおよび手はんだ付け

ウェーブはんだ付けを使用する場合、推奨事項には、最大100°C以下のプリヒートを最大60秒間、および最大260°Cのはんだウェーブへの暴露を最大10秒以内とすることが含まれます。はんだごてによる手動リワークの場合、先端温度は300°Cを超えてはならず、接点時間は1ジョイントあたり3秒以内に制限し、1回の修理サイクルのみとします。

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。データシートでは、通常の室温で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を推奨しています。指定外の化学洗浄剤は、プラスチックレンズまたはパッケージ材料を損傷し、ひび割れや曇りの原因となる可能性があります。

6.4 保存条件

LEDは湿気に敏感なデバイスです。元の防湿バリア包装外で保存する場合は、環境を制御することが非常に重要です。推奨保存条件は、30°C以下、相対湿度70%以下です。元の袋から出して672時間（28日）以上保存した場合、部品はリフローはんだ付け前に約60°Cで少なくとも24時間ベーキングして吸収された湿気を除去し、高温リフロープロセス中のポップコーン損傷を防ぐ必要があります。

7. パッケージング・発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

製品は、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに供給され、直径7インチ（178 mm）のリールに巻き取られています。標準梱包数量はリールあたり5,000個です。5,000の倍数でない数量の場合、残りは最小梱包数量500個が適用されます。パッケージングはANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠しており、自動装置との互換性を確保しています。テープは正しい部品の向きを確保し、取り扱いおよび輸送中のデバイスを保護します。

7.2 品番構造

品番LTST-C191KGKT-5Aは、デバイスの特定の属性をコード化しています。完全な社内命名ロジックは複雑かもしれませんが、通常、シリーズ識別子（LTST-C191）、色/性能コード（KGKT）、およびビンまたはパッケージングコード（5A）を含みます。ウォータークリアレンズの説明は、レンズ材料が透明であり、AlInGaPチップの本来の緑色が直接見えることを示しており、光出力を最大化します。

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シナリオ

• 状態インジケータ：スマートフォン、タブレット、ノートパソコン、ウェアラブルにおける電源オン、バッテリー充電、ネットワーク活動、またはモードインジケータ。
• バックライト：その薄型プロファイルを活かし、小型LCDディスプレイ、キーパッド、または制御パネルの記号のエッジライトまたはダイレクトバックライト。
• 民生電子機器：オーディオ機器、ゲーム機、家電製品における装飾的または機能的な照明。
• 産業用制御：人機インターフェース（HMI）、センサー、制御ユニット上の状態および故障インジケータ。

8.2 回路設計上の考慮事項

電流駆動方法：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、強く推奨されます各LEDに直列に個別の電流制限抵抗を使用することです（回路モデルA）。単純な並列接続でLEDの自然なI-V特性に電流バランスを依存すること（回路モデルB）は推奨されません。順電圧のわずかなばらつきが電流、したがってデバイス間の輝度に大きな差を生じさせるためです。

静電気放電（ESD）保護：半導体接合部は静電気放電による損傷を受けやすいです。取り扱い上の注意を守る必要があります：接地されたリストストラップと作業台を使用し、部品を帯電防止材料に保管し、取り扱い中に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します。

8.3 熱管理

小型ですが、LEDは接合部で熱を発生します。電力損失限界（75 mW）および電流ディレーティング係数（0.4 mA/°C）は熱性能に直接関連しています。高周囲温度環境または高電流で駆動する場合、PCBレイアウトに注意を払う必要があります。LEDの端子、特に熱的に強化されている場合はカソードに接続された十分な銅面積（熱パッド）を使用することで、デバイスから熱をPCBに伝導し、より低い接合温度を維持し、長期的な信頼性を確保するのに役立ちます。

9. 技術比較・差別化

このLEDの主な差別化要因は、超低高さ（0.55mm）とAlInGaP技術による高輝度の組み合わせです。GaP（リン化ガリウム）グリーンLEDなどの古い技術と比較して、AlInGaPは著しく高い発光効率を提供し、同じ駆動電流でより明るい光出力を実現します。他のいくつかの超薄型パッケージと比較して、標準EIAフットプリントの使用は、特殊な工具を必要とせずに既存のPCB設計および組立プロセスとの幅広い互換性を確保します。広い130度の指向角は、インジケータを軸外視点から見えるようにする必要があるアプリケーションにおけるもう一つの有利な特徴です。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）：LEDの光出力が物理的に最大となる特定の波長です。これは半導体材料とエピタキシーの特性です。主波長（λ_d）：人間の目の色知覚（CIE標準）に従って、LEDの実際の広帯域スペクトル出力と同じ色に見える単色光の単一波長を表す計算値です。λ_dは、仕様およびビニングの目的で色（例：緑）を定義するパラメータです。

10.2 並列接続の各LEDに直列抵抗が必要なのはなぜですか？

LEDは非線形のI-V特性を持っています。順電圧（V_F）のわずかな差（製造ばらつきによる一般的なもの）は、2つのLEDが電圧源に直接並列接続された場合、電流に大きな差を生じさせます。わずかに低いV_Fを持つLEDは不均衡に多くの電流を引き、より明るくなり、過熱する可能性がありますが、もう一方は暗いままです。各LEDに直列抵抗を設けることは負のフィードバックを提供し、V_F variations.

のばらつきにもかかわらず電流を安定させ、一致した輝度を確保します。

10.3 このLEDを最大連続電流30mAで駆動できますか？_F可能ですが、熱環境を慎重に考慮する必要があります。30mAおよび代表的なV

2.0Vでは、電力損失は60mWであり、絶対最大値75mWに近い値です。さらに、周囲温度が25°Cを超える場合、電流をディレーティングする必要があります。30mAでは、マージンがほとんどありません。信頼性の高い長期的な動作のためには、LEDを5mAや10-20mA範囲などのより低い電流で駆動することがしばしば賢明であり、それでも良好な輝度を提供しながら熱応力を大幅に低減し寿命を向上させます。

10.4 はんだ付け前のベーキング手順はどの程度重要ですか？

部品が密閉された防湿バリア袋の外で周囲湿度に指定時間（28日/672時間）以上さらされた場合、非常に重要です。プラスチックパッケージは湿気を吸収する可能性があります。リフローはんだ付けの急速な加熱中に、この閉じ込められた湿気が爆発的に気化し、内部剥離、パッケージまたはレンズのひび割れ、またはワイヤーボンドの破断を引き起こす可能性があります。これはポップコーン現象として知られる故障です。60°Cで24時間ベーキングすることで、吸収された湿気を安全に除去し、このような損傷を防ぎます。

11. 設計事例シナリオ：

新しい超薄型Bluetoothスピーカーの状態インジケータを設計しています。インジケータは日中でも見える十分な明るさを持ち、広い指向角を持ち、総筐体厚さ4mm未満に収まる必要があります。部品選定：

LTST-C191KGKT-5Aは、主にその0.55mmの高さのために選択され、筐体壁と拡散板のための十分なスペースを確保します。AlInGaP技術は十分な輝度を確保します（最高強度のためにビンLを選択）。130度の指向角は、スピーカーのほぼあらゆる角度から光が見えることを意味します。回路設計：_{LEDはシステムのマイクロコントローラのGPIOピンで駆動され、3.3Vを出力します。直列抵抗が計算されます。輝度と電力/熱の良好なバランスのために、駆動電流10mAを目標とします：R = (V}電源_F- V_F) / I_F。代表的なV

2.0Vを使用すると、R = (3.3V - 2.0V) / 0.01A = 130オーム。標準130Ω抵抗がPCB上のLEDと直列に配置されます。PCBレイアウト：

データシートの推奨はんだパッドレイアウトが使用されます。スピーカーの内部周囲温度が動作中に上昇する可能性があるため、カソードパッドをPCB上の小さな銅面に接続することで追加の熱緩和が追加され、放熱を助けます。組立：

LEDは自動組立のためにテープおよびリールで発注されます。契約製造業者には、熱損傷なしで適切にはんだ付けを確保するため、データシートの鉛フリーリフロープロファイルが提供されます。

12. 技術原理

LEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）材料から作られた半導体p-n接合に基づいています。順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活性領域に注入され、そこで再結合します。この再結合プロセスは光子（光）の形でエネルギーを放出します。発光の特定の波長（色）は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定され、結晶成長中にアルミニウム、インジウム、ガリウム、リンの比率を調整することで設計されます。AlInGaPは、スペクトルの赤、オレンジ、黄、緑の部分で光を生成するのに特に効率的です。ウォータークリアレンズは通常、チップとワイヤーボンドの上に直接成形されたエポキシまたはシリコーンで作られており、環境保護、機械的支持、および所望の指向角を達成するための光学成形を提供します。

13. 業界動向インジケータLEDの動向は、小型化と高効率化