LTST-C193KFKT-5A オレンジ SMD LED データシート - 外形寸法 1.6x0.8x0.35mm - 電圧 1.7-2.3V - 電力 75mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-C193KFKT-5Aは、現代のスペース制約の厳しい電子アプリケーション向けに設計された表面実装デバイス（SMD）チップLEDです。その主な特徴は、わずか0.35ミリメートルという極めて低いプロファイルであり、部品の高さが重要な設計要素となる超薄型民生電子機器、バックライト、インジケータ用途に適しています。本デバイスは、高効率と良好な色純度で知られるAllnGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を使用して、明るいオレンジ色の光を発します。8mmテープにパッケージングされ、7インチリールに供給され、高速自動ピックアンドプレース組立装置および標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに完全に対応しています。

1.1 主な特長と利点

このLEDは、設計者にいくつかの明確な利点を提供します。RoHS準拠およびグリーン製品指定により、国際的な環境規制を満たします。EIA標準パッケージフットプリントにより、幅広い既存のPCBレイアウトおよび製造ツーリングとの互換性が保証されます。また、本デバイスはI.C.（集積回路）互換性があり、適切な電流制限があれば典型的なロジックレベル電圧から直接駆動できることを意味し、回路設計を簡素化します。超薄型プロファイル、信頼性の高い性能、製造に適したパッケージングの組み合わせにより、このLEDは量産向けの汎用性の高い部品として位置付けられています。

2. 絶対最大定格

絶対最大定格を超えて電子部品を動作させると、永久損傷を引き起こす可能性があります。LTST-C193KFKT-5Aの場合、最大連続DC順電流は30 mAに指定されています。デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msのパルス条件下では、ピーク順電流80 mAを扱うことができます。最大許容損失は75 mWであり、熱管理における重要なパラメータです。本デバイスは最大5ボルトの逆電圧に耐えることができます。動作周囲温度範囲は-30°Cから+85°C、保管温度範囲はわずかに広い-40°Cから+85°Cです。組立に関しては、ピーク温度260°Cで最大10秒間の赤外線リフローはんだ付けに適合しています。

3. 電気光学特性

LEDの性能は、周囲温度（Ta）25°Cの標準試験条件下で規定されています。主要パラメータは、その光出力と電気的挙動を定義します。

3.1 光度と視野角

順電流（IF）5 mAにおいて、光度（Iv）はビニング範囲内の代表値を持ちます。最小値は11.2ミリカンデラ（mcd）から始まり、最高ビンでは最大45.0 mcdとなります。光度は、明所視（CIE）眼応答曲線に近似したセンサとフィルタの組み合わせを用いて測定されます。本デバイスは130度という非常に広い視野角（2θ1/2）を特徴とします。このパラメータは、光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角として定義され、LEDが広い領域に光を放射することを示しており、広角視認性を必要とするアプリケーションに適しています。

3.2 分光特性

分光特性は、発光の色を定義します。ピーク発光波長（λP）は代表値で611ナノメートル（nm）です。主波長（λd）は、人間の目が色を認識する単一波長であり、5 mA時で代表値605 nmです。スペクトル線半値幅（Δλ）は、スペクトル純度、つまりピーク波長周辺の光出力の狭さの尺度であり、17 nmです。これらの値は、高品質なオレンジAllnGaP LEDの特徴です。

3.3 電気的特性

LEDの順電圧（VF）は、IF=5mAで測定され、最小1.70ボルトから最大2.30ボルトの範囲です。この範囲は後述のビニングプロセスに従います。逆電流（IR）は非常に低く、逆電圧（VR）5Vが印加された場合の最大値は10マイクロアンペア（μA）であり、良好なダイオード特性を示しています。

4. ビニングシステム

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の特定の要件を満たす部品を選択できます。

4.1 順電圧ビニング

順電圧は、E2（1.70V - 1.90V）、E3（1.90V - 2.10V）、E4（2.10V - 2.30V）の3つのビンに分類されます。各ビンには±0.1ボルトの許容差が適用されます。同じ電圧ビンからLEDを選択することで、複数のLEDを並列接続した場合に均一な輝度を維持するのに役立ちます。なぜなら、それらは同様の電圧降下を受けるからです。

4.2 光度ビニング

光度は、L（11.2 - 18.0 mcd）、M（18.0 - 28.0 mcd）、N（28.0 - 45.0 mcd）の3つのカテゴリにビニングされます。各強度ビンには±15%の許容差が適用されます。このビニングは、複数のインジケータやバックライト要素間で一貫した輝度レベルを必要とするアプリケーションにおいて極めて重要です。

5. パッケージと機械的情報

部品の物理的寸法と取り扱いは、PCB設計と組立において重要です。

5.1 パッケージ寸法

LEDは非常にコンパクトなフットプリントを持ちます。データシートの詳細な寸法図には、長さ、幅、高さ（0.35mm）、およびカソード識別マークの配置が規定されています。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.10 mmです。パッケージは互換性のためにEIA標準外形に従っています。

5.2 推奨はんだパッドレイアウト

PCB用の推奨ランドパターン（はんだパッド設計）が提供されています。このレイアウトは、リフローはんだ付け時の信頼性の高いはんだ接合部形成のために最適化されています。データシートでは、ブリッジングや過剰なはんだを防ぐため、はんだペースト塗布用のステンシル厚さの最大値を0.10mmと提案しています。

5.3 テープおよびリールパッケージング

LEDは、幅8mmのエンボスキャリアテープに供給され、直径7インチ（178mm）のリールに巻かれています。各リールには5000個が含まれます。パッケージングはANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠しています。空の部品ポケットはトップカバーテープで密封されています。連続して最大2個までの部品欠品、および残りリールの最小梱包数量500個などの特定のルールが記載されています。

6. 組立および取り扱いガイドライン

信頼性と性能を維持するためには、適切な取り扱いが不可欠です。

6.1 はんだ付けプロセス

LEDは、SMD組立の標準である赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに完全に対応しています。鉛フリーはんだプロセス用の詳細なリフロープロファイル提案が提供されています。主要パラメータには、プリヒートゾーン、制御された立ち上がり、260°Cを超えないピーク温度、およびプロファイルに従った液相線以上時間（TAL）が含まれます。ピーク温度での総時間は最大10秒とする必要があります。はんだごてによる手動リワークの場合、先端温度は300°Cを超えず、接触時間は1回のみ3秒以内に制限する必要があります。データシートは、最終的なプロファイルは、使用する特定のPCB設計、部品、はんだペーストに対して特性評価されるべきであることを強調しています。

6.2 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。指定外の化学薬品はLEDのエポキシパッケージを損傷する可能性があります。推奨される方法は、LEDを常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です。特に試験および認定されていない限り、強力な洗浄や超音波洗浄は推奨されません。

6.3 保管条件

湿気吸収を防ぎ、リフロー中にポップコーン現象（パッケージクラック）を引き起こさないために、厳格な保管条件が定義されています。乾燥剤入りの元の防湿袋が密封されている場合、LEDは≤30°C、≤90% RHで保管し、1年以内に使用する必要があります。袋を開封すると、フロアライフが始まります。LEDは≤30°C、≤60% RHで保管し、672時間（28日）以内にIRリフローはんだ付けすることが推奨されます。元の袋から出して長期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気中で保管する必要があります。フロアライフが672時間を超えた場合、組立前に湿気を除去するため、約60°Cで少なくとも20時間のベーキングが必要です。

7. アプリケーション情報および設計上の考慮事項

動作原理と設計制約を理解することは、成功した実装の鍵です。

7.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。その光出力は主に順電流の関数であり、電圧ではありません。したがって、定電圧源で駆動することは、熱暴走や破壊を引き起こす可能性があるため推奨されません。データシートは、電圧源に接続する場合、LEDと直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨しています。この抵抗は、オームの法則に従って動作電流を設定します：R = (供給電圧 - LEDのVF) / 希望電流。この方法は、順電圧（VF）がデバイスごとにわずかに異なる可能性があるため、複数のLEDを並列接続して電流分配と均一な輝度を確保する場合に特に重要です。

7.2 熱管理

許容損失は低い（最大75 mW）ですが、長期信頼性と安定した光出力のためには、適切な熱設計が依然として重要です。LEDの性能、特に順電圧と光度は温度依存性があります。はんだパッド周囲の十分なPCB銅面積を確保することで、放熱に役立ちます。LEDを最大定格電流付近またはその最大定格電流で動作させると、より多くの熱が発生し、追加の熱的考慮が必要になる場合があります。

7.3 適用範囲と注意事項

データシートは、このLEDがオフィス機器、通信機器、家電製品などの一般的な電子機器を対象としていることを規定しています。故障が生命や健康を危険にさらす可能性のある、例外的な信頼性を必要とするアプリケーション（例：航空、医療機器、輸送安全システム）では、設計導入前にメーカーに相談する必要があります。これは、民生用グレード部品の標準的な免責事項です。

8. 技術的詳細と性能分析

基本仕様を超えて、高度な設計にはいくつかの基本原理と性能傾向が重要です。

8.1 電流、電圧、強度の関係

性能曲線（データシートに示唆される）は通常、通常動作範囲内で光度が順電流とほぼ線形に増加することを示すでしょう。しかし、効率（ルーメン毎ワット）は特定の電流でピークに達し、その後、熱効果の増加により低下する可能性があります。順電圧は負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。

8.2 材料技術：AllnGaP

活性半導体材料としてアルミニウムインジウムガリウムリン（AllnGaP）を使用していることは重要です。AllnGaP LEDは、GaAsPなどの古い技術と比較して、赤、オレンジ、黄色の波長領域で高い効率で知られています。時間の経過や動作電流に対する良好な色安定性、および比較的低い順電圧を提供します。生成される605-611 nmのオレンジ光は鮮やかで、容易に視認できます。

8.3 光学設計と視野角

130度の視野角は、チップ設計とエポキシレンズの形状によって実現されています。広い視野角は、様々な角度から見る必要がある状態インジケータに理想的です。より焦点を絞ったビームを必要とするアプリケーションでは、二次光学系が必要になります。

9. 比較と選定ガイダンス

設計にLEDを選定する際、エンジニアは主要パラメータを比較する必要があります。

このLEDの主な差別化要因：主な差別化要因は、その超低0.35mmの高さです。標準的な0.6mmまたは1.0mm高のチップLEDと比較して、より薄い最終製品を可能にします。広い130度の視野角は、広範囲照明に対するもう一つの利点です。AllnGaP技術は、オレンジ光に対して良好な効率と色を提供します。

選定基準：設計者は、アプリケーションのニーズに基づいて優先順位を付ける必要があります：高さ制約、必要な輝度（光度ビン）、色点（主波長）、駆動電流互換性、および熱/電力制限。ビニングシステムにより、適切な性能グレードを選択することでコスト最適化が可能です。

10. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを3.3Vまたは5Vのマイクロコントローラピンから直接駆動できますか？

A: いいえ、直接は駆動できません。直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、供給電圧3.3V、代表VF 2.0V、希望電流5mAの場合、抵抗値は（3.3V - 2.0V）/ 0.005A = 260オームとなります。270オームの標準値抵抗が適しています。

Q: リフロー中に260°Cで10秒の制限を超えた場合、どうなりますか？

A: 時間/温度制限を超えると、いくつかの問題を引き起こす可能性があります：エポキシレンズの劣化（黄変）、内部ワイヤボンドの損傷、または半導体ダイへの過度の熱ストレス。これにより、即時故障や長期信頼性の低下につながる可能性があります。

Q: 保管とフロアライフがなぜそれほど厳密に定義されているのですか？

A: エポキシパッケージ材料は空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に蒸気に変わり、高い内部圧力を生み出します。これはパッケージの剥離や、さらにはクラックを引き起こす可能性があり、この現象はポップコーン現象として知られています。保管とベーキング手順は、これを防ぐために湿気含有量を制御します。

Q: LEDのカソードをどのように識別しますか？

A: データシートのパッケージ図面にカソードマーキングが示されています。通常、このようなチップLEDの場合、カソードは部品の上面または底面の緑色のストライプ、ドット、または面取りされたコーナーでマークされています。特定のマーキングについては、常に機械図面を参照してください。