LTST-C281KGKT-5A SMD LED データシート - 高さ0.35mm - 順電圧1.7-2.3V - 緑色 - 75mW - 技術仕様書

1. 製品概要

LTST-C281KGKT-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デバイス（SMD）LEDです。これは超薄型チップLEDのカテゴリーに属し、わずか0.35mmという非常に低い高さを特徴とします。この特性は、超薄型ディスプレイ、モバイルデバイス、ウェアラブル技術など、スペース制約が極めて重要なアプリケーションにおいて理想的な選択肢となります。

このLEDは、発光チップに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います。この技術は、特に緑色、黄色、赤色のスペクトル領域において、高効率の光出力を実現することで知られています。特定のモデルであるLTST-C281KGKT-5Aは、ウォータークリアレンズを備えた緑色光を発します。このレンズは光を拡散させないため、より焦点の合った強力なビームとなり、ステータスインジケータ、バックライト、パネル照明に適しています。

その中核的な利点には、RoHS（有害物質使用制限）指令への準拠が含まれ、環境に優しいグリーン製品となっています。業界標準の8mmテープに巻かれた7インチ径リールでパッケージングされており、量産で一般的に使用される高速自動実装装置との互換性を確保しています。さらに、表面実装技術（SMT）組立ラインの標準である赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を考慮して設計されています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

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値を定義します。信頼性の高い性能を維持するため、これらの条件下でのLEDの動作は推奨されません。

• 許容損失（Pd）：75 mW。これは、LEDパッケージが最大接合温度を超えることなく熱として放散できる最大電力です。この制限を超えると、熱による劣化のリスクがあります。
• ピーク順電流（I_FP）：80 mA。これは最大瞬間順電流であり、パルス条件下（1/10デューティ比、0.1msパルス幅で規定）でのみ許容されます。これは、短時間の高輝度フラッシュに使用されます。
• 連続順電流（I_F）：30 mA。これは連続的に印加できる最大DC電流です。ほとんどの標準的なインジケータ用途では、5-20mAの駆動電流が典型的です。
• 逆電圧（V_R）：5 V。これより大きい逆電圧を印加すると、LED接合部の破壊や故障を引き起こす可能性があります。
• 動作・保管温度：それぞれ-30°C ～ +85°C および -40°C ～ +85°C。これらの範囲は、信頼性の高い動作および非動作時の保管のための環境条件を定義します。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは標準試験条件（Ta=25°C）で測定され、LEDの性能を定義します。

• 光度（I_V）：4.5 - 28.0 mcd（標準値）。順電流（I_F）5mAで測定。この広い範囲は、ビニングシステム（第3章で説明）によるものです。光度は、明所視（人間の目）応答曲線に近似したフィルターを用いて測定されます。
• 指向角（2θ_1/2）：130度（標準値）。これは、光度がピーク（軸上）値の半分に低下する全角度です。130°の角度は、非常に広い視野パターンを示しています。
• ピーク波長（λ_P）：574 nm（標準値）。スペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：567.5 - 576.5 nm。これは、色を定義する人間の目が知覚する単一波長です。CIE色度図から導出され、色指定のための主要なパラメータです。
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm（標準値）。発光スペクトルの最大強度の半分の位置での幅です。狭い幅は、よりスペクトル的に純粋な色を示します。
• 順電圧（V_F）：I_F=5mAで1.7 - 2.3 V。電流が流れているときのLED両端の電圧降下です。この範囲もビニングの対象となります。
• 逆電流（I_R）：V_R=5Vで10 μA（最大値）。LEDが最大定格内で逆バイアスされたときに流れるわずかなリーク電流です。

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は性能に基づいて区分（ビン）に分類されます。LTST-C281KGKT-5Aは、主要パラメータに対して3次元のビニングシステムを採用しています。

3.1 順電圧ビニング（単位：V @5mA）

LEDは順電圧降下に基づいて分類され、定電圧源駆動または並列構成時に均一な輝度を確保します。

• ビン E2：1.70V（最小） - 1.90V（最大）
• ビン E3：1.90V（最小） - 2.10V（最大）
• ビン E4：2.10V（最小） - 2.30V（最大）
• 各ビンの許容差：±0.1V

3.2 光度ビニング（単位：mcd @5mA）

このビニングにより、特定の駆動電流に対する予測可能な最小光出力が保証されます。

• ビン J：4.50 mcd（最小） - 7.10 mcd（最大）
• ビン K：7.10 mcd（最小） - 11.20 mcd（最大）
• ビン L：11.20 mcd（最小） - 18.00 mcd（最大）
• ビン M：18.00 mcd（最小） - 28.00 mcd（最大）
• 各ビンの許容差：±15%

3.3 主波長ビニング（単位：nm @5mA）

この重要なビニングは、発光する緑色の正確な色合いを制御します。

• ビン C：567.50 nm（最小） - 570.50 nm（最大）
• ビン D：570.50 nm（最小） - 573.50 nm（最大）
• ビン E：573.50 nm（最小） - 576.50 nm（最大）
• 各ビンの許容差：±1 nm

完全な型番には、特定の注文に対して供給されるビンを指定するコードが含まれる場合があります。

4. 性能曲線分析

データシート内で参照されている特定のグラフ曲線（図1、図6）はありますが、その意味合いはLED技術において標準的なものです。

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

関係は指数関数的です。電圧のわずかな増加が電流の大幅な増加につながります。このため、LEDは熱暴走を防ぐために電流制限機構（抵抗または定電流ドライバ）で駆動する必要があります。

4.2 光度対順電流

光出力は順電流にほぼ比例しますが、効率（ルーメン毎ワット）は、熱の増加により非常に高い電流では通常低下します。

4.3 スペクトル分布

参照される図1は、574 nm（ピーク）を中心とし、半値幅15 nmのガウス分布に似た曲線を示し、AlInGaPチップの単色緑色出力を確認します。

4.4 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。順電圧は通常、温度の上昇とともに低下し（約2mV/°C）、光度も低下します。指定された温度範囲内で動作することは、性能と寿命を維持するために重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは、EIA（Electronic Industries Alliance）標準のパッケージ外形に準拠しています。主要寸法には、詳細な機械図面で定義されている全高0.35mm、長さ、幅が含まれます。特に指定がない限り、すべての公差は±0.10mmです。

5.2 極性識別

カソード（負極）端子は、通常、寸法図に示されているように、パッケージ上の刻印（切り欠き、点、緑色のマーキングなど）で示されます。正しい極性は動作に不可欠です。

5.3 推奨はんだパッドレイアウト

適切なはんだ付けとリフロー工程中および後の機械的安定性を確保するために、推奨ランドパターン（はんだパッドフットプリント）が提供されています。このレイアウトに従うことで、トゥームストーニング（部品の立ち上がり）を防止し、良好なはんだフィレットを確保できます。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 赤外線リフローはんだ付けプロファイル

このLEDは、鉛フリーはんだ付けプロセスに適合しています。推奨プロファイルは以下の通りです：

• プリヒート：120-150°Cまで上昇。
• ソーク/プリヒート時間：最大120秒。基板全体の温度安定化を可能にします。
• ピーク温度：最大260°C。部品本体はこの温度を超えてはなりません。
• 液相線以上時間（TAL）：ピーク温度で最大5秒が推奨されます。このLEDは、このリフローサイクルを最大2回まで耐えることができます。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合：

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：リードごとに最大3秒。
• 制限：はんだ付けサイクルは1回のみ。

6.3 保管・取り扱い

• 保管条件：温度30°C以下、相対湿度60%以下が推奨されます。
• 湿気感受性：元の乾燥包装から取り出したLEDは、672時間（28日）以内にリフローはんだ付けする必要があります。それ以上保管する場合は、はんだ付け前に少なくとも20時間、60°Cでベーキングを行い、ポップコーン現象（気化した湿気によるパッケージのひび割れ）を防止してください。
• 洗浄：洗浄が必要な場合は、室温でエチルアルコールやイソプロピルアルコールなどの指定溶剤を1分未満で使用してください。他の化学薬品はプラスチックレンズを損傷する可能性があります。

7. パッケージング・発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

製品はエンボスキャリアテープで供給されます：

• テープ幅： 8mm.
• リール直径：7インチ。
• 1リールあたりの数量：5000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• パッケージング標準：ANSI/EIA-481に準拠。
• 空のポケットはカバーテープで密封されています。連続して最大2個の部品欠品が許容されます。

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

• ステータスインジケータ：民生電子機器、家電製品、産業用制御パネルにおける電源、接続性、または機能状態表示灯。
• バックライト：モバイルデバイスや計測器のキーパッド、アイコン、または小型LCDディスプレイ用。
• パネル照明：薄型の自動車ダッシュボード、制御インターフェース、医療機器内。
• 装飾照明：薄型フォームファクタが必要なコンパクトなサインやアクセント照明。

8.2 回路設計上の考慮事項

重要：LEDは電流駆動デバイスです。

• 推奨駆動回路（回路A）：複数のLEDを電圧源に並列接続する場合でも、各LEDに直列の電流制限抵抗を使用してください。これは個々のLED間の順電圧（V_F）の自然なばらつきを補償し、均一な輝度を確保します。抵抗値は R = (V_電源- V_F) / I_F.
• 非推奨（回路B）：個別の電流制限なしに複数のLEDを直接並列接続することは推奨されません。V_Fのわずかな違いにより電流が不均一に分配され、輝度に大きな差が生じ、最も低いV_F.
• 定電流ドライバ：最高の精度と効率、特にディスプレイや照明アプリケーションでは、専用の定電流LEDドライバICの使用が推奨されます。

9. 静電気放電（ESD）保護

AlInGaP半導体構造は静電気放電に敏感です。ESDは即時の故障や寿命を縮める潜在的な損傷を引き起こす可能性があります。

必須のESD対策：

• 作業者はLEDを取り扱う際、接地リストストラップまたは帯電防止手袋を着用する必要があります。
• すべての作業台、工具、設備は適切に接地する必要があります。
• LEDは帯電防止包装で保管および輸送してください。
• 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てください。

10. 技術比較・差別化

LTST-C281KGKT-5Aの主な差別化要因は、その0.35mmの超薄型プロファイルです。標準的なSMD LED（例：高さが0.6-0.8mmの0603や0805パッケージ）と比較して、高さが50%以上削減されています。これは、デバイスの薄さの限界に挑むアプリケーションにとって重要な利点です。

緑色光にAlInGaP技術を採用している点は、従来の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、時間や温度に対するより高い効率と優れた色安定性を提供します。従来技術は一般的に明るさが低く、より黄緑がかった色調になる可能性があります。

11. よくある質問（FAQ）

11.1 このLEDを3.3Vや5Vのロジック出力から直接駆動できますか？

いいえ、直接は駆動できません。常に直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、電源5V、V_Fが2.0V、希望するI_Fが5mAの場合：R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω。560Ωまたは620Ωの標準抵抗が適しています。

11.2 なぜ光度の範囲が（4.5から28 mcd）と広いのですか？

これは生産上のばらつきとビニングシステムによるものです。発注時には、アプリケーションに必要な光度ビン（J, K, L, M）を指定することで、最低輝度レベルを保証できます。

11.3 ウォータークリアレンズとはどういう意味ですか？

レンズ材料が透明で非拡散であることを意味します。発光は、はっきりとした明るい点として見えます。より広く、散乱したビームが必要な場合は、拡散（ミルキー）タイプのレンズが使用されますが、通常は軸上光度が低下します。

11.4 型番LTST-C281KGKT-5Aはどのように解釈すればよいですか？

完全な命名規則は独自のものですが、典型的な要素には以下が含まれます：LTST（製品ファミリー）、C281（パッケージサイズ/スタイル）、K（おそらく光度ビン）、GK（おそらく色/波長ビン）、T（テープ＆リール包装）、5A（リビジョンまたはバリアント）。

12. 設計導入ケーススタディ

シナリオ：新しいスマートウォッチのステータスインジケータを設計中。メインボードの厚さ制約は1.0mmで、インジケータは様々な照明条件下で視認可能である必要があります。

選定理由：LTST-C281KGKT-5Aの0.35mmの高さは、時計の組立体（PCB、LED、導光板、外側レンズ）の積層内に容易に収まることを可能にします。AlInGaPチップの高効率は、屋外でも視認できる十分な明るさ（ビンLまたはMを選択）を確保しつつ、バッテリー寿命にとって重要な低消費電力を維持します。130°の広い指向角は、手首を見たときに異なる角度からインジケータが見えることを保証します。IRリフローとの互換性により、メインボード上の他のすべてのSMD部品と同時にはんだ付けでき、組立を簡素化します。

13. 動作原理

光は、AlInGaP半導体チップ内でのエレクトロルミネセンスと呼ばれるプロセスを通じて生成されます。ダイオードのオン閾値を超える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（量子井戸）に注入されます。電子が正孔と再結合すると、エネルギーが光子（光の粒子）の形で放出されます。結晶格子内のアルミニウム、インジウム、ガリウム、リン原子の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接発光の波長（色）を決定します。LTST-C281KGKT-5Aでは、この組成が緑色スペクトル（約574 nm）で光子を生成するように調整されています。

14. 技術トレンド

インジケータおよびバックライトLEDのトレンドは、引き続き小型化と効率向上に向かっています。このデバイスの0.35mmの高さは、より薄い部品への継続的な推進を表しています。将来の開発は、さらに薄いパッケージ、より高い発光効率（電気入力ワットあたりのより多くの光出力）、および改良された演色性や新しい飽和色の開発に焦点を当てる可能性があります。駆動回路との統合や、超薄型フォーマットでの多色・アドレス可能なマイクロLEDアレイの作成も、民生電子機器、自動車照明、先進的なディスプレイ技術からの需要によって牽引される研究開発の活発な分野です。