SMD LED LTST-C171KEKT データシート - 外形寸法 3.2x1.6x0.8mm - 順方向電圧 2.4V - 電力 75mW - 赤色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-C171KEKTは、チップLEDカテゴリに属する表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）です。その主な特徴は、パッケージ高さがわずか0.8ミリメートルという超低プロファイル構造にあります。これにより、特に垂直方向のクリアランス（Z高さ）が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、光源としてアルミニウム・インジウム・ガリウム・リン（AlInGaP）半導体材料を採用しており、高効率の赤色発光を実現するように設計されています。LEDは標準的なEIA互換パッケージフォーマットで供給され、8mmキャリアテープに実装され、7インチ径リールに巻き取られています。これにより、現代の電子機器製造で使用される高速自動実装装置との互換性が確保されています。

2. 技術パラメータ詳細解説

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のあるストレスの限界を定義します。これらは通常動作条件ではありません。LTST-C171KEKTの場合、周囲温度（Ta）25°Cにおける最大連続順方向電流（DC）は30 mAと規定されています。デバイスはパルス条件下ではより高い過渡電流を扱うことができ、デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msの条件下で80 mAのピーク順方向電流が許容されます。最大電力損失は75 mWです。重要な熱パラメータとして、順方向電流のディレーティング係数があり、50°C以降は1°Cあたり0.4 mAの割合で線形に低下します。これは、動作温度が50°Cを超えて上昇するにつれて、過熱を防ぐために許容連続電流を減らさなければならないことを意味します。破壊を引き起こさずに印加できる最大逆電圧は5 Vです。デバイスの動作および保管温度範囲は-55°Cから+85°Cです。

2.2 電気的・光学的特性

代表的な動作特性はTa=25°Cで測定されています。主要な光学パラメータである光度（Iv）は、試験条件である順方向電流（IF）20 mAで駆動した場合、代表値は54.0ミリカンデラ（mcd）です。この測定は、CIE明所視感度曲線に較正されたセンサーとフィルターを使用していることに注意することが重要です。視野角は、強度が軸上値の半分に低下する角度として定義される2θ1/2で、広い130度となっており、狭いビームではなく、広く拡散した発光パターンを示しています。スペクトル特性では、発光ピーク波長（λP）は代表値で632 nm、知覚的な色を定義する主波長（λd）は代表値で624 nmです。スペクトル線半値幅（Δλ）は20 nmで、発光波長の広がりを表しています。電気的特性では、20 mA時の順方向電圧（VF）は代表値2.4 V、最大2.4 Vです。逆電流（IR）は非常に低く、完全な5 V逆バイアスで最大10 μAです。デバイス容量（C）は、ゼロバイアス、1 MHzで測定した場合、代表値40 pFです。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、測定された光度に基づいてユニットを分類するビニングシステムを採用しています。これにより、均一な輝度を必要とするアプリケーション向けに、生産ロット内での一貫性が確保されます。LTST-C171KEKTのビンコードは以下のように定義されています：ビンコードMは18.0から28.0 mcd、Nは28.0から45.0 mcd、Pは45.0から71.0 mcd、Qは71.0から112.0 mcd、Rは112.0から180.0 mcdの強度をカバーします（すべてIF=20mAで測定）。各強度ビンの限界値には+/-15%の許容差が適用されます。この特定の型番については、主波長や順方向電圧に対する別個のビニングはデータシートに示されておらず、これらのパラメータが厳密に制御されているか、単一ビンでの供給であることを示唆しています。

4. 性能曲線分析

提供されたテキスト抜粋は6ページの代表的な特性曲線を参照していますが、具体的なグラフはテキストには含まれていません。標準的なLEDの動作に基づくと、順方向電流（IF）と光度（Iv）の関係を示す曲線が予想されます。この関係は通常動作範囲では一般的に線形です。もう一つの重要な曲線は、順方向電圧（VF）対順方向電流（IF）を示すもので、ダイオードの指数関数的なI-V特性を示します。温度依存性曲線も標準的であり、光度と順方向電圧が周囲温度または接合温度とともにどのように変化するかを示します。一般的に、温度が上昇すると光度は低下し、VFはわずかに低下します。相対分光パワー分布曲線は、~632 nmでの発光ピークと20 nmの半値幅を視覚的に表現します。

5. 機械的・パッケージング情報

LEDは業界標準のチップLEDフットプリントでパッケージングされています。主要な機械的特徴は、超薄型の0.80 mm高さです。詳細なパッケージ寸法図が参照されており、長さ、幅、リード間隔、その他の重要な機械的公差（通常±0.10 mm）が規定されています。デバイスは、自動実装と互換性のあるテープ＆リール包装用に設計されています。リール仕様はANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠しています。7インチ径リールには3000個が収容されます。テープにはカバーテープで密封されたポケットがあります。ガイドラインでは、連続する欠品（空ポケット）は最大2個まで、端数リールの最小梱包数量は500個と規定されています。適切なはんだ接合部の形成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、推奨はんだパッドレイアウト寸法も提供されています。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

本デバイスは、赤外線（IR）リフローはんだ付けと気相リフローはんだ付けの両方のプロセスに対応しており、これは鉛フリー（Pbフリー）実装に不可欠です。特定のはんだ付け条件限界が提供されています。フローはんだ付けの場合、ピーク温度260°C、最大5秒間が規定されています。赤外線リフローの場合、同じく260°Cピーク、5秒間が許容されます。気相リフローの条件は、215°C、最大3分間です。データシートには、通常（スズ-鉛）プロセスとPbフリープロセスの両方に対する推奨リフロー温度プロファイルが含まれています。Pbフリープロファイルの推奨は、SnAgCu（スズ-銀-銅）はんだペースト使用時であることを明示しています。その他のはんだ付けに関する一般的な推奨事項は注意事項セクションにリストされており、予熱パラメータや最大はんだごて温度（300°C、最大3秒間、1回のみ）などが含まれます。

7. アプリケーション推奨事項

このLEDは、オフィス機器、通信機器、家電製品などの汎用電子機器アプリケーション向けに設計されています。重要な設計上の考慮点は、LEDが電流駆動デバイスであることです。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、各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。電圧源から個別の抵抗なしで複数のLEDを直接並列に駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のLED間の順方向電圧（Vf）特性のわずかなばらつきが、電流分担に大きな差を生じさせ、結果として知覚される輝度の違いを引き起こす可能性があるためです。130度の広い視野角は、広い角度カバレッジが望まれる状態表示灯、アイコンのバックライト、または一般的な照明に適しています。

8. 取り扱い、保管、注意事項

信頼性を確保するための包括的な取り扱い説明が提供されています。保管については、周囲温度30°C、相対湿度60%を超えないようにしてください。LEDを元の防湿包装から取り出した場合、IRリフローはんだ付け工程を672時間（28日）以内に完了することを推奨します。元の袋の外で長期間保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中での保管が推奨されます。保管が672時間を超える場合は、実装前に約60°Cで少なくとも20時間のベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止することを推奨します。洗浄には、室温で1分未満、イソプロピルアルコールやエチルアルコールなどのアルコール系溶剤のみを使用してください。指定外の化学薬品はパッケージを損傷する可能性があります。デバイスは静電気に敏感であるため、堅牢な静電気放電（ESD）対策が必須です。接地リストストラップの使用、すべての装置と作業面の接地、イオナイザーを使用した静電気の中和などの推奨事項が含まれます。ESD損傷は、高い逆方向リーク電流、低い順方向電圧、または低電流での点灯不良として現れる可能性があります。

9. 技術比較・差別化

LTST-C171KEKTの主な差別化要因は、チップLEDとしては非常に低い0.8 mmプロファイルです。標準的な1.0 mmまたは1.2 mm高さのチップLEDと比較して、より薄い最終製品の設計を可能にします。AlInGaP技術の使用は、赤色光に対して高い発光効率を提供し、一般的にGaAsPなどの古い技術よりも優れた性能と安定性を提供します。130度の広い視野角はもう一つの重要な特徴であり、狭い視野角のLED（集光ビームアプリケーションにより適している）と比較して、非常に広く均一な発光を提供します。標準的なIR/気相リフローおよびテープ＆リール包装との互換性により、大量生産の自動表面実装技術（SMT）ラインへのドロップイン部品として使用できます。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 0.8mm高さの主な利点は何ですか？

A: 内部空間が限られている現代のスマートフォン、タブレット、超薄型ノートパソコン、ウェアラブル技術などの極めて薄い電子デバイスへの統合を可能にします。



Q: このLEDを3.3Vや5Vのロジック電源から直接駆動できますか？

A: いいえ。LEDは電流制限された電源で駆動する必要があります。電圧源に直接接続すると過剰な電流が流れ、デバイスを破壊します。常に直列抵抗または定電流駆動回路を使用してください。



Q: 並列接続の各LEDに直列抵抗が必要なのはなぜですか？

A: LEDの順方向電圧（Vf）には製造公差があります。個別の抵抗がない場合、わずかにVfが低い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。一方、Vfが高いLEDは暗くなります。抵抗は電流を均等化するのに役立ちます。



Q: このLEDは屋外アプリケーションに適していますか？

A: 動作温度範囲は-55°Cから+85°Cで、ほとんどの屋外条件をカバーします。ただし、屋外環境での長期信頼性は、UV暴露や最終製品アセンブリの湿度シーリングなどの要因にも依存し、これらは部品単体では規定されていません。



Q: Water Clearレンズとはどういう意味ですか？

A: レンズ材料が透明で無色であることを示します。これにより、AlInGaPチップの本来の色（赤）が、レンズ自体による着色や拡散なしに発光され、飽和した色が得られます。

11. 設計・使用事例

シナリオ: 薄型ネットワークルーターの状態表示パネルの設計

この設計では、複数の赤色状態表示LED（電源、インターネット、Wi-Fiなど）を、前面板の裏側の奥行きが限られた場所に配置する必要があります。従来の1.2mm高さのLEDを使用すると、より厚い製品筐体または複雑な段付きPCB設計を強いることになります。0.8mm高さのLTST-C171KEKTを選択することで、PCBを前面板により近づけて配置でき、LED位置ごとに0.4mmの垂直空間を節約できます。これにより、より洗練されたコンパクトなルーター設計が可能になります。130度の広い視野角により、部屋内の広範囲の視聴位置から表示灯が明確に見えます。設計者は回路モデルAを実装し、ボードのマイクロコントローラ上の3.3Vレールに並列接続された各LEDに単一の電流制限抵抗を使用して、すべての表示灯が均一な輝度を持つようにします。PCBレイアウトは、データシートの推奨はんだパッド寸法に従い、メインボード実装に指定された鉛フリーリフロー工程中に信頼性の高いはんだ接合部を保証します。

12. 動作原理

このLEDの発光は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスの原理に基づいています。活性領域は、直接遷移型半導体材料であるアルミニウム・インジウム・ガリウム・リン（AlInGaP）で構成されています。材料のバンドギャップエネルギーを超える順方向バイアス電圧が印加されると、電子がn型領域から、正孔がp型領域から活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアは放射再結合します。つまり、電子が正孔と再結合するとき、光子の形でエネルギーを放出します。放出される光子の波長（色）は、AlInGaP材料のバンドギャップエネルギーによって決定され、可視スペクトルの赤色部分（約624-632 nm）で光子を生成するように設計されています。Water Clearエポキシレンズは半導体チップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成し（130度の視野角をもたらす）、チップからの光取り出しを向上させます。

13. 技術トレンド

LTST-C171KEKTのような超薄型チップLEDの開発は、民生電子機器、自動車内装、ウェアラブルデバイスにおける小型化と薄型化への継続的なトレンドによって推進されています。GaAsPなどの古い材料からAlInGaPへの移行は、より高い効率を提供し、単位入力電力（ワット）あたりのより多くの光出力（ルーメン）を意味し、最終製品のエネルギー効率向上に貢献します。製造においては、世界的な環境規制（RoHSなど）により、鉛フリー高温リフロープロファイルとの互換性が現在標準要件となっています。業界は、より小さなパッケージでの高輝度化、より厳密なビニングによる色の一貫性の向上、高温高湿などの過酷な条件下での信頼性の向上を追求し続けています。さらに、フルカラーアプリケーション向けに複数のLEDチップ（RGB）を単一の超薄型パッケージに統合することは、活発に開発が進められている分野です。