LTW-C193DS5 SMD LED データシート - 0.35mm 超薄型 - 最大3.15V - 70mW - 白色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、超薄型表面実装デバイス (SMD) 発光ダイオード (LED) の仕様を詳細に説明します。この部品は、コンパクトな形状と高輝度の白色光出力を必要とするアプリケーション向けに設計されています。その主要構造は、効率的な白色光生成で知られるInGaN (窒化インジウムガリウム) 半導体技術を利用しています。パッケージは非常に薄く、現代の電子機器におけるスペース制約のある設計に適しています。

このLEDの中核的な利点は、環境規制への適合、自動化組立プロセスとの互換性、および標準的な赤外線リフローはんだ付け技術への適合性を含みます。これにより、大量生産に理想的な選択肢となります。ターゲット市場は、最小限の占有面積でインジケータライト、バックライト、または一般照明を必要とする幅広い民生用および産業用電子機器を網羅しています。

2. 詳細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発生する可能性がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 電力損失 (Pd):70 mW。これは、性能を劣化させたり故障を引き起こしたりすることなく、LEDが熱として放散できる最大電力です。この限界を超えると、熱暴走のリスクがあります。
• 量産における一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。これにより、設計者は厳密に制御された特性を持つ部品を選択することができます。_FP):100 mA。これは、パルス条件下 (1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅) で許容される最大瞬間電流です。連続定格電流よりも大幅に高くなっています。
• DC順方向電流 (I_F):20 mA。これは、信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続順方向電流です。設計者は通常、この値以下で動作させるべきです。
• 動作温度範囲 (T_opr):-20°C から +80°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で機能することが保証されています。
• 保管温度範囲 (T_stg):-55°C から +105°C。デバイスは、このより広い温度範囲内で電源を印加せずに保管することができます。
• 赤外線はんだ付け条件:260°C、10秒間。これは、リフローはんだ付け中にパッケージが耐えられるピーク温度と時間プロファイルを定義します。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、標準周囲温度25°Cで測定され、通常動作条件下でのデバイスの性能を定義します。

• 光度 (I_V):テスト電流 (I_F) 5 mAにおいて、45.0 mcd (最小) から180.0 mcd (標準) の範囲。これは、CIEの明所視応答曲線に近似したフィルターを使用して、人間の目に見える光出力の知覚される明るさを測定します。
• 視野角 (2θ_1/2):130度 (標準)。これは、光度が最大値 (軸上) の半分に低下する全角です。このような広い視野角は、面照明に適したより拡散したランバート的な放射パターンを示しています。
• 色度座標 (x, y):I_F= 5mAにおける標準値は x=0.294, y=0.286 です。これらの座標は、CIE 1931色度図上で白色光の色をプロットし、その特定の色調または白さを定義します。これらの座標には±0.01の許容差が適用されます。
• 順方向電圧 (V_F):I_F= 5mAにおいて、2.70 V (最小) から3.15 V (最大) の範囲。これは、電流が流れているときのLED両端の電圧降下です。駆動回路設計 (例: 電流制限抵抗の計算) にとって重要なパラメータです。
• 逆方向電流 (I_R):逆方向電圧 (V_R) 5Vにおいて、10 μA (最大)。このパラメータはテスト目的のみであり、デバイスは逆バイアス下での動作向けに設計されていません。回路内で逆方向電圧を印加すると、即座に故障を引き起こす可能性があります。

重要な注意事項:データシートは静電気放電 (ESD) 感受性を強調しています。リストストラップと接地設備を用いた適切な取り扱いが必須です。色度と光度の指定試験器はCAS140B計器です。

3. ビニングシステムの説明

To ensure consistency in mass production, LEDs are sorted into performance bins. This allows designers to select components with tightly controlled characteristics.

3.1 順方向電圧 (V_F) ビニング

LEDは、5mAにおける順方向電圧に基づいて3つのビンに分類されます:

- ビン A:2.70V - 2.85V

- ビン B:2.85V - 3.00V

- ビン C:3.00V - 3.15V

各ビンの許容差は±0.1Vです。特定のビンを選択することで、並列アレイにおける均一な輝度と電流消費を確保します。

3.2 光度 (I_V) ビニング

LEDは、5mAにおける3つの輝度ビンに分類されます:

- ビン P:45.0 mcd - 71.0 mcd

- ビン Q:71.0 mcd - 112.0 mcd

- ビン R:112.0 mcd - 180.0 mcd

各ビンの許容差は±15%です。これにより、必要な輝度レベルに基づいて選択することができます。

3.3 色調 (色) ビニング

白色点は、CIE 1931色度図上の四角形で定義された6つのビン (S1からS6) を使用して精密に制御されます。各ビンは、許容されるxおよびy座標ペアの小さな領域を指定します。標準値 (x=0.294, y=0.286) はS1およびS3領域内に収まります。座標には±0.01の許容差が適用されます。このビニングは、ディスプレイバックライトなど、複数のLEDにわたって一貫した白色を必要とするアプリケーションにとって極めて重要です。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線 (例: 視野角のFig.6) が参照されていますが、提供されたデータにより、主要な関係の概念的分析が可能です。

• 電流対光度 (I-I_V曲線):光度は順方向電流に直接比例し、通常、低電流ではほぼ線形の関係に従い、高電流では飽和します。推奨される5mAテストポイントで動作させることで、線形かつ予測可能な輝度制御が確保されます。
• 電流対順方向電圧 (I-V曲線):LEDのI-V特性は指数関数的です。5mAにおける指定V_F範囲は重要です。電圧のわずかな増加は電流の大幅な増加につながる可能性があり、これが定電圧源よりも定電流ドライバが好まれる理由です。
• 温度依存性:InGaN LEDの光度は、接合温度の上昇に伴って一般的に減少します (熱消光)。-20°Cから+80°Cの動作温度範囲は考慮する必要があり、極端な温度では出力と色がシフトする可能性があります。性能を維持するためには、適切なPCB熱管理が不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは、業界標準のEIAパッケージ外形を特徴としています。主な特徴は、0.35 mmの超薄型プロファイルです。すべての寸法はミリメートルで提供され、特に指定がない限り標準許容差は±0.10 mmです。PCBフットプリント設計のための詳細な寸法図がデータシートに含まれています。

5.2 はんだパッドレイアウト

信頼性の高いはんだ接合の形成とリフロー中の適切な位置合わせを確保するために、推奨はんだパッド寸法が提供されています。はんだペースト塗布用のステンシル最大厚さは0.10mmであることが提案されており、このような小さな部品ではんだ量を制御する上で重要です。

5.3 極性識別

データシートには、アノードとカソード端子を識別するためのマーキングまたは図が含まれています。正しい極性はデバイス動作に不可欠です。逆極性を印加すると、LEDは瞬時に破壊される可能性があります。

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パラメータ

JEDEC標準に基づいた詳細な赤外線 (IR) リフローはんだ付けプロファイルが推奨されています:

- 予熱:150–200°C

- 予熱時間:最大120秒

- ピーク温度:最大260°C

- 液相線以上時間:最大10秒 (最大2回のリフローサイクルを推奨)

これらのパラメータは、LEDパッケージに過度の熱ストレスを与えることなく、はんだペーストを適切に溶融させるように設計されています。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意が必要です:

- はんだごて温度:最大300°C

- 接触時間:パッドあたり最大3秒

- 制限:はんだ付けサイクルは1回のみ

はんだごてからの長時間の熱は、半導体ダイまたはプラスチックパッケージを容易に損傷する可能性があります。

6.3 保管および取り扱い条件

• 未開封パッケージ:30°C以下、相対湿度90%以下で保管。防湿バッグ開封後1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ:ドライパックから取り出した部品については、周囲環境が30°C / 60% RHを超えないようにしてください。IRリフローは672時間 (28日) 以内に完了することが推奨されます。
• 長期保管:672時間を超えて暴露された部品は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングし、吸収した湿気を除去してリフロー中のポップコーン現象を防止する必要があります。

6.4 洗浄

指定された洗浄剤のみを使用してください。推奨溶剤は、室温でのエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールです。LEDは1分未満浸漬してください。指定外の化学薬品は、パッケージ材料または光学レンズを損傷する可能性があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

LEDは、業界標準の8mmキャリアテープに巻かれ、7インチ (178mm) 直径のリールに供給されます。この梱包は自動ピックアンドプレースマシンと互換性があります。

• リール数量:フルリールあたり5000個。
• 最小発注数量 (MOQ):残数については500個。
• 品質:テープにはトップカバーがあり、ANSI/EIA 481-1-A-1994規格に従い、連続欠品部品 (空ポケット) の最大数は2個です。

7.2 品番の解釈

品番 LTW-C193DS5 にはコード化された情報が含まれています:

- LTW:おそらく製品シリーズ (Lite-On White) を示します。

- C193:シリーズ内の特定のデバイス識別子。

- DS5:パッケージタイプ、ビンコード、またはその他のバリアント情報を示す可能性があります。正確な内訳は、メーカーの完全な品番ガイドで確認する必要があります。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表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 (ルーター、テレビ、家電) の電源、接続、または動作表示灯。
• バックライト:小型LCDディスプレイのエッジライティング、キーパッド照明。
• 装飾照明:薄型デバイス内のアクセント照明。
• 一般標識:スペースが限られている場所での低レベル照明。

8.2 重要な設計上の考慮事項

• 電流制限: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。抵抗値は R = (V_supply- V_F) / I_F を使用して計算します。データシートの最大V_F(3.15V) を使用して、低V_F device.
• のLEDでも電流が限界を超えないようにします。熱管理:
• 電力損失は低い (70mW) ですが、特に複数のLEDを使用する場合や周囲温度が高い場合は、PCBが十分な放熱を提供することを確認してください。銅パッドとサーマルビアが役立ちます。ESD保護:
• LEDに接続された信号線にESD保護ダイオードを組み込むか、駆動回路に固有の保護があることを確認してください。取り扱いおよび組立中は厳格なESDプロトコルに従ってください。光学設計:

130度の視野角を考慮してください。集光が必要な場合は、二次光学部品 (レンズ) が必要になる場合があります。パッケージの黄色いレンズは光を拡散させ、指定された色度座標を達成するのに役立ちます。

9. 技術比較と差別化標準的なSMD LED (例: 0603、0805パッケージ) と比較して、このデバイスの主な差別化要因はその0.35mmの厚さです。これは従来のパッケージよりも大幅に薄く、超薄型製品の設計を可能にします。白色光へのInGaN技術の使用は、異なる構造の蛍光体変換青色LEDなどの古い技術と比較して、効率と色安定性において利点を提供します。標準的なIRリフロープロセスおよび自動テープ＆リール梱包

との互換性は、現代の大量生産SMT組立ラインに適合し、スルーホールまたは手動配置部品と比較して製造の複雑さを軽減します。

1. 10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)
   
   Q: このLEDを5V電源から直接駆動できますか？_FA: いいえ。典型的なV_Fが約3Vであるため、5Vに直接接続すると過剰電流が流れ、即座に故障します。電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、I
2. =5mAを目標とする場合: R = (5V - 3.15V) / 0.005A = 370Ω。次の標準値、例えば390Ωを使用してください。
   
   Q: ピーク順方向電流とDC順方向電流の違いは何ですか？
3. A: DC順方向電流 (20mA) は連続動作用です。ピーク順方向電流 (100mA) は、多重化やテストに使用される短時間のパルス定格です。100mAで連続動作するとLEDは破壊されます。
   
   Q: 開封済みパッケージの保管条件がなぜ厳しいのですか (672時間)？
4. A: SMDパッケージは空気中の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高温中に、この湿気が急速に気化し、内部の剥離や割れ (ポップコーン現象) を引き起こす可能性があります。672時間の制限とベーキング手順は、このリスクを軽減します。
   
   Q: 色調ビンコード (S1-S6) はどのように解釈すればよいですか？

A: これらのコードは、CIE色度図上の小さな領域を定義します。パネル全体で一貫した色を得るには、同じ色調ビンからLEDを指定して使用してください。ビンを混在させると、視覚的に異なる白色の陰影が生じる可能性があります。

11. 実践的設計および使用事例

シナリオ: ウェアラブルデバイス用ステータスインジケータパネルの設計。

デバイスはバッテリーレベルを示すために4つの白色LEDを必要とします。スペースは非常に限られており、部品の最大高さは0.5mmです。解決策:

0.35mm厚のLTW-C193DS5が選択されました。均一な輝度を確保するために、4つのLEDすべてが同じ光度ビン (例: ビンQ) から指定されます。同一の白色を保証するために、同じ色調ビン (例: S3) からも指定されます。駆動回路は、マイクロコントローラのGPIOピンとLEDごとの390Ω直列抵抗 (3.3V電源用に計算) を使用します。PCBレイアウトには、放熱のための小さなグランドプレーンに接続された放熱パッドが含まれています。LEDは、他のすべてのリフロー工程の後に配置され、バッグ開封後の672時間ルールに従って熱暴露を最小限に抑えます。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、InGaN (窒化インジウムガリウム) 半導体チップを使用して白色光を生成します。InGaN材料は、青色から紫外線スペクトルで光を放射することができます。白色光を生成するための主要な方法は、青色発光InGaNチップと黄色蛍光体コーティング (セリウム添加ヤグアルミニウムガーネット、またはYAG:Ce) を組み合わせることです。チップからの青色光が蛍光体を励起し、その後黄色光を放射します。残りの青色光と生成された黄色光の組み合わせは、人間の目には白色として知覚されます。これは、蛍光体変換白色LEDとして知られています。蛍光体の特定の混合が、CIE図上の相関色温度 (CCT) と色度座標 (x, y) を決定します。

13. 業界動向と発展インジケータおよびミニチュア照明用LEDのトレンドは、効率の向上(ワットあたりのルーメンの増加)、小型化(フットプリントと厚さの削減)、および演色性の向上(より高いCRI - 平均演色評価数、ただしこのインジケータタイプLEDでは指定されていません) に向かって続いています。また、さまざまな環境条件下での信頼性の向上と長寿命化