LTST-C194TGKT SMD LED データシート - 高さ0.30mm - 3.2V - 76mW - グリーン - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-C194TGKT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。高さがわずか0.30mmという超薄型コンポーネントであり、スマートフォン、タブレット、超薄型ディスプレイ、ウェアラブル技術などの薄型デバイスに最適です。本デバイスは、ウォータークリアレンズパッケージに封入されたInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体材料を使用して緑色光を発光します。RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しており、グリーン製品に分類されます。LEDは、高速自動実装機および赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応した、業界標準の8mmテープ（7インチ径リール巻き）で供給され、効率的な大量生産を可能にします。

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。これらの条件下での動作は保証されません。主な限界値は、最大消費電力76 mW、直流順電流20 mA、パルス条件下（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）でのピーク順電流100 mAです。デバイスは5Vの逆電圧に耐えることができますが、逆バイアス下での連続動作は禁止されています。動作温度範囲は-20°Cから+80°C、より広い保管温度範囲は-30°Cから+100°Cです。このコンポーネントは、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。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、周囲温度（Ta）25°C、標準試験電流（IF）20 mAで規定されており、基準性能データを提供します。光度（Iv）の標準値は450ミリカンデラ（mcd）、最小値は71 mcdで、明るい出力を示しています。130度の広い視野角（2θ1/2）を特徴とし、広く均一な照明を提供します。主波長（λd）は525 nmで、緑色の知覚を定義し、ピーク発光波長（λp）は530 nmです。スペクトル幅（Δλ）は35 nmです。順方向電圧（VF）は標準的に3.2Vで、範囲は2.8Vから3.6Vです。逆電流（IR）は、完全な5V逆バイアスで最大10 μAです。

3. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。LTST-C194TGKTは、順方向電圧（Vf）、光度（Iv）、主波長（λd）をカバーする3次元ビニングシステムを使用しています。これにより、設計者は特定の回路および輝度/色要件に一致するコンポーネントを選択できます。

3.1 順方向電圧ビニング

順方向電圧は0.2Vステップでビニングされます。ビンコードD7（2.80-3.00V）、D8（3.00-3.20V）、D9（3.20-3.40V）、D10（3.40-3.60V）が利用可能です。各ビン内には±0.1Vの許容差が適用されます。同じVfビンからLEDを選択することで、複数のLEDを並列接続する際の均一な電流分布を維持するのに役立ちます。

3.2 光度ビニング

光度ビンは、さまざまな輝度レベルを提供します。ビンはQ（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）、S（180.0-280.0 mcd）、T（280.0-450.0 mcd）です。各ビンには±15%の許容差が適用されます。これにより、最大輝度が重要でない場合や、段階的な製品機能に対して、費用対効果の高い選択が可能になります。

3.3 主波長ビニング

主波長ビンは色の一貫性を確保します。利用可能なビンはAP（520.0-525.0 nm）、AQ（525.0-530.0 nm）、AR（530.0-535.0 nm）で、各ビンに±1 nmの厳しい許容差があります。これは、多色インジケータやディスプレイバックライトなど、正確な色合わせが必要なアプリケーションで重要です。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（例：スペクトル分布の図1、視野角の図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できます。順方向電圧は単一電流（20mA）で規定されています。実際には、Vfは順方向電流（If）に対数関係を持ち、負の温度係数を持つため、接合温度が上昇するとVfは減少します。光度も温度依存性があり、一般的に温度が上昇すると減少します。130度の広い視野角は、ランバートまたは準ランバート放射パターンを示唆しており、光強度は視野角の余弦にほぼ比例します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは、EIA（Electronic Industries Alliance）標準パッケージ外形に準拠しています。特徴は、0.30mmという超低プロファイル高さです。詳細な寸法図は、長さ、幅、リード間隔、その他の重要な機械的許容差を指定しており、特に記載がない限り標準許容差は±0.10 mmです。これらの寸法は、PCB（プリント回路基板）フットプリント設計および自動機械による適切な実装を確保するために不可欠です。

5.2 はんだパッド設計

データシートには、推奨はんだパッドランドパターン寸法が含まれています。これらの推奨事項に従うことは、リフロー中に信頼性の高いはんだ接合を達成するために極めて重要です。重要な注意点として、はんだペースト量を制御し、小型コンポーネントのブリッジやトゥームストーニングを防ぐために、ステンシル厚さを最大0.10mmとすることを推奨しています。

5.3 極性識別

ほとんどのLEDと同様に、このデバイスは極性に敏感です。カソードは通常、ノッチ、緑色の点、または異なるリード形状でマークされています。正しい向きは、パッケージ図面と照らし合わせて確認し、適切な回路動作を確保し、逆バイアスによる損傷を防ぐ必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

無鉛（Pbフリー）はんだプロセス向けの推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています。このプロファイルはJEDEC標準に準拠しています。これには、プリヒート段階（通常150-200°C、最大120秒）、ランプアップ、ピーク温度ゾーン（最大260°C）、液相線以上時間（はんだが溶ける温度）などの重要なパラメータが含まれます。コンポーネントは、ピーク温度に10秒以上さらされてはなりません。このプロファイルは、LEDパッケージに過度の熱ストレスを与えることなく、信頼性の高いはんだ接合の形成を保証します。

6.2 取り扱いおよび保管

LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。接地リストストラップ、帯電防止マット、導電性容器の使用などの取り扱い上の注意が必須です。保管については、未開封の防湿バッグ（乾燥剤入り）は、温度≤30°C、相対湿度≤90%で保管し、保存期間は1年です。開封後は、コンポーネントを温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管する必要があります。周囲環境に672時間（28日）以上さらされた場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間のベーキングを行い、吸収された湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防ぐことが推奨されます。

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、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やパッケージ材料を損傷する可能性があります。

7. パッケージおよび注文情報

標準パッケージは、7インチ（178mm）径リールに巻かれた8mm幅エンボスキャリアテープです。各リールには5000個が含まれます。テープの空ポケットはカバーテープで密封されています。パッケージはANSI/EIA 481-1-A-1994仕様に準拠しています。生産の連続性のために、テープ内で許容される連続欠品コンポーネントの最大数は2個です。残数リールの最小注文数量は500個です。品番LTST-C194TGKTは、シリーズ、パッケージ、色、ビンコードを示す可能性のある特定のコーディングシステムに従っています。

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

この超薄型グリーンLEDは、高さが重要な制約となる民生電子機器における、状態インジケータ、キーやシンボルのバックライト、装飾照明に最適です。例としては、スマートフォン、タブレット、ノートパソコン、ウルトラブック、ウェアラブルデバイス（スマートウォッチ、フィットネスバンド）、薄型制御パネル内のインジケータライトなどが挙げられます。自動実装およびリフローはんだ付けとの互換性により、大量生産に最適です。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：順方向電圧よりも高い電圧源からLEDを駆動する場合は、常に外部の電流制限抵抗が必要です。抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (Vcc - Vf) / If。ここで、Vfは順方向電圧（最悪ケース設計には最大値を使用）、Ifは希望の順方向電流（≤20 mA DC）、Vccは電源電圧です。
熱管理：消費電力は低いですが、十分なPCB銅面積やサーマルビアを確保することで、特に高温環境や最大電流で動作する場合に放熱を助け、発光出力と寿命を維持できます。
ESD保護：ESDが発生しやすい環境では、LEDラインにトランジェント電圧サプレッション（TVS）ダイオードやその他の保護回路を追加することを検討してください。

9. 技術比較および差別化

LTST-C194TGKTの主な差別化要因は、0.30mmの高さであり、多くの標準SMD LED（例：高さが0.6-0.8mmの0603や0805パッケージ）よりも大幅に薄いです。これにより、Z高さが厳しく制限されたアプリケーションでの設計が可能になります。従来のスルーホールLEDと比較すると、大幅なスペース節約と自動組立を可能にします。InGaN技術の使用により、高効率で明るい緑色光出力を実現しています。無鉛リフロープロファイルへの準拠は、現代の環境規制および製造プロセスに適合しています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: より高い輝度を得るために、このLEDを30 mAで駆動できますか？
A: できません。絶対最大直流順電流は20 mAです。この定格を超えると、過熱および半導体接合の加速劣化により、不可逆的な損傷を引き起こす可能性があります。
Q: 主波長とピーク波長の違いは何ですか？
A: 主波長（λd）は、人間の目がLEDの色と一致すると知覚する単一波長で、CIE色度図から導出されます。ピーク波長（λp）は、発光出力が最も高くなる実際の波長です。これらはわずかに異なることがよくあります。
Q: 手はんだ付けは使用できますか？
A: はんだごてによる手はんだ付けは可能ですが、細心の注意が必要です。推奨は、はんだごて先端温度を最大300°C、はんだ付け時間をリードあたり3秒以内、一度のみとすることです。リフローはんだ付けが推奨され、より信頼性の高い方法です。
Q: 品番のビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A: 接尾辞TGKTには、特定の順方向電圧（T?）、光度（G?）、主波長（K?）ビンに関するコード化された情報が含まれている可能性があります。必要な正確な性能グレードを選択するには、完全なビンリストと注文情報を照合する必要があります。

11. 実践的な設計および使用事例

シナリオ：スマートウォッチの状態インジケータを設計する。
設計では、緑色の充電インジケータが必要です。スマートウォッチの内部高さは非常に限られています。LTST-C194TGKTは、0.30mmのプロファイルのために選択されました。設計者は、可視性を確保するために、Vf用にビンD8（3.0-3.2V）、光度用にビンT（280-450 mcd）を選択します。LEDは、時計の3.3Vレールから駆動されます。保守的な設計のために最大Vf 3.6Vを使用すると、電流制限抵抗は次のように計算されます：R = (3.3V - 3.6V) / 0.02A = -15オーム。この負の値は、最悪ケースのVfが電源よりも高い場合、LEDが点灯しない可能性があることを示しています。したがって、設計者は標準的なVf 3.2Vを使用します：R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5オーム。標準の5.1Ω抵抗が選択され、電流は約19.6 mAになります。PCBレイアウトでは、推奨はんだパッド寸法を使用し、グランドプレーンへの小さなサーマルリリーフ接続を含めます。

12. 技術紹介

LTST-C194TGKTは、InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体技術に基づいています。InGaNは、インジウムとガリウムの比率を変えることでバンドギャップエネルギーを調整できる化合物半導体です。緑色LEDでは、緑色波長範囲（約525 nm）での光子放出に対応するバンドギャップを作成するために、特定のインジウム含有量が使用されます。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光の形でエネルギーを放出します。このプロセスはエレクトロルミネセンスと呼ばれます。ウォータークリアレンズエポキシは、吸収を最小限に抑えながら半導体チップからこの光を効率的に取り出し、機械的および環境的保護も提供するように配合されています。

13. 技術トレンド

民生電子機器向けSMD LEDのトレンドは、小型化、高効率化、および高度な統合に向かって続いています。パッケージ高さは、より薄い最終製品を可能にするためにさらに低下しています。効率の向上（ワットあたりのルーメン数の増加）は、バッテリー駆動デバイスにとって重要な電力消費を削減します。高品質ディスプレイや一貫した多LEDアレイの要求を満たすために、より正確な色制御と厳しいビニングに向けたトレンドもあります。さらに、制御電子機器（定電流ドライバなど）をLEDパッケージに直接統合することがより一般的になりつつあり、エンドユーザーの回路設計を簡素化しています。基礎となる材料科学は進歩を続けており、歴史的に青色LEDよりも低かった緑色InGaN LEDの効率を改善するための研究が進行中です。