LTST-C171KFKT-5A オレンジ SMD LED データシート - 外形寸法 3.2x1.6x0.8mm - 電圧 1.7-2.3V - 電力 75mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高性能で超薄型の表面実装チップLEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、コンパクトな形状、高輝度、自動組立プロセスにおける信頼性の高い動作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。AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を利用してオレンジ光を生成し、従来技術と比較して優れた発光効率を提供します。

この部品の主な利点は、極薄のプロファイル、標準的なリフローはんだ付け技術との互換性、および大量生産向け自動実装装置への適合性です。スペースと輝度が重要な制約条件となる、幅広い民生電子機器、インジケータ、バックライト、および一般照明アプリケーションへの統合を目的としています。

2. 技術仕様の詳細

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、これらの限界を超えて動作させてはなりません。

• 電力損失 (Pd):75 mW。これは、指定条件下でパッケージが熱として放散できる最大総電力です。
• ピーク順電流 (I_FP):80 mA。これは最大許容瞬間順電流であり、通常は過熱を防ぐためにパルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で規定されます。
• 連続順電流 (I_F):30 mA DC。これは連続的に印加できる最大電流です。
• 逆電圧 (V_R):5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 動作温度範囲 (T_opr):-30°C から +85°C。信頼性のある動作のための周囲温度範囲です。
• 保存温度範囲 (T_stg):-55°C から +85°C。
• 赤外線リフローはんだ付け条件:ピーク温度 260°C、最大10秒間。これは組立中の熱プロファイル耐性を定義します。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、周囲温度 (T_a) 25°C、標準試験電流 (I_F) 5 mA で測定されます。

• 光度 (I_V):11.2 mcd（最小）から45.0 mcd（最大）の範囲で、代表値が提供されます。光度は、人間の目の明所視（CIE）応答曲線に一致するようにフィルタリングされたセンサーを使用して測定されます。
• 視野角 (2θ_1/2):130度。これは光度がピーク（軸上）値の半分に低下する全角であり、非常に広い視野パターンを示します。
• ピーク発光波長 (λ_P):611 nm（代表値）。スペクトルパワー出力が最も高い波長です。
• 主波長 (λ_d):597.0 nm から 612.0 nm。これは、人間の目が色を定義するために知覚する単一波長であり、CIE色度図から導出されます。特定のユニットの値は、そのビンコードに依存します。
• スペクトル線半値幅 (Δλ):17 nm（代表値）。最大強度の半分で測定されるスペクトル帯域幅（半値全幅 - FWHM）です。
• 順電圧 (V_F):I_F= 5mA 時に 1.7 V から 2.3 V。電流が流れるときのLED両端の電圧降下です。
• 逆電流 (I_R):V_R= 5V 時に 10 μA（最大）。デバイスが逆バイアスされたときのわずかなリーク電流です。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と輝度の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、設計者は特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順電圧ビニング

ユニットは、5 mA 時の順電圧 (V_F) によって分類されます。

• ビン E2: V_F= 1.70V - 1.90V
• ビン E3: V_F= 1.90V - 2.10V
• ビン E4: V_F= 2.10V - 2.30V

各ビン内の許容差は ±0.1V です。複数のLEDを並列接続する場合、均一な電流分配を確保するために、V_Fビンを一致させることが重要です。

3.2 光度ビニング

ユニットは、5 mA 時の光度 (I_V) によって分類されます。

• ビン L: I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• ビン M: I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• ビン N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd

各ビン内の許容差は ±15% です。これにより、必要な輝度レベルに基づいて選択できます。

3.3 主波長ビニング

ユニットは、5 mA 時の主波長 (λ_d) によって分類され、これは知覚される色に直接関連します。

• ビン N: λ_d= 597.0 nm - 600.0 nm
• ビン P: λ_d= 600.0 nm - 603.0 nm
• ビン Q: λ_d= 603.0 nm - 606.0 nm
• ビン R: λ_d= 606.0 nm - 609.0 nm
• ビン S: λ_d= 609.0 nm - 612.0 nm

各ビン内の許容差は ±1 nm です。厳密な波長制御は、正確な色合わせを必要とするアプリケーションにとって重要です。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（例：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、典型的な関係を説明できます。

順電流対順電圧 (I-V曲線):AlInGaP LEDのV_Fは、I_Fと対数的な関係にあります。電流とともに増加しますが、その下ではほとんど電流が流れない膝電圧を示します。推奨される5mA試験条件で動作させることで、指定されたV_F range.

範囲内で安定した性能が確保されます。 光度対順電流:光出力 (I_V) は、デバイスの動作限界内で順電流 (I_F) にほぼ比例します。ただし、非常に高い電流では発熱の増加により効率が低下する可能性があります。

温度依存性:LEDの順電圧 (V_F) は、一般に接合温度の上昇とともに減少します（負の温度係数）。逆に、光度は一般に温度の上昇とともに減少します。一貫した輝度と寿命を維持するには、適切な熱管理が不可欠です。

スペクトル分布:AlInGaP材料システムは、オレンジ-赤色領域（ピーク約611 nm）を中心とした比較的狭い発光スペクトルを生成します。主波長は、駆動電流と温度の変化によってわずかにシフトする可能性があります。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

このデバイスは、業界標準のEIAパッケージ外形を備えています。主要寸法には、高さ0.80 mmの超薄型プロファイルが含まれます。長さと幅は、このクラスのチップLEDに典型的なものです。詳細な機械図面には、パッド位置や許容差（通常±0.10 mm）を含むすべての重要な寸法が規定されています。

5.2 パッドレイアウトと極性

データシートには、PCB設計のための推奨はんだ付けパッドレイアウトが含まれています。このレイアウトは、リフロー中の信頼性の高いはんだ接合部の形成に最適化されており、トゥームストーニングを防ぐのに役立ちます。アノードとカソードは、ノッチ、ドット、切り欠き角などの視覚的インジケータでパッケージ上に明確にマークされています。デバイス動作には正しい極性方向が必須です。

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

この部品は、赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。鉛フリー（Pbフリー）組立のJEDEC標準に準拠した推奨プロファイルが提供されています。主要パラメータは以下の通りです:

• プリヒート:150-200°Cまで上昇。
• ソーク/プリヒート時間:最大120秒間で、フラックスを活性化し熱衝撃を最小限に抑えます。
• ピーク温度:最大260°C。
• 液相線以上時間:デバイスはピーク温度に最大10秒間さらされるべきです。リフローは2回以上行わないでください。

具体的なプロファイルは、実際のPCB設計、はんだペースト、および使用するオーブンに対して特性評価を行う必要があります。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります:

• はんだごて温度:最大300°C。
• はんだ付け時間:パッドごとに最大3秒間。
• 制限:エポキシパッケージと半導体ダイへの熱損傷を避けるため、手はんだ付けは1回のみ行うべきです。

6.3 洗浄

指定された洗浄剤のみを使用してください。推奨溶剤には、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が含まれます。LEDは1分未満浸漬するべきです。指定外の化学液体は、パッケージ材料や光学レンズを損傷する可能性があります。

6.4 保管および取り扱い

LEDは湿気敏感デバイス（MSD）です。

• 未開封パッケージ:温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保管してください。乾燥剤入りの元の防湿袋での保管寿命は1年です。
• 開封済みパッケージ:元の包装から取り出した部品については、保管環境は30°C / 60% RHを超えないようにしてください。IRリフローは、大気暴露後672時間（28日）以内に完了することを推奨します。より長い暴露の場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターに保管してください。672時間以上暴露された部品は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングして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ぐ必要があります。

7. 包装および発注情報

このデバイスは、自動ピックアンドプレース装置と互換性のあるテープアンドリール包装で供給されます。

• リールサイズ:直径7インチ。
• リールあたり数量:3000個。
• 最小発注数量 (MOQ):残数については500個。
• テープ仕様:ANSI/EIA 481-1-A-1994に準拠。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。
• 品質:テープ内の連続欠品部品の最大数は2個です。

品番 LTST-C171KFKT-5A は特定の属性をコード化しています: シリーズ (LTST-C171)、レンズタイプ (K=Water Clear)、色 (FKT=Orange AlInGaP)、およびビニングコード (5A) です。

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

• 状態インジケータ:民生電子機器、家電、産業機器における電源、接続、モードインジケータ。
• バックライト:小型LCDパネル、キーパッド、シンボルのエッジライトまたはダイレクトバックライト。
• 自動車内装照明:ダッシュボードインジケータ、スイッチ照明（特定の自動車規格への適合性評価が必要）。
• 装飾照明:薄型プロファイルが不可欠なデバイス内のアクセント照明。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流駆動:LEDは電流駆動デバイスです。所望の動作電流を設定するために、定電流源または電圧源と直列に電流制限抵抗を使用してください。電流制限なしで電圧源に直接接続しないでください。
• 並列接続:複数のLEDを並列接続する場合、V_Fのわずかなばらつきが大きな電流不平衡を引き起こし、輝度の不均一や、より低いV_Fのユニットへの過負荷につながる可能性があります。各LEDまたは直列ストリングを独自の電流制限抵抗で駆動するか、専用のマルチチャンネルドライバICを使用することを強く推奨します。
• 熱管理:電力損失は低いですが、はんだパッドに十分なPCB銅面積を確保することは、特に最大定格付近または高い周囲温度で動作する場合に、放熱を助けます。これは発光出力とデバイスの信頼性を維持するのに役立ちます。
• ESD保護:このデータシートでは明示的に敏感とは記載されていませんが、すべての半導体デバイスを適切なESD予防策を講じて取り扱うことは良い習慣です。

9. 技術比較および差別化

このデバイスは、主にその超薄型0.80 mmの高さによって差別化されており、超薄型ディスプレイやウェアラブル電子機器などのスペース制約の厳しいアプリケーションに有利です。AlInGaP技術の使用は、GaAsPなどの古い技術と比較して、オレンジ/赤色に対してより高い発光効率と優れた温度安定性を提供します。標準的なIRリフロープロセスおよび7インチリール上の8mmテープとの互換性により、大量生産の自動SMT組立ラインに理想的で、製造コストと複雑さを削減します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長 (λ_P) は、スペクトル内でエネルギー出力が最も高い物理的な点です。主波長 (λ_d) は、人間の色知覚（CIE図表）に基づいて計算された値であり、知覚される色を最もよく表す単一波長です。アプリケーションにおける色合わせにはλ_dの方がより関連性があります。

Q: ビニングが重要なのはなぜですか？

A: 製造上のばらつきにより、個々のLED間でV_F、強度、色にわずかな違いが生じます。ビニングは、厳密に制御されたパラメータを持つグループにそれらを分類します。同じビンから選択することで、最終製品における視覚的一貫性（同じ色と輝度）と電気的一貫性（類似のV_F）が確保されます。

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい。最大連続順電流は30 mAです。20mAでの動作は仕様内です。ただし、20mAでの光度と順電圧は、5mA試験条件の値よりも高くなります。ガイダンスについては代表的な性能曲線を参照してください。

Q: 130°の視野角はどのように解釈すればよいですか？

A: 130°の視野角 (2θ_1/2) は非常に広いです。これは、LEDが広い円錐状に光を放射することを意味します。強度は正面から見たとき（0°）が最も高く、軸から65°離れると（130°/2）、強度は軸上値の50%に低下します。これは、LEDを多くの角度から見えるようにする必要があるアプリケーションに適しています。

11. 設計および使用事例研究

シナリオ: 携帯型医療機器用のマルチインジケータパネルの設計。

要件:複数のオレンジ状態LEDは、均一に明るく、色が同一でなければなりません。デバイス筐体は非常に薄く、部品の高さが制限されます。組立は完全自動化されています。

このデータシートに基づく設計選択:

1. 0.80mmの高さにより、LEDは機械的制約内に収まります。 2. 均一な色を確保するため、設計者は単一の厳密な主波長ビン（例：ビン Q: 603-606 nm）からのLEDを指定します。 3. 均一な輝度を確保するため、単一の光度ビン（例：ビン M: 18-28 mcd）からのLEDを選択します。 4. V

のばらつきによる輝度の不一致を防ぐため、各LEDは共通の電圧レールに接続された独自の電流制限抵抗によって駆動され、それらを直接並列接続しません。 5. PCBレイアウトは、文書で指定されたIRリフロープロセス中に信頼性の高いはんだ付けを確保するために、推奨パッド寸法に従います。 6. 製造チームは湿気取り扱いガイドラインに従い、袋から出して28日以上経過した部品を組立前にベーキングします。

. To ensure uniform brightness, LEDs from a single Luminous Intensity bin (e.g., Bin M: 18-28 mcd) are selected.

. To prevent brightness mismatch due to V_Fvariation, each LED is driven by its own current-limiting resistor connected to a common voltage rail, rather than connecting them directly in parallel.

. The PCB layout follows the suggested pad dimensions to ensure reliable soldering during the IR reflow process specified in the document.

. The manufacturing team follows the moisture handling guidelines, baking components that have been out of the bag for more than 28 days before assembly.

12. 技術原理の紹介

このLEDは、基板上に成長させたAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料に基づいています。順電圧が印加されると、電子と正孔が半導体接合の活性領域に注入されます。それらの再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。AlInGaP合金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—この場合はオレンジ色です。チップはエポキシパッケージに封止されており、半導体ダイを保護し、機械的安定性を提供し、主要な光学素子として機能します。ウォータークリアレンズ材料は色を変えず、光の取り出しと方向付けを助けます。薄型プロファイルは、先進的なチップ設計とパッケージング技術によって実現されています。

13. 業界動向と発展

インジケータおよび小面積照明用LEDのトレンドは、より高い効率（単位電力あたりのより多くの光出力）、より小さなパッケージサイズ、そしてより薄い最終製品を可能にするためのより低いプロファイルに向かって続いています。また、メーカーからの色の一貫性の向上とより厳密なビニングへの取り組みもあります。この部品のリフロープロファイルに見られるように、鉛フリー（Pbフリー）およびRoHS準拠の材料とプロセスの採用は現在標準となっています。さらに、チップ設計と蛍光体技術（この単色AlInGaPデバイスでは使用されていませんが）の進歩により、白色LEDの輝度と演色性の可能性の限界が押し広げられており、これは市場全体の性能と信頼性への期待に影響を与えています。