LTST-C190TBKT-10A ブルーLED データシート - サイズ 3.2x1.6x0.8mm - 電圧 2.75-3.35V - 電力 76mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、コンパクトな形状と信頼性の高い動作を必要とする現代の電子機器アプリケーション向けに設計された、高性能表面実装ブルーLEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、極めて低いプロファイルを特徴とし、超薄型ディスプレイ、バックライトユニット、携帯型民生電子機器などのスペースに制約のある設計に適しています。

この部品の主な利点には、RoHSおよびグリーン製品基準への準拠による環境配慮が含まれます。InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体チップを採用しており、これは高効率の青色光を生成することで知られています。パッケージは標準的な自動実装装置と完全に互換性があり、現代の製造要件に沿った鉛フリー（Pbフリー）赤外線リフローはんだ付けプロセスでの使用が認定されています。

ターゲット市場は、民生電子機器（スマートフォン、タブレット、ノートパソコン）、車載インテリア照明、ステータスインジケータ、パネル照明、明るく信頼性の高い青色点光源が必要な一般的な装飾照明など、幅広い業界に及びます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（Ta）25°Cで定義されます。最大連続電力損失は76ミリワット（mW）です。信頼性の高い長期動作のため、DC順方向電流は20 mAを超えてはなりません。パルスアプリケーションでは、特定の条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1ミリ秒）で、ピーク順方向電流100 mAが許容されます。動作温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度範囲は-30°Cから+100°Cです。特に重要なのは、鉛フリー実装の標準である、ピーク温度260°Cで10秒間の赤外線リフローはんだ付けに耐えられることです。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、Ta=25°C、標準試験電流（IF）10 mAで測定されます。

• 光度（Iv）：最小18.0ミリカンデラ（mcd）から代表値90.0 mcdの範囲です。これは、標準的なCIE明所視応答曲線に近似するセンサーとフィルターの組み合わせを使用して測定されます。
• 指向角（2θ1/2）：130度の広い指向角が規定されています。これは、光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下するオフアクシス角度として定義されます。
• ピーク波長（λP）：スペクトル放射が最も強い波長は、代表値で468ナノメートル（nm）です。
• 主波長（λd）：このパラメータは、CIE色度図から導出され、LEDの知覚される色を定義します。範囲は465.0 nmから475.0 nmです。
• スペクトル半値幅（Δλ）：スペクトル線の半値幅は25 nmで、ピーク周辺に放射される波長の広がりを示します。
• 順方向電圧（VF）：10 mA時、LED両端の電圧降下は2.75ボルト（最小）から3.35ボルト（最大）の範囲です。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5Vを印加した場合、リーク電流は最大10マイクロアンペア（μA）です。このデバイスは逆バイアス下での動作を想定していないことに注意することが重要です。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

静電気放電（ESD）注意：LEDは静電気や電圧サージに敏感です。損傷を防ぐため、取り扱いや組立時には、接地リストストラップ、帯電防止手袋、接地設備の使用を含む適切なESD取り扱い手順が必須です。

3. ビニングシステムの説明

生産とアプリケーション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性能ビンに分類されます。これにより、設計者は特定の回路および光学要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧ビニング

ユニットは、10 mA時の順方向電圧に基づいてビン（J8、J9、J10、J11）に分類されます。各ビンの許容差は±0.1Vです。

• J8: 2.75V - 2.90V
• J9: 2.90V - 3.05V
• J10: 3.05V - 3.20V
• J11: 3.20V - 3.35V

3.2 光度ビニング

LEDは、10 mA時の光度出力に応じてビン（M1、M2、N1、N2、P1、P2、Q1）に分類され、各ビンの許容差は±15%です。この範囲は、18.0 mcd（M1最小）から90.0 mcd（Q1最大）に及びます。

3.3 主波長ビニング

色の一貫性は、波長ビンACおよびADを通じて管理され、各ビンの許容差は±1 nmです。

• AC: 465.0 nm - 470.0 nm
• AD: 470.0 nm - 475.0 nm

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（例：スペクトル放射の図1、指向角の図6）が参照されていますが、提供されたデータから重要な分析が可能です。順方向電流（IF）と光度（Iv）の関係は、低電流域では典型的に超線形であり、より線形になり、高電流域では飽和します。設計者は、加速劣化を避けるため、規定されたDC電流制限内で動作させる必要があります。順方向電圧は負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。スペクトル特性（ピーク波長と主波長）も温度依存性があり、一般的に温度が上昇すると長波長側（赤方偏移）にシフトします。これは半導体光源の基本的な特性です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このデバイスは、超薄型形状のEIA標準パッケージを採用しています。重要な寸法は、高さ0.80 mm（最大）です。その他の重要な寸法には、長さと幅が含まれ、これらはこのパッケージタイプの標準であり、自動組立との互換性を確保します。特に指定がない限り、すべての寸法公差は通常±0.10 mmです。詳細な寸法図は、PCBランドパターン設計に不可欠です。

5.2 極性識別とパッド設計

この部品にはアノード端子とカソード端子があります。極性は通常、ノッチ、ドット、切り欠き角などのパッケージ上のマーキングで示されます。データシートには、信頼性の高いはんだ接合、適切な位置合わせ、およびリフロー工程中の十分な熱緩和を確保するための推奨はんだパッド寸法が含まれています。これらの推奨事項を遵守することは、製造歩留まりと長期信頼性にとって極めて重要です。

6. はんだ付け・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

鉛フリー組立プロセス向けに、推奨される赤外線（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、信頼性の高い実装を確保するためにJEDEC標準に基づいています。主要パラメータは以下の通りです：

• プリヒート：150°Cから200°C。
• プリヒート時間：最大120秒で、均一な加熱と溶剤の蒸発を可能にします。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：部品はピーク温度に最大10秒間さらされるべきです。リフローは最大2回まで実行可能です。

最適なプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブン特性に依存するため、ボードレベルの特性評価が推奨されることが強調されています。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります。はんだごて先端温度は300°Cを超えてはならず、LED端子との接触時間は単一操作で最大3秒に制限する必要があります。過度の熱は、LEDチップまたはプラスチックパッケージを不可逆的に損傷する可能性があります。

6.3 洗浄

指定されていない化学洗浄剤は、LEDパッケージを損傷する可能性があるため使用しないでください。はんだ付け後の洗浄（フラックス残渣の除去など）が必要な場合は、組立済み基板を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分未満浸漬する方法が推奨されます。

7. 保管・取り扱い

適切な保管は、はんだ付け性を維持し、リフロー中の湿気による損傷（"ポップコーン現象"）を防ぐために不可欠です。

• 未開封パッケージ：乾燥剤入りの元の防湿バリアバッグに入ったLEDは、温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保管する必要があります。これらの条件下での保管寿命は1年です。
• 開封済みパッケージ：バリアバッグを開封すると、部品は周囲湿度にさらされます。温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管する必要があります。開封後1週間以内にIRリフロー工程を完了することが強く推奨されます。
• 長期保管（開封済み）：1週間を超える保管の場合は、部品を乾燥剤入りの密閉容器または窒素パージしたデシケーターに入れる必要があります。
• ベーキング：元の包装から出して1週間以上保管された部品は、はんだ付け前に吸収した湿気を除去するため、約60°Cで少なくとも20時間ベーキングする必要があります。

8. 包装・発注情報

製品は、自動組立機と互換性のあるテープ＆リール形式で供給されます。

• テープ幅：8 mm。
• リール直径：7インチ。
• 1リールあたりの数量：4000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• 包装標準：ANSI/EIA-481-1-A-1994規格に準拠。キャリアテープの空ポケットはカバーテープでシールされています。

品番LTST-C190TBKT-10Aは、特定の属性（シリーズ（LTST-C190）、色（ブルー/B）、パッケージバリアント（KT）、ビンコード（10A）など）をコード化しています。

9. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

9.1 代表的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、一般的な電子機器での使用を想定して設計されており、以下を含みます：

• 民生機器（ルーター、充電器、家電）のステータスおよびインジケータランプ。
• キー、シンボル、または小型LCDパネルのバックライト。
• 車載インテリアの装飾照明。
• コンパクトな青色光源が必要な一般的な照明。

重要なお知らせ：このデバイスは、故障が直接生命や健康を脅かす可能性のあるアプリケーション（例：航空管制、医療用生命維持装置、重要な安全システム）を意図していません。そのような高信頼性アプリケーションでは、メーカーへの相談が必要です。

9.2 回路設計上の考慮事項

1. 電流制限：LEDは電流駆動デバイスです。電圧源から駆動する場合は、動作電流を設定し、熱暴走を防ぐために、直列の電流制限抵抗が必須です。抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (V_電源- V_F) / I_F。保守的な設計のため、データシートの最大V_Fを使用してください。
2. 電力損失：最悪の動作温度を考慮して、I_FとV_Fの積が絶対最大定格の76 mWを超えないことを確認してください。
3. 逆電圧保護：LEDは逆方向降伏電圧が低いため、回路設計では逆バイアスの印加を防止する必要があります。ACまたは双方向信号アプリケーションでは、並列の保護ダイオードが必要になる場合があります。
4. 熱管理：電力は低いですが、はんだパッド周囲に十分なPCB銅面積を確保することで放熱を助け、特に高温環境下でのLED性能と寿命を維持できます。
5. ESD保護：LEDがパネルインジケータなどの露出した場所にある場合は、入力ラインにESD保護デバイス（例：TVSダイオード）を組み込んでください。

10. 技術比較と差別化

この部品の主な差別化要因は、0.80 mmという超低プロファイルです。多くの場合1.0 mm以上の高さの標準SMD LEDと比較して、ますます薄くなる最終製品への統合を可能にします。InGaNチップの使用により、青色発光の旧来技術と比較して、より高い効率と明るい出力が得られます。標準的な鉛フリーIRリフローへの適合性により、組立プロセスを変更せずに部品高さを低減したい多くの既存設計への直接置換が可能です。包括的なビニングシステムにより、設計者は特定のアプリケーションに応じてコスト最適化または性能最適化のグレードを柔軟に選択できます。

11. よくある質問 (FAQ)

Q1: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A1: ピーク波長（λP）は、スペクトルパワー出力が最も高い物理的な波長です。主波長（λd）は、LEDの知覚される色に一致する純粋な単色光の単一波長を表す、測色法から計算された値です。λdは色ベースのアプリケーションにより関連性があります。

Q2: このLEDを20 mAで連続駆動できますか？

A2: はい、20 mAは定格最大DC順方向電流です。ただし、最大寿命と実際の熱条件を考慮すると、より低い電流（例：10-15 mA）で駆動することが、光度効率が依然として高いレベルであるため、良い慣行となることがよくあります。

Q3: なぜはんだ付け前にベーキングが必要なのですか？

A3: プラスチック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。高温のリフローはんだ付け工程中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラックや内部界面の剥離（"ポップコーン現象"として知られる）を引き起こす可能性があります。ベーキングはこの湿気を除去します。

Q4: 品番のビンコード"10A"はどのように解釈すればよいですか？

A4: 接尾辞"10A"は通常、順方向電圧、光度、主波長の性能ビンの組み合わせを指定します。その特定の発注コードに対するV_F、I_v、およびλ_dの正確な保証範囲を知るには、データシートまたはメーカーのビンコードリストを参照する必要があります。

12. 実践設計例

シナリオ：USB給電デバイス（5V電源）用の青色電源ステータスインジケータを設計する。

ステップ1 - 動作点の選択：明るさと寿命の良いバランスのために、中間電流12 mAを選択します。

ステップ2 - 順方向電圧の決定：保守的な設計のために、J11ビンの最大V_Fを使用：3.35V。

ステップ3 - 直列抵抗の計算：R = (5.0V - 3.35V) / 0.012A = 137.5 Ω。最も近い標準E24値は150 Ωです。

ステップ4 - 実際の電流の再計算：代表的なV_F3.0V（J10ビンから）を使用すると、I_F= (5.0V - 3.0V) / 150Ω ≈ 13.3 mAとなり、安全で制限内です。

ステップ5 - 電力の確認：LEDの最悪ケース電力：P = 3.35V * 13.3mA ≈ 44.6 mWで、最大76 mWを大幅に下回ります。

ステップ6 - PCBレイアウト：150Ω抵抗をLEDのアノードと直列に配置します。わずかな放熱のために、LEDのカソードパッドに接続された小さな銅面を設けます。PCBシルクスクリーンの極性マーキングがLEDのマーキングと一致することを確認してください。

13. 技術紹介

このLEDは、通常サファイアまたは炭化ケイ素基板上に成長させた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。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性量子井戸領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN合金の特定の組成がバンドギャップエネルギー、したがって放出される光の波長（色）を決定します—この場合は青色です。ウォータークリアレンズエポキシは、この波長に対して透明になるように配合され、環境保護と機械的安定性を提供します。超薄型プロファイルは、高度なパッケージ成形およびダイボンディング技術によって実現されています。

民生電子機器向けSMD LEDのトレンドは、小型化と高効率化に向かって継続しています。このデバイスの0.8mm高さは、より薄い最終製品を可能にするこの方向への一歩を表しています。InGaNチップからのより高い発光効率（入力電力あたりのより多くの光出力）への継続的な推進もあります。さらに、フルカラーRGBディスプレイや高度な車載照明など、正確で均一な色再現を必要とするアプリケーションでは、より厳しいビニング公差とより洗練された色混合機能が求められています。ドライバ回路と複数のLEDチップを単一パッケージに統合すること（例：COB - Chip-on-Board）も別の重要なトレンドですが、このような個別LEDは点光源インジケータや柔軟な設計レイアウトに不可欠です。

The trend in SMD LEDs for consumer electronics continues toward miniaturization and higher efficiency. The 0.8mm height of this device represents a step in this direction, enabling thinner end products. There is also a continuous drive for higher luminous efficacy (more light output per electrical watt input) from InGaN chips. Furthermore, tighter binning tolerances and more sophisticated color mixing capabilities are in demand for applications requiring precise and uniform color reproduction, such as full-color RGB displays and advanced automotive lighting. The integration of driver circuitry and multiple LED chips into single packages (e.g., COB - Chip-on-Board) is another significant trend, though discrete LEDs like this one remain essential for point-source indicators and flexible design layouts.