SMD LED LTST-C190KGKT データシート - 外形寸法 3.2x1.6x0.8mm - 電圧 1.9-2.4V - 電力 75mW - グリーン AlInGaP - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス（SMD）LEDランプの仕様を詳細に説明します。この部品は自動プリント基板（PCB）実装用に設計されており、特にスペースが厳しく制限されるアプリケーションに適しています。LEDは超薄型プロファイルを特徴とし、発光チップに先進的なAlInGaP半導体材料を採用しており、緑色スペクトルにおいて高輝度を実現します。

1.1 特長

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 高さわずか0.80ミリメートルの極薄プロファイル。
• AlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン）チップによる高輝度。
• 自動ピックアンドプレースシステム用に、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープに梱包。
• 標準化されたEIA（Electronic Industries Alliance）パッケージ外形。
• 標準的な集積回路（IC）駆動レベルと互換性あり。
• 自動部品実装装置との互換性を考慮して設計。
• 表面実装技術（SMT）で一般的に使用される赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応。

1.2 アプリケーション

このLEDは汎用性が高く、以下のような幅広い電子機器やシステムに統合可能です（これらに限定されません）：

• 通信機器（例：コードレス電話、携帯電話）。
• オフィスオートメーション機器およびネットワークシステム。
• 家電製品および民生用電子機器。
• 産業用制御盤および計器パネル。
• キーパッドおよびキーボードのバックライト。
• ステータスおよび電源インジケータ。
• マイクロディスプレイおよびシンボル照明。
• 屋内サインおよび情報表示装置。

2. 技術仕様詳細

以下のセクションでは、LEDの電気的、光学的、および環境特性に関する詳細な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

これらの値は、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表します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 電力損失（Pd）：75 mW
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：80 mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms時）
• 連続順電流（I_F）：30 mA DC
• 逆電圧（V_R）：5 V
• 動作温度範囲（T_opr）：-30°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C ～ +85°C
• 赤外線リフローはんだ付け温度：最大260°C、10秒間。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、周囲温度（T_a）25°C、指定された試験条件下で測定された代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：18.0 - 71.0 mcd（I_F= 20 mAで測定）。
• 指向角（2θ_1/2）：130度（軸上強度の半分になる軸外角度）。
• ピーク発光波長（λ_P）：574.0 nm（代表値）。
• 主波長（λ_d）：567.5 - 576.5 nm（I_F= 20 mAで測定）。
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm（代表値）。
• 順電圧（V_F）：1.9 - 2.4 V（I_F= 20 mAで測定）。
• 逆電流（I_R）：最大10 μA（V_R= 5 Vで測定）。

3. ビニングシステムの説明

生産と設計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、設計者は特定の電圧、輝度、色の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順電圧（V_F）ビニング

ビンは、20mAで駆動したときのLED両端の順方向電圧降下の範囲を定義します。各ビンの許容差は±0.1Vです。

• ビン 4: 1.90V - 2.00V
• ビン 5: 2.00V - 2.10V
• ビン 6: 2.10V - 2.20V
• ビン 7: 2.20V - 2.30V
• ビン 8: 2.30V - 2.40V

3.2 光度（I_V）ビニング

ビンは、20mA時の最小および最大光出力を分類します。各ビンの許容差は±15%です。

• ビン M: 18.0 mcd - 28.0 mcd
• ビン N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• ビン P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 色相 / 主波長（λ_d）ビニング

このビニングは、緑色の正確な色合いを制御します。各ビンの許容差は±1 nmです。

• ビン C: 567.5 nm - 570.5 nm
• ビン D: 570.5 nm - 573.5 nm
• ビン E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. 性能曲線分析

代表的な性能曲線（本文には再現されていませんが、データシートで参照されています）は、様々な条件下でのデバイスの動作を視覚的に理解するためのものです。これらには通常、以下が含まれます：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が駆動電流とともにどのように増加するかを示します。通常、非線形の関係にあります。
• 順電圧 vs. 順電流：ダイオードのIV特性曲線を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の熱的低下を示します。温度が上昇すると、光度は一般的に減少します。
• スペクトル分布：波長全体にわたる相対放射パワーを示すグラフで、ピーク波長574nmを中心に、代表的な半値幅15nmを持ちます。

5. 機械的・梱包情報

5.1 パッケージ寸法

LEDはコンパクトな長方形のSMDフットプリントを持ちます。主要寸法（ミリメートル単位）は：長さ = 3.2、幅 = 1.6、高さ = 0.8 です。詳細な寸法図には、パッド位置、部品外形、および極性マーキング（通常はカソードインジケータ）が指定されています。特に断りのない限り、すべての寸法公差は±0.1mmです。

5.2 推奨PCBランドパターン

信頼性の高いはんだ付けとリフロー工程中の適切な位置合わせを確保するために、推奨されるはんだパッドレイアウトが提供されています。このパターンは、リフロー中のはんだフィレット形成と部品の自己位置合わせを考慮しています。

5.3 テープ＆リール梱包

LEDは、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープで供給されます。主要な梱包詳細：

• キャリアテープ幅：8 mm。
• リール直径：7インチ（178 mm）。
• 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。
• 梱包はANSI/EIA-481規格に準拠しています。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 赤外線リフローはんだ付け（鉛フリープロセス）

この部品は、鉛フリーはんだ付けプロセスに対応しています。JEDEC規格に準拠した推奨リフロー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：

• 予熱温度：150°C ～ 200°C。
• 予熱時間：最大120秒。
• ピークボディ温度：最大260°C。
• 260°C以上での時間：最大10秒。
• リフロー回数：最大2回。

注意：実際の温度プロファイルは、使用する特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに合わせて特性評価する必要があります。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意が必要です：

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：リードあたり最大3秒。
• はんだ付け試行回数：熱損傷を防ぐため、1回のみが推奨されます。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、LEDパッケージを損傷しないよう、指定された溶剤のみを使用してください。推奨される薬剤には、エチルアルコールまたはイソプロピルアルコール（IPA）があります。LEDは常温で1分未満浸漬してください。

7. 保管・取り扱い上の注意

7.1 静電気放電（ESD）感受性

LEDは静電気放電に敏感です。取り扱い中は、接地リストストラップ、帯電防止マット、導電性容器の使用を含む適切なESD対策が必要です。すべての設備は適切に接地する必要があります。

7.2 湿気感受性

この部品には湿気感受性レベル（MSL）の定格があります。特定のレベル（例：MSL 3）は、元の密封袋を開封後、吸収した湿気を除去するためのベーキングが必要になる前に、デバイスを周囲の室温環境にどのくらいの期間さらすことができるかを示します。

• 密封パッケージ：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保管。乾燥剤入りの元の防湿袋で保管した場合の保存寿命は1年です。
• 開封済みパッケージ：密封袋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リフロー工程は1週間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に保管してください。1週間以上保管された部品は、リフロー中のポップコーン現象を防ぐため、はんだ付け前にベーキング（例：60°Cで20時間）する必要があります。

8. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

8.1 電流制限

電圧源からLEDを駆動する場合、外部の電流制限抵抗がほぼ常に必要です。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_source- V_F) / I_F。データシートの最大V_F（2.4V）を使用することで、最高電圧ビンのLEDに対しても抵抗が十分な電流制限を提供することを保証します。

8.2 熱管理

電力損失は低い（75mW）ですが、LED接合部温度を指定された動作範囲内に維持することは、長期信頼性と安定した光出力にとって極めて重要です。PCBパッド設計において十分な熱放散を確保し、LEDを他の大きな熱源の近くに配置しないようにしてください。

8.3 光学設計

130度の広い指向角により、このLEDは集光ビームではなく、広く拡散した照明を必要とするアプリケーションに適しています。インジケータ用途では、周囲の照明条件下での視認性を確保するために、必要な光度（適切なI_Vビンを選択）を考慮してください。

9. 技術比較と差別化

このLEDの主な差別化要因は、その超薄型0.8mmの高さとAlInGaPチップの使用です。従来のGaP（リン化ガリウム）グリーンLEDと比較して、AlInGaP技術は通常、より高い効率と輝度を提供し、所定の駆動電流に対してより大きな光度をもたらします。薄型プロファイルは、Z方向の高さが厳しく制限されている現代の薄型民生電子機器において重要な利点です。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）：発光光パワーが最大となる単一波長。主波長（λ_d）：CIE色度図で定義されるLEDの知覚色に一致する単色光の波長。λ_dは、ディスプレイやインジケータアプリケーションにおける色指定により関連性が高いです。

10.2 電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

No.LEDは電流駆動デバイスです。順電圧を超える電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、熱暴走によりデバイスが瞬時に破壊される可能性があります。常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。

10.3 ビニングが重要なのはなぜですか？

ビニングは、アプリケーション内での色と輝度の均一性を保証します。同じV_F、I_V、およびλ_dビンからのLEDを使用することで、パネル内のすべてのインジケータが一貫した外観と性能を持つことが保証され、ユーザーエクスペリエンスと製品品質にとって重要です。

11. 実践的な設計例

シナリオ：3.3V電源ラインで動作する携帯機器のステータスインジケータを設計。目標は中程度の明るさのグリーンインジケータ。

1. 電流選択：輝度と消費電力のバランスを考慮して、駆動電流10mAを選択。
2. 抵抗計算：安全のために最大V_Fを使用：R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90オーム。最も近い標準値は91オームです。
3. ビン選択：一貫した中程度の明るさのグリーンを得るために、光度用にビンN（28-45 mcd）、主波長用にビンD（570.5-573.5 nm）を指定。
4. レイアウト：データシートの推奨ランドパターンに従ってください。カソードパッド（LEDにマークあり）が電流制限抵抗を介してグランドに接続されていることを確認してください。

12. 技術紹介

このLEDは、透明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）半導体を利用しています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔がチップの活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。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、したがって発光色（この場合は緑色）を決定します。この材料システムは、特に赤、オレンジ、黄、緑のスペクトル領域で高い内部量子効率で知られています。

13. 業界動向

民生電子機器向けSMD LEDのトレンドは、小型化、高効率化、および演色性の向上に向かって続いています。パッケージ高さは0.8mm以下に縮小され、ますます薄いデバイスを可能にしています。効率の向上（ワットあたりのルーメン数の増加）により、消費電力と熱負荷が低減されます。また、高解像度ディスプレイや自動車照明の厳しい色均一性要件を満たすために、より厳しいビニング公差が重視されています。基礎となる半導体技術も進化しており、次世代アプリケーションに向けたGaN-on-SiやマイクロLEDなどの材料に関する研究が進行中です。