LTST-C193KGKT-5A SMD LED データシート - 外形寸法 1.6x0.8x0.35mm - 電圧 1.7-2.3V - グリーン AlInGaP - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、自動プリント基板（PCB）実装向けに設計された超小型表面実装LEDランプの仕様を詳細に説明します。本デバイスは極めて低いプロファイルを特徴とし、スペースに制約のある用途に適しています。AlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン）半導体材料を用いて緑色光を発光し、コンパクトなフォームファクタで高輝度を実現しています。

1.1 特長

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 0.35ミリメートルの極薄パッケージプロファイル。
• AlInGaPチップ技術による高輝度出力。
• 自動ピック＆プレース用に、7インチ径リールに巻かれた8mmテープに包装。
• 標準EIA（Electronic Industries Alliance）パッケージ外形。
• 標準集積回路（IC）駆動レベルと互換性あり。
• 自動実装装置との互換性を考慮して設計。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応。

1.2 用途

このLEDは、コンパクトサイズと信頼性の高い表示が求められる幅広い電子機器を対象としています。代表的な適用分野は以下の通りです：

• 通信機器、オフィスオートメーション機器、家電製品、産業用制御システム。
• 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パネルインジケータ。
• 信号およびシンボル照明。

2. パッケージ寸法および機械的特性データ

LEDは標準的な表面実装パッケージに収められています。レンズ色はウォータークリアで、光源は緑色を発光します。主要寸法は、本体長1.6mm、幅0.8mm、高さ0.35mmです。特に指定がない限り、全ての寸法公差は通常±0.1mmです。正確なパッドレイアウトおよび配置については、詳細な機械図面を参照してください。

3. 定格および特性

3.1 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、デバイスに永久損傷を与える可能性があります。全ての定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Pd）：50 mW
• ピーク順電流（IFP）：40 mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms時）
• 連続順電流（IF）：20 mA DC
• 逆電圧（VR）：5 V
• 動作温度範囲（Topr）：-30°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（Tstg）：-40°C ～ +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。

3.2 推奨IRリフロープロファイル

鉛フリーはんだ付けプロセスでは、LEDパッケージを損傷することなく信頼性の高いはんだ接合を確保するために、特定の温度プロファイルが推奨されます。プロファイルは通常、予熱段階、温度上昇、260°Cを超えないピーク温度帯、制御冷却段階を含みます。217°C（一般的な鉛フリーはんだの液相温度）以上の総時間は、はんだペーストの仕様に従って管理する必要があります。

3.3 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、通常動作条件（Ta=25°C）におけるLEDの代表的な性能を定義します。

• 光度（Iv）：順電流（IF）5 mA時、4.5～28ミリカンデラ（mcd）の範囲。CIE明所視感度曲線にフィルタリングされたセンサーで測定。
• 指向角（2θ½）：130度。これは、光度が軸上値の半分に低下する全角です。
• ピーク発光波長（λP）：代表値574.0ナノメートル（nm）。
• 主波長（λd）：IF=5mA時、567.5 nm～576.5 nmの範囲。これは光の知覚色を定義します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：約15 nm。緑色発光のスペクトル純度を示します。
• 順電圧（VF）：IF=5mA時、1.7V～2.3Vの範囲。
• 逆電流（IR）：逆電圧（VR）5V時、最大10マイクロアンペア（µA）。

4. ビニングシステム

アプリケーションにおける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。

4.1 順電圧（VF）ビニング

ビンは、5mA時の順電圧降下によって定義されます。
E2：1.7V ～ 1.9V
E3：1.9V ～ 2.1V
E4：2.1V ～ 2.3V
ビンごとの許容差：±0.1V

4.2 光度（Iv）ビニング

ビンは、5mA時の光度によって定義されます。
J：4.5 mcd ～ 7.1 mcd
K：7.1 mcd ～ 11.2 mcd
L：11.2 mcd ～ 18.0 mcd
M：18.0 mcd ～ 28.0 mcd
ビンごとの許容差：±15%

4.3 色相（主波長、λd）ビニング

ビンは、5mA時の主波長によって定義され、緑色の正確な色合いを決定します。
C：567.5 nm ～ 570.5 nm
D：570.5 nm ～ 573.5 nm
E：573.5 nm ～ 576.5 nm
ビンごとの許容差：±1 nm

5. 代表性能曲線

グラフデータは、様々な条件下でのデバイスの挙動についてより深い洞察を提供します。代表的な曲線は以下の通りです：

• 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）：指数関数的関係を示し、電流制限抵抗の計算に重要です。
• 光度 vs. 順電流：最大定格まで、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。
• 光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示し、熱管理に重要です。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、ピーク波長574nmを中心としています。

6. ユーザーガイドおよび実装情報

6.1 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。LEDを室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分未満浸漬します。エポキシレンズやパッケージを損傷する可能性のある強力または未指定の化学洗浄剤の使用は避けてください。

6.2 推奨PCBパッドレイアウト

適切なはんだフィレット形成と機械的安定性を確保するために、PCBの推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されています。このパターンは、パッケージ寸法と推奨はんだマスククリアランスを考慮しています。

6.3 テープ＆リール包装仕様

LEDは、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに供給されます。主要仕様は、テープ幅8mm、ポケット間隔、リール寸法（直径7インチ）を含みます。標準リール数量は5000個です。包装はANSI/EIA-481標準に従います。

6.4 保管および取り扱い

• ESD対策：本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時にはリストストラップ、帯電防止マット、適切に接地された設備を使用してください。
• 湿気感受性：本パッケージの湿気感受性レベル（MSL）は2aです。元の防湿バッグを開封後、部品は制御湿度（<60% RH）下で672時間（28日）以内にIRリフロー処理を行う必要があります。この期間を超える保管または無制御環境での保管の場合は、はんだ付け前に約60°Cで20時間のベーキングを推奨します。
• 未開封パッケージ：温度30°C以下、相対湿度90%以下で保管してください。日付コードから1年以内に使用してください。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮点

7.1 電流制限

信頼性の高い動作のため、外部の電流制限抵抗が必須です。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます：R = (電源電圧 - VF) / IF。ここでVFはビンまたは代表値からの順電圧、IFは所望の駆動電流（20mA DCを超えない）です。計算には常に電源許容差とLEDのVF変動を考慮してください。

7.2 熱管理

電力損失は低いですが、長期信頼性と安定した光出力のためには、低い接合温度を維持することが重要です。特に定格範囲内の高電流で駆動する場合、LEDパッド周囲に十分なPCB銅面積を確保して放熱板として機能させてください。

7.3 光学設計

130度の広い指向角により、このLEDは広い照射または複数の角度からの視認性が求められる用途に適しています。集光が必要な場合は、外部レンズや光導波路が必要になる場合があります。ウォータークリアレンズは光吸収を最小限に抑えます。

7.4 はんだ付けプロセス制御

推奨リフロープロファイルへの遵守が重要です。液相温度以上の過剰な時間や260°Cを超えるピーク温度は、内部ワイヤボンドの故障やパッケージクラックの原因となります。はんだごてによる手はんだは、300°Cで最大3秒、1回のみに限定してください。

8. 技術比較および利点

この部品の主な差別化要因は、0.35mmのプロファイルであり、多くの標準SMD LEDよりも著しく薄いことです。これにより、超薄型の民生電子機器への統合が可能になります。AlInGaP技術の使用は、一部の旧式の緑色LED技術と比較して、より高い効率と優れた温度安定性を提供し、動作温度範囲にわたってより一貫した輝度と色を実現します。包括的なビニングシステムにより、設計者は最終製品の視覚的および電気的特性を精密に制御できます。

9. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを3.3Vまたは5Vのロジック出力から直接駆動できますか？
A: いいえ。常に直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。セクション7.1の計算が適用されます。直接駆動すると最大電流を超え、LEDを破壊する可能性が高いです。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（λP）は、発光スペクトルの強度が最も高くなる波長です。主波長（λd）は、LEDの光と同じ色知覚を生み出す単一波長です。色指定にはλdの方がより関連性があります。

Q: 型番のビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A: 型番LTST-C193KGKT-5Aにはコードが埋め込まれています。'K'は通常、特定の光度ビン（例：7.1-11.2 mcdのKビン）に対応し、'G'は緑色を示します。正確な対応関係は、メーカーの詳細なビンコードリストで確認する必要があります。

Q: このLEDは屋外使用に適していますか？
A: 動作温度範囲は-30°C～+85°Cであり、多くの環境をカバーします。ただし、データシートでは主に屋内用途（例：看板）として指定されています。屋外使用の場合は、本資料でカバーされていない紫外線や湿気の侵入からの追加保護を検討してください。

10. 動作原理

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。ダイオードのオン電圧（VF）を超える順電圧が印加されると、n型AlInGaP材料からの電子が、活性領域内のp型材料からの正孔と再結合します。この再結合イベントにより、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。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、これが直接、この場合は緑色の、発光の波長（色）を定義します。エポキシレンズは、半導体チップを保護し、光出力ビームを整形し、材料からの光取り出しを向上させる役割を果たします。