LTW-C194TS5 SMD LED データシート - 厚さ0.30mm 超薄型 - 電圧2.7-3.15V - 白色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTW-C194TS5は、現代のスペース制約のある電子機器アプリケーション向けに設計された表面実装型デバイス (SMD) 発光ダイオード (LED) です。その主なポジショニングは、高輝度のミニチュアインジケータまたはバックライト部品としての役割です。この製品の中核的な利点は、0.30ミリメートルという極めて薄いプロファイルにあり、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル技術、超ポータブルノートパソコンなどの超薄型デバイスへの統合を可能にします。ターゲット市場には、最小限のパッケージで信頼性の高い明るい光出力が求められる、民生用電子機器、産業用制御パネル、自動車内装照明、および汎用インジケーションが含まれます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 電気的・光学的特性

LTW-C194TS5の性能は、標準的な周囲温度 (Ta) 25°Cで規定されています。主要なパラメータは、その動作範囲を定義します：

• 光度 (Iv)：順方向電流 (IF) 5mAで駆動した場合、最小56.0ミリカンデラ (mcd) から代表値146.0 mcdの範囲です。このパラメータは、人間の視覚応答曲線に近似したCIE標準測光観測者曲線を使用する機器で測定され、人間の視覚への関連性を確保しています。
• 指向角 (2θ1/2)：130度の広い指向角が規定されており、エリア照明や広角視認性に適した広く拡散した光放射パターンを提供します。
• 色度座標 (x, y)：白色光の色点は、CIE 1931色度図上で定義されます。代表的な座標はIF=5mAでx=0.294、y=0.286であり、両座標に対して±0.01の保証公差があります。これは特定の色合いの白色光を定義します。
• 順方向電圧 (VF)：5mAの電流が流れるときのLED両端の電圧降下は、2.70ボルト (最小) から3.15ボルト (最大) の間にあります。このパラメータは、適切な電流制限を確保するための回路設計において極めて重要です。
• 逆方向電流 (IR)：5ボルトの逆バイアスが印加されたとき、最大10マイクロアンペア (μA) が流れ、ダイオードのリーク特性を示します。

2.2 絶対最大定格

これらの定格は、永久的な損傷が発生する可能性のある応力限界を定義します。通常動作を意図したものではありません。

• 電力損失 (Pd)：最大70 mW。
• 順方向電流：連続DC順方向電流は20 mAに制限されます。パルス条件 (1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅) 下では、より高いピーク順方向電流100 mAが許容されます。
• 逆方向電圧 (VR)：最大5 V。逆バイアス下での動作は推奨されず、故障の原因となる可能性があります。
• 温度範囲：動作：-20°C から +80°C。保管：-40°C から +85°C。
• はんだ付け条件：ピーク温度260°C、10秒間の赤外線リフローはんだ付けに耐えます。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。LTW-C194TS5は、3次元のビニングシステムを使用します：

3.1 順方向電圧 (VF) ビニング

LEDは、IF=5mAでの順方向電圧に基づいて分類されます。これにより、設計者は並列回路での均一な輝度のため、または精密な電力管理のために、類似の電圧降下を持つLEDを選択できます。

• ビン A：VF = 2.70V から 2.85V
• ビン B：VF = 2.85V から 3.00V
• ビン C：VF = 3.00V から 3.15V

各ビン内の公差は±0.1ボルトです。

3.2 光度 (IV) ビニング

このビニングは、LEDを光出力強度で分類し、特定の輝度レベルを必要とするアプリケーションにとって重要です。

• ビン P2：Iv = 56.0 mcd から 71.0 mcd
• ビン Q1：Iv = 71.0 mcd から 90.0 mcd
• ビン Q2：Iv = 90.0 mcd から 112.0 mcd
• ビン R1：Iv = 112.0 mcd から 146.0 mcd

各光度ビンの公差は±15%です。

3.3 色調 (色) ビニング

白色光の色は、CIE 1931図上の色度座標 (x, y) に基づいて6つのカテゴリ (S1からS6) にビニングされます。各ビンは色度図上の四角形の領域を定義します。これにより、アセンブリ内の複数のLED間での色の均一性が確保されます。ビン内の色調座標の公差は±0.01です。通常、色度図上にこれらのビンを重ねた図が提供されます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線が参照されていますが、その意味合いは標準的です。設計者は以下の一般的な関係を期待できます：

• IV曲線 (電流対電圧)：順方向電圧 (VF) は、順方向電流 (IF) に対して対数的に増加します。推奨される5mA試験電流を大幅に超えて動作すると、VFと電力損失が増加します。
• 光度対電流：光出力は、動作範囲内では一般に順方向電流に比例しますが、発熱により非常に高い電流では効率が低下する可能性があります。
• 温度依存性：光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。広い動作温度範囲 (-20°C から +80°C) は、環境条件にわたる安定した性能を示していますが、高温では定格を下げる必要があるかもしれません。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは、業界標準のEIAパッケージ外形を備えています。長さ、幅、高さ (0.30mm)、およびリード間隔を含むすべての重要な寸法は、ミリメートルベースの図面で提供されます。極性インジケータ (通常はカソードマークまたはノッチ) が図面に含まれており、組立時の正しい向きを確保します。

5.2 推奨はんだパッド設計

PCB設計のためのランドパターン (フットプリント) の推奨が提供されています。これには、LEDがはんだ付けされる銅パッドのサイズと形状が含まれます。この推奨に従うことは、信頼性の高いはんだ接合の達成、リフロー中の適切な自己位置合わせ、および効果的な放熱にとって極めて重要です。はんだペースト塗布用のステンシル厚さの最大値は0.10mmであることが注記されています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

この部品は、赤外線 (IR) リフローはんだ付けプロセスに完全に適合します。推奨プロファイルが提供されています：

• プリヒート：150°C から 200°C。
• プリヒート時間：最大120秒。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：最大10秒 (最大2回のリフローサイクルを推奨)。

これらのパラメータは、信頼性を確保するためにJEDEC標準に基づいています。データシートは、最適なプロファイルは特定のPCBアセンブリ設定 (基板タイプ、他の部品、オーブン) に依存することを強調しています。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、部品の小さなサイズと熱感受性のため、細心の注意を払って実行する必要があります：

• はんだごて温度：最大300°C。
• 接触時間：パッドごとに最大3秒。
• 頻度：一度のみ。リワークは避けてください。

6.3 保管および取り扱い

• ESD対策：このLEDは静電気放電 (ESD) に敏感です。取り扱いには、接地リストストラップ、静電気防止マット、および適切に接地された設備を使用する必要があります。
• 湿気感受性：ミニチュアSMD部品として、湿気に敏感です。密閉されたオリジナル梱包 (乾燥剤入り) の状態では、≤30°C、≤90% RHで保管し、1年以内に使用する必要があります。防湿バッグを開封したら、LEDは≤30°C、≤60% RHで保管し、理想的には1週間以内にリフローする必要があります。オリジナルバッグから出して長期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器を使用してください。バッグから出して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に、はんだ付け前にベーキング (約60°C、少なくとも20時間) が必要です。

6.4 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、プラスチックレンズやパッケージを損傷しないように、指定された溶剤のみを使用してください。推奨される洗浄剤は、常温でのエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールで、浸漬時間は1分未満です。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

LTW-C194TS5は、自動ピックアンドプレース組立機向けに梱包されて供給されます：

• キャリアテープ：幅8mmのテープ。
• リールサイズ：直径7インチ (178mm) のリール。
• リールあたりの数量：5,000個。
• 最小発注数量 (MOQ)：残数については500個。
• 梱包標準：ANSI/EIA 481-1仕様に準拠。テープの空きポケットはカバーテープで密封されています。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• ステータスインジケータ：超薄型民生電子機器の電源、接続性、または機能状態表示灯。
• バックライト：小型LCDディスプレイ、キーパッド、または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。
• 装飾照明：自動車内装、家電製品、またはゲーミング周辺機器のアクセント照明。
• 一般照明：コンパクトデバイス内の低照度エリア照明。

8.2 重要な設計上の考慮事項

• 電流制限：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。電圧源に直接接続しないでください。推奨試験電流は5mAですが、絶対最大連続電流は20mAです。適切な輝度と電力損失を考慮して設計してください。
• 熱管理：低電力であるにもかかわらず、特に最大定格付近または高い周囲温度で動作する場合、LED接合部からの熱を逃がすために、はんだパッドの下に十分なPCB銅面積またはサーマルビアを確保してください。これにより、光出力と寿命が維持されます。
• 光学設計：130度の指向角は広いビームを提供します。集光した光が必要な場合は、外部レンズまたは光導波路が必要になる場合があります。黄色のレンズ材料は、最終的に知覚される色に影響を与えます。
• ビニング選択：均一な外観が求められるアプリケーション (例：マルチLEDアレイ) では、輝度と色のばらつきを最小限に抑えるために、VF、Iv、および色調 (色) の厳密なビンを指定してください。

9. 技術比較および差別化

LTW-C194TS5の主な差別化要因は、その超薄型0.30mmプロファイルと、InGaN (窒化インジウムガリウム) 白色チップの使用です。蛍光体を用いた青色チップなどの古い技術と比較して、InGaNベースの白色LEDは、効率、演色性の可能性、および安定性の面で利点を提供することが多いです。この薄さは、標準的なSMD LED (多くの場合0.6mm以上) に対する重要な機械的利点であり、最新世代の薄型デバイスでの設計を可能にします。標準的なIRリフローおよびEIAパッケージ外形との互換性により、小型化を目指す多くの既存設計において、ドロップイン交換またはアップグレードとして使用できることが保証されています。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

10.1 3つの異なるビニングカテゴリの目的は何ですか？

ビニングは、電気的および光学的な一貫性を確保します。VFビニングは、電源設計および並列LED回路に役立ちます。Ivビニングは、特定の輝度レベルを保証します。色調ビニングは、マルチLEDアプリケーションでの色合わせにおいて、目立つ色の違いを避けるために重要です。

10.2 このLEDを20mAで連続駆動できますか？

絶対最大定格は20mA DCですが、標準試験条件および代表性能データは5mAで与えられています。20mAで動作させると、より高い光出力が得られますが、より多くの熱が発生し、順方向電圧が上昇し、長期的な信頼性が低下する可能性があります。実際の動作環境に基づいて熱解析を実行し、場合によっては最大電流を定格以下に下げることが不可欠です。

10.3 なぜこれほど厳格な保管およびベーキング要件があるのですか？

超薄型プラスチックパッケージは、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プロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力が発生してパッケージが割れたり内部接合が剥離したりする可能性があります (ポップコーン現象)。保管およびベーキング手順は、はんだ付け前にこの湿気を安全に除去するように設計されています。

10.4 色度座標 (x=0.294, y=0.286) はどのように解釈すればよいですか？

これらの座標は、CIE 1931色度図上の点をプロットします。この図は、知覚可能なすべての色をマッピングします。この特定の点は、しばしばクールホワイトと表現される特定の色合いの白色光に対応します。±0.01の公差は、この点の周りの小さな領域を定義し、LEDの色がこの領域内に収まることが保証されます。

11. 実践的な設計および使用事例

事例：薄型タブレット用ステータスインジケーターバーの設計設計者は、充電レベルインジケーターバー用に5つの均一な白色LEDを必要としています。ベゼルの裏側のスペースは非常に限られています (0.4mm)。彼らは0.30mmの高さのためにLTW-C194TS5を選択します。均一性を確保するために、VFにはビンB (2.85-3.00V)、IvにはビンR1 (112-146 mcd)、色調にはビンS3を指定します。彼らは、放熱のために内部グランドプレーンに接続された小さなサーマルリリーフパッドを持つ、推奨通りに正確にPCBフットプリントを設計します。LEDあたり5mAに設定された定電流ドライバを使用します。LEDは自動組立用に7インチリールで発注されます。工場は規定のリフロープロファイルに従い、開封したリールはドライキャビネットに保管し、週末の停止後は使用前にベーキングします。その結果、機械的設計制約に適合する、明るく均一で信頼性の高いインジケーターバーが得られます。

12. 技術原理の紹介

LTW-C194TS5は、InGaN半導体技術に基づいています。白色LEDでは、通常、青色発光InGaNチップがパッケージ内部の黄色蛍光体コーティングと組み合わされています。チップが青色光を発光すると、その一部が蛍光体に吸収され、黄色光として再発光します。残りの青色光と変換された黄色光の混合は、人間の目には白色光として知覚されます。チップの発光と蛍光体組成の特定の比率が、白色光スペクトル上の最終的な色度座標 (色点) を決定します。超薄型パッケージは、半導体ダイの上下の材料を最小限に抑える先進的な成形およびウェハーレベルパッケージング技術によって実現されています。

13. 業界動向および発展

民生電子機器向けSMD LEDのトレンドは、容赦なく小型化(より薄く、より小さなフットプリント) と効率向上(単位電力および単位面積あたりのより多くの光出力) に向かっています。このLEDの0.30mmプロファイルは、この方向への一歩を表しています。さらに、白色LEDにおける色の一貫性の向上およびより高い演色評価数 (CRI)に向けた継続的な推進があり、これは蛍光体技術とチップ設計の進歩によって達成されています。もう一つのトレンドは、制御用の内蔵IC (スマートLEDの作成) など、より多くの機能の統合ですが、LTW-C194TS5は標準的なディスクリート部品であるようです。鉛フリー (RoHS) および高温リフロープロセスとの互換性は、世界的な環境規制および組立標準によって推進される基本的な要件であり続けています。