LTW-C281DS5 ホワイトSMD LED データシート - 外形寸法 2.8x1.0x0.35mm - 電圧 2.55-3.15V - 電力 70mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、特定の表面実装型（SMD）発光ダイオード（LED）モデルに関する包括的な技術情報を提供します。この製品は、現代の電子機器組立プロセス向けに設計された、超薄型・高輝度のホワイトLEDです。主な用途は、スペースと効率が重要なコンパクトな電子機器におけるバックライト、状態表示灯、および一般的な照明です。

この部品の主な利点は、極薄のプロファイル、自動実装機との互換性、およびRoHS（有害物質の使用制限）およびグリーン製品基準への準拠です。ターゲット市場は、信頼性の高い薄型表示灯を必要とする民生用電子機器、通信機器、および各種組み込みシステムを含みます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界値を定義します。これらは通常動作条件ではありません。

• 電力損失（Pd）：70 mW。これは、LEDパッケージが性能劣化や故障を引き起こすことなく熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：100 mA。これは許容される最大瞬間順電流であり、通常は半導体接合部の過熱を防ぐためにパルス条件（1/10デューティ比、0.1msパルス幅）で規定されます。
• 直流順電流（I_F）：20 mA。これは、信頼性の高い長期動作のための推奨最大連続順電流です。
• 逆電圧（V_R）：5 V。この値を超える逆電圧を印加すると、LED接合部が即座に破壊する可能性があります。
• 動作・保管温度：デバイスは周囲動作温度範囲 -30°C から +80°C で定格されており、保管温度は -55°C から +105°C です。
• 赤外線リフローはんだ付け：この部品は、リフローはんだ付けプロセス中、最大10秒間、ピーク温度260°Cに耐えることができます。

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、順電流（I_F）5 mAの標準試験条件で測定されます。

• 光度（I_V）：最小45.0 mcdから標準最大180.0 mcdの範囲です。これは、CIEの明所視応答曲線に近似したフィルターを使用して、人間の目で知覚されるLEDの明るさを測定します。
• 指向角（2θ_1/2）：130度。これは、光度が0度（軸上）で測定された強度の半分になる全角です。このような広い指向角は、ランバートまたはそれに近い放射パターンを示し、面照明に適しています。
• 色度座標（x, y）：標準値は x=0.294, y=0.286 です。これらの座標は、CIE 1931色度図上の白色光の色点を定義し、クールホワイトまたはニュートラルホワイトの色温度を示します。
• 順電圧（V_F）：5 mA時で2.55 V（最小）から3.15 V（最大）の範囲です。これは、LEDが電流を導通しているときの両端の電圧降下です。個々のユニットの実際の値は、そのビンコードに依存します。
• 逆電流（I_R）：逆電圧5V印加時、最大10 μAです。逆電流は低いことが望ましいです。

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は主要な性能パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は色、輝度、電気的特性に関する特定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

V_Fは、I_F= 5mA時、2.55Vから3.15Vまでの0.1V刻みで6つのビン（V1からV6）に分類されます。各ビンには±0.05Vの許容差が適用されます。複数のLEDを並列接続する場合、同じV_FビンからLEDを選択することで、均一な電流分布を維持するのに役立ちます。

3.2 光度（I_V）ビニング

光度は、I_F= 5mA時、それぞれ最小値が45.0、71.0、112.0 mcdの3つのビン（P、Q、R）に分類されます。Rビンの最大値は180.0 mcdです。各ビンには±15%の許容差が適用されます。このビニングは、複数のLED間で一貫した輝度レベルを必要とする用途で重要です。

3.3 色相（色度）ビニング

色点は、CIE 1931色度図上の6つの領域（S1からS6）内で定義されます。各ビンは、特定の（x, y）座標境界で定義される四角形です。座標には±0.01の許容差が適用されます。このシステムは色の均一性を保証し、バックライトや美的照明用途で重要です。提供される図面は、これらのS1-S6領域を視覚的にマッピングしています。

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（例：指向角の図6、色度の図1）、その典型的な挙動は標準的なLEDの物理特性に基づいて説明できます。

• I-V（電流-電圧）特性：順電圧（V_F）は、順電流（I_F）に対して対数的な関係を示します。ターンオン電圧を超えると、V_Fのわずかな増加がI_Fの大幅な増加につながります。また、V_F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。
• 光度対電流：光出力（I_V）は、通常の動作範囲内では順電流にほぼ比例します。ただし、半導体材料内での発熱増加やドループ効果により、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：InGaNベースのホワイトLEDの光度は、一般的に接合温度が上昇すると減少します。これは、高出力または高密度アプリケーションにおける熱管理の重要な要素です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは、EIA（エレクトロニクス工業会）標準のパッケージフットプリントを備えています。重要な仕様は、0.35 mmという超薄型のプロファイルです。詳細な寸法図が提供されており、長さ、幅、高さ、パッドサイズ、およびそれらの位置公差（通常±0.10 mm）が規定されています。

5.2 パッド設計と極性

データシートには、PCB（プリント回路基板）レイアウトのための推奨はんだ付けパッド寸法が含まれています。適切なパッド設計は、信頼性の高いはんだ接合の形成と機械的強度に不可欠です。部品にはアノードとカソード端子があります。正しい極性を組立時に守ることで、適切な機能を確保する必要があります。

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対応しています。推奨プロファイルが提供されており、主要パラメータには、予熱ゾーン（150-200°C）、最大ピーク温度260°C、液相線以上時間10秒以内が含まれます。プロファイルは熱衝撃を防ぐため、JEDEC規格に準拠する必要があります。

6.2 保管および取り扱い

• 湿気感受性：LEDは、乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。元のバッグを開封した後、部品は672時間（28日）以内に使用するか、それ以上保管する場合ははんだ付け前に少なくとも20時間、60°Cでベーキングする必要があります。
• ESD（静電気放電）対策：LEDは静電気に敏感です。取り扱い中は、接地された作業台、リストストラップ、導電性容器などの適切なESD対策が必須です。
• 洗浄：はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、室温で1分以内に、エチルアルコールやイソプロピルアルコールなどの指定溶剤のみを使用してください。指定外の化学薬品はエポキシ樹脂レンズを損傷する可能性があります。

7. 梱包および発注情報

LEDは、8mm幅のエンボス加工キャリアテープに巻かれ、直径7インチ（178mm）のリールに収められて供給されます。各リールには5000個が含まれます。リール単位未満の数量については、最小梱包数量500個が用意されています。テープおよびリールの仕様はANSI/EIA 481-1規格に準拠しており、自動供給装置との互換性を確保しています。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、携帯機器のキーパッドバックライト、超薄型ノートパソコンやタブレットの状態表示灯、自動車ダッシュボードのパネル表示灯、民生用小物の装飾照明など、スペースに制約のあるアプリケーションに最適です。広い指向角により、小さな領域や導光板の均一な照明にも適しています。

8.2 回路設計上の考慮事項

• 電流制限：LEDは電流駆動デバイスです。最大直流順電流を超えて急速な劣化を引き起こさないようにするため、直列の電流制限抵抗または定電流駆動回路が不可欠です。
• 熱管理：電力損失は低いですが、LEDの放熱パッド（存在する場合）の下に十分なPCB銅面積またはスルーホールを確保することで放熱を助け、光出力と寿命を維持できます。
• 並列接続：V_Fのばらつきにより、LEDを直接並列接続することは一般的には推奨されません。必要であれば、同じV_FビンからLEDを使用し、各LEDに個別の小容量直列抵抗を含めることで、電流のバランスを取るのに役立ちます。

9. 技術比較および差別化

このLEDの主な差別化要因は、0.35mmの厚さであり、これは標準的なSMD LEDとしては非常に薄いものです。より厚いパッケージ（例：0.6mmや1.0mm）と比較して、これによりさらに薄い最終製品の設計が可能になります。この薄型プロファイル内での高輝度（5mA時最大180 mcd）の組み合わせは、有利な輝度対サイズ比を提供します。色と強度のために定義されたビニング構造は、ビニングされていない、または広くビニングされた汎用LEDでは保証されないレベルの一貫性を提供します。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 ピーク順電流と直流順電流の違いは何ですか？

直流順電流（20 mA）は、連続動作の安全限界です。ピーク順電流（100 mA）は、低デューティ比（10%）の非常に短いパルス（0.1ms）でのみ許容されるはるかに高い値です。直流定格電流を超えると、たとえ短時間でも永久的な損傷を引き起こす可能性があります。

10.2 色度ビンコード（S1-S6）はどのように解釈すればよいですか？

Sコードは、CIE色度図上の領域を定義します。S1とS2はより冷たい白色調（青色成分が多い）を表し、S5とS6はより暖かい白色調（黄色/赤色成分が多い）を表します。S3とS4は通常、ニュートラルホワイト領域にあります。設計者は、アプリケーションの色温度ニーズに基づいて必要なビンを指定する必要があります。

10.3 リフローの代わりにはんだごてを使用できますか？

はんだごてによる手はんだ付けは可能ですが、量産には推奨されません。必要であれば、はんだごて先端温度は300°Cを超えてはならず、リードごとはんだ付け時間は最大3秒に制限する必要があります。部品への機械的ストレスや過度の局所的な熱を避けるように注意する必要があります。

11. 実践的な設計および使用例

例1：携帯機器状態表示灯：設計者は、充電状態を示すための単一の明るいホワイトLEDを必要としています。高い視認性のために、R輝度ビンからLEDを選択します。マイクロコントローラのGPIOピンから、直列抵抗を（電源電圧 - V_F） / 0.01Aとして計算し、10 mAで駆動します。予測可能な動作のために、V3電圧ビン（2.75-2.85V）からLEDを選択します。0.35mmの高さは、デバイスの超薄型ベゼル内に収まります。

例2：小型LCDのバックライト：エンジニアは、導光板を使用して2インチモノクロLCDを側面から均一に照明する必要があります。一辺に沿って4つのLEDを使用します。均一な色と輝度を確保するために、すべてのLEDが同じ色相ビン（例：S4）および同じ光度ビン（例：Q）から来ることを指定します。これらは直列に接続され、一貫した出力を確保し回路を簡素化するために15 mAに設定された定電流ドライバによって駆動されます。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、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。ホワイトLEDのコアは、通常、青色発光のInGaNチップです。セリウムをドープしたYAG（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）で構成される蛍光体層が、このチップの上に堆積されています。チップからの青色光が蛍光体を励起すると、青色光子の一部が黄色光にダウンコンバートされます。残りの青色光と放出された黄色光の組み合わせが、人間の目には白色として知覚されます。蛍光体の特定の混合比が相関色温度（CCT）を決定し、クール、ニュートラル、またはウォームな白色光をもたらします。超薄型パッケージは、先進的なウェハーレベルパッケージングおよびモールド技術によって実現されています。

13. 業界動向と発展

民生用電子機器向けSMD LEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、より小さなフットプリント、より薄いプロファイルに向かって続いており、ますます薄い最終製品を可能にしています。また、より良い光質のための改良された演色評価数（CRI）と、生産ロット内での色と輝度のばらつきを減らすためのより厳しいビニング公差にも重点が置かれています。さらに、設計を簡素化するために、ドライバICをLEDパッケージに直接統合したLEDモジュールまたはスマートLEDがより一般的になっています。基盤となるInGaN技術も、より高い電力密度と信頼性のために改良されています。環境規制は有害物質の排除を推進し続けており、RoHS準拠を標準要件として確固たるものにしています。