LED アンバー 3.2×1.6×0.7mm 仕様 - 順方向電圧2.0V - 電力72mW - 技術データシート

1. 製品概要

本仕様書は、3.2mm×1.6mm×0.7mmのコンパクトなパッケージに実装された表面実装型アンバーLEDを対象としています。アンバーチップを使用して製造され、一般的な表示および照明用途向けに設計されています。主な特長として、非常に広い視野角、標準的なSMT実装およびはんだ付けプロセスとの互換性、MSLレベル3、RoHS準拠が挙げられます。代表的な用途は、光学インジケーター、スイッチやシンボルの表示、一般電子機器などです。

2. 技術パラメーターの詳細

2.1 電気/光学特性

周囲温度25°C、順方向電流20mAにおいて、本LEDは以下の特性を示します（特に断りのない限り典型的値）。

• 順方向電圧 (VF)：3つの電圧ビンから選択可能：B0 (1.8-2.0V)、C0 (2.0-2.2V)、D0 (2.2-2.4V)。典型的値は2.0V。
• ドミナント波長 (λD)：ビンに応じて600nm～615nmの範囲（A00: 600-605nm、B00: 605-610nm、C00: 610-615nm）。
• 光度 (IV)：4つの明るさビンで提供：1AP (90-120mcd)、G20 (120-150mcd)、1AW (150-200mcd)、1GK (200-260mcd)。
• 視野角 (2θ1/2)：標準140度。
• 逆電流 (IR)：VR=5Vで最大10μA。
• 熱抵抗 (RTHJ-S)：最大450 K/W（ジャンクションとはんだ接合部間）。
• スペクトル半値幅：標準15nm。

2.2 絶対最大定格

本デバイスは以下の限界値を超えて動作させてはなりません。

• 消費電力 (Pd)：72mW
• 順方向電流 (IF)：30mA（連続）、60mA（ピーク、デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）
• 静電放電 (HBM)：2000V
• 動作温度：-40°C～+85°C
• 保管温度：-40°C～+85°C
• ジャンクション温度：最大95°C

3. ビニング方式

本LEDは、電圧、波長、光度に関して複数のビンに選別され、均一性が確保されています。以下の表にビンコードを示します。

全ての測定はIF=20mA、Ta=25°Cで行われています。許容差：VF±0.1V、λD±2nm、IV±10%。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流

図1-6は典型的なダイオード特性曲線を示しています。順方向電流は順方向電圧に対して指数関数的に増加します。20mAではVFは約2.0Vです。

4.2 相対光度 vs 順方向電流

図1-7は、相対光度が30mAまでの順方向電流に対してほぼ直線的に増加することを示しており、簡単な調光制御が可能です。

4.3 温度依存性

図1-8は、周囲温度の上昇に伴い相対光度がわずかに低下することを示しています。100°Cでは、光度は25°C時の約70%に低下します。図1-9は、順方向電流のピン温度に対する軽減曲線を示しており、ジャンクション温度限界を超えないように、高温では許容電流が減少します。

4.4 波長シフト

図1-10は、順方向電流に対するドミナント波長の変化を示しています。20mAでは波長はビン範囲の中央付近です。電流が増加すると、温度効果により波長がわずかにシフトする可能性があります。

4.5 スペクトル分布

図1-11は、400nmから700nmまでの相対スペクトル強度を示しています。ピークは約600～615nmで、アンバー色に対応します。スペクトル半値幅は約15nmで、純粋な色を示しています。

4.6 放射パターン

図1-12は、広い視野角140°を示しています。強度は±70°にわたって比較的均一であり、広い視認性を必要とするインジケーター用途に適しています。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

本LEDは、標準的な3.2mm×1.6mm×0.7mm（長さ×幅×高さ）の表面実装パッケージに収められています。パッケージ図面は極性を示しており、ピン1がアノード、ピン2がカソードです。推奨はんだ付けパターンは図1-5に示されており、寸法はミリメートルです。PCBパッドレイアウトには、放熱を向上させるためのサーマルパッドを含める必要があります。特に指定がない限り、すべての寸法の許容差は±0.2mmです。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

本LEDは標準的なSMTリフローはんだ付け用に設計されています。推奨リフロープロファイルはJEDEC規格に従い、ピーク温度260°Cで10秒以内（最大2回）でなければなりません。製品はMSLレベル3（湿度感度レベル3）ですので、IPC/JEDEC J-STD-020に従って取り扱う必要があります。防湿袋を開封した場合、168時間以内に使用するか、はんだ付け前にベーキングが必要です。30°C/60%RHを超える条件への曝露は避けてください。手はんだ付けは推奨しません。必要な場合は、はんだごてを350°Cに設定し、パッドあたり3秒以内で使用してください。

7. 包装および注文情報

本LEDは、8mm幅のキャリアテープに収められ、178mm径のリールに4000個単位で供給されます。キャリアテープのピッチは4mmで、送り方向は図示の通りです。各リールは、乾燥剤および湿度インジケーターカードと共に防湿袋に封入されます。ラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード、数量、日付が記載されています。密封された袋は輸送用の段ボール箱に梱包されます。信頼性については、温度サイクル（-40°C～+100°C、100サイクル）、熱衝撃（300サイクル）、高温保管（100°C、1000時間）、低温保管（-40°C、1000時間）、および寿命試験（25°C、20mA、1000時間）に合格しています。判定基準は、順方向電圧が上限仕様の1.1倍以下、逆電流が上限仕様の2倍以下、光束が下限仕様の0.7倍以上であることです。

8. アプリケーションノート

このアンバーLEDは、家電製品、自動車内装照明、産業用制御パネル、スイッチやシンボルのバックライトなど、光学インジケーターとしての使用に最適です。広い視野角により、さまざまな角度から表示を確認する必要がある用途で効果的です。設計者は、順方向電流が30mA（または高温時の軽減値）を超えないように、電流制限抵抗を使用することを検討してください。パルス動作の場合、デューティ比10%以下、パルス幅0.1ms以下で、ピーク電流60mAまで許容されます。PCB上のサーマルパッドやビアアレイなどの適切な熱管理により、ジャンクション温度を95°C未満に保つことができます。デバイスは2000V HBM定格であるため、ESD保護が推奨されます。アプリケーションが静電放電の影響を受けやすい場合は、直列抵抗またはツェナーダイオードの追加を検討してください。

9. 類似製品との比較

標準的な0603（1.6×0.8mm）アンバーLEDと比較して、この3.2×1.6mmパッケージは、より高い光度（最大260mcd）と広い視野角（140° vs 標準120°）を提供します。大型のサーマルパッドにより放熱性が向上し、より高い順方向電流で明るい出力が可能です。低い熱抵抗（450K/W）により、温度に対して安定した性能を発揮します。さらに、厳格なビニング（複数の電圧および波長ビン）により、多くの汎用アンバーLEDよりも設計の柔軟性と色の均一性が向上しています。

10. よくある質問

Q：最大の信頼性を得るための推奨動作電流は？A：長寿命のためには、20mA（試験条件）での動作を推奨します。適切な熱管理を行えば、より高い電流（最大30mA）も可能です。

Q：このLEDは屋外用途に使用できますか？A：動作温度範囲は-40°C～+85°Cであるため、湿気から密閉すれば屋外でも使用できます。ただし、パッケージ自体は防水ではありません。

Q：ビンコードはどのように解釈すればよいですか？A：ビンは、類似した特性を持つLEDをグループ化するために使用されます。注文時に希望のビンを指定することで、アプリケーション内での厳格な許容差を確保できます。

Q：このLEDは鉛フリーはんだ付けに対応していますか？A：はい、RoHSに準拠しており、ピーク温度260°Cの鉛フリーリフロープロファイルに対応しています。

11. ケーススタディ：ダッシュボードインジケーター

自動車のダッシュボードインジケーター設計において、このアンバーLEDは高輝度（260mcd）と広い視野角により、ドライバーと同乗者の両方から視認可能であるため選ばれました。LEDは5V電源から120Ωの直列抵抗を介して20mAで駆動されました。PCBにはグランドプレーンに接続されたサーマルパッドが設けられました。85°Cの周囲温度で1000時間動作後、光度の低下は10%未満であり、優れた信頼性を示しました。

12. LEDの動作原理

LED（発光ダイオード）は、電流が流れると発光する半導体デバイスです。アンバー色は、600～615nm付近の波長の光子を放出する特定の半導体材料（AlGaInPなど）を使用することで実現されます。順方向電圧は材料のバンドギャップによって決まります。光度は電流に比例しますが、熱効果により効率が低下する限界があります。広い視野角は、拡散板や半球レンズを含むことが多いパッケージ設計によって実現されます。

13. SMD LEDの開発動向

SMD LEDのトレンドは、より小型のパッケージで高効率かつ優れた熱管理を実現することに向かっています。3.2×1.6mmパッケージ（しばしば1206と呼ばれる）は、明るさとフットプリントのバランスが取れた標準サイズです。今後の展開としては、彩度の高い色のためのさらなる狭帯域スペクトル、ESD耐性の向上、チューナブルカラーのためのマルチダイ集積などが考えられます。このアンバーLEDは、信頼性、RoHS準拠、自動実装プロセスとの互換性に関する現在の業界要件を満たしています。