2020キューブライトLEDデータシート - サイズ2.0x2.0x0.7mm - 電圧2.5V - 電力0.125W - スーパーレッド - 日本語技術文書

1. 製品概要

2020キューブライトは、主に要求の厳しい自動車照明アプリケーション向けに設計された高性能表面実装LEDです。コンパクトな2.0mm x 2.0mmのフットプリントにより、信頼性の高い明るい照明が必要なスペース制約のある設計に適しています。この部品の中核的な利点は、過酷な環境条件下での性能と長寿命を保証する厳格な自動車規格AEC-Q102への適合、およびRoHS、REACH、ハロゲンフリー指令への準拠です。ターゲット市場は、ダッシュボードインジケータ、センターコンソール照明、各種信号灯などを含む（これらに限定されない）自動車の内装・外装照明モジュールに明確に焦点を当てています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 測光特性および電気的特性

LEDの主要性能は、標準テスト電流50mAで定義されています。この条件下で、典型的な光束6ルーメン（最小4 lm、最大10 lm）を提供します。主波長は629 nm（スーパーレッド）を中心とし、典型的な範囲は627 nmから639 nmであり、正確な色度点を定義します。50mA時の順方向電圧（Vf）は典型的に2.5Vで、範囲は1.75Vから2.75Vです。このパラメータは、駆動回路設計および熱設計計算において極めて重要です。本デバイスは120度の広い視野角を提供し、多くの照明アプリケーションに適した広く均一な放射パターンを実現します。

2.2 絶対最大定格および熱特性

信頼性の高い動作を確保するため、デバイスは絶対最大定格を超えて動作させてはなりません。最大連続順方向電流は75 mA、非常に短いパルス（≤10 μs）に対する許容サージ電流は400 mAです。最大許容損失は206.25 mWです。接合部温度（Tj）は150°Cを超えてはならず、動作温度範囲は-40°Cから+125°Cです。これは、自動車のボンネット下や外装アプリケーションにとって必須の条件です。2つの熱抵抗値が提供されています：実測熱抵抗（Rth JS real）40 K/W（typ.）と電気的熱抵抗（Rth JS el）28 K/W（typ.）です。Vfの温度係数から導出される電気的熱抵抗値は、アクティブ熱管理システムにおけるリアルタイムの接合部温度推定によく使用されます。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、大量生産における主要パラメータの一貫性を確保するために、ビンに分類されています。

3.1 光束ビニング

光束は4つのビン（E1～E4）にソートされ、典型的なE2ビンは5～6ルーメン、E3ビンは50mAで6～8ルーメンをカバーします。これにより、設計者は特定のアプリケーションに必要な輝度レベルに基づいてLEDを選択できます。

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧は4つのビン（1720, 2022, 2225, 2527）に分類され、1.75-2.0Vから2.5-2.75Vまでの電圧範囲に対応します。アレイ内でVfビンを一致させることで、より均一な電流分配と輝度を実現するのに役立ちます。

3.3 主波長ビニング

主波長も4つのコード（2730, 3033, 3336, 3639）にビニングされ、627-630 nmから636-639 nmに及びます。色に対するこの厳密な管理は、視覚的一貫性を保証し、色知覚が重要な自動車照明において極めて重要です。

4. 性能曲線分析

4.1 IV特性曲線および相対光束

順方向電流対順方向電圧のグラフは、特徴的な指数関数的関係を示しています。相対光束対順方向電流の曲線は、典型的な50mAポイントまではほぼ直線的であり、標準動作範囲内で良好な効率を示しています。

4.2 温度依存性

相対光束対接合部温度のグラフは、温度が上昇すると光出力が減少することを示しており、これはLEDの典型的な挙動です。相対順方向電圧対接合部温度の曲線は負の傾きを持ち、Vfを測定することで接合部温度を推定する方法を提供します。主波長シフト対接合部温度は、温度の上昇に伴い正のシフト（より長い波長へ）を示します。

4.3 分光分布およびデレーティング

相対分光分布グラフは、629 nmを中心とする単色の赤色出力を確認します。順方向電流デレーティング曲線は熱設計において重要であり、はんだパッド温度が25°Cを超えて上昇するにつれて、最大許容連続電流をどのように低減しなければならないかを示しています。例えば、パッド温度125°Cでは、最大電流は75 mAです。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

LEDはコンパクトな2020パッケージ（2.0mm x 2.0mm）に収められており、高さは約0.7mmです。機械図面には、すべての重要な寸法と公差（通常±0.1mm）が規定されています。本コンポーネントは、接合部からプリント基板（PCB）への効果的な放熱のための放熱パッドを備えています。

5.1 推奨はんだパッドレイアウト

PCB設計のための詳細なランドパターン（フットプリント）が提供されています。これには、アノードおよびカソードはんだパッド、ならびに中央の放熱パッドの寸法が含まれます。この推奨事項に従うことは、信頼性の高いはんだ接合、適切な電気的接続、および最適な熱性能を達成するために不可欠です。

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プロファイル

データシートは、本デバイスが最大260°Cのピークリフロー温度を最大30秒間耐えられることを規定しています。これは、標準的な鉛フリー（SnAgCu）はんだリフロープロセスと互換性があります。設計者は、熱衝撃を最小限に抑え、信頼性の高い実装を確保するために、予熱、ソーク、リフロー、冷却の段階を含む制御された温度プロファイルに従うべきです。

6.2 使用上の注意事項

一般的な取り扱い上の注意事項には、LEDレンズへの機械的ストレスの回避、取り扱い中の静電気放電（ESD）の防止（デバイスは2kV HBM定格）、および逆バイアス損傷を防ぐための組立時の極性の正しい確認が含まれます（本デバイスは逆動作用に設計されていません）。

7. 梱包および発注情報

LEDは、自動ピックアンドプレース実装用にテープおよびリールで供給されます。特定のリールサイズおよびリールあたりの梱包数量は、梱包情報セクションで定義されています。

7.1 品番体系

品番2020-SR050DL-AMは以下のように解読されます：

• 2020：製品ファミリおよびパッケージサイズ（2.0mm x 2.0mm）。
• SR：色（スーパーレッド）。
• 050：テスト電流（50 mA）。
• D：リードフレームタイプ（Au + 白樹脂）。
• L：輝度レベル（ファミリに対する低ビン；具体的な光束はビニングテーブルで定義）。
• AM：自動車アプリケーショングレードを指定。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

主なアプリケーションは自動車照明です。これには、スイッチバックライト、計器盤インジケータ、アンビエント照明などの内装アプリケーションが含まれます。外装アプリケーションには、サイドマーカーランプ、センター高位ストップランプ（CHMSL）、または赤色が指定されたその他の信号機能が含まれます。そのAEC-Q102適合性により、これらの過酷な環境に適しています。

8.2 設計上の考慮事項

駆動回路：LEDの輝度は電圧ではなく電流の関数であるため、安定した光出力を維持するには定電流駆動が推奨されます。駆動回路は、LEDの順方向電圧ビンを考慮しながら、必要な電流（例：50mA）を供給できるように設計する必要があります。熱管理：放熱パッドに接続された適切なサーマルリリーフパターンを備えた適切なPCBレイアウトが必須です。デレーティング曲線を使用して、アプリケーションの最大周囲温度において接合部温度が限界内に収まることを確認してください。光学設計：所望のビームパターンおよび照射均一性を達成するために、レンズまたは導光板を設計する際には120°の視野角を考慮する必要があります。

9. 技術比較および差別化

標準的な民生用SMD LEDと比較して、このコンポーネントの主要な差別化要因は、自動車グレードの信頼性認証（AEC-Q102）および拡張された動作温度範囲（-40°C～+125°C）です。詳細な耐硫黄性分類（Class A1）の包含は、硫黄含有ガスへの曝露が銀ベースの部品を腐食する可能性がある自動車アプリケーションにおけるもう一つの重要な利点です。実測および電気的熱抵抗パラメータの両方を提供することは、多くの競合製品よりも高度な熱モデリングにより多くの柔軟性を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: Rth JS realとRth JS elの違いは何ですか？A: Rth JS realは、物理的温度センサを使用して測定された、接合部からはんだ付けポイントまでの実際の熱抵抗です。Rth JS elは、順方向電圧の温度変化から計算され、動作中のその場での接合部温度監視に使用されます。

Q: 自分のアプリケーションに適切なビンをどのように選択すればよいですか？A: 必要な最小輝度に基づいて光束ビン（E1-E4）を選択してください。アレイ内の他のLEDと電流分配を合わせるため、または駆動回路設計を簡素化するために順方向電圧ビンを選択してください。厳密な色の一貫性要件には主波長ビンを選択してください。

Q: 電圧源でこのLEDを駆動できますか？A: 推奨されません。LEDは電流駆動デバイスです。順方向電圧の小さな変化は、指数関数的なIV関係により電流の大きな変化を引き起こし、輝度のばらつきや過電流損傷の原因となります。常に定電流駆動回路または安定した電源を用いた電流制限抵抗を使用してください。

11. 実践的な設計および使用事例

事例：ダッシュボード警告インジケータの設計設計者は、重要な警告灯用に明るく信頼性の高い赤色インジケータを必要としています。高い視認性のために、E3光束ビン（6-8 lm）の2020-SR050DL-AMを選択します。PCBレイアウトは推奨はんだパッドを厳密に遵守し、放熱パッドに接続された広い銅箔で放熱します。12Vの自動車電源を使用したシンプルな回路では、典型的なVf 2.5Vに基づいて計算された直列抵抗により電流を50mAに制限します。設計は自動車の全温度範囲で検証され、デレーティング曲線を使用して性能を確認することで、周囲温度85°Cでも警告灯が輝度仕様を満たすことが保証されます。

12. 動作原理の紹介

これは半導体発光ダイオードです。バンドギャップエネルギーを超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体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。チップの特定の材料組成が、放出される光の波長（色）を決定します。このスーパーレッドLEDでは、約629 nmの主波長が生成されます。光はその後、封止レンズを通して整形され放出され、レンズは環境保護も提供します。

13. 技術動向および開発

自動車用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数の向上）に向かって継続しており、低消費電力と低熱負荷でより明るい信号を可能にしています。また、照明モジュールの小型化をサポートするために、熱性能を維持または向上させたさらに小さなパッケージサイズへの推進もあります。より高い温度サイクルやより過酷な化学物質への耐性など、極限条件下での強化された信頼性は、依然として主要な開発焦点です。さらに、駆動電子回路または複数の色チップ（RGB）を単一パッケージに統合することは、高度な照明システムにおける進行中のトレンドです。