2色SMD LED データシート - パッケージ 3.2x2.8x1.9mm - 電圧 2.0V - 電力 75mW - 緑/黄 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、コンパクトな表面実装型2色LEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは自動化されたプリント基板（PCB）実装プロセス向けに設計されており、スペースが重要な制約となる用途に適しています。単一パッケージ内に2つの異なるLEDチップを内蔵しており、最小限の占有面積でマルチステータス表示や色混合を可能にします。

1.1 主な特長とターゲット市場

この部品の主な利点は、RoHS指令への準拠、高輝度AlInGaP半導体技術の採用、大量生産向けの標準テープ＆リールフォーマットとの互換性です。その設計は赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。ターゲットアプリケーションは、通信機器（携帯電話など）、ポータブルコンピューティングデバイス（ノートパソコンなど）、ネットワークハードウェア、家電製品、屋内サイン、キーボードバックライト、ステータスインジケータ機能など、幅広い民生用および産業用電子機器に及びます。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えてデバイスを動作させると、永久損傷を引き起こす可能性があります。主な定格には、色チップあたりの最大消費電力75 mW、連続DC順電流30 mA、パルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのピーク順電流80 mAが含まれます。最大許容逆電圧は5 Vです。デバイスの動作温度範囲は-30°C〜+85°C、保管温度範囲は-40°C〜+85°Cです。

2.2 電気光学特性

標準テスト電流20 mA、周囲温度25°Cで測定した場合、緑色および黄色チップの代表的な順方向電圧（Vf）は2.0 Vで、指定範囲は1.5 V（最小）から2.4 V（最大）です。光度（Iv）は主要な性能指標です。緑色チップの場合、代表値は35.0 mcd（ミリカンデラ）、最小値は18.0 mcdです。黄色チップはより高い代表出力75.0 mcdを示し、最小値は28.0 mcdです。視野角（2θ1/2）は、強度が軸上の値の半分に低下する全角として定義され、代表値は130度で、広い視野パターンを示しています。主波長（λd）は知覚される色を定義します。緑色の場合、代表値は571 nm（範囲564-578 nm）、黄色の場合、589 nm（範囲582-596 nm）です。スペクトル線半値幅（Δλ）は、両色とも代表値15.0 nmです。

3. ビンランキングシステムの説明

本製品は、アプリケーションでの一貫性を確保するために、性能ビンに従って分類されます。主に2つのビニングパラメータが使用されます：光度（Iv）と主波長（色相）です。

3.1 光度ビニング

緑色LEDは、光度ビンM（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）で入手可能です。黄色LEDは、ビンN（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）を提供します。各ビン内には+/-15%の許容差が適用されます。

3.2 色相（波長）ビニング

緑色LEDの場合、主波長はC（567.5-570.5 nm）、D（570.5-573.5 nm）、E（573.5-576.5 nm）としてビニングされ、ビンあたり+/-1 nmの許容差があります。この精密な制御により、生産ロット間の色の一貫性が確保され、均一な外観を必要とするアプリケーションにとって重要です。

4. 性能曲線分析

特定のグラフィカルデータは原資料で参照されていますが（例：スペクトル放射の図1、視野角の図5）、このようなデバイスの代表的な曲線は重要な関係を示しています。順電流対順電圧（I-V）曲線は、ダイオードに特徴的な指数関数的関係を示します。光度対順電流曲線は、通常、ある点までは電流にほぼ比例して光出力が増加し、その後効率が低下する可能性があります。スペクトル分布曲線は、各単色チップに対して単一のピークを示し、半値幅が色純度を定義します。これらの曲線を理解することは、回路設計、特にLEDを最適な効率で駆動し、異なる動作条件下での光出力を予測するために不可欠です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法とピン割り当て

本デバイスは標準的なSMDフットプリントを備えています。重要な寸法には、本体サイズが長さ約3.2 mm、幅約2.8 mm、代表的な高さ1.9 mmが含まれます。公差は通常±0.1 mmです。パッケージはウォータークリアレンズを採用しています。ピン割り当ては以下の通りです：ピン1と3は緑色AlInGaPチップに割り当てられ、ピン2と4は黄色AlInGaPチップに割り当てられます。この構成により、各色を独立して制御できます。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

信頼性の高いはんだ付けと適切な機械的位置合わせを確保するために、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。このパターンには通常、良好なはんだフィレット形成を促進するために、デバイスの端子よりもわずかに大きなパッドが含まれており、これは接合強度と放熱にとって重要です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けパラメータ

鉛フリー（Pbフリー）実装プロセスの場合、特定のリフロープロファイルが推奨されます。ピーク本体温度は260°Cを超えてはならず、260°C以上の時間は最大10秒に制限する必要があります。200°Cまでの予熱段階が推奨されます。プロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、および使用するオーブンに対して特性評価されるべきです。本デバイスは、これらの条件下で最大2回のリフローサイクルに適合しています。

6.2 手動はんだ付け

はんだごてによる手動はんだ付けが必要な場合、先端温度は最大300°Cに制御し、リードあたりのはんだ付け時間は3秒を超えてはなりません。手動はんだ付けは一度だけ行うべきです。

6.3 保管と取り扱い

LEDは湿気に敏感です（MSL 3）。乾燥剤入りの元の密閉防湿バッグで保管する場合、保管条件は≤30°C、≤90% RHとし、1年以内に使用する必要があります。バッグを開封した後は、部品を≤30°C、≤60% RHで保管する必要があります。バッグ開封後1週間以内にIRリフロー工程を完了することが推奨されます。元の包装から出して1週間以上保管された部品については、はんだ付け前にベーキング処理（例：60°Cで少なくとも20時間）が必要であり、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン損傷を防止します。

6.4 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分未満浸漬することは許容されます。指定外の化学薬品はパッケージ材料を損傷する可能性があります。

7. 包装および注文情報

部品は、EIA-481規格に準拠した8 mm幅のエンボスキャリアテープに巻かれ、7インチ（178 mm）直径のリールで供給されます。各リールには3000個が含まれます。テープはカバーテープを使用して部品ポケットを密封します。フルリール未満の数量の場合、残りロットの最小梱包数量は500個です。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

この2色LEDは、マルチステータス表示に最適です。例えば、ネットワークルーターでは、緑色チップが電源オン/動作正常を示し、黄色チップがデータアクティビティまたはシステムアラートを示すことができます。民生用電子機器では、充電/ステータスインジケータの組み合わせとして機能します。その小さなサイズは、携帯機器のミニチュアキーパッドやアイコンのバックライトに適しています。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：各LEDチップに対して常に直列の電流制限抵抗を使用してください。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (電源電圧 - LEDのVf) / 希望電流。代表的なVf 2.0V、希望電流20 mA、電源5Vの場合、R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ωです。

熱管理：消費電力は低いですが、特に高温環境下では、放熱パッド（存在する場合）またはリード周囲に十分なPCB銅を確保することで放熱を助け、LEDの長寿命と安定した光出力を維持します。

ESD保護：本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱いおよび組立中は、適切なESD対策（リストストラップ、接地された作業台、導電性フォーム）を講じる必要があります。

9. 技術比較と差別化

単色SMD LEDと比較して、このデバイスは2つの機能を1つのパッケージに組み合わせることでスペースを節約し、PCB占有面積と組立時間を削減します。AlInGaP技術の使用は、これらの特定の色（緑と黄）に対して他のいくつかのLED技術と比較して、通常、より高い発光効率と優れた温度安定性を提供し、動作温度範囲全体でより明るく一貫した出力をもたらします。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 緑色と黄色のLEDをそれぞれ最大DC電流（30 mA）で同時に駆動できますか？

A: 技術的には可能ですが、総消費電力について考慮する必要があります。それぞれ30mAで同時動作すると、順方向電圧が範囲の上限にある場合、合計消費電力が推奨限界を超える可能性があります。絶対最大定格以下、おそらくそれぞれ20 mAで動作させ、適切な熱設計を確保することがより安全です。

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、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λd）は、基準白色光と比較したときにLEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。λdは、人間中心のアプリケーションにおける色仕様により関連性があります。

Q: バッグ開封後の保管条件がなぜそれほど重要ですか？

A: SMD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、内部圧力を発生させ、パッケージの剥離やダイのクラックを引き起こす可能性があります。これはポップコーン現象として知られる故障です。指定された保管条件とベーキング手順はこれを防止します。

11. 実用的なアプリケーション事例

シナリオ：ポータブルデバイス向けデュアルステータスインジケータの設計

設計者が、単一のインジケータLEDを備えたコンパクトなメディアプレーヤーを作成しています。要件は次の通りです：緑色点灯で再生、緑色点滅で一時停止、黄色点灯で充電/スタンバイ。この2色LEDを使用することで設計が簡素化されます。2つのGPIOピンを備えたマイクロコントローラは、単純なトランジスタスイッチを介して、またはGPIOが十分な電流をシンク/ソースできる場合は直接、緑色と黄色のチップを独立して制御できます。130度の広い視野角により、さまざまな角度からステータスが見えることが保証されます。設計者は、すべての生産ユニットで均一な色と明るさを保証するために、同じ光度および色相ビンから部品を選択します。

12. 原理紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）LEDでは、電気エネルギーにより、半導体の活性領域内で電子と正孔が再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。光の特定の色は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定され、これは構成元素の比率を調整することで設計されます。2色LEDパッケージには、異なるバンドギャップを持つ2つのそのような半導体チップが収められており、電気的には絶縁されていますが、共通の機械的構造を共有しています。

13. 開発動向

SMD LED技術の一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）に向かって継続しており、より明るい表示またはより低い消費電力を可能にしています。小型化は依然として主要な推進力であり、民生用電子機器におけるより高密度なパッケージングと新しいフォームファクタを可能にしています。また、厳しい環境条件下での改善された演色性と一貫性、および信頼性の向上にも焦点が当てられています。制御ICをLEDと単一パッケージに組み合わせる（スマートLED）などの統合は、システム設計を簡素化するためのもう一つの成長分野です。