PLCC-3 グリーンLED データシート - パッケージ 3.2x2.8x1.9mm - 電圧 2.75-3.65V - 電力 110mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-3表面実装パッケージに収められた高性能グリーンLEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、信頼性の高いインジケータと効率的なバックライトソリューションを必要とするアプリケーション向けに設計されています。その中核的な利点は、高輝度出力、内蔵インターリフレクタ設計により実現された広い視野角、自動実装プロセスに適した堅牢な構造の組み合わせに由来します。

主なターゲット市場は、明確な視覚的表示と、LCD、スイッチ、シンボル用の省スペースなバックライト照明が求められる、民生電子機器、オフィスオートメーション機器、産業用制御パネルなどです。低電流要件も、バッテリー駆動の携帯機器に理想的です。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、長期信頼性を確保するために定義されています。最大逆電圧は5Vであり、これを超えると半導体接合が損傷する可能性があります。連続順方向電流定格は30mAで、パルス動作（1kHz、1/10デューティサイクル）では100mAのピーク順方向電流能力があります。最大許容損失は、周囲温度（T_A）25°Cにおいて110mWです。デバイスは150V（人体モデル）の静電気放電（ESD）に耐えることができます。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管条件は-40°Cから+90°Cです。

2.2 電気・光学特性

主要な性能パラメータは、標準テスト電流30mAで測定されます。光度（I_v）は、典型的に715mcdから1800mcdの範囲で、ビンに分類されます。視野角（2θ_1/2）は広い120度で、広範囲の視認性を提供します。主波長（λ_d）は緑色を定義し、520nmから535nmの範囲です。順方向電圧（V_F）は、テスト電流において典型的に2.75Vから3.65Vの間です。許容差は、光度が±10%、主波長が±1nm、順方向電圧が±0.1Vと規定されています。

3. ビニングシステムの説明

製造における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに仕分けされます。

3.1 主波長ビニング

緑色は3つのビンに分類されます：ビンコードX（520-525nm）、Y（525-530nm）、Z（530-535nm）。これにより、設計者はアプリケーションに応じて特定の緑色合いのLEDを選択できます。

3.2 光度ビニング

明るさは4つのビンに仕分けられます：V1（715-900mcd）、V2（900-1120mcd）、W1（1120-1420mcd）、W2（1420-1800mcd）。これにより、必要な輝度レベルに基づいた選択が可能です。

3.3 順方向電圧ビニング

動作電圧は3つのビンにグループ分けされます：E5（2.75-3.05V）、6（3.05-3.35V）、7（3.35-3.65V）。これは、特に複数のLEDを直列接続する場合、安定した定電流駆動回路を設計する上で重要です。

4. 性能曲線分析

データシートで参照される特定のグラフ曲線は、その示唆する内容が重要です。典型的な順方向電流対順方向電圧（I-V）曲線は指数関数的関係を示し、電流制限抵抗の必要性を強調しています。光度対順方向電流曲線は、最大定格まで電流の増加に伴って出力がどのように増加するかを示しています。スペクトル分布曲線は、ピーク波長と主波長を確認し、緑色の純度を定義します。これらの曲線を理解することは、駆動条件を最適化し、異なる動作シナリオ下での性能を予測するために不可欠です。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

PLCC-3パッケージの公称寸法は、長さ3.2mm、幅2.8mm、高さ1.9mmです。規定されていない公差はすべて±0.1mmです。パッケージは白色ボディと無色透明レンズを特徴とします。

5.2 極性識別とパッドレイアウト

カソードは通常マークされています。適切なはんだ付け、機械的安定性、リフロー工程中の放熱を確保するために、推奨されるはんだパッドフットプリントが提供されています。このレイアウトに従うことは、製造歩留まりと信頼性にとって極めて重要です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

本デバイスは、リフローはんだ付けとフローはんだ付けの両方のプロセスに適しています。リフローはんだ付けの場合、最大ピーク温度は260°Cを10秒間超えてはなりません。手はんだ付けの場合、はんだごて先端温度は350°Cに制限し、リードごとの最大時間は3秒です。これらの制限は、プラスチックパッケージおよび内部ダイとワイヤボンドへの熱損傷を防ぎます。

7. 梱包および発注情報

LEDは8mmキャリアテープに供給され、リールに巻かれています。各リールには2000個が含まれます。梱包には防湿対策が施されています：リールは乾燥剤と共にアルミ防湿バッグ内に収められ、湿度指示カードが同梱されます。製品ラベルには、光度（CAT）、主波長（HUE）、順方向電圧（REF）のビニングコードが説明されています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、オーディオ/ビデオ機器、家電製品、オフィス機器における状態表示灯およびバックライト照明に最適です。その広い視野角と効率的な光結合により、光を特定のパネル位置に導くライトパイプとの併用に特に適しています。また、LCD、メンブレンスイッチ、イルミネーテッドシンボルのフラットバックライト照明にも使用されます。

8.2 重要な設計上の考慮事項

電流制限は必須です：順方向電流を制限するために、常に外部直列抵抗を使用しなければなりません。LEDの指数関数的なI-V特性は、電圧のわずかな増加が大きく破壊的な電流増加を引き起こす可能性があることを意味します。抵抗値は、電源電圧、LEDの順方向電圧（ビンと温度効果を考慮）、および希望の動作電流（連続30mAを超えない）に基づいて計算する必要があります。

熱管理：パッケージは110mWを放散できますが、高い周囲温度または最大電流で動作すると、接合温度が上昇し、光出力と寿命が低下する可能性があります。パッド周囲の十分なPCB銅面積は、放熱に役立ちます。

9. 技術比較と差別化

より単純なLEDパッケージと比較して、このPLCC-3デバイスの重要な差別化要因は、内蔵インターリフレクタです。この機能は、側方放射光を捕捉して上方に再指向させ、視野角と上面からの総光出力効率を大幅に向上させます。これにより、広角視認性を必要とするアプリケーションや、ライトパイプと組み合わせる場合において、基本的なチップLEDよりも優れています。また、このパッケージは2リードパッケージよりも堅牢で、自動ピックアンドプレースマシンによる取り扱いが容易です。

10. よくあるご質問 (FAQ)

Q: このLEDを5V電源から直接駆動できますか？

A: いいえ。電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、5V電源、LEDのV_Fが3.0V（典型）、希望のI_Fが20mAの場合、抵抗値は R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω となります。抵抗の電力定格は少なくとも I²R = (0.02)²* 100 = 0.04W であるべきなので、1/8Wまたは1/4Wの抵抗が適しています。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A> ピーク波長（λ_P）は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λ_d）は、LEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。主波長は色指定により関連性が高いです。

Q: ラベルのビンコードをどのように解釈すればよいですか？

A: ラベルコード（例：デバイス選択ガイドから）は、そのロットのLEDの特定の性能ビンを示します。"CAT"は光度ビン（例：W2）、"HUE"は主波長ビン（例：Y）、"REF"は順方向電圧ビン（例：6）を指します。これにより、製造における正確な選択とマッチングが可能になります。

11. 設計・使用事例研究

シナリオ：メンブレンスイッチパネルのバックライト照明設計者は、スペース制約のため、単一のLEDを使用して制御パネル上の4つのシンボルを均一に照らす必要があります。高輝度と広い視野角のために、このPLCC-3グリーンLEDを選択します。中央に取り付けられたLEDから各シンボルへ光を導く4つの分岐を持つカスタムアクリル製ライトパイプが設計されます。LEDの120度の広い視野角は、光をライトパイプの入口に効率的に結合させることを保証します。LEDは、3.3Vマイクロコントローラ電源ラインからの電流制限抵抗を介して25mAで駆動されます。選択された光度ビン（W1）は、ライトパイプ内での損失後でも十分な明るさを提供します。波長ビン（Y）からの一貫した色は、4つのシンボルすべてが同じ緑色調を持つことを保証します。

12. 動作原理

これは半導体発光ダイオードです。接合の閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がInGaN（窒化インジウムガリウム）チップの活性領域で再結合します。この再結合プロセスは光子の形でエネルギーを放出し、光を生成します。半導体材料の特定の組成が、この場合は緑色の、発光の波長（色）を決定します。プラスチックパッケージは、チップを保護し、光出力を整形する一次レンズを提供し、効率を向上させる反射面を組み込む役割を果たします。

13. 業界動向

PLCC-3のようなSMD LEDの市場は進化し続けています。一般的なトレンドには、エネルギー効率を向上させる、より高い発光効率（電力入力あたりのより多くの光出力）への推進が含まれます。また、温度および寿命にわたる色の一貫性と安定性の向上にも焦点が当てられています。さらに、パッケージング技術の進歩は、光学的性能と信頼性を維持または向上させながら、デバイスをさらに小型化することを目指しており、電子機器の小型化に対応しています。このデバイスのインターリフレクタ設計に見られる広い視野角と効率的な光取り出しの原理は、これらの発展の中心であり続けています。