LEDデータシート - PLCC-2パッケージ - 1.6x0.8mm - アイスブルー色 - 650mcd @ 10mA - 3.0V - 自動車グレード - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2パッケージを採用した高輝度表面実装アイスブルーLEDの完全な技術仕様を提供します。主に要求の厳しい自動車内装照明アプリケーション向けに設計されており、信頼性の高い性能と業界標準への準拠を兼ね備えています。このLEDはコンパクトな1608フットプリント（1.6mm x 0.8mm）を特徴とし、一貫した鮮やかな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LEDの中核的な利点は、自動車部品向けの厳格なAEC-Q101規格に基づく認定を受けており、過酷な環境条件下での信頼性を保証している点です。RoHS、REACH、ハロゲンフリー指令に完全準拠しており、現代の環境・安全規制に対応しています。標準駆動電流10mAにおける典型的な光度は650ミリカンデラ（mcd）であり、そのサイズに対して優れた明るさを提供します。

2. 技術パラメータ詳細分析

2.1 測光特性および電気的特性

主要な動作パラメータは、標準条件（T_s=25°C）におけるLEDの性能を定義します。順電流（I_F）の推奨動作範囲は2mAから20mAで、10mAが典型的な試験条件です。この電流における典型的な順電圧（V_F）は3.00Vで、最小値と最大値はそれぞれ2.5Vおよび3.5Vであり、半導体特性における予想されるばらつきを示しています。

主要な測光出力は光度（I_V）によって定義され、10mAにおける典型的な値は650 mcdです。最小値と最大値は330 mcdおよび970 mcdであり、これは後述するビニング構造に直接関連しています。発光パターンは120度の広い視野角（φ）によって特徴付けられ、広く均一な照明を提供します。色はCIE 1931図上の色度座標によって規定され、典型的な値はx=0.20、y=0.25であり、アイスブルーの特定の色調を定義します。

2.2 絶対最大定格と熱管理

これらの定格は、永久損傷が発生する可能性のある限界を定義し、連続動作のためのものではありません。絶対最大順電流は20mA、電力損失（P_d）は70mWを超えてはなりません。デバイスは、非常に短いパルス（t≤10μs、デューティサイクル0.005）に対して50mAのサージ電流（I_FM）に耐えることができます。

熱管理はLEDの寿命と性能安定性にとって重要です。接合温度（T_J）は125°Cを決して超えてはなりません。動作および保管温度範囲は-40°Cから+110°Cと規定されており、自動車環境への適合性を確認しています。2つの熱抵抗値が提供されています：接合部からはんだ付け点までの実熱抵抗（R_{thJS real}）は160 K/Wであり、電気的方法から導出された値（R_{thJS el}）は140 K/Wです。これらの値は、電力損失に基づく動作中の温度上昇を計算するために不可欠です。

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は性能ビンに分類されます。本データシートは包括的な光度ビニング構造について詳細に説明します。

3.1 光度ビン

光度はQからBまでのラベルが付けられたグループに分類されます。各グループはさらに3つのサブビン：X、Y、Zに細分化され、それぞれそのグループ内の低、中、高強度を表します。例えば、グループVは710 mcdから1120 mcdの強度をカバーします。サブビンVXは710-820 mcd、VYは820-970 mcd、VZは970-1120 mcdです。典型的な値650 mcdは、UYビン（520-610 mcd）またはVXビンの下限に該当し、部品番号が特定のビンコードに対応している可能性を示唆しています。このシステムにより、設計者はアプリケーションに必要な正確な輝度レベルを選択でき、複数ユニット間の視覚的一貫性を確保できます。

4. 性能曲線分析

4.1 IV曲線と相対光度

順電流対順電圧のグラフは、ダイオードの典型的な指数関係を示しています。この曲線により、設計者は所望の電流に必要な駆動電圧を決定でき、定電流回路の設計に重要です。相対光度対順電流のグラフは、光出力が低電流範囲では電流に対してほぼ線形であるが、電流が最大定格に近づくにつれて効率低下（準線形増加）の兆候を示す可能性があることを示しており、推奨範囲内での動作の重要性を強調しています。

4.2 温度依存性と色度安定性

相対光度対接合温度のグラフは、熱設計にとって重要です。これは、接合温度が上昇すると光出力が減少することを示しています。例えば、100°Cでは、相対強度は25°C時の値の約80-90%に低下する可能性があります。これは、周囲温度が高い、または放熱性が悪いアプリケーションでは考慮する必要があります。

色度座標シフト対接合温度のグラフは、知覚される色が温度とともにどのように変化するかを示します。温度に対する色の安定性は、色の一貫性が重要なアプリケーションにおいて極めて重要です。同様に、相対順電圧対接合温度のグラフは負の温度係数を示しており、V_Fは温度が上昇すると減少し、これは一部の温度検知回路で使用できます。

4.3 スペクトル分布と放射パターン

波長特性グラフは相対スペクトルパワー分布をプロットします。アイスブルーLEDの場合、この曲線は青シアン波長領域（通常470-490nm付近）に支配的なピークを持ちます。このピークの形状と幅が色純度を決定します。放射の典型的な図的特性は、光強度の空間分布（放射パターン）を示します。提供される120°視野角の極座標プロットは、ランバートまたは準ランバート放射パターンを確認しており、強度は0°（チップに対して垂直）で最高となり、±60°で50%に低下します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と極性

このLEDは、1608メトリックフットプリント（長さ1.6mm x 幅0.8mm）のPLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）表面実装パッケージを使用しています。機械図面（目次参照）には、本体高さ、リード間隔、公差の正確な寸法が記載されています。PLCC-2パッケージは通常、対向する2つのリードを持ちます。正しい極性の識別が不可欠です。データシートには、カソードマーカー（多くの場合、緑色の点、切り欠き、切り欠き角、またはパッケージ本体上の短いリード）が示されているはずです。逆バイアスでLEDを接続すると損傷する可能性があります。これは逆動作用に設計されていないためです（V_R定格は規定されていません）。

5.2 推奨はんだパッドレイアウト

リフローはんだ付け中に信頼性の高いはんだ接合を形成するために、PCBレイアウト向けの推奨ランドパターン（はんだパッド設計）が提供されています。このパターンは通常、部品のリードよりもわずかに大きく、良好なはんだ濡れとフィレット形成を促進し、はんだブリッジを防止します。この推奨事項に従うことは、LEDからPCB（ヒートシンクとして機能）への機械的強度と熱伝達にとって重要です。

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プロファイル

この部品の最大はんだ付け温度は30秒間260°Cです。これは、標準リフロープロセス中にパッケージ本体またはリードで測定されたピーク温度を指します。典型的なリフロープロファイルグラフは、温度上昇、予熱、ソーク、リフロー（ピーク温度）、冷却段階を示します。熱衝撃（エポキシレンズのひび割れや内部ダイおよびワイヤボンドの損傷を引き起こす可能性がある）を避けるために、このプロファイルに従うことが重要です。湿気感受性レベル（MSL）は2aに定格されており、部品はリフロー前のベーキングを必要とする前に、≤30°C/60% RHで最大4週間保管可能であることを意味します。

7. 包装および注文情報

部品番号1608-IB0100M-AMは論理的な構造に従います：1608はパッケージサイズを示し、IBはアイスブルー色を表し、0100Mは強度ビンまたは特定の性能グレードに関連し、AMは自動車グレードまたは特定のバージョンを表す可能性があります。注文情報には、利用可能な包装オプション、例えばテープアンドリール数量（例：リールあたり4000個）、リール寸法、テープ内の向きなどが詳細に記載されます。すべての組立段階で、ESD敏感デバイス（最大2kV HBM定格）の適切な取り扱いが強調されています。

8. アプリケーション提案

8.1 主なアプリケーション：自動車内装照明

明示されているアプリケーションは自動車内装照明です。これには、ダッシュボードバックライト、ボタン照明、フットウェルライト、ドアパネルライト、アンビエント照明が含まれます。AEC-Q101認定、広い動作温度範囲（-40°Cから+110°C）、および高い信頼性により、振動、熱サイクル、長い動作寿命に耐えなければならない自動車産業の厳しい要求に特に適しています。

8.2 設計上の考慮事項と回路保護

駆動回路を設計する際は、順電圧が負の温度係数を持つため、熱暴走を防ぐために、常に定電流源またはLEDと直列に電流制限抵抗を使用してください。抵抗値は R = (V_supply- V_F) / I_F を使用して計算します。最大V_FとI_Fを考慮して、電力損失（V_F* I_F）が70mWを超えないようにしてください。熱管理については、LEDのはんだパッドの下および周囲に十分な銅面積をPCB上に確保し、ヒートシンクとして機能させ、輝度と寿命を維持するために接合温度を可能な限り低く保つようにしてください。はんだパッド温度が上昇するにつれて許容最大連続電流を減らさなければならないことを示す順電流デレーティング曲線を考慮してください。

9. 技術比較と差別化

標準的な民生用グレードのLEDと比較して、この部品の主な差別化要因は、AEC-Q101認定と拡張温度範囲であり、これらは自動車アプリケーションにおいて譲れない要件です。他の自動車用LEDと比較して、その1608フットプリントのPLCC-2パッケージはコンパクトかつ堅牢なソリューションを提供します。10mAにおける典型的な650mcd出力は高い効率を提供し、競合他社と同じ明るさを達成するために低い駆動電流を使用できる可能性があり、それにより電力消費と熱負荷を低減します。包括的なビニング構造により、設計者は製品の輝度一貫性をより厳密に制御できます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 光度ビニングの主な目的は何ですか？

A: ビニングは、量産における色と輝度の一貫性を確保します。同じビンからLEDを選択することで、メーカーは製品内のすべてのユニットで均一な外観を保証でき、これは自動車内装のマルチLEDアレイにおいて特に重要です。

Q: 抵抗なしで3.3V電源でこのLEDを駆動できますか？

A: いいえ。典型的なV_Fは3.0Vですが、2.5Vまで低下する可能性があります。3.3Vを直接接続すると、絶対最大定格を超える電流が流れ、LEDを瞬時に破壊する可能性があります。常に電流制限機構を使用してください。

Q: このLEDはテールライトなどの自動車外装アプリケーションに適していますか？

A: 堅牢ではありますが、主に記載されているアプリケーションは内装照明です。外装灯は、光束、色度座標、耐候性のための封止において、しばしば異なる要件があります。外装使用の適合性については、常にアプリケーションノートまたはメーカーに相談してください。

Q: 120°の視野角は設計にどのように影響しますか？

A: 広い視野角は、エリア照明やLEDがオフアクシス角度（例：ダッシュボードアイコン）から見られる可能性のあるアプリケーションに理想的です。より焦点を絞ったビームが必要な場合は、二次光学系（レンズ）が必要になります。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：車両のアンビエントフットウェルライトの設計設計者は、ソフトなアイスブルーの輝きで運転席と助手席のフットウェルを照らす必要があります。フットウェルごとに2つのLEDを使用する計画です。ビニングテーブルに基づき、十分だが過剰ではない輝度を確保するために、ビンVY（820-970 mcd）からLEDを選択します。車両の12Vシステムから給電される回路を設計します。長寿命のために典型的なV_Fを3.0V、目標I_Fを10mAとして、直列抵抗を計算します：R = (12V - 3.0V) / 0.01A = 900オーム。標準の910オーム抵抗が選択されます。将来の調整が必要な場合に20mAの全能力を発揮できるように、はんだパッド温度を70°C以下に保つために、LEDパッドに接続された十分な銅面をPCB上に配置して放熱を図ります。組立時には推奨リフロープロファイルに従い、信頼性を確保します。

12. 動作原理の紹介

これは半導体発光ダイオード（LED）です。その中核は、化合物半導体材料（青/シアン色の場合は通常InGaNベース）で作られたチップです。ダイオードの閾値を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が反対側から半導体の活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、光子（光）の形でエネルギーを放出します。発光の特定の波長（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ます。PLCCパッケージのエポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成します（120°の視野角を実現）。内部構造には、光を上方に導く反射カップと電気接続のためのボンドワイヤが含まれます。

13. 技術トレンドと開発動向

自動車LED照明のトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）に向かっており、電気負荷と発熱を低減します。これにより、より明るい表示またはより低いエネルギー消費が可能になります。また、小型化への推進もあり、光出力を維持または増加させながらパッケージがさらに縮小しています。高温動作下での強化された信頼性と長寿命は、引き続き重要な研究分野です。さらに、統合が主要なトレンドであり、LEDパッケージにドライバIC、センサー、または複数のカラーチップ（RGB）を組み込んで、スマート照明システム向けの単一モジュールとしています。標準化されたカラービンとより厳しい公差への移行は、複数のサプライヤーから部品を使用する自動車メーカーにとって一貫性を確保します。