ミニTOPビューLED 65-11シリーズ データシート - SMTパッケージ - ブルー468nm - 120°視野角 - 3.2V標準 - 20mA - 技術文書

1. 製品概要

65-11シリーズは、ミニTOPビュー表面実装技術（SMT）LEDのファミリーです。これらの部品は、コンパクトな白色パッケージと、光がプリント基板（PCB）を通して放射される独自のトップダウン発光設計が特徴です。この特定モデルは、標準主波長468ナノメートルの青色光を発光します。

このシリーズの中核的な利点は、ライトガイドやパイプへの効率的な光結合に最適化された非常に広い視野角です。設計には光学的性能を向上させる機能が組み込まれており、鉛フリー（Pbフリー）およびRoHS環境規格に完全準拠しています。内蔵の静電気放電（ESD）保護により、取り扱いおよび組立中のデバイスを保護します。

2. 技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 逆電圧（V_R）：5 V
• 順電流（I_F）：25 mA（連続）
• ピーク順電流（I_FP）：100 mA（デューティサイクル 1/10 @ 1 kHz）
• 電力損失（P_d）：110 mW
• ESD保護（HBM）：2000 V
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +100°C
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +110°C
• はんだ付け温度：リフロー：最大10秒間 260°C；手はんだ：最大3秒間 350°C。

2.2 電気光学特性

特に指定がない限り、標準周囲温度25°C、順電流20mAで測定。公差は設計上重要です。

• 光度（I_v）：112 ～ 285 mcd（ミリカンデラ）。公差は±11%。
• 視野角（2θ_1/2）：120度（標準）。これは、強度がピーク値の少なくとも半分である角度範囲を定義します。
• ピーク波長（λ_p）：468 nm（標準）。
• 主波長（λ_d）：464.5 ～ 476.5 nm。公差は±1 nm。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：20 nm（標準）。これは青色光のスペクトル純度を示します。
• 順電圧（V_F）：2.90 ～ 3.60 V。公差は±0.1 V。
• 逆電流（I_R）：逆電圧5V時、最大50 µA。

3. ビニングシステム説明

LEDは、主要パラメータに基づいてビンに分類され、生産ロットの一貫性を確保します。設計者は、色や輝度の均一性に関するアプリケーション要件に合わせてビンを指定できます。

3.1 主波長ビニング（グループA）

青色の正確な色調を定義します。ビンはA9からA12までラベル付けされ、A9が最短波長範囲（464.5-467.5 nm）、A12が最長波長範囲（473.5-476.5 nm）を表します。

3.2 光度ビニング

輝度レベルを定義します。ビンはR1（最低、112-140 mcd）からS2（最高、225-285 mcd）まであります。

3.3 順電圧ビニング（グループB2）

電気的特性を定義します。ビンは36から42まで番号付けされ、電圧範囲2.90-3.00 V（ビン36）から3.50-3.60 V（ビン42）に対応します。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ外形寸法

デバイスはコンパクトなSMTフットプリントを特徴とします。重要な寸法には、本体サイズ、リード間隔、全高が含まれます。特に指定のない公差は±0.1 mmです。極性は、パッケージ上の特定のマーキングまたはピン配置で示され、PCBレイアウトおよび組立時に遵守する必要があります。

4.2 テープ＆リール包装

LEDは、自動ピック＆プレース組立用にキャリアテープとリールに供給されます。リール寸法とテープポケット設計は、標準SMT装置との互換性を確保するために規定されています。標準梱包数量はリールあたり2000個です。

4.3 湿気感受性と保管

部品は、乾燥剤入りの防湿アルミ袋に包装されています。注意事項は重要です：部品を使用する準備ができるまで袋を開封してはいけません。開封前は、保管条件を30°C以下、相対湿度90%以下とします。開封後は、リフローはんだ付け時の湿気による損傷を防ぐため、30°C以下、相対湿度60%以下の条件下で、推奨フロアライフは1年です。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

主に推奨されるはんだ付け方法は、赤外線（IR）リフローはんだ付けです。許容されるプロファイルのピーク温度は最大260°Cで、持続時間は10秒を超えてはいけません。手はんだ付けは可能ですが、プラスチックパッケージおよび半導体チップへの熱損傷を防ぐため、リードあたり最大3秒間、350°Cに制限する必要があります。

6. アプリケーション提案

6.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• 光学インジケータ：民生電子機器、産業用制御装置、自動車ダッシュボードの状態表示灯。
• ライトガイド／パイプ結合：トップビュー、広角発光は、エッジライティングやアクリルまたはポリカーボネート製ライトガイドへの光注入に理想的で、ボタンのバックライト、パネルインジケータ、装飾照明によく使用されます。
• バックライト：小型LCDディスプレイ、キーパッド、スイッチ照明、一般的な装飾またはアクセント照明に適しています。
• 自動車内装照明：信頼性と一貫した色が最も重要である、ダッシュボードスイッチのバックライトなどのアプリケーション。

6.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：外部の電流制限抵抗は絶対に必須です。LEDの順電圧は負の温度係数を持ち、電圧のわずかな増加が、破壊的な可能性のある大きな電流増加を引き起こす可能性があります。抵抗値は、電源電圧と所望の順電流（通常20 mA以下）に基づいて計算する必要があります。
• 熱管理：電力損失は低いですが、特に高温環境下または最大連続電流で駆動する場合に、PCBが適切な放熱を提供することを確保することは、長期信頼性を向上させます。
• ESD対策：デバイスには内蔵ESD保護がありますが、組立および設置中は標準的なESD取り扱い手順に従うべきです。

7. 信頼性試験

本製品は、信頼度90%、ロット許容不良率（LTPD）10%で実施される包括的な信頼性試験一式を受けています。主要な試験には以下が含まれます：

• リフローはんだ付け耐性
• 温度サイクル（-40°C ～ +100°C）
• 熱衝撃
• 高温・低温保管
• DC動作寿命（20mA、1000時間）
• 高温高湿（85°C/85% RH、1000時間）

これらの試験は、電子製品で遭遇する典型的な環境的および動作的ストレス下でのデバイスの堅牢性を検証します。

8. よくある質問（技術データに基づく）

Q: TOPビュー設計の主な利点は何ですか？

A: PCB平面に対して垂直に、基板自体を通して光を放射します。これは、LEDの真上に配置されたライトパイプを使用するアプリケーションに最適で、結合効率を最大化し、広い視野角で均一な照明を提供します。

Q: 抵抗なしで5V電源からこのLEDを直接駆動できますか？

A:No.これはほぼ確実にLEDを破壊します。順電圧は約3.2Vです。5Vを直接接続すると、最大定格をはるかに超える電流が流れ、即座に故障します。直列抵抗が不可欠です。

Q: 光度値はどのように解釈すればよいですか？

A: 光度（ミリカンデラ、mcdで測定）は、特定の方向から人間の目で知覚される明るさを示します。広い120°視野角は、この明るさが非常に広い範囲で維持されることを意味しますが、ピーク強度値は中心軸（0°）に沿って測定されます。

Q: ラベルのビニング情報は何を意味しますか？

A: ラベルには、光度ランク（CAT）、色度座標（HUE）、順電圧ランク（REF）のコードが含まれています。これにより、トレーサビリティが確保され、注文時に指定した特定の光学的および電気的特性を持つ部品を受け取ることができ、複数LEDアプリケーションでの色合わせに不可欠です。

9. 動作原理

本デバイスは半導体光源です。窒化インジウムガリウム（InGaN）チップをベースとしており、これは直接遷移型半導体材料です。デバイスの閾値を超える順電圧が印加されると、電子と正孔がチップの活性領域内で再結合します。この特定の材料系（InGaN）では、この再結合プロセスにより、主に青色波長スペクトル（約468 nm）の光子の形でエネルギーが放出されます。透明なレンズ材料がチップを封止し、放射光を所望の広角パターンに形成するのに役立ちます。

10. 設計および使用事例研究

シナリオ：メンブレンスイッチパネルのバックライト

設計者は、暗所での視認性のために青色でバックライトが必要な複数のメンブレンスイッチを備えたユーザーインターフェースパネルを作成しています。パネルは、中央のPCBから配線された、各スイッチアイコン用の個別のライトパイプを使用します。

部品選定：65-11シリーズ青色LEDは、そのトップビュー発光がライトパイプの基部に効率的に結合するため選定されました。広い120°視野角により、位置合わせが完璧でなくても、アイコン領域全体に均一な照明が確保されます。

回路設計：システム電源は5Vです。各LEDについて、電流制限抵抗を計算します。標準V_Fを3.2V、目標I_Fを20mAとして、抵抗値は R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ω です。標準91 Ω抵抗が選択されます。抵抗での電力損失は (1.8V)^2 / 91Ω ≈ 36 mW で、標準1/8W抵抗の定格内です。

PCBレイアウト：LEDフットプリントは、ライトパイプの取り付け穴の真下に正確に配置されます。PCBシルクスクリーンの極性マーキングは、LEDのアノード／カソード表示と一致します。LEDのカソード（熱放散パッドがある場合）に接続されたパッドには、はんだ付けを助け、ある程度の放熱を提供するために、小さなサーマルリリーフ接続が使用されます。

結果：最終製品は、最小限の電力消費と高い信頼性で、すべてのスイッチに均一で明るい青色のバックライトを実現し、部品の規定された信頼性試験によって検証されています。