1608 PLCC-2 アンバーLED データシート - サイズ 1.6x0.8mm - 順電圧 2.85V - 光度 710mcd - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、厳しい用途向けに設計されたコンパクトで高信頼性の表面実装LEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、1608フットプリント（1.6mm x 0.8mm）のPLCC-2（プラスチックリードチップキャリア）パッケージ内にフォトフォコンバージョン（PC）アンバー技術を採用しています。その主な設計焦点は自動車内装照明にあり、様々な環境条件下での一貫した性能、色品質、長期信頼性が最も重要です。本製品は、自動車用途における個別光電子デバイスのAEC-Q102規格に認定されており、車両での使用に必要な厳格な品質と信頼性要件を満たすことが保証されています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 測光および色特性

LEDのコア性能は、その測光出力によって定義されます。標準試験条件（順電流 I_F= 10mA、はんだパッド温度 = 25°C）において、代表光度は710ミリカンデラ（mcd）です。最小値と最大値はそれぞれ610 mcdおよび970 mcdと規定され、測定許容差は±8%です。主波長はCIE 1931図上の色度座標によって定義され、代表値はx=0.56、y=0.42で、特定のアンバー色調を表します。これらの座標の許容差は±0.005であり、ユニット間の厳密な色の一貫性を保証します。本デバイスは120度の広い視野角（代表値、許容差±5°）を提供し、パネル照明やインジケータに適した広く均一な照明を実現します。

2.2 電気的および熱的パラメータ

電気的特性は動作範囲を定義します。代表順電圧（V_F）は10mA時に2.85Vで、範囲は2.5V（最小）から3.5V（最大）です。絶対最大連続順電流は20mAで、パルス幅≤10μsの場合のサージ電流耐量は50mAです。本デバイスは逆バイアス動作用には設計されていません。熱管理はLEDの長寿命にとって重要です。半導体接合からはんだ接点までの熱抵抗は、2つの方法で規定されています：160 K/W（実測、光学測定に基づく）および140 K/W（電気的、V_F測定に基づく）。最大許容接合温度（T_J）は125°Cで、動作周囲温度範囲は-40°Cから+110°Cです。

2.3 絶対最大定格と信頼性

これらの限界を超えて動作すると、永久損傷を引き起こす可能性があります。主要な定格には、消費電力（P_d）70mW、前述の順電流および温度制限、2kV（人体モデル）のESD感度定格が含まれます。本デバイスは、ピーク温度260°Cで30秒間のリフローはんだ付けに対応しています。RoHS、EU REACHに準拠し、ハロゲンフリー（Br <900ppm、Cl <900ppm、Br+Cl <1500ppm）です。また、腐食耐性クラスB1を満たし、湿気感受性レベル（MSL）は3です。

3. ビニングシステムの説明

製造ばらつきを管理し、精密な選択を可能にするため、LEDは主要パラメータごとにビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

光度はQからBまでのラベルが付けられたビンにグループ化され、各グループにはサブビンX、Y、Zが含まれます。この特定の型番（1608-PA0100M-AM）の場合、710 mcdの代表出力はVZビンに該当し、これは970 mcd（最小）から1120 mcd（最大）の範囲をカバーします。データシートは、この製品の出力可能ビンが、表に示されているように、このVZ範囲を中心としていることを強調しています。

3.2 色ビニング

フォトフォコンバージョンアンバー色は、CIE色度図上の特定の領域に従ってビニングされます。データシートは、3つの主要ビン（8285、8588、8891）の座標境界を提供します。各ビンは、x,y図上で多角形を形成する3つまたは4つの座標点のセットによって定義されます。このLEDの代表色度座標（x=0.56、y=0.42）は8588ビン内に収まり、このビンは点（0.5448, 0.4544）、（0.5633, 0.4361）、（0.5250, 0.4450）、（0.5080, 0.4620）によって境界が定められています。ビン内の色度座標の許容差は±0.005です。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は0.25Vステップでビニングされ、ビンコードは1012（1.00V - 1.25V）から6770（6.75V - 7.00V）まであります。このLEDの代表V_Fである2.85Vは、2730ビン（2.75V - 3.00V）に分類されます。このビニングにより、設計者はマルチLEDアレイでの電流均等化のために、電圧降下が密接に一致するLEDを選択することができます。

4. 性能曲線分析

4.1 分光分布と放射パターン

相対分光分布グラフは、フォトフォコンバージョンLEDに特徴的な広い発光ピークを示しています。アンバー光は、青色発光チップがフォトフォ層を励起することによって生成され、青色光の一部をより長い波長（黄色/赤色）にダウンコンバートし、最終的なアンバー色を生み出します。代表的な放射パターン図はランバート型に近く、強度が軸外れ±60°でピーク値の半分に低下する120°の視野角を確認できます。

4.2 順電流対順電圧（I-V曲線）

I-V曲線は、ダイオードとして予想通り非線形です。このグラフは順電流（I_F）と順電圧（V_F）の関係を示しています。この曲線は、電流制限回路の設計に不可欠です。電圧は電流とともに増加し、非常に低い電流では約2.4Vから始まり、定格最大20mAでは約3.2Vに達します。

4.3 相対光度対順電流

このグラフは、光出力が駆動電流に依存することを示しています。相対光度は、ある点まで電流に対して超線形的に増加します。この関係は、調光および輝度制御設計にとって重要であり、特に低電流では出力が電流に比例して直線的に変化しないことを示しています。

4.4 温度依存特性

いくつかのグラフが性能に対する温度の影響を示しています。相対光度対接合温度グラフは、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。110°Cでは、出力は25°C時の値の約60-70%になります。相対順電圧対接合温度グラフは、V_Fが温度の上昇とともに直線的に減少する（約-2mV/°C）ことを示しており、これは接合温度の推定に使用できます。色度シフト対接合温度グラフは、温度による色度座標（Δx、Δy）のわずかではあるが測定可能な変動を示しており、これは色が重要な用途にとって重要です。

4.5 順電流デレーティングとパルス耐量

順電流デレーティング曲線は信頼性にとって極めて重要です。これは、はんだパッド温度の関数としてLEDが扱える最大安全連続順電流を示します。パッド温度が上昇すると、最大安全電流は直線的に減少します。最大動作パッド温度110°Cでは、最大電流は20mAです。このグラフはまた、2mA以下の電流を使用しないことも規定しています。許容パルス耐量チャートは、様々なデューティサイクル（D）における短時間パルスで許容されるピーク電流を定義します。低デューティサイクル（例：0.5%）での非常に短いパルス（例：0.1ms）の場合、DC最大値（最大約55mA）を大幅に超える電流に耐えることができます。5. 機械的、実装、およびパッケージング情報

5.1 機械的寸法と極性

LEDは、1608フットプリントの標準PLCC-2表面実装パッケージを使用します。機械図（内容に含意）には、正確な長さ、幅、高さ、リード寸法、および公差が規定されます。パッケージには成形レンズが含まれます。極性はカソードマーク（通常はパッケージ本体の切り欠き、緑色の点、またはその他のマーキング）によって示され、これはPCBのシルクスクリーンまたはフットプリント上の対応するマーキングと合わせる必要があります。

5.2 推奨はんだパッドレイアウトとリフロープロファイル

適切なはんだ付け、機械的安定性、および熱性能を確保するために、推奨ランドパターン（はんだパッド設計）が提供されます。このパターンには通常、2つの電気接点用のパッドが含まれ、熱緩和接続を含む場合もあります。

リフローはんだ付けプロファイルは、はんだ付けのための時間-温度要件を規定します。主要パラメータは、最大30秒間のピーク温度260°Cです。このプロファイルには、熱衝撃を防止し、信頼性の高いはんだ接合を確保するための予熱、ソーク、冷却のランプレートも含まれます。5.3 パッケージングと取り扱い上の注意

パッケージング情報は、自動実装に使用されるテープおよびリールの仕様（リール寸法、ポケット間隔、向きなど）を詳細に説明します。MSL 3定格のため、防湿バッグが開封され、部品がリフローはんだ付け前に指定されたフロアライフ（通常168時間）を超えて周囲環境にさらされた場合は、ベーキングが必要です。一般的な注意事項には、レンズへの機械的ストレスの回避、適切なESD取り扱い手順の使用、損傷を防ぐための推奨はんだ付けプロファイルの遵守が含まれます。

6. アプリケーションガイドラインと設計上の考慮事項

6.1 主な用途：自動車内装照明

明記されている用途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、スイッチ照明、アンビエント照明、フットウェルライト、コンソールインジケータなど、幅広い用途が含まれます。AEC-Q102認定、広い温度範囲（-40°Cから+110°C）、および耐食性により、車両内の過酷な環境に適しています。

6.2 回路設計上の考慮事項

電流駆動：

LEDは電流駆動デバイスです。定電流源または電圧源と直列の電流制限抵抗が必須です。設計では、高温時のデレーティング曲線を考慮して、順電流が絶対最大定格を超えないことを保証する必要があります。熱管理：
接合からはんだ接点までの熱抵抗は大きい（140-160 K/W）です。低い接合温度を維持し、長寿命と安定した色を確保するためには、PCBが効果的なヒートシンクとして機能する必要があります。これには、LEDパッドの下および周囲に十分な銅面積を使用すること、内層への熱ビア、金属コアやシャーシへの接続が含まれます。ESD保護：
ESD定格が2kV HBMであるため、取り扱いおよび組立時の基本的なESD対策で十分です。ESDリスクが高い環境でのアプリケーションでは、PCB上に追加の保護回路を検討することがあります。調光：
輝度制御には、アナログ電流調光よりもパルス幅変調（PWM）が推奨されます。PWMはオンパルス中に一定電流を維持し、LEDの色度を保持しますが、アナログ調光（電流の減少）は、色度シフト対順電流グラフに示されているように、顕著な色ずれを引き起こす可能性があります。7. 技術比較と差別化

フォトフォコンバージョンなしの標準アンバーLEDチップと比較して、このPCアンバーLEDは通常、より広いスペクトルを提供し、アンバー領域で潜在的に高い演色性を提供するため、特定の内装照明の美学にとって望ましい場合があります。PLCC-2パッケージは、チップスケールパッケージ（CSP）と比較して、より堅牢で取り扱いが容易なSMTソリューションを提供し、成形レンズによるより良い光取り出しを実現します。AEC-Q102認定および指定された硫黄試験基準（内容で言及）は、自動車用途と民生用LEDを区別する重要な要素であり、車両内で見られる熱サイクル、湿度、化学物質暴露下での長期信頼性に対処しています。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDの代表駆動電流は何ですか？

A: 標準試験条件および代表性能データは、I
= 10mAで与えられています。最小定格（2mA）から最大定格（20mA）の間の任意の値で動作させることができ、出力と効率はそれに応じて変化します。_FQ: 輝度はどのように制御しますか？

A: 輝度は主に順電流によって制御されます。広範囲にわたって色ずれなく滑らかに調光するには、パルス幅変調（PWM）が推奨されます。関係については、相対光度対順電流グラフを参照してください。
Q: なぜ光度は範囲（ビン）として与えられているのですか？

A: 半導体およびフォトフォ製造における固有のばらつきのため、LEDは製造後に選別（ビニング）されます。ビン（例：VZ）を指定することで、光度が既知の狭い範囲内に収まることが保証され、一貫したシステム設計が可能になります。
Q: このLEDを屋外で使用できますか？

A: 広い温度範囲を持っていますが、その主な認定および用途の焦点は自動車内装照明です。屋外使用の場合は、レンズの紫外線耐性、防水性、および潜在的にさらに高い極端温度などの追加の考慮事項を評価する必要があります。
Q: 順電流デレーティング曲線の目的は何ですか？

A: この曲線は信頼性にとって極めて重要です。これは、特定の動作温度（はんだパッド温度）でLEDが扱える最大安全連続電流を定義します。この曲線を超えると、接合温度が最大定格（125°C）を超え、寿命が大幅に短縮され、即時故障を引き起こす可能性があります。
9. 設計および使用事例

シナリオ：警告インジケータ用の自動車ダッシュボードバックライトの設計

ステップ1 - 電気設計：
システム電圧は12V（自動車用バッテリ）です。所望の輝度を達成するために、10mAの駆動電流が選択されます。代表Vである2.85Vを使用して、直列電流制限抵抗を計算します：R = (V_F電源_{- V}) / I_F= (12V - 2.85V) / 0.01A = 915オーム。標準の910オーム抵抗が選択されます。抵抗の定格電力は P = I_FR = (0.01)²* 910 = 0.091W なので、1/8Wまたは1/10Wの抵抗で十分です。²ステップ2 - 熱設計：
ダッシュボードPCB付近の最大周囲温度は85°Cと推定されます。デレーティング曲線を使用して、パッド温度85°Cでの最大許容電流は約22mAです。動作電流（10mA）はこれを十分に下回っているため、熱設計は適切です。ただし、熱放散を助けるために、LEDの熱パッドに接続された小さな銅パターンをPCBレイアウトに追加します。ステップ3 - レイアウト：
推奨はんだパッドフットプリントが使用されます。PCBシルクスクリーンは、LEDパッケージの切り欠きと一致するように、フットプリントのカソード側を明確にマークします。ESDに敏感な組立手順が守られます。10. 技術原理の紹介

このLEDは

フォトフォコンバージョン（PC）技術に基づいています。デバイスのコアは、電流が流れると青色スペクトルの光を発する、通常は窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られた半導体チップです。この青色光は最終的な出力ではありません。代わりに、パッケージ内に堆積されたフォトフォ材料の層に向けられます。フォトフォは光ルミネセンスを示す無機化合物です。高エネルギーの青色光子がフォトフォに衝突すると、吸収され、フォトフォの電子を励起します。これらの電子が基底状態に戻るとき、主にスペクトルの黄色および赤色領域の低エネルギー光子を放出します。チップからの未変換青色光とフォトフォからの変換黄色/赤色光の組み合わせが混ざり合い、知覚されるアンバー色を生成します。この方法により、単独の直接半導体発光では達成が困難または非効率な特定の色点（定義されたアンバービンのような）を作成することが可能になります。11. 業界動向と発展

自動車内装照明用LEDの市場は、いくつかの主要なトレンドによって牽引されています。

高効率化（ルーメン毎ワット）への継続的な推進があり、特に車両がより多くの電子機能を組み込むにつれて、電力消費と熱負荷を削減することが求められています。小型化は依然として重要であり、1608（およびそれより小さい）のようなパッケージにより、より洗練され、統合された設計が可能になります。強化された色品質と一貫性は、高級内装の美学にとって重要であり、より厳密な色ビニングと、温度および寿命にわたる安定性のための改良されたフォトフォ技術につながっています。機能の増加が出現しており、例えば動的なアンビエント照明システムのために複数の色LED（例：RGB）を単一パッケージに統合することが挙げられます。さらに、AEC-Q102のような信頼性規格は基本的な期待となっており、将来の発展は、より長い寿命とより過酷な環境条件（現代の車両内装で見られる新しい種類の汚染物質への耐性を含む）のための、さらに厳格な試験に焦点を当てる可能性があります。is emerging, such as integrating multiple color LEDs (e.g., RGB) into a single package for dynamic ambient lighting systems. Furthermore, reliability standards like AEC-Q102 are becoming the baseline expectation, with future developments likely focusing on even more rigorous testing for longer lifetimes and harsher environmental conditions, including resistance to new types of contaminants found in modern vehicle interiors.