PLCC-2 LED 67-11-PA0602H-AM データシート - フォトルミネッセンス変換アンバー/イエロー - 120度視野角 - 3.1V - 60mA - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2パッケージの高輝度表面実装LEDの仕様を詳細に説明します。本デバイスはフォトルミネッセンス変換技術を採用し、アンバー/イエロースペクトルの光を発光します。高い視認性と信頼性が求められる用途に適しており、主な設計ターゲットは、様々な条件下での安定した性能が重要な車載内装環境およびその他の産業用途です。

このLEDの中核的な利点は、標準駆動電流60mAにおける代表的な光度4500ミリカンデラ（mcd）と、広い120度視野角を兼ね備えている点です。これにより均一な光分布が確保されます。さらに、本コンポーネントは車載用途向けの個別光半導体に関するAEC-Q102規格に認定されており、温度サイクル、耐湿性、長期動作に関する厳格な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

主要な測光パラメータは光度であり、IF=60mAにおける代表値は4500 mcdと規定されています。最小値と最大値はそれぞれ2800 mcdおよび9000 mcdであり、製造上のばらつきを示しています。主波長はCIE 1931色度座標によって定義され、代表値は(0.57, 0.42)です。これらの座標には±0.005の許容差が適用されます。120度（許容差±5度）の広い視野角は、パッケージとレンズの設計によるもので、バックライトやインジケータ用途に理想的な広い発光パターンを提供します。

2.2 電気的および熱的パラメータ

順方向電圧（VF）の代表値は60mAで3.1Vであり、範囲は2.50Vから3.75Vです。絶対最大連続順方向電流は80mA、電力損失の限界は300mWです。接合部からはんだ付け点までの熱抵抗は、信頼性にとって重要なパラメータです。2つの値が示されています：\"実測\"熱抵抗（Rth JS real）130 K/Wと、\"電気的\"熱抵抗（Rth JS el）100 K/Wです。電気的方法は通常、温度依存性のある順方向電圧パラメータから導出され、動作中の接合部温度を推定するために使用されます。

2.3 絶対最大定格と信頼性

安全な動作領域は厳格な限界によって定義されます。接合部温度（TJ）は125°Cを超えてはなりません。デバイスは、低デューティサイクルでパルス幅≤10μsの条件下で、サージ電流（IFM）250mAに耐えることができます。ESD耐圧レベルは8 kV（人体モデル）と定格されています。はんだ付けプロセスは、ピーク温度260°C、最大30秒のリフロープロファイルに従う必要があります。動作および保管温度範囲は-40°Cから+110°Cです。

3. ビニングシステムの説明

LEDの製造プロセスには自然なばらつきが生じます。ビニングシステムにより、お客様は規定された性能範囲内の部品を受け取ることが保証されます。

3.1 光度ビニング

光度は、11.2 mcdから22,400 mcdを超える広大な範囲をカバーする英数字のビンに分類されます。\"CA\"や\"DB\"などの各ビンは、最小および最大の光度値を定義します。この特定の製品では、代表的な出力4500 mcdは\"DA\"ビン（4500-5600 mcd）内に収まります。データシートには、この製品バリアントの\"可能な出力ビン\"が明記されています。

3.2 色度座標ビニング

アンバー/イエローの色は、CIE 1931図上の色度座標ビンによって制御されます。YAとYBの2つの主要なビンコードが定義されています。各コードは、色度図上で三角形を形成する3組の(x, y)座標ペアのセットによって定義されます。代表的な座標(0.57, 0.42)は定義された領域内にあり、部品はその色が測定許容差±0.005でこれらの指定された三角形のいずれかに収まるように選別されます。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧ビニングの一部の表が示されており、電圧範囲1.00Vから1.25Vのビンコード\"1012\"が例として挙げられています。これは、電圧ビニングも製品分類の一部であることを示していますが、このアンバーLEDの代表的な順方向電圧3.1Vに対する具体的なビンは、提供された抜粋には記載されていません。

4. 性能曲線分析

4.1 スペクトル分布と放射パターン

相対スペクトル分布グラフは、フォトルミネッセンス変換LEDに特徴的な広い発光ピークを示しており、アンバー/イエロー領域を中心とし、一次発光体からの鋭い青やUVのピークは見られません。これは優れたフォトルミネッセンス変換効率を示しています。放射パターン図は、PLCCパッケージに収められたランバーシアンまたは準ランバーシアン発光体に典型的なもので、広い視野角を確認できます。

4.2 電流対電圧および強度

順方向電流対順方向電圧（I-V）曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。相対光度対順方向電流グラフは、光出力が電流とともに非線形的に増加することを示しており、最適な効率と寿命を得るために、指定された公称電流（60mA）でLEDを駆動することの重要性を強調しています。

4.3 温度依存性

いくつかのグラフが温度の影響を詳細に示しています。相対順方向電圧対接合部温度曲線は負の傾きを持ち、これが電気的熱抵抗測定に使用される原理です。相対光度対接合部温度グラフは、温度が上昇すると光度が減少することを示しており、アプリケーションにおける熱マネジメントの重要な考慮事項です。色度座標シフト対接合部温度グラフは、温度によるわずかな色ずれを示しており、これは十分に制御されています。

4.4 デレーティングとパルス動作

順方向電流デレーティング曲線は設計上極めて重要です。これは、はんだパッド温度（Ts）が上昇するにつれて、最大許容連続順方向電流を減らさなければならないことを示しています。例えば、Ts=110°Cでは、最大電流はわずか31mAです。許容パルス処理能力チャートは、所定のパルス幅（tp）とデューティサイクル（D）に対する許容サージ電流（IFA）を定義しており、マルチプレックスやパルス駆動アプリケーションでの短時間の過電流駆動を可能にします。

5. 機械的およびパッケージ情報

このLEDは、標準的なPLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）表面実装パッケージを使用しています。このパッケージタイプは、両側にリードを持つプラスチックボディを特徴とし、はんだ付け用の\"カモメ翼\"形状を形成しています。機械図面（セクション7で示唆）には、正確な長さ、幅、高さ、リード間隔、および許容差が定義されています。パッケージには、光出力を成形して120度の視野角を実現する成形レンズが含まれています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 推奨はんだパッドと極性

信頼性の高いはんだ接合と適切な放熱を確保するために、推奨はんだパッドレイアウト（セクション8）が提供されています。パッド設計には通常、サーマルリリーフパターンが含まれます。極性はパッケージのマーキングまたは内部ダイ構造によって示されており、アノードとカソードは正しく接続する必要があります。

6.2 リフローはんだ付けプロファイル

特定のリフローはんだ付けプロファイル（セクション9）に従う必要があります。重要なパラメータはピーク温度260°Cであり、パッケージは最大30秒間この温度に耐えることができます。プロファイルには、プリヒート、ソーク、リフロー、冷却の各段階が含まれており、熱衝撃を最小限に抑え、LEDコンポーネントを損傷することなく適切なはんだ接合を形成します。

7. 梱包および発注情報

LEDは、自動ピックアンドプレース組立機に適したテープおよびリール梱包で供給されます。発注情報（セクション6）と部品番号体系（セクション5）により、光度、色、順方向電圧の特定のビンを選択することができ、アプリケーション要件に合わせた精密なマッチングが可能です。

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

記載されている主な用途は、車載内装照明、スイッチのバックライト、および計器盤です。AEC-Q102認定、広い温度範囲、および硫黄耐性（クラスB1）により、極端な温度、湿度、大気汚染物質にさらされることが一般的な車両内の過酷な環境に特に適しています。

8.2 設計上の考慮事項

設計者は以下のいくつかの要素を考慮する必要があります：

• 電流制限：絶対最大定格とデレーティング曲線を尊重し、順方向電流を設定するために常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。
• 熱マネジメント：高い熱抵抗のため、熱を放散しはんだ付け点温度を低く保つために、十分なPCB銅面積（サーマルパッド）が必要です。これにより、光出力と寿命が維持されます。
• ESD保護：8kV HBMに定格されていますが、組立時の標準的なESD取り扱い予防策を推奨します。
• 硫黄耐性：硫黄が豊富な環境での用途では、クラスB1定格が特定のアプリケーション要件に対して検証されるべきです。

9. 技術比較と差別化

標準的な非車載グレードのLEDと比較して、この製品の主な差別化要因は、正式なAEC-Q102認定と規定された硫黄耐性です。他の車載用LEDと比較して、小型のPLCC-2パッケージから得られる高輝度（代表値4500mcd）と非常に広い120度視野角の組み合わせは、スイッチバックライトなどのスペース制約のある広域照明タスクにおいて大きな利点となります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを80mAで連続駆動できますか？

A: デレーティング曲線に従い、はんだパッド温度（Ts）が86°C以下に保たれる場合にのみ可能です。より高い周囲温度では、電流を減らす必要があります。

Q: \"実測\"熱抵抗と\"電気的\"熱抵抗の違いは何ですか？

A: \"実測\"Rth（130 K/W）は直接測定されます。\"電気的\"Rth（100 K/W）は順方向電圧の温度係数を使用して計算され、動作中の接合部温度を推定する実用的な方法として使用されます。

Q: 電流と温度に対する色の安定性はどの程度ですか？

A: グラフは、電流と接合部温度の両方の変化に対してCIE座標（Δx, Δy）の非常に小さなシフトを示しており、優れた色安定性を示しています。これは、複数LEDアプリケーションでの一貫した外観にとって重要です。

11. 実用的なアプリケーションケーススタディ

空調制御やインフォテインメント用のバックライト付きボタンを持つ車載センターコンソールを考えてみましょう。設計者はこのLEDを以下の理由で使用します：そのアンバー色は一般的な車載UIの色であり、広い120度の角度は拡散板の下での均一なバックライト照明を確保し、AEC-Q102認定は車両の寿命にわたって動作することを保証します。設計者は、電圧変動を考慮して、車両の12V（または24V）システムに基づいて必要な電流制限抵抗を計算する必要があります。また、LEDのサーマルパッドに接続された十分な銅箔を持つPCBを設計し、約180mWの電力損失（3.1V * 60mA）を管理して、LEDの輝度低下を引き起こす過熱を防止する必要があります。

12. 動作原理の紹介

これはフォトルミネッセンス変換（PC）アンバーLEDです。通常、青色または近紫外線の半導体チップを含んでいます。このチップは短波長の光を発光します。チップ上に直接堆積されたフォトルミネッセンス材料の層は、この一次光の一部を吸収し、黄色/赤色スペクトルのより長い波長で再発光します。変換されなかった青色光とフォトルミネッセンスから発せられた黄色/赤色光の混合により、知覚されるアンバーまたはイエローの色が生じます。正確な色合いは、フォトルミネッセンスの組成と濃度によって決定され、これは指定された色度ビン内に収まるように厳密に制御されています。

13. 技術トレンドと開発動向

このようなコンポーネントのトレンドは、より高い効率（ワット当たりのルーメン数の向上）、改善された色の一貫性（より厳密なビニング）、およびさらに極端な条件下での信頼性の向上に向かっています。また、より高い最大接合部温度を実現し、より小型のフォームファクタと緩やかな熱マネジメントを可能にする動きもあります。より広範な環境規制（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への対応は現在標準となっています。将来のバージョンでは、内蔵の静電気放電保護やオンチップ診断などの機能を統合する可能性がありますが、このような単純なインジケータLEDでは、コスト効率と実証済みの信頼性が依然として最も重要です。