PLCC-2 青色LED 67-11-UB0200H-AM データシート - 車載グレード - 120° 視野角 - 3.1V - 20mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

67-11-UB0200H-AMは、過酷な車載インテリア用途向けに特別に設計された高信頼性表面実装LEDコンポーネントです。PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージを採用し、様々な環境条件下での一貫した性能が重要なバックライトやインジケータ機能に対して堅牢なソリューションを提供します。その中核的な利点には、優れた視認性を実現する広い120度の視野角、車載グレード部品の厳格なAEC-Q101規格への認定、およびRoHSとREACH環境指令への準拠が含まれます。主なターゲット市場は車載エレクトロニクスであり、主要なアプリケーションには、メータークラスタの照明、スイッチのバックライト、一般的なインテリアアクセント照明などが含まれます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光・光学特性

このLEDは、代表主波長（λd）が468 nm（範囲：463 nm から 475 nm）の青色光を発光します。主要な測光パラメータは光度であり、標準テスト電流20 mAで駆動した場合、代表値は355ミリカンデラ（mcd）です。このビンの最小値と最大値はそれぞれ224 mcdと560 mcdであり、製造上のばらつきを示しています。特徴的な点は、光度がピーク値の半分に低下するオフ軸角である120度という非常に広い視野角（φ）です。これにより、広い領域にわたって均一な照明が確保されます。

2.2 電気・熱特性

順方向電圧（V_F）は、20 mA時で代表値3.1ボルト、範囲は2.75 Vから3.75 Vです。絶対最大連続順方向電流（I_F）は30 mAで、推奨動作電流は20 mAです。この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。接合点からはんだ付け点までの熱抵抗は、電気的測定値（R_{th JS el}）が最大100 K/W、実測値（R_{th JS real}）が最大130 K/Wの2つの値で規定されています。最大許容接合温度（T_J）は125°Cです。

2.3 絶対最大定格と信頼性

安全動作領域は厳格な制限で定義されています：消費電力（P_d）は112 mWを超えてはなりません。このデバイスは、非常に低いデューティ比（0.005）でパルス幅が10 µs以下の場合、300 mAのサージ電流（I_FM）に耐えることができます。動作および保管温度範囲は-40°Cから+110°Cで、車載環境に適しています。静電気放電（ESD）保護は8 kV（人体モデル）に定格されており、部品は湿気感受性レベル（MSL）2に分類されます。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、主要な性能パラメータに基づいてビン（等級）に仕分けされ、同一ロット内での性能の一貫性を確保します。

3.1 光度ビニング

光度は英数字のビンコード（例：L1、M1、N1...）で分類されます。特性表に示されているこの特定の型番の代表値（Typ. 355 mcd）は、280 mcdから355 mcdの範囲をカバーするT1ビンに該当します。ビニング構造は非常に低い強度（L1: 11.2-14 mcd）から非常に高い強度まで広がっており、異なる輝度要件に対応する幅広い選択肢を提供します。

3.2 主波長ビニング

青色は主波長ビンによって制御されます。この部品の代表値である468 nmは、正確な最小/最大値に応じて、463 nmから467 nmの範囲の6367ビン、または467-471 nmの範囲の6771ビンに該当します。この厳密な制御（±1 nmの許容差）により、アセンブリ内の個々のLED間の色のばらつきを最小限に抑えます。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧（IV特性曲線）

提供されているグラフは、順方向電流と順方向電圧の非線形関係を示しています。この曲線は青色LEDに典型的なもので、約2.7Vでターンオンし、その後比較的急峻な傾斜を示します。このデータは、安定した動作を確保するための電流制限回路の設計に不可欠です。

4.2 温度依存性

いくつかのグラフが温度による性能変化を詳細に示しています。順方向電圧は負の温度係数を持ち、25°Cでの値に対して約2 mV/°C減少します。逆に、光度は接合温度の上昇に伴って減少します。100°Cでは、出力は25°C時の値の約80-85%になります。主波長も温度に伴ってわずかにシフトします（青色LEDでは通常+0.05から+0.1 nm/°C）。

4.3 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、青色波長領域（~468 nm）にピークを示し、InGaNベースのLEDに典型的な半値全幅（FWHM）を持ちます。放射パターン図は、ランバート型に近い放射パターンを示し、120°の視野角を視覚的に確認できます。

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、はんだパッド温度（T_S）の関数として許容される最大連続電流を規定します。例えば、T_Sが110°Cの場合、最大電流は30 mAです。別のグラフは、許容されるパルス処理能力を定義し、所定のパルス幅（t_FP）とデューティ比（D）に対して許容されるピークパルス電流（I_p）を示しています。

5. 機械的・パッケージ情報

このコンポーネントは標準的なPLCC-2表面実装パッケージを使用しています。機械図面（機械寸法セクションで示唆）には、正確な長さ、幅、高さ、およびリード間隔が規定されています。パッケージは2本のリードを持つ成形プラスチックボディを特徴とします。極性は、パッケージの物理的形状または上面のマーキング（通常はカソード付近の切り欠きまたは緑色の点）で示されます。適切なはんだ付けとリフロー時の熱放散を確保するために、推奨はんだパッドレイアウトが提供されています。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

データシートでは、コンポーネントのリードがはんだペーストの液相温度である217°Cを超える温度に60秒から150秒間曝露されるリフローはんだ付け条件が規定されています。詳細なリフロープロファイルグラフには、通常、推奨される予熱、ソーク、リフロー最高温度（LEDのはんだ付け温度定格の絶対最大値を超えてはならない）、および冷却レートが示されます。

6.2 使用上の注意事項

一般的な注意事項には以下が含まれます：逆電圧の印加を避けること。順方向電流を制限するために直列抵抗または定電流ドライバを使用すること。周囲温度、駆動電流、PCBの熱設計を考慮して最大接合温度を超えないようにすること。適切なESD対策を講じてデバイスを取り扱うこと。包装が開封された場合は推奨保管条件（MSL 2）に従うこと。

7. 梱包と発注情報

梱包情報セクションでは、LEDが通常、エンボス加工されたキャリアテープに巻かれたリールで供給される方法が詳細に説明されています。主要なパラメータには、リール寸法、ポケットピッチ、およびリールあたりの部品数量が含まれます。型番67-11-UB0200H-AMは特定のコーディングシステムに従っており、67はシリーズ、11はサイズまたはバリアント、UBは色（青色）、200Hは特定の性能ビンをそれぞれ示している可能性があります。発注情報では、リールサイズやその他のオプションの指定方法が明確にされます。

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は以下の用途に最適です：
車載インテリア照明：ボタン、スイッチ、エアコン操作パネル、ドアハンドルのバックライト。
メータークラスタ：広い視野角の利点を活かした、計器や警告インジケータの照明。
一般的なインジケータ機能：青色が指定色である車室内のステータスライト。

8.2 設計上の考慮事項

電流駆動：常に定電流源または直列抵抗を伴う電圧源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。データシートの最大V_Fを使用して、V_Fが高くなる低温時に電流が制限値を超えないようにしてください。
熱管理：熱放散パッド（存在する場合）を、ヒートシンクとして機能するPCB上の十分な銅面積に接続してください。これは、特に高温環境や高駆動電流時に、光出力と長寿命を維持するために重要です。
光学設計：広い視野角のために、特定の照明パターンを実現し、ホットスポットを避けるために、光ガイドや拡散板が必要になる場合があります。

9. 技術比較と差別化

標準的な民生用グレードのPLCC-2 LEDと比較して、この部品の主な差別化要因は、AEC-Q101認定（車載ストレステスト（温度サイクル、高温高湿動作など）下での信頼性を検証）と、拡張された動作温度範囲（-40°C から +110°C）です。8 kVのESD定格も通常、民生用部品よりも高くなっています。光度と波長に対する特定のビニングは、マルチLED車載ディスプレイにおいて極めて重要な色と輝度の一貫性を確保します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを5V電源から直接駆動できますか？
A: できません。代表V_Fが3.1Vであるため、5Vに直接接続すると過剰な電流が流れ、即座に故障します。直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用する必要があります。

Q: このLEDの期待寿命はどのくらいですか？
A: LEDの寿命は、主に接合温度と駆動電流といった動作条件に強く依存します。指定定格内（特にT_J <125°C）で動作させた場合、このような車載グレードLEDのL70寿命（初期光出力の70%に低下するまでの時間）は通常、数万時間と定格されています。

Q: 発注時に光度ビンコード（例：T1）をどのように解釈すればよいですか？
A: ビンコードは、LEDの強度が指定された範囲内（例：T1: 280-355 mcd）に収まることを保証します。アレイ内で一貫した輝度を得るには、単一の狭いビンコードを指定してください。

Q: ヒートシンクは必要ですか？
A> 20 mA以上の連続動作、特に高温環境では、PCBの銅による適切な熱管理が不可欠です。単一のLEDに対して専用のヒートシンクは通常必要ありませんが、PCBレイアウトは熱放散を促進するものでなければなりません。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：車載プッシュボタンスイッチのバックライト設計
1. 要件：直径10mmのボタンキャップ全体に均一な青色照明。
2. 部品選定：高い輝度と広い視野角を持つ67-11-UB0200H-AM LED 1個で十分です。
3. 回路設計：車両の公称12Vシステム（走行時14V）を使用します。直列抵抗を計算：R = (14V - 3.1V) / 0.020A = 545オーム。560オーム、1/8Wの抵抗を選択します。LEDでの消費電力は P = V_F* I_F= ~3.1V * 0.02A = 62 mWで、最大112 mWを大幅に下回ります。
4. PCBレイアウト：LEDはボタンの中央下に配置します。はんだパッドは、熱放散を助けるために、ボードのグランドプレーン上の十分な面積の銅面に接続します。組立時には極性マーキングを注意深く確認します。
5. 光学統合：LEDとボタンキャップの間に小さな乳白色のプラスチック製光ガイドを配置し、点光源を均一な円形の光に拡散させます。

12. 動作原理

これは半導体発光ダイオード（LED）です。アノードとカソード間にバンドギャップエネルギーを超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体チップ（青色光の場合は通常、窒化インジウムガリウム - InGaN製）の活性領域で再結合します。この再結合プロセスにより、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。発光される光の特定の波長（色）は、使用される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-2パッケージは、微小な半導体ダイを封止し、機械的保護を提供し、ワイヤボンディングを収容し、120度の視野角を実現するように光出力を成形する成形プラスチックレンズを組み込んでいます。

13. 技術トレンド

車載インテリア照明用LED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、より明るい表示またはより低い消費電力と熱負荷を実現します。また、より高密度なPCBレイアウトとより柔軟な設計のために、より小型のパッケージサイズ（例：チップスケールパッケージ）への移行も進んでいます。さらに、システム設計を簡素化するために、定電流ドライバやPWM調光回路などの制御エレクトロニクスをLEDパッケージに直接統合したスマートLEDがより一般的になりつつあります。現代の車両インテリアの高い美的基準に後押しされ、温度や寿命にわたる色の一貫性と安定性は依然として重要な焦点領域です。