PLCC-2 青色LED データシート - 65-11-UB0200L-AM - 車載グレード - 120° 視野角 - 3.1V - 20mA - 技術文書

1. 製品概要

65-11-UB0200L-AMは、主に厳しい車載および産業用途向けに設計された高信頼性表面実装LEDです。PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージを採用し、自動実装プロセスに適した堅牢でコンパクトな形状を提供します。代表的な主波長468 nmの鮮やかな青色光を発します。その中核的な利点には、優れた光拡散性を実現する広い120度の視野角、車載部品向けの厳格なAEC-Q101規格への認定、RoHSやREACHなどの環境指令への準拠が含まれます。ターゲット市場は、一貫した性能と長期信頼性が重要な車載インテリア照明システム、スイッチや制御パネルのバックライト、計器クラスターの照明などを網羅しています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 光電特性

主要な性能指標は、順方向電流（I_F）20 mAという標準試験条件下で定義されています。代表的な光度は355ミリカンデラ（mcd）で、最小224 mcd、最大560 mcdと規定されており、製造上のばらつきを示しています。順方向電圧（V_F）は代表値で3.1ボルト、範囲は2.75Vから3.75Vです。このパラメータは、適切な電流制御を確保するための駆動回路設計において極めて重要です。視野角は、光度がピーク値の半分に低下する全角として定義され、広い120度であり、広く均一な照明を提供します。主波長は約468 nmを中心としており、発せられる青色の特定の色合いを定義します。_F2.2 絶対最大定格と電気的特性_Fこれらの定格は、それを超えると永久損傷が発生する可能性のある動作限界を定義します。絶対最大連続順方向電流は30 mAであり、非常に短いパルス（<10 μs）では最大300 mAまでのサージ電流を扱うことができます。最大許容損失は112 mWです。重要な点として、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。接合温度は125°Cを超えてはならず、動作周囲温度範囲は-40°Cから+110°Cであり、過酷な車載環境への適合性を確認しています。また、堅牢な8 kV ESD（静電気放電）保護定格（人体モデル）を備えており、取り扱いの信頼性を高めています。

2.3 熱特性

熱管理は、LEDの長寿命と性能安定性にとって極めて重要です。データシートでは2つの熱抵抗値が規定されています：接合からはんだ付け点までの実測熱抵抗（R_th JS real）は最大120 K/Wであり、電気的方法で導出された値（R_th JS el）は95 K/Wです。この違いは測定技術の重要性を示しています。熱抵抗が低いほど、半導体接合からPCBへの熱伝達が効率的であり、動作温度を低く保ち、より高い光出力と長い寿命を維持するのに役立ちます。

3. ビニングシステムの説明

製造プロセスにより、主要パラメータには自然なばらつきが生じます。エンドユーザーに一貫性を確保するため、LEDはビンに仕分けられます。_{3.1 光度ビニング}光度は、詳細な英数字のビニング構造に分類され、L1（11.2-14 mcd）からGA（18000-22400 mcd）までの範囲があります。代表値355 mcdの65-11-UB0200L-AM部品は、T1ビン（280-355 mcd）に分類されます。設計者は、アプリケーションで所望の輝度レベルを保証するために、発注時に必要なビンまたは許容範囲を指定する必要があります。_{3.2 主波長ビニング}同様に、青色の色合いは波長ビニングによって制御されます。ビンは、最小波長をナノメートル単位で表す4桁のコードで定義されます。例えば、ビン6367は463 nmから467 nmの波長をカバーします。代表的な468 nmのデバイスは、6771ビン（467-471 nm）または7175ビン（471-475 nm）に該当します。これにより、単一のアセンブリ内の複数のLED間で色の一貫性が確保されます。

4. 性能曲線分析

提供されるグラフは、様々な条件下でのデバイスの挙動について深い洞察を提供します。

4.1 IV特性曲線と発光効率

順方向電流対順方向電圧のグラフは、特徴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の曲線は、光出力が電流とともに増加するが、電流が上昇するにつれて飽和の兆候を示し始めることを示しており、電圧駆動ではなく適切な電流駆動の必要性を強調しています。代表的な動作点である20 mAは、効率と出力のバランスがよく取れています。

4.2 温度依存性

温度特性は、実世界での性能にとって極めて重要です。相対光度対接合温度のグラフは、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。これはLEDの典型的な挙動です。相対順方向電圧対接合温度の曲線は、温度が上昇するとV_Fが低下する負の温度係数を示しています。これは、一部の監視回路での接合温度推定に使用できます。波長シフトグラフは、温度の上昇に伴い主波長がわずかに増加（赤方偏移）することを示しています。

4.3 スペクトル分布と指向性パターン

相対スペクトル分布グラフは、約468 nm付近に単色の青色発光ピークがあり、他の波長での発光が最小限であることを確認しています。指向性パターン図は、120度の視野角を視覚的に表し、このパッケージタイプで一般的なランバート分布に近い分布を示しており、広く均一な照明を提供します。

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、熱設計に不可欠です。これは、はんだパッド温度（T_S）に基づい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。許容パルス処理能力チャートにより、設計者は様々なデューティ比とパルス幅でのパルス動作に対する安全な電流レベルを理解することができ、マルチプレクシングや調光方式に有用です。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

PLCC-2パッケージは、業界標準の表面実装設計です。機械図面（機械的寸法セクション参照により暗示される）には通常、全長、幅、高さ、リード間隔、パッド位置などの重要な寸法を示した上面図と側面図が含まれます。明確な極性識別（通常はノッチ、ドット、または切り欠きによるカソードマーク）は、PCBへの正しい向き付けに不可欠です。このパッケージは、赤外線リフローはんだ付けプロセスとの互換性を考慮して設計されています。_F6. 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

このデバイスは、最大30秒間、ピークリフロー温度260°Cに耐える定格です。推奨されるリフロープロファイルには、温度を徐々に上げてフラックスを活性化する予熱段階、均一な加熱を確保するソークゾーン、はんだ液相線温度を超える短いピーク、制御された冷却段階が含まれます。このプロファイルに従うことで、熱衝撃を防止し、信頼性の高いはんだ接合を確保します。

6.2 推奨はんだパッドレイアウト

データシートには、推奨はんだパッドフットプリントが含まれています。この設計は、はんだフィレットの形成を最適化し、十分な機械的強度を提供し、デバイスの放熱パッド（存在する場合）からPCBの銅への放熱を助けます。良好なはんだ付け歩留まりと長期信頼性を達成するためには、このレイアウトに従うことが重要です。_S6.3 使用上の注意点_S一般的な注意点には、LEDレンズへの機械的ストレスの回避、プラスチックを損傷する可能性のある溶剤への曝露の防止、組立中の適切なESD取り扱い手順の実施が含まれます。デバイスは乾燥した制御環境で保管し、規定された定格内で使用する必要があります。

7. 梱包と発注情報

梱包情報セクションでは、LEDが通常、自動ピックアンドプレースマシンに対応したテープアンドリール形式で供給される方法について詳しく説明しています。主要な詳細には、リール寸法、ポケット間隔、テープ内の向きが含まれます。品番および発注情報セクションでは、製品コードの構造を説明しています。コード65-11-UB0200L-AMには、パッケージタイプ（PLCC-2）、色（青色）、輝度ビン、およびその他のバリアント固有の詳細に関する情報がエンコードされている可能性が高く、正確な仕様を可能にしています。

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

記載されているように、主な用途は以下の通りです：

車載インテリア照明：

マップライト、ドアパネルライト、またはアンビエント照明用。ここではAEC-Q101認定が必須です。

スイッチ：

プッシュボタンまたはロッカースイッチのバックライト。一貫した色と輝度が要求されます。

クラスター：

計器パネルのアイコンまたはインジケータの照明。広い視野角の恩恵を受けます。

8.2 設計上の考慮点

電流駆動：

常に定電流ドライバ、または電圧源と直列に接続した電流制限抵抗を使用して、I_Fを所望の値（例：20 mA）に設定してください。
熱設計：特に高温環境または最大電流付近で動作する場合、PCBに十分な放熱対策があることを確認してください。デレーティング曲線を使用してください。
光学設計：120°の視野角では、特定のビームパターンを実現したり、一部のアプリケーションで個々のLED点を隠したりするために、拡散板や導光板が必要になる場合があります。
ESD保護：LEDには内蔵ESD保護がありますが、堅牢性のためにPCB入力ラインに追加の保護を組み込むことが良い習慣です。

9. 技術比較と差別化

1. 一般的なPLCC-2青色LEDと比較して、65-11-UB0200L-AMは、車載グレード認定（AEC-Q101）によって差別化されています。これには、温度サイクル、耐湿性、ストレス条件下での長期動作寿命に関するより厳格なテストが含まれます。規定された8kVのESD定格も、多くの民生グレード部品よりも高くなっています。詳細なビニング構造と、広範な特性グラフを含む包括的なデータシートは、設計者に高信頼性アプリケーションに必要な予測可能性を提供します。これは、最小限の仕様しかない安価な部品とは異なります。10. よくある質問（技術パラメータに基づく）_FQ: このLEDを3.3Vで直接駆動できますか？
2. A: 確実にはできません。代表的なV_Fは3.1Vですが、最大3.75Vになる可能性があります。3.3Vの電源では、最大V_Fを克服できない可能性があり、特にV_Fが増加する低温時にはそうです。常に20mAに設定された電流制限回路を使用してください。Q: 実測熱抵抗と電気的熱抵抗の違いは何ですか？
3. A: 実測熱抵抗（R_th JS real）は、物理的な温度センサーを使用して測定されます。電気的熱抵抗（R_th JS el）は、LED自身の順方向電圧を温度敏感パラメータとして使用して計算されます。後者はしばしば低くなります。保守的な熱設計のためには、より高い（実測）値である120 K/Wを使用してください。Q: 光度ビニングコードはどのように解釈すればよいですか？
4. A: 英数字コード（例：T1）は、特定のミリカンデラ範囲に対応します。輝度の均一性を確保するために、発注時に必要なビンを指定する必要があります。データシートには完全な換算表が記載されています。Q: このLEDは屋外使用に適していますか？

A: 動作温度範囲（-40°C ～ +110°C）は、広い周囲温度変動に対応できることを示唆しています。ただし、直接屋外に曝される用途では、レンズの紫外線劣化や湿気の侵入に対する追加の保護を検討する必要があります。これらは標準パッケージではカバーされていません。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：

車載ダッシュボードボタンのバックライトを設計する。
要件：_F4つのボタンにわたる均一な青色照明、車両の12Vシステムから動作、-30°Cから85°Cの車室内温度範囲で安定した輝度。_F実装：_FLED選択：

4つの65-11-UB0200L-AM LEDを使用し、すべて同じ光度（例：T1）および波長（例：6771）ビンから選択する。
回路設計：_{LEDを電流制限抵抗と直列に接続する。抵抗値を計算：R = (V_supply - 4 * V_F) / I_F。公称12V（車両）、代表的なV_F 3.1V、I_F 20mAを使用：R = (12 - 12.4) / 0.02 = 負の値。これは、4個直列では12Vでは実現不可能であることを示しています。3個のLEDを直列に接続するか、より一般的には、各LEDに独自の抵抗を付け、安定化された5Vまたは3.3Vレールから駆動します。}熱考慮：_{周囲温度85°Cでは、デレーティング曲線を参照。PCBレイアウトを通じてはんだパッド温度が管理されていることを確認する。}光学設計：

LEDの上に導光板または拡散フィルムを使用して、4つの離散光源からの光を各ボタンシンボルの後ろの均一な領域に混ぜ合わせる。
12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネセンスによって光を発する半導体デバイスです。p-n接合に順方向電圧が印加されると、n型材料からの電子が活性領域でp型材料からの正孔と再結合します。この再結合プロセスにより、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。発せられる光の特定の波長（色）は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。青色LEDには、通常、窒化インジウムガリウム（InGaN）などの材料が使用されます。PLCC-2パッケージは、微小な半導体チップを収納し、2本のリードを介して電気的接続を提供し、光出力を形成しチップを保護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

車載および産業用途向けLEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、過酷な条件下での信頼性の向上、より高密度で柔軟な設計を可能にする小型パッケージに向かって続いています。また、フルカラーディスプレイや高度なヒューマンマシンインターフェースなどのアプリケーションの要求を満たすための、正確な色制御とより厳密なビニングにも重点が置かれています。さらに、LEDパッケージ内への制御電子機器（例：ドライバ、温度センサ）の統合は新興トレンドであり、エンドユーザーのシステム設計を簡素化します。65-11-UB0200L-AMは、この進化する状況の中で、ターゲット市場における性能、コスト、実証済みの信頼性のバランスを取った、成熟した信頼性の高いソリューションを表しています。

Scenario:Designing an automotive dashboard button backlight.
Requirements:Uniform blue illumination across 4 buttons, operating from a vehicle's 12V system, stable brightness over a -30°C to 85°C cabin temperature range.
Implementation:
1. LED Selection:Use four 65-11-UB0200L-AM LEDs, all from the same luminous intensity (e.g., T1) and wavelength (e.g., 6771) bins.
2. Circuit Design:Connect the LEDs in series with a current-limiting resistor. Calculate resistor value: R = (V_supply- 4 * V_F) / I_F. Using nominal 12V (vehicle), typical V_Fof 3.1V, and I_Fof 20mA: R = (12 - 12.4) / 0.02 = Negative value. This shows a series string of 4 is not feasible with 12V. Use 3 LEDs in series or, more commonly, each LED with its own resistor driven from a regulated 5V or 3.3V rail.
3. Thermal Consideration:At 85°C ambient, refer to derating curve. Ensure solder pad temperature is managed via PCB layout.
4. Optical Design:Use a light guide or diffuser film above the LEDs to blend the light from the four discrete sources into a uniform area behind each button symbol.

. Operating Principle Introduction

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type material recombine with holes from the p-type material in the active region. This recombination process releases energy in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the energy bandgap of the semiconductor materials used. For blue LEDs, materials like indium gallium nitride (InGaN) are typically employed. The PLCC-2 package houses the tiny semiconductor chip, provides electrical connections via two leads, and incorporates a molded plastic lens that shapes the light output and protects the chip.

. Technology Trends

The trend in LEDs for automotive and industrial applications continues towards higher efficiency (more lumens per watt), improved reliability under harsh conditions, and smaller package sizes enabling denser and more flexible designs. There is also a growing emphasis on precise color control and tighter binning to meet the demands of applications like full-color displays and advanced human-machine interfaces. Furthermore, integration of control electronics (e.g., drivers, thermal sensors) within the LED package is an emerging trend, simplifying system design for the end user. The 65-11-UB0200L-AM represents a mature, reliable solution within this evolving landscape, balancing performance, cost, and proven reliability for its target markets.