PLCC-2 クールホワイトLED データシート - パッケージ 3.2x2.8x1.9mm - 電圧 3.1V - 電力 0.062W - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージを採用した表面実装LED部品の仕様を詳細に説明します。本デバイスはクールホワイト光を発し、過酷な環境下での信頼性と性能を考慮して設計されています。主な設計対象は車載インテリア照明システムであり、一貫した色調、輝度、長期安定性が求められる用途に最適です。

このLEDの主な利点は、コンパクトな形状、拡散照明に適した広い120度の視野角、および車載部品向けAEC-Q101規格に認定された堅牢な構造です。また、RoHSおよびREACH環境指令にも準拠しています。代表的な光度は、標準電流20ミリアンペア（mA）で駆動した場合、1800ミリカンデラ（mcd）です。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光特性および電気的特性

主要な動作パラメータは、標準試験条件下で定義されています。順方向電流（I_F）の推奨動作点は20 mAで、最小2 mA、絶対最大30 mAです。20 mA時における代表的な順方向電圧（V_F）は3.10ボルトで、範囲は2.75Vから3.75Vです。これにより、代表的な消費電力は約62ミリワット（0.062ワット）となります。

主な測光出力は光度によって特徴付けられます。代表値は1800 mcdで、20 mA時における最小値は1120 mcd、最大値は2800 mcdです。色はCIE 1931色度座標で定義され、代表的な目標値は（0.3, 0.3）です。これらの座標の許容差は±0.005であり、色の一貫性を保証します。光度がピーク値の半分となる視野角は120度で、許容差は±5度です。

2.2 絶対最大定格と熱管理

デバイスの長寿命化を図るため、動作条件は絶対最大定格を決して超えてはなりません。最大許容連続順方向電流は30 mAです。デバイスは、パルス幅が10マイクロ秒以下の短時間サージ電流（I_FM）250 mAに耐えることができます。最大接合温度（T_J）は125°Cです。推奨動作周囲温度範囲は-40°Cから+110°Cです。

熱性能は熱抵抗によって定量化されます。接合部からはんだ付けポイントまでの実熱抵抗（R_th_JS_real）は最大180 K/Wです。順方向電圧法から導出される電気的熱抵抗（R_th_JS_el）は最大120 K/Wです。特に高い駆動電流や高温環境下では、接合温度を安全限界内に維持するために、適切なPCBの熱設計が不可欠です。

3. 性能曲線分析

3.1 分光分布と放射パターン

相対分光分布グラフは、クールホワイト蛍光体変換LEDの発光プロファイルを示しています。主なダイからの青色領域の広いピークと、蛍光体からの黄/緑色領域のより広い二次ピークを特徴とし、これらが組み合わさって白色光を生成します。代表的な放射パターン図は、指定された120度の視野角を持つランバート分布に類似した分布を確認しています。

3.2 順方向電流対順方向電圧（IV曲線）

順方向電流と順方向電圧をプロットしたグラフは、ダイオードの特徴的な指数関数的関係を示しています。回路設計において、駆動回路が必要な電圧を供給できることを保証することは極めて重要です。特に、V_Fの温度や個体間による変動を考慮する必要があります。

3.3 温度依存性

いくつかのグラフが、温度にわたるデバイスの挙動を示しています。相対光度は、接合温度が上昇すると減少します。これはすべてのLEDに共通する現象です。順方向電圧は負の温度係数を持ち、温度の上昇に伴って直線的に減少します。色度座標（CIE x, y）も順方向電流と接合温度の両方によって変化します。これは、色が重要な用途において重要な考慮事項です。

3.4 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）に基づいて、最大許容連続電流を規定します。例えば、パッド温度が110°Cの場合、最大電流は22 mAです。許容パルス処理能力チャートは、パルス駆動方式に関するガイダンスを提供し、所定のパルス幅（I_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（t_p）を示しています。

4. ビニングシステムの説明

本製品は、ロット内での性能の一貫性を保証するために、光度と色度座標に基づいてビンに分類されます。

4.1 光度ビニング

光度は、L1（11.2-14 mcd）からGA（18000-22400 mcd）までの英数字のビンコードに分類されます。この特定の製品では、代表的な出力はデータシートで強調されているように、AB（1400-1800 mcd）およびBA（1800-2240 mcd）のビンに該当します。光束測定の許容差は±8%です。

4.2 色度ビニング（クールホワイト）

クールホワイトの色は、CIE 1931色度図上の特定の領域内で定義されます。データシートには、いくつかのビンコード（例：FK0, GK0, HK0, IK0, NK0, PK0, FL0, GL0）のコーナー座標が記載されています。これにより、設計者は正確な色温度と色合いの要件を満たすビンを選択できます。代表的な目標は座標（0.3339, 0.3336）のNK0ビンです。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 機械的寸法

LEDは標準的なPLCC-2表面実装パッケージを使用しています。機械図面には、全長、幅、高さ、リード間隔、パッド位置などの重要な寸法が規定されています。これらの寸法を遵守することは、PCBフットプリント設計と自動実装において極めて重要です。

5.2 推奨はんだパッドレイアウトと極性

信頼性の高いはんだ接合の形成と適切な熱放散を確保するために、推奨はんだパッドランドパターンが提供されています。図面にはアノードとカソードのパッドが明確に示されています。デバイスが機能するためには、実装時の正しい極性方向が必須です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

本コンポーネントはリフローはんだ付けプロセスに適しています。データシートには、ピーク温度260°C（30秒を超えてはならない）のプロファイルが規定されています。予熱、ソーク、リフロー、冷却速度は、湿気敏感デバイス（MSL 2）に関する標準的なIPC/JEDECガイドラインに従って制御する必要があります。

6.2 使用上の注意

一般的な取り扱い上の注意事項には、レンズへの機械的ストレスの回避、静電気放電からの保護（ESD定格 8 kV HBM）、MSL 2定格を維持するための適切な条件での保管が含まれます。このLEDは逆電圧動作用に設計されていません。

7. 梱包および注文情報

品番は57-11-C70200H-AMです。注文情報には通常、基本品番が含まれ、必要に応じて希望する光度および色のビンを指定する場合があります。梱包は通常、高速ピックアンドプレース実装装置との互換性のためにテープリール上で行われます。正確なリール寸法と部品の向きは、梱包情報セクションに詳細が記載されています。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

8.1 代表的な用途

主な用途は、車載インテリア照明、例えば、ダッシュボードスイッチ、制御パネル、アンビエント照明、インジケータランプの照明です。その信頼性と認定により、他の過酷な環境にも適しています。

8.2 回路設計上の考慮事項

設計者は、安定した光出力を確保し、熱暴走を防止するために、定電流駆動回路を実装する必要があります。電流は、アプリケーションの熱環境に基づくデレーティング要件を考慮し、通常動作では20 mA以下に設定する必要があります。電流制限抵抗のみの回路は、V_Fの変動により、高精度な用途には不十分です。広い視野角により、多くの拡散照明シナリオでは二次光学系が不要になります。

9. 技術比較と差別化

一般的なPLCC-2 LEDと比較して、このデバイスの主な差別化要因は、湿度、温度サイクル、動作寿命に関する厳格なストレステストを含むAEC-Q101車載認定、および光度と色に関するより厳格なビニング構造です。8 kVのESD定格も一般的な民生品を上回り、取り扱いや実装時の静電気イベントに対する堅牢性が向上しています。

10. よくあるご質問（FAQ）

Q: LEDが点灯するために必要な最小電流はどれくらいですか？

A: 順方向電流は2 mAまで低くできますが、光度は20 mA時の定格値よりも大幅に低くなります。

Q: 温度は光出力にどのように影響しますか？

A: 光度は接合温度が上昇すると減少します。セクション3.3のグラフはこの関係を定量化しており、接合温度140°Cで室温時の値の約40%まで減少することを示しています。

Q: 5V電源と抵抗でこのLEDを駆動できますか？

A: はい、ただし注意が必要です。代表的なV_Fが3.1Vの場合、直列抵抗は20 mAで1.9Vを降下させる必要があり、95オームの抵抗が必要です。この方法は、V_Fと電源電圧の変動に敏感であり、輝度の変化を引き起こします。安定した性能のためには、定電流ドライバの使用を推奨します。

Q: MSL 2は保管に関して何を意味しますか？

A: 湿気敏感度レベル2は、パッケージが工場環境（

11. 設計事例

車載センターコンソールのバックライト用途を考えてみましょう。複数のLEDが半透明プラスチックパネルの背後に配置されます。120度の視野角を利用することで、狭角デバイスと比較して均一な照明を達成するために必要なLEDの数を減らせる可能性があります。設計者は、すべてのユニット間で一貫した輝度と色を確保するために、BA強度ビンとNK0色ビンを選択します。専用のLEDドライバICが各ストリングに一定の18 mA電流を供給し、寿命を延ばし、局所的な発熱を考慮して20 mAの代表値よりわずかに低く設定されています。熱ビアがPCB上のはんだパッドの下に配置され、熱を内部のグランドプレーンに伝導させ、はんだパッド温度を85°C未満に保ち、デレーティング曲線に従った全電流動作を可能にします。

12. 動作原理

これは蛍光体変換白色LEDです。コアは、順方向バイアスをかけると（エレクトロルミネセンス）青色光を発する半導体チップ（通常InGaNベース）です。この青色光の一部は、チップをコーティングしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）蛍光体層によって吸収されます。蛍光体はこのエネルギーを広いスペクトルの黄色光として再放出します。残りの青色光と変換された黄色光の組み合わせが、人間の目には白色光、特にクールホワイトの色温度範囲として知覚されます。

13. 技術トレンド

車載および一般照明向けSMD LEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性（CRI）、より高い動作温度での信頼性の向上に向かって続いています。パッケージ技術は、チップから基板へのより高い電力密度とより優れた熱管理を可能にするように進化しています。また、電子色補正の必要性を最小限に抑えてシステムコストを削減するために、色と光束のより厳格なビニングにも焦点が当てられています。基礎となる半導体および蛍光体材料は、効率と寿命のために絶えず改良されています。