PLCC-2 アイスブルーLED データシート - パッケージ 3.2x2.8x1.9mm - 電圧 3.1V - 電力 0.031W - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージの高性能表面実装アイスブルーLEDの技術仕様を詳細に説明します。主に車載インテリア用途向けに設計されたこの部品は、輝度、信頼性、コンパクトな形状のバランスを提供します。主な特徴として、順電流10mAにおける代表光度355ミリカンデラ（mcd）、広い120度の視野角、AEC-Q101、RoHS、REACHなどの厳格な車載および環境規格への適合が挙げられます。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、車載動作条件（-40°C ～ +110°C）下での信頼性、静電気放電耐性（ESD定格 8kV HBM）、および標準的な表面実装組立プロセスに適した湿気感受性レベル（MSL 2）です。ターゲット市場は確実に車載エレクトロニクス分野にあり、代表的なアプリケーションとしては、インテリア環境照明、スイッチや計器盤のバックライト、状態表示器などが挙げられます。代表的なCIE座標（0.18, 0.23）を持つアイスブルー色は、現代的で特徴的な視覚的シグネチャを提供します。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光特性と電気的特性

基本的な動作パラメータは、LEDの性能範囲を定義します。順電流（I_F）の推奨動作範囲は2mAから20mAで、10mAが代表的な試験条件です。この電流において、代表的な順電圧（V_F）は3.1Vで、最大値は3.75Vです。光度（I_V）は、I_F=10mAにおいて、最小140 mcd、代表355 mcd、最大560 mcdと規定されています。測定公差に注意することが重要です：光束（±8%）および順電圧（±0.05V）。視野角は、強度がピーク値の半分に低下する角度として定義され、公差±5°で120度です。

2.2 絶対最大定格と熱管理

絶対最大定格を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。最大連続順電流は20mAで、最大消費電力は75mWです。このデバイスは、パルス幅≤10μsの短時間サージ電流300mAに耐えることができます。接合部温度（T_J）は125°Cを超えてはなりません。熱管理は極めて重要です。接合部からはんだ付けポイントまでの熱抵抗（R_thJS）は重要なパラメータです。データシートでは2つの値が規定されています：電気的等価熱抵抗R_thJS(el)は95 K/W、実測熱抵抗R_thJS(real)は120 K/Wです。特に最大電流付近で動作する場合、接合部温度を安全限界内に維持するためには、適切なPCBレイアウトと放熱対策が必要です。

3. 性能曲線分析

3.1 IV特性曲線と発光効率

順電流対順電圧のグラフは、特徴的な指数関数的関係を示しています。電圧は電流とともに非線形に増加し、非常に低い電流では約2.8Vから始まり、20mAでは約3.3Vに達します。相対光度対順電流のグラフは、光出力が代表的な動作点までは電流とほぼ線形であることを示していますが、熱的影響の増加により、より高い電流では効率が低下する可能性があります。

3.2 温度依存性

LEDの性能は温度に大きく影響されます。相対光度対接合部温度のグラフは、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。最大動作接合部温度125°Cでは、相対強度は25°C時の値の約40%になります。逆に、相対順電圧対接合部温度のグラフは負の温度係数を示しています。温度が25°Cから125°Cに上昇すると、順電圧は約0.2V低下します。色度座標シフトのグラフは、電流による変化は最小限ですが、温度の上昇に伴い緑方向（CIE-yの増加）へのより顕著なシフトを示しています。

3.3 分光分布と指向性パターン

相対分光分布グラフは、主波長が通常470-490nm付近のアイスブルー色を確認しています。指向性パターン図は、拡散レンズを備えた上面発光LEDに特徴的なランバート型に近く、広い120度の視野角を提供します。

4. ビニングシステムの説明

製造における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはビンに分類されます。

4.1 光度ビニング

光度は英数字コード（例：L1、M2、T1）を使用してビニングされます。ビンは対数的な進行に従い、各ステップは最小強度が約25%増加することを表します。この製品では、可能な出力ビンが強調表示されており、代表的な部品（355 mcd）はT1ビン（280-355 mcd）またはT2ビン（355-450 mcd）に分類されます。設計者は、最小輝度要件を設計する際にこの範囲を考慮する必要があります。

4.2 色度ビニング

アイスブルー色は、CIE 1931色度図上の特定の領域内で定義されています。データシートは、CM0、CM1、CL3などのコードを持つ詳細なビン構造を提供し、それぞれが許容される（x, y）座標の小さな四角形領域を定義しています。代表的な座標（0.18, 0.23）はこの構造内に位置します。色度座標の公差は±0.005で、厳密な色調制御を保証します。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 物理寸法

LEDは標準的なPLCC-2表面実装パッケージで提供されます。機械図面には、全体寸法、リード間隔、レンズ形状が規定されています。PCBレイアウトと最終組立時のクリアランスチェックに不可欠な重要な寸法には、パッケージのフットプリントと高さが含まれます。

5.2 推奨はんだパッド設計と極性

信頼性の高いはんだ付けと適切な機械的安定性を確保するために、推奨はんだパッドレイアウトが提供されています。パッド設計は、部品の熱膨張とはんだフィレットの形成を考慮しています。極性はデバイス自体に明確にマークされており、通常はカソードインジケータ（カソード側の切り欠きや緑色のマークなど）で示されます。PCBフットプリントには、対応する極性マーキングを含める必要があります。

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

この部品は、ピーク温度260°Cで最大30秒間のリフローはんだ付けに適しています。熱衝撃を最小限に抑え、適切なはんだ接合部を形成するために、制御された予熱、ソーク、リフロー、冷却段階を含む典型的なリフロープロファイルに従う必要があります。湿気感受性レベル（MSL）は2です。これは、部品が工場密封後1年以内に使用される場合、保管条件が≤30°C/60% RHであれば使用可能であることを意味します。パッケージが開封された場合やフロアライフを超過した場合は、使用前にベーキングが必要です。

6.2 使用上の注意点

主な注意点は以下の通りです：逆電圧の印加を避ける（このデバイスはそのための設計ではない）、過電流を防ぐためにLEDと直列に電流制限抵抗を使用する、周囲温度と熱抵抗を考慮して最大接合部温度を超えないようにする、8kV HBMの感度があるため組立中は適切なESD取り扱い手順に従う。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーション回路

代表的なアプリケーションでは、LEDは定電流源、またはより一般的には直列の電流制限抵抗を備えた電圧源によって駆動されます。抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (V_supply- V_F) / I_F。代表的なV_Fを3.1V、希望するI_Fを10mA、電源電圧5Vとすると、抵抗値は（5V - 3.1V）/ 0.01A = 190Ωとなります。標準の200Ω抵抗が適しています。PWM調光の場合、可視フリッカーを避けるために周波数が十分に高い（通常>100Hz）ことを確認してください。

7.2 車載環境向け設計

車載インテリア用途では、広い動作温度範囲を考慮してください。順電流ディレーティング曲線は必須です：はんだパッド温度が上昇すると、許容される最大連続電流は減少します。例えば、最大はんだパッド温度110°Cでは、最大電流は20mAです。設計者は、信頼性を高めるためにこの曲線より下で動作させるべきです。また、車両の電気システムにおける電圧トランジェントの可能性を考慮し、必要に応じて適切な保護回路を実装してください。

8. 技術比較とFAQ

8.1 類似製品との差別化

一般的なPLCC-2 LEDと比較して、この製品の主な差別化要因は、車載使用のためのAEC-Q101認定、特定のアイスブルー色度ビニング、および温度と電流にわたる詳細な特性評価です。8kVのESD定格とMSL 2レベルは、自動化された高信頼性製造環境に適した堅牢性も示しています。

8.2 よくある質問

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい、ただしディレーティング曲線に従い、はんだパッド温度（T_S）が25°C以下に保たれる場合に限ります。周囲温度が上昇するほとんどの実用的なアプリケーションでは、電流をディレーティングする必要があります。長期的に信頼性の高い動作のためには、I_F= 10mA以下で設計することをお勧めします。



Q: R_thJS(el)とR_thJS(real)?

の違いは何ですか？_{A: R}thJS(el)_{は電気的測定（電力に対する順電圧の変化）から導出され、R}thJS(real)_{は熱センサーを使用して直接測定されます。特に高電流での正確な熱モデリングには、120 K/WのR}thJS(real)



値を使用する必要があります。

Q: 発注時にビニングコードをどのように解釈すればよいですか？

A: 品番には強度ビンと色ビンのコードが含まれています。アプリケーションの輝度と色の均一性要件に基づいて、必要なビンを指定する必要があります。指定がない場合、メーカーは標準ビンから部品を供給します。

9. 実践的設計ケーススタディ