PLCC-2 赤色LED データシート - 1608パッケージ (1.6x0.8mm) - 2.1V 標準 - 10mA - 車載インテリア照明

1. 製品概要

本資料は、1608フットプリント（1.6mm x 0.8mm）のPLCC-2パッケージを採用した高信頼性表面実装赤色LEDの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、性能、信頼性、小型サイズのバランスを提供し、厳しい車載インテリア照明用途向けに特別に設計されています。

このLEDの中核的な利点は、車載用途における個別光電子デバイスの厳格なAEC-Q102規格への適合性にあり、過酷な環境条件下での性能を保証します。標準駆動電流10mAにおいて350ミリカンデラ（mcd）の典型的な光度と、均一な照明を実現する広い120度の視野角を特徴とします。本製品はRoHS、REACHなどの主要な環境規制に準拠し、ハロゲンフリーであるため、厳格な材料要件を持つ現代の電子アセンブリに適しています。

ターゲット市場は、主に、ダッシュボードのバックライト、スイッチ照明、アンビエント照明、色の一貫性と長期性能が重要なその他のインテリア機能向けに、信頼性の高いコンパクトな光源を必要とする車載電子機器メーカーです。

2. 詳細な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、標準条件（T_s= 25°C）におけるLEDの性能を定義します。順電流（I_F）の絶対最大定格は20mAで、典型的な動作点は10mAです。この電流において、典型的な順電圧（V_F）は2.1Vで、範囲は1.5V（最小）から2.5V（最大）です。このパラメータは、駆動回路設計と電力損失計算において極めて重要です。

主要な測光出力は光度（I_V）によって定義され、I_F=10mAにおける典型的な値は350 mcdで、範囲は280 mcd（最小）から450 mcd（最大）です。主波長（λ_d）は典型的に617nmで、赤色の色調を定義し、範囲は612nmから621nmです。広い120度の視野角（φ）は、広く均一な光分布を保証し、車載インテリアにおけるエリア照明タスクに不可欠です。

2.2 絶対最大定格と熱管理

絶対最大定格の遵守は、デバイスの長寿命化に不可欠です。最大連続順電流は20mA、最大電力損失（P_d）は50mWです。パルス動作では、特定の条件下（t ≤ 10μs、デューティサイクル D=0.005）でサージ電流（I_FM）50mAが許容されます。本デバイスは逆バイアス動作用には設計されていません。

熱管理は重要です。最大動作接合温度（T_J）は125°Cで、周囲動作温度（T_opr）の範囲は-40°Cから+110°Cです。2つの熱抵抗値が提供されています：接合からはんだ付け点までの実測熱抵抗（R_{th JS real}）は150 K/Wであり、電気的方法から導出された値（R_{th JS el}）は120 K/Wです。これらの値は、所定の動作条件下での接合温度上昇を計算し、安全限界内に収めるために重要です。順電流デレーティング曲線は、はんだパッド温度が25°Cを超えて上昇するにつれて、最大許容電流を減らさなければならないことを明確に示しています。

2.3 信頼性および適合性仕様

このLEDは、信頼性と環境安全性に関するいくつかの業界標準を満たしています。車載グレードの個別光電子デバイス規格であるAEC-Q102に適合しています。腐食耐性クラスB1を達成しており、腐食性ガスに対する特定レベルの耐性を示しています。静電気放電（ESD）耐性は、人体モデル（HBM、R=1.5kΩ、C=100pF）にて試験され、2kVと定格されています。湿気感受性レベル（MSL）は3であり、リフローはんだ付け前の特定の取り扱いおよびベーキング要件を規定します。本デバイスはRoHS、EU REACHにも準拠し、ハロゲンフリー（Br <900ppm、Cl <900ppm、Br+Cl < 1500ppm）です。

3. ビニングシステムの説明

メーカーは、主要な性能変動に基づいてLEDを分類する包括的なビニングシステムを採用しており、設計者が正確なアプリケーション要件を満たす部品を選択できるようにしています。

3.1 光度ビニング

光度はQからBまでのグループに分類され、各グループには強度の昇順範囲を表すサブビンX、Y、Zが含まれます。この特定の品番（1608-UR0100M-AM）では、可能な出力ビンが強調表示されており、Tグループ内に収まり、I_F=10mAにおける280 mcdから450 mcdの光度範囲に対応します。これは、特性表に記載されている350 mcdの典型値と一致します。

3.2 主波長ビニング

知覚される色に関連する主波長は、高精度でビニングされます。ビンは3nmまたは4nmの範囲（例：612-615nm、615-618nm）で定義されます。本製品の強調表示ビンは612-621nmであり、これは特性表の範囲（最小612nm、最大621nm、典型617nm）と一致します。この厳密な管理により、生産ロット間で一貫した色見えが保証されます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は0.25Vステップ（例：2.00-2.25V、2.25-2.50V）でビニングされます。典型的なV_Fが2.1Vであることから、この部品はおそらく2.00-2.25Vビンに分類されます。電圧ビンを知ることは、効率的な定電流駆動回路の設計や、複数LEDアレイにおける電力分配の管理に役立ちます。

4. 性能曲線分析

4.1 IV曲線とスペクトル分布

順電流対順電圧グラフは、ダイオードの古典的な指数関数的関係を示しています。この曲線により、設計者は動作範囲内の任意の駆動電流に対する正確な電圧降下を決定でき、精密なドライバ設計に不可欠です。相対スペクトル分布グラフは、単色の赤色出力を確認し、約617nm領域にピークを持ち、赤色スペクトル外での放射は最小限であることを示しています。

4.2 温度依存性分析

いくつかのグラフが、温度にわたるLEDの挙動を詳細に示しています。相対光度対接合温度曲線は、温度が上昇すると光出力が減少することを示しており、これはLEDの典型的な挙動です。設計者は、高い周囲温度のアプリケーションにおいて、このデレーティングを考慮する必要があります。逆に、相対順電圧対接合温度曲線は、V_Fが温度の上昇に伴って直線的に減少することを示しており、これは大まかな温度センシングに使用できます。主波長対接合温度プロットは、温度が上昇するとわずかな赤方偏移（波長の増加）を示しており、色が重要なアプリケーションにおいて重要です。

4.3 電流依存性とパルス動作

相対光度対順電流グラフは、低電流範囲ではほぼ直線的であり、良好な効率を示しています。主波長対順電流グラフは、電流によるシフトが最小限であり、安定した色を示しています。許容パルス処理能力チャートは、パルス駆動方式（例：調光やマルチプレクシング用）を使用する設計者にとって不可欠であり、様々なパルス幅とデューティサイクルにおける最大許容パルス電流を定義します。

5. 機械的仕様、実装、およびパッケージング

5.1 物理寸法と極性

機械図面は、1608 PLCC-2パッケージの正確な寸法を規定しています。主要な寸法には、全長（1.6mm ±0.1mm）、幅（0.8mm ±0.1mm）、高さが含まれます。図面は、カソード端子とアノード端子を明確に示しており、これはPCBの正しい向きにとって重要です。信頼性の高いはんだ接合とリフロー中の適切な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。

5.2 はんだ付けおよび実装ガイドライン

詳細なリフローはんだ付けプロファイルが規定されており、ピーク温度260°Cで最大30秒です。LEDパッケージや内部ダイボンドへの熱ダメージを防ぐために、このプロファイルに従うことが必須です。使用上の一般的な注意事項には、標準的なESD取り扱い手順、レンズへの機械的ストレスの回避、絶対最大定格の超過禁止が含まれます。

5.3 パッケージング情報

LEDは、自動実装用にテープおよびリールで供給されます。パッケージング仕様には、リール寸法、テープ幅、ポケット間隔、およびテープ内のデバイスの向きに関する詳細が含まれます。この情報は、生産ラインのピックアンドプレースマシンを設定するために必要です。

6. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

6.1 典型的なアプリケーションシナリオ

主なアプリケーションは車載インテリア照明です。これには、計器クラスターバックライト、センタースタックディスプレイ照明、ボタンおよびスイッチバックライト、フットウェル照明、ドアハンドル/ポケット照明、一般的なアンビエントアクセント照明など、幅広い用途が含まれます。AEC-Q102認定と広い動作温度範囲により、これらの過酷な環境に適しています。

6.2 重要な設計上の考慮事項

• 電流駆動：常に定電流ドライバ、または電圧源と直列に電流制限抵抗を使用してください。公称駆動電流は10mAですが、特性に従って2mAから20mAで動作させることができます。
• 熱設計：熱抵抗値とデレーティング曲線を使用して、アプリケーションにおける予想接合温度を計算してください。十分なPCB銅面積（推奨パッド設計を使用）をヒートシンクとして使用し、T_Jを125°C未満に保つようにしてください。
• 光学設計：120°の視野角は広い拡散を提供します。集光光が必要な場合は、二次光学系（レンズ）が必要になる場合があります。色に敏感なアプリケーションでは、色ずれ（波長対温度/電流）の可能性を考慮してください。
• ESD保護：デバイスは2kV HBMと定格されているため、取り扱いおよび実装中に標準的なESD保護対策を実施してください。

7. 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、このデバイスの主な差別化要因は、車載グレードの信頼性認証（AEC-Q102、腐食クラスB1）と拡張された動作温度範囲（-40°Cから+110°C）です。350mcdの典型的な光度は、そのパッケージサイズにおいて競争力があります。包括的なビニング構造は、ビニングされていない、または緩やかにビニングされた部品と比較して、大量生産におけるより良い一貫性を提供します。耐硫黄性基準（硫黄試験セクションによって示唆される）の包含は、大気中の硫黄が銀メッキ部品を腐食する可能性のある車載および産業環境にとって重要なもう一つの特徴です。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい、20mAは連続順電流の絶対最大定格です。ただし、接合温度が125°Cを超えないことを確認する必要があります。順電流デレーティング曲線を参照してください。最大動作周囲温度110°Cでは、最大許容電流は20mAですが、これは完全な放熱を前提としています。実際には、最適な寿命と効率のために、典型的な10mAでの駆動が推奨されます。

Q: 実測熱抵抗と電気的熱抵抗の違いは何ですか？

A: 実測熱抵抗（150 K/W）は、物理的な温度センシング方法を使用して測定されます。電気的熱抵抗（120 K/W）は、順電圧の温度変化から導出され、便利なその場測定技術です。保守的な熱設計には、より高い（実測）値を使用してください。

Q: 発注のための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1608-UR0100M-AMには、おそらく強度（Tグループ）、波長（~617nmビン）、電圧の固定ビン選択が含まれています。カスタムビンの場合は、メーカーの完全な発注ガイドを参照する必要があり、追加のサフィックスコードを使用して、希望する光度（例：TY）、主波長（例：1821）、順電圧（例：2022）ビンを指定します。

Q: 電流制限抵抗は必要ですか？

A: はい、電圧源（例：5Vまたは12Vの車載電源ライン）を使用する場合、動作電流を設定するために直列抵抗が必須です。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。すべての条件下でI_Fが最大値を決して超えないことを保証する保守的な設計には、データシートの最大V_F（2.5V）を使用してください。

9. 動作原理と背景

このデバイスは発光ダイオード（LED）であり、電界発光によって光を放射する半導体p-n接合です。ダイオードの内蔵電位を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。半導体層の特定の材料組成が、放出される光の波長（色）を決定します。この場合は、赤色発光材料です。PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージは、微小な半導体ダイを収納し、2本のリードを介して電気的接続を提供し、120度の視野角を達成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。このパッケージはまた、ダイを機械的および環境的損傷から保護する役割も果たします。

10. 業界動向と設計事例

10.1 関連する技術動向

車載インテリア照明の動向は、より高い統合、スマートな制御、パーソナライズされたアンビエント体験に向かっています。これは、この1608 PLCC-2デバイスのような信頼性の高いコンパクトなLEDへの需要を促進します。動的な照明シナリオのための多色およびアドレス可能なLEDアレイの使用が増えています。これは単色赤色LEDですが、基礎となるパッケージングと信頼性技術は基本的なものです。さらに、業界全体で、より高い効率（ワット当たりのルーメン数）とより厳密な色の一貫性（より小さなビニング範囲）への推進が続いており、さらに高い温度定格と新しい環境ストレッサーに対する堅牢性への要求と並行しています。

10.2 仮想的な設計事例：ダッシュボードスイッチバックライト

シナリオ：車載センタコンソール上の10個のプッシュボタンスイッチのバックライトを設計する。

要件：均一な赤色照明、-40°Cから+85°C（コンソール付近の局所周囲温度）で動作可能、車両の12Vシステムから給電。

設計ステップ：

1. LED選択：その色、サイズ、AEC-Q102定格、および温度範囲により、この1608-UR0100M-AM LEDが適しています。

2. 光学設計：120°の視野角は、導光板または拡散板を備えたスイッチキャップを均一に照らすのに十分です。

3. 電気設計：12V電源およびLEDあたり目標電流10mAの場合。安全のために最大V_F2.5Vを使用：R = (12V - 2.5V) / 0.01A = 950Ω。標準の1kΩ抵抗を使用すると、I_F≈ (12V-2.1V)/1000Ω = 9.9mAとなり、これは許容範囲内です。10個の同一回路が使用されます。

4. 熱解析：LEDあたり10mW（10mA * 2.1V）で、適度なPCB銅面積を仮定すると、温度上昇は最小限であり、T_Jは十分に限界内に収まります。

5. 結果：すべての仕様を満たす、信頼性の高い車載グレードのバックライトソリューション。