1608-SR0100M-AM PLCC-2 スーパーレッドLED データシート - サイズ 1.6x0.8mm - 電圧 2.1V - 電力 0.05W - 技術文書

1. 製品概要

1608-SR0100M-AMは、コンパクトなPLCC-2パッケージを採用した高性能表面実装型スーパーレッドLEDです。主に自動車内装照明アプリケーション向けに設計されており、明るさ、信頼性、効率性のバランスに優れています。その主なポジショニングは、厳格な自動車グレード要件を満たしつつ、小型化されたフットプリントで一貫した光学性能を提供することにあります。

この部品のコアアドバンテージには、個別光電子デバイス向けAEC-Q102標準への認定が含まれ、過酷な自動車環境条件下での信頼性を保証します。また、120度の広い視野角を特徴とし、広範囲の照明を必要とするアプリケーションに適しています。さらに、本製品はRoHS、REACH、ハロゲンフリー規制に準拠しており、世界的な環境および安全基準に適合しています。

ターゲット市場は、確固として自動車エレクトロニクス分野、具体的には内装環境照明、インジケータランプ、スイッチやディスプレイのバックライト用途にあります。その仕様は、堅牢でコンパクト、かつ明るい赤色光源を必要とする設計者にとって適切な選択肢となります。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 測光および電気的特性

主な測光特性は光度（Iv）です。代表的な順方向電流（IF）10 mA下で、このLEDは210ミリカンデラ（mcd）を供給し、最小150 mcd、最大330 mcdの範囲を持ちます。この電流における順方向電圧（VF）は代表値で2.1ボルト、範囲は1.5Vから2.5Vです。この比較的低い電圧は、低い電力損失に寄与します。主波長（λd）は630 nm（スーパーレッド）を中心とし、624 nmから639 nmの範囲を持ち、その色純度を定義します。

2.2 熱特性および絶対最大定格

熱管理はLEDの長寿命にとって重要です。接合部からはんだへの熱抵抗は、実測値で150 K/W、電気的測定値で120 K/Wと規定されています。絶対最大定格は動作限界を定義します：最大順方向電流20 mA、最大電力損失50 mW、動作温度範囲-40°Cから+110°Cです。最大接合温度は125°Cです。これらの限界を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。このデバイスは、パルス幅≤10 μsの条件下で50 mAのサージ電流に耐えることができます。このLEDは逆電圧動作用に設計されていないことに注意することが重要です。

2.3 信頼性および適合性仕様

本デバイスの静電気放電（ESD）耐性は2 kV（人体モデル）と定格されており、これは取り扱い注意の標準レベルです。湿気感受性レベル（MSL）は3であり、はんだ付け前に大気環境に168時間以上さらされた場合はベーキングが必要であることを示します。耐腐食性はB1に分類され、自動車アプリケーションにおける重要な差別化要因であるAEC-Q102標準の下で認定されています。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

光度は2文字のコード（例：SX, SY, SZ）を用いてビニングされます。最初の文字（Q, R, S, T, U, V, A, B）は、光度範囲が増加するグループを表します。2番目の文字（X, Y, Z）は各グループをさらに細分化します。1608-SR0100M-AMの場合、代表的なビンはSグループ内、具体的にはSX、SY、またはSZビンに該当し、それぞれ180-210 mcd、210-240 mcd、240-280 mcdの光度範囲に対応します。光束測定には±8%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

主波長は4桁のコード（例：2730, 3033）を用いてビニングされます。これらのコードは特定のナノメートル範囲に対応します。このスーパーレッドLEDの場合、関連するビンは630 nmを中心としています。この部品の代表的なビンは2730（627-630 nm）または3033（630-633 nm）です。主波長の製造許容差は±1 nmです。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は4桁のコード（例：2022, 2225）を用いてビニングされます。このLEDの代表的な順方向電圧2.1Vは、2022ビン（2.00V - 2.25V）または場合によっては2225ビン（2.25V - 2.50V）に位置付けられます。このビニングは、電流制御のための回路設計に役立ちます。

4. 性能曲線分析

4.1 IV曲線と相対光度

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。電圧は電流とともに徐々に増加します。相対光度対順方向電流のグラフは、代表的な動作範囲（2-20 mA）でほぼ線形であり、良好な効率性を示しています。LEDを20 mAを超えて駆動することは、絶対最大定格を超えるため推奨されません。

4.2 温度依存性

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。最大接合温度125°Cでは、相対強度は25°C時の値の約40-50%になります。この熱消光効果はLEDに典型的なものであり、熱設計において考慮されなければなりません。相対順方向電圧対接合温度のグラフは負の係数を示し、温度が上昇すると電圧が直線的に低下します。これは温度センシングに利用することができます。

4.3 スペクトル分布と波長シフト

波長特性グラフは、630 nm付近に狭いピークを示し、スーパーレッド色を確認します。相対波長シフト対接合温度のグラフは、主波長が温度上昇とともにわずかに増加（赤方偏移）することを示しており、これは半導体光源における一般的な現象です。

4.4 デレーティングとパルス耐性

順方向電流デレーティング曲線は設計において重要です。これは、はんだパッド温度が上昇するにつれて、許容される最大連続順方向電流を減らさなければならないことを示しています。最大動作周囲温度（パッド温度110°C）では、電流は20 mAを超えてはなりません。許容パルス耐性チャートは、低デューティサイクルのパルス条件下でより高いピーク電流（最大60 mA）を可能にし、マルチプレクシングや点滅アプリケーションに有用です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 物理寸法

LEDは標準的なPLCC-2（プラスチックリードチップキャリア）パッケージに収められています。パッケージ寸法は、長さ1.6 mm、幅0.8 mm、高さは約0.6 mmです（このパッケージタイプの典型的な値ですが、正確な高さは寸法図で確認する必要があります）。部品には2つの端子（アノードとカソード）があります。

5.2 推奨はんだパッドレイアウトと極性

適切なはんだ接合部の形成とリフロー中の機械的安定性を確保するために、推奨ランドパターン（はんだパッド）が提供されています。パッド設計は部品のフットプリントを考慮し、トゥームストーニングを防ぐのに役立ちます。極性はパッケージ上のマーキング（通常はカソード近くの切り欠きまたはドット）で示されます。正しい向きは回路動作に不可欠です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

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、リフローはんだ付け温度は最大260°C、30秒と規定されています。これはパッケージ本体またはリード上で測定されたピーク温度を指します。予熱、ソーク、リフロー、冷却の段階を備えた標準的なリフロープロファイルに従うべきです。MSL定格3は、防湿バッグが開封された場合、部品は工場フロア条件で168時間以内にはんだ付けするか、IPC/JEDEC標準に従ってベーキングしなければならないことを義務付けています。

6.2 使用および保管上の注意

一般的な注意事項には、LEDレンズへの機械的ストレスの回避、汚染の防止、ESD損傷を避けるための適切な取り扱い技術の使用が含まれます。保管は、指定された温度範囲-40°Cから+110°C内の乾燥した暗所で行うべきです。硫黄試験基準は、特定の自動車または産業環境において重要な、硫黄含有雰囲気に対する製品の耐性を示しています。

7. 包装および注文情報

LEDは自動組立用にテープおよびリールで供給されます。標準リール数量は通常4000個または5000個ですが、これは変動する可能性があります。品番1608-SR0100M-AMは論理的な構造に従っています：1608はパッケージサイズ（1.6x0.8mm）を、SRはスーパーレッドを、01は光度ビンに関連し、00は波長ビンに関連し、Mは順方向電圧ビンまたはその他の特徴を示す可能性があり、AMは自動車グレードを示します。特定のビンを注文するには、完全なビニング表を参照し、正確なコードを指定する必要があります。

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

主なアプリケーションは自動車内装照明です。これには、ダッシュボードバックライト、フットウェル環境照明、センターコンソール照明、スイッチバックライト、各種コントロールのインジケータランプが含まれます。その広い視野角は、均一な外観が求められるエリア照明に適しています。

8.2 設計上の考慮事項

このLEDを使用して設計する際は、電流制限を考慮してください。最大順方向電流を超えないようにするため、直列抵抗または定電流ドライバが必須です。特にVfの負の温度係数を考慮する必要があります。熱設計は重要です。PCBレイアウトが適切な熱放散を提供し、動作周囲温度が要求される光出力を下回るデレーティングを強制しないことを確認してください。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>100 Hz）ことを確認してください。

9. 技術比較および差別化

標準的な非自動車用PLCC-2 LEDと比較して、1608-SR0100M-AMの主な差別化要因は、温度サイクル、湿度、高温動作寿命などの厳格なテストを含むAEC-Q102認定です。その耐腐食性（クラスB1）および耐硫黄性も、自動車環境向けに強化されています。代表的な光度210 mcdは、そのパッケージサイズおよび消費電流に対して競争力があります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 推奨動作電流は何ですか？

A: 代表的な動作電流は10 mAであり、明るさと効率の良いバランスを提供します。2 mA（最小）から20 mA（絶対最大）まで動作させることができます。

Q: 温度は明るさにどのように影響しますか？

A: 明るさは接合温度の上昇とともに減少します。125°Cでは、出力は25°C時の値の約半分になる可能性があります。一貫した性能を維持するためには、適切な放熱が不可欠です。

Q: このLEDを3.3Vまたは5V電源で駆動できますか？

A: はい、ただし直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、5V電源、目標電流10 mA、代表的なVf 2.1Vの場合、抵抗値は R = (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 オームとなります。300オームの抵抗が適切な標準値となります。

Q: このLEDは自動車外部アプリケーションに適していますか？

A: データシートではアプリケーションを自動車内装照明と規定しています。外部使用の場合、より高い防湿保護（IP定格）、より広い温度極限、異なる光学要件などの要素について、メーカーに特定の外部グレード製品を確認する必要があります。

11. 実践的な設計および使用事例

事例：ダッシュボードボタンバックライト

設計者が10個のバックライト付きボタンを備えたダッシュボード制御パネルを作成しています。各ボタンは照明用に1個のスーパーレッドLEDを必要とします。1608-SR0100M-AMを各10 mAで使用すると、総消費電流は100 mAになります。シンプルな設計では12Vの自動車電源レールを使用します。各LEDに電流制限抵抗が必要です。抵抗値は (12V - 2.1V) / 0.01A = 990 オームと計算されます。1 kΩ、1/8Wの抵抗が選択されます。LEDは半透明ボタンの後ろのPCB上に配置されます。120°の広い視野角により、ボタン表面全体に均一な照明が確保されます。熱解析により、密閉されたダッシュボード環境においても、低い総電力損失（10個のLEDで約0.21W）により、接合温度が最大定格を十分に下回ることが確認されます。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。1608-SR0100M-AMのような赤色LEDでは、半導体材料（通常アルミニウムガリウムヒ素 - AlGaAsベース）が特定のバンドギャップエネルギーを持っています。デバイス内で電子が正孔と再結合するとき、エネルギーは光子（光の粒子）の形で放出されます。放出される光の波長（色）はバンドギャップのエネルギーによって決定されます。より大きなバンドギャップはより短い波長（青みがかった）の光を生成します。PLCC-2パッケージは半導体チップを収め、2本のリードを介して電気的接続を提供し、規定の120度の視野角を達成するために光出力を成形する成形プラスチックレンズを含みます。

13. 技術トレンドおよび開発動向

自動車LED照明のトレンドは、より高い効率（ワット当たりのルーメン数）に向かって続いており、低消費電力と低熱負荷を可能にしています。小型化も重要であり、1608（1.6x0.8mm）やさらに小さなパッケージがより一般的になり、洗練されたデザインを可能にしています。統合も別のトレンドであり、マルチチップパッケージやドライバおよびセンサーと組み合わせた単一モジュール内のLEDがあります。スーパーレッドのような特定色LEDの場合、蛍光体技術（使用される場合）またはエピタキシャル成長技術の改善により、より狭い波長ビンと、温度および寿命にわたる改善された色の一貫性がもたらされ、複数の光源間での色合わせが重要なアプリケーションにおいて重要です。