PLCC-4 イエローLED データシート - パッケージ 3.5x2.8x1.9mm - 順電圧 2.2V - 光度 2300mcd - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-4（プラスチック・リード・チップ・キャリア）パッケージの高性能表面実装型イエローLEDの仕様を詳細に説明します。本デバイスは、主に厳しい環境下で使用される車載照明アプリケーション（車内・車外）向けに設計されています。その中核的な利点は、標準駆動電流50mAにおける2300ミリカンデラ（mcd）という高い典型的な光度、優れた光拡散性を実現する120度の広い視野角、そして車載グレードの信頼性基準を満たす堅牢な構造にあります。

本LEDはAEC-Q102規格に認定されており、自動車電子機器に典型的な過酷な環境条件への適合性を保証します。また、硫黄耐性（クラスA1）を示し、硫黄化合物を含む雰囲気での腐食に対する耐性を有します。本製品は、RoHS、EU REACHなどの主要な環境規制に準拠し、ハロゲンフリーで製造されています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 光電特性

主要な性能指標は、順電流（I_F）50mAという標準試験条件下で定義されています。典型的な光度（I_V）は2300 mcdで、最小1800 mcd、最大4500 mcdと規定されています。主波長（λ_d）は591 nm（黄色）を中心とし、585 nmから594 nmの範囲にあり、正確な色度を定義しています。順電圧（V_F）は、50mA時にデバイス両端で典型的に2.20V降下し、その範囲は2.00Vから2.75Vです。120度（許容差±5°）の広い視野角（φ）は、集光ビームではなく広い照射が必要なアプリケーションにおける重要なパラメータです。

2.2 絶対最大定格

これらの定格は、永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。絶対最大連続順電流は70 mAです。デバイスは、非常に低いデューティサイクル（D=0.005）でパルス幅≤10 μsのサージ電流（I_FM）100 mAに耐えることができます。最大許容損失（P_d）は192.5 mWです。接合部温度（T_J）は125°Cを超えてはなりません。動作温度範囲（T_opr）は-40°Cから+110°Cであり、車載グレードの温度耐性を確認しています。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。

2.3 熱特性

熱管理は、LEDの性能と寿命にとって極めて重要です。データシートでは、接合部からはんだ付けポイントまでの2つの熱抵抗値が規定されています：実熱抵抗（R_{th JS real}）は70 K/W（典型値）、電気的熱抵抗（R_{th JS el}）は50 K/W（典型値）です。より低い電気的熱抵抗値は順電圧の温度係数から導出され、その場での接合部温度推定に使用されます。特に高い駆動電流や高温環境下では、接合部温度を安全限界内に保つために適切なPCBの熱設計が必要です。

3. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは性能に基づいてビン（区分）に分類されます。これにより、設計者はアプリケーションに必要な特定の最小基準を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビニング

LEDは、標準電流における最小光度に基づいてビンに分類されます。例えば、ビンBAは最小光度1800 mcdを保証し、BBは2240 mcd、CAは2800 mcdを保証します。参考として、対応する光束値（ルーメン）も提供されています。

3.2 主波長ビニング

色の一貫性は、波長ビンによって管理されます。ビン8588は主波長585 nmから588 nmのLEDを、8891は588-591 nmのLEDを、9194は591-594 nmのLEDをカバーします。これにより、生産ロット全体で厳密に管理された黄色の光出力が確保されます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は、回路設計、特に電流制限抵抗の計算や電源設計を支援するためにビニングされています。ビンには1720（1.75-2.00V）、2022（2.00-2.25V）、2225（2.25-2.50V）、2527（2.50-2.75V）などがあります。

4. 性能曲線分析

提供されているグラフは、様々な条件下でのLEDの動作に関する深い洞察を提供します。

4.1 IV特性曲線と相対強度

順電流対順電圧のグラフは、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。相対光度対順電流のグラフは、光出力が電流とともに非線形的に増加することを示しており、安定した輝度を得るための安定した電流駆動の重要性を強調しています。

4.2 温度依存性

相対光度対接合部温度のグラフは負の温度係数を示しており、接合部温度が上昇すると光出力が減少します。主波長対接合部温度のグラフは、温度上昇に伴う色のシフト（一般的に長波長側へ）を示しています。相対順電圧対接合部温度のグラフは負の係数を示しており、これは電気的方法による接合部温度測定の原理として使用されています。

4.3 分光分布とデレーティング

相対分光分布グラフは、単色の黄色光出力を確認し、591 nm付近でピークを持ち、他の波長帯での放射は最小限であることを示しています。順電流デレーティング曲線は設計上重要です：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、最大連続I_Fは57 mAです。許容パルス処理能力グラフは、パルス幅、デューティサイクル、許容ピークパルス電流の関係を定義しています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 機械的外形寸法

LEDは標準的なPLCC-4表面実装パッケージに収められています。典型的なパッケージ寸法は、長さ約3.5mm、幅約2.8mm、高さ約1.9mm（ドーム部含む）です。データシートには、PCBフットプリント設計のためのすべての重要な長さ、幅、および公差を指定した詳細な外形図が含まれています。

5.2 推奨はんだパッドレイアウト

信頼性の高いはんだ付けと最適な熱性能を確保するために、ランドパターン設計が提供されています。これには、4本のリードおよび中央の熱放散パッド（このパッケージバリアントで該当する場合）用のPCB上の銅パッドのサイズ、形状、間隔が含まれます。この推奨事項に従うことは、機械的安定性とLED接合部からPCBへの効果的な熱伝達にとって不可欠です。

5.3 極性識別

PLCC-4パッケージには特定の向きがあります。データシートの図は、カソードとアノードのピンを示しています。通常、パッケージには面取りされた角や上部にマーキング（点など）があり、ピン1（多くの場合カソード）を示しています。デバイスが機能するためには、組み立て時の正しい向きが必須です。

6. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

熱的損傷を防ぐために、詳細なリフローはんだ付け温度プロファイルが規定されています。このプロファイルは、予熱、ソーク、リフロー、冷却の各段階を定義します。重要なパラメータはピーク温度であり、260°Cを超えてはならず、260°C以上の時間は最大30秒に制限する必要があります。このプロファイルは、標準的な鉛フリー（SAC）はんだペーストと互換性があります。

6.2 使用上の注意

一般的な取り扱い上の注意事項には、エポキシ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耐圧は2kV HBM）、動作条件（電流、電圧、温度）が常に絶対最大定格内に収まることの確認が含まれます。デバイスに逆電圧を印加しないでください。

6.3 保管条件

推奨保管温度範囲（T_stg）は-40°Cから+110°Cです。部品は、特に湿気感受性レベル（MSL）が2であるため、乾燥した静電気防止環境で、元の防湿バッグに入れて保管する必要があります。これは、バッグを開封した後、バッグのシール日から1年以内に部品を使用するか、はんだ付け時のポップコーン現象を防ぐためにリフロー前にベーキングする必要があることを意味します。

7. 梱包および注文情報

7.1 梱包仕様

LEDは、自動ピックアンドプレース組み立て用にテープおよびリールで供給されます。梱包情報には、リール寸法、テープ幅、ポケット間隔、およびテープ上の部品の向きが詳細に記載されています。このデータは、組み立て装置を設定するために必要です。

7.2 型番の解読

型番67-41-UY0501H-AMは、特定の構造に従っています：

• 67-41：製品ファミリー名。
• UY：黄色のカラーコード。
• 050：典型的な試験電流（mA）（50mA）。
• 1：リードフレームタイプ（1=金）。
• H：輝度レベル（H=高輝度）。
• AM：自動車用途を指定。

この命名規則により、デバイスの主要な属性を正確に識別することができます。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

主な用途は車載照明です：

• 車外照明：デイタイムランニングライト（DRL）、サイドマーカーライト、センター・ハイマウント・ストップ・ランプ（CHMSL）、車内トランク/荷室照明。
• 車内照明：ダッシュボードバックライト、スイッチ照明、フットウェル照明、ドアパネルライト、読書灯。

その高輝度と広い視野角により、機能的な照明と美的アクセント照明の両方に適しています。

8.2 設計上の考慮事項

このLEDを使用して設計する際には：

• 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。電圧源に直接接続しないでください。
• 熱管理:
：LEDの熱放散パッド/ピンに接続された十分な銅面積（サーマルリリーフ）を持つPCBを設計し、熱を放散させます。デレーティング曲線を使用して、予想される周囲温度での安全な動作電流を決定します。
• 光学：より集光したビームが必要な場合、120度の視野角では二次光学部品（レンズ、導光板）が必要になる場合があります。
• ESD保護：取り扱いおよび組み立て中に標準的なESD対策を実施してください。

9. 技術比較と差別化

標準的な民生用PLCC-4 LEDと比較して、本デバイスの主な差別化要因は、その車載認定です。AEC-Q102認定には、高温動作寿命（HTOL）、温度サイクル、耐湿性などの厳格な試験が含まれており、車両環境での長期信頼性を保証します。規定された硫黄耐性（クラスA1）は、タイヤ、燃料、または工業環境からの硫黄含有ガスに曝露されることで標準LEDの銀ベース部品が腐食する可能性がある車載用途におけるもう一つの重要な利点です。拡張された動作温度範囲（-40°Cから+110°C）も、一般的な産業用範囲を超えています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 光度（mcd）と光束（lm）の違いは何ですか？

A: 光度は、特定の方向における人間の目で知覚される光源の明るさを測定します（カンデラ）。光束は、光源から全方向に放射される可視光の総量を測定します（ルーメン）。このLEDのデータシートでは、主要な指標として光度（mcd）が提供され、PLCCパッケージはしばしば光度で特性評価されるため、参考としてビン分けされた部品の光束（lm）が与えられています。

Q: なぜ定電圧ではなく定電流ドライバが推奨されるのですか？

A: LEDの順電圧には許容差があり、温度によって変化します。直列抵抗のみを持つ定電圧源では、電流が大きく変動し、輝度のばらつきや過剰ストレスの原因となる可能性があります。定電流源は安定した電流を維持し、一貫した光出力を確保し、LEDを保護します。

Q: 私のアプリケーションで接合部温度を推定するにはどうすればよいですか？

A> 電気的熱抵抗（R_{th JS el}= 50 K/W）を使用できます。室温で低いセンシング電流における順電圧を測定します（校正）。次に、駆動電流での動作中に、瞬間的に低いセンシング電流に切り替え、再度順電圧を測定します。グラフからの係数を使用した電圧変化により、接合部温度上昇を計算できます：ΔT_J= ΔV_F/ k、ここでkはV_F.

の温度係数です。

11. 設計および使用事例

事例：自動車ドアポケットライトの設計

設計者は、車のドアポケットを照らすためのコンパクトで信頼性の高いライトを必要としています。ライトは実用的な十分な明るさを持ち、ポケットエリアをカバーする広いビームを持ち、ドア内部の極端な温度と振動に耐えなければなりません。解決策

：このPLCC-4イエローLEDが選択されました。その120度の視野角は、追加の拡散板を必要とせずにポケットを優れたカバレッジで照らします。典型的な2300 mcdの光度は、局所的なエリア照明に十分です。デバイスは、車両の12Vシステムから電源を供給された単純な電流制限抵抗回路を使用して30mA（典型的な50mA以下）で駆動され、長寿命と熱負荷の低減を確保します。AEC-Q102認定と硫黄耐性は、環境に耐えることを保証します。PLCC-4パッケージは、ドアパネルアセンブリに収まる小さなフレキシブルPCBに直接はんだ付けされます。

12. 動作原理

これは半導体発光ダイオードです。バンドギャップエネルギーを超える順電圧が印加されると、電子と正孔が半導体チップ（黄色光の場合は通常AlInGaPなどの材料に基づく）の活性領域で再結合します。この再結合プロセスにより、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。黄色光の特定の波長（約591 nm）は、チップ構造で使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定されます。チップを囲むエポキシレンズは、チップを保護し、光出力ビームを形成し（120度の角度を実現）、光取り出し効率を向上させる役割を果たします。

13. 技術トレンド

• 車載LED分野における主要なトレンドには以下が含まれます：効率向上
• ：チップおよびパッケージ技術の継続的な開発により、より高い発光効率（ワットあたりのルーメン）を実現し、消費電力と熱負荷を低減します。小型化
• ：光出力を維持または増加させながらパッケージは縮小し続け、よりコンパクトでスタイリッシュな照明設計を可能にします。先進パッケージング
• ：より高い熱伝導率を持つ材料と改良された光学構造を使用して、熱と光をより効果的に管理します。スマート統合
• ：統合ドライバを備えたLED（IC駆動LED）や、適応型照明アプリケーション向けのシンプルな制御インターフェースを備えたLEDの増加。色の一貫性と安定性

：より厳格なビニング仕様と改良された蛍光体技術（白色および変換色用）により、温度や寿命にわたって一貫した色出力が確保され、これは車載の美的および安全照明にとって重要です。本デバイスは、その車載グレードの信頼性と性能により、車内外の車両照明のための堅牢で高品質なコンポーネントに対する業界の需要に適合しています。