PLCC-6 RGB LED データシート - 120° 視野角 - 赤 1.95V/900mcd、緑 2.75V/2200mcd、青 3.0V/320mcd @20mA - 英語技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-6パッケージの高性能表面実装RGB（赤、緑、青）LEDの技術仕様を詳細に説明する。このデバイスは、信頼性、安定した性能、環境耐性が極めて重要な、特に自動車分野などの要求の厳しいアプリケーション向けに設計されている。主な機能は、車室内の環境照明、スイッチのバックライト、その他の表示機能に鮮やかな多色照明を提供することである。

この部品の中核的な利点は、コンパクトなPLCC-6フットプリント、優れた視認性を実現する120度の広い視野角、および各色チャネルごとの高い光度出力である。厳格な自動車グレードの認定要件を満たすように設計されており、過酷な動作条件下での長期性能を保証する。

主なターゲット市場は自動車電子機器メーカーであり、具体的には車室内照明モジュール、ダッシュボード照明、環境照明システム、タクタイルスイッチのバックライトなどである。業界標準への準拠により、その他の高信頼性が求められる民生用および産業用アプリケーションにも適している。

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

デバイスの性能は標準試験条件（Ts=25°C）で定義される。順方向電流（I_F）の全三色における標準動作点は20mAであり、最大定格は赤が50mA、緑と青が30mAである。最小順方向電流は赤が5mA、緑/青が3mAであり、これを下回る動作は推奨されない。

光度（I_V）： これは主要な性能指標である。20mA時における標準値は、900 mcd（赤）、2200 mcd（緑）、320 mcd（青）である。緑チャンネルが最も高い出力を持ち、次いで赤、青の順となる。光束の測定許容差は±8%である。

順方向電圧（V_F）： 20mA時の各ダイオードの電圧降下は、標準的に赤が1.95V、緑が2.75V、青が3.00Vである。これらの値は駆動回路設計及び電力損失計算において重要である。順方向電圧の測定許容差は±0.05Vである。

主波長（λ_d）： 知覚される色を定義する。標準値は626nm（赤）、527nm（緑）、455nm（青）であり、許容差は厳密に±1nmである。これにより、生産ロット間で一貫した色出力が保証される。

指向角（φ）： 三色すべてで一貫した120度、許容差は±5°。この広い角度により、広範囲にわたる均一な照明を提供します。

2.2 熱特性および信頼性特性

熱抵抗（R_{th JS}）： このパラメータは、LED接合部からはんだ付けポイントへの熱伝達の効率を示します。実測値（光学的測定）と電気的測定値（電圧法による測定）の2つの値が示されています。赤チャンネルの最大実測熱抵抗は160 K/W、緑と青は130 K/Wです。電気的熱抵抗はより低く、125 K/W（赤）および100 K/W（緑/青）です。熱管理の観点では、値が低いほど優れています。

絶対最大定格: これは、瞬間的であっても超えてはならないストレス限界値です。主な限界値には、最大接合部温度（T_J）125°C、動作温度範囲（T_opr) 動作温度範囲は-40°Cから+110°C、保管温度(T_stg) は-40°Cから+110°Cです。本デバイスは最大2kVのESD (HBM) に耐え、260°Cで30秒間のリフローはんだ付けが可能です。

電力損失 (P_d）： 最大許容電力損失は、赤色LEDで137 mW、緑色および青色LEDで105 mWです。この制限を超えるとデバイスが損傷するリスクがあります。

3. ビニング情報と型式体系

本製品は、主要な光学・電気パラメータに基づいてLEDを分類するビニングシステムを採用しており、エンドユーザーへの一貫性を確保しています。詳細なビニングマトリクスはデータシートに記載されていますが、ビニングの主要パラメータには通常以下が含まれます：

• 光度ビニング： LEDは、特定の電流（例：20mA）での測定された光出力に基づいてビンに分類されます。これにより、アセンブリ内で均一な輝度レベルが確保されます。
• 主波長/色度ビンニング: LEDは、CIE色度図上の正確な波長または色座標に従ってグループ化されます。これは、特に複数LEDアレイや特定の色要件に合わせる場合に、一貫性のある正確な色を実現するために重要です。
• 順方向電圧ビンニング: Vfによる選別_{F は、より効率的な駆動回路の設計に役立ち、並列構成における電流バランスにとって重要となる場合があります。}

型番 67-63L-RGB0200H-A04-2T-AM このビニングおよびその他の製品属性をエンコードします。特定の英数字コード（例：「A04」および「2T」）は、この単一パッケージ内の赤、緑、青チップの強度、波長、電圧に対して選択されたビンに対応します。発注情報セクションは、調達のためにこのコードを解釈するための鍵を提供します。

4. 性能曲線分析

4.1 IV特性曲線と相対光度

順方向電流対順方向電圧のグラフは、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。赤色LEDが最も低いターンオン電圧を持ち、次に緑色、そして青色が続きます。このグラフは、適切な電流制限抵抗を選択するか、定電流ドライバを設計するために不可欠です。

相対光度対順方向電流のグラフは、光出力が電流とともに増加するが線形ではないことを示しています。より高い電流では飽和する傾向があります。この曲線は、効率とデバイス寿命を考慮しながら、所望の輝度を得るための駆動電流を設計者が最適化するのに役立ちます。

4.2 温度依存性

相対光度対接合温度： 接合部温度が上昇すると、光出力は低下します。低下率は色によって異なり、グラフでは青色が赤色や緑色よりも温度に対して一般的に敏感であることが示されています。これは最終アプリケーションにおける熱マネジメントの重要な考慮事項です。

順方向電圧の相対値 vs. 接合部温度： 順方向電圧は負の温度係数を持ちます—温度が上昇すると電圧は低下します。この特性は、間接的な温度センシングに利用できる場合があります。

主波長シフトの相対値 vs. 接合部温度： 主波長は温度とともにシフトします。一般的に、温度が上昇すると波長は増加します（より長い波長へシフト、すなわち「赤方偏移」します）。このシフトは、色が重要なアプリケーションでは考慮する必要があります。

4.3 スペクトル・放射特性

相対分光分布グラフは、各色について可視スペクトル全体にわたって放射される光の強度をプロットしています。これは、赤、緑、青の発光の純度とピーク波長を示しています。これらのピークの半値全幅（FWHM）から、色の彩度を推測することができます。

放射の典型的な指向特性図（赤、緑、青）は、光の空間分布—放射パターン—を示しています。120°の視野角は、強度がピーク値（軸上）の50％に低下する全角として定義されます。これらの極座標プロットは、拡散板やレンズの選択など、光学設計において極めて重要です。

4.4 順方向電流のディレーティング

赤、緑、青それぞれの個別のディレーティング曲線は、はんだパッド温度（T_S）の関数としての最大許容順方向電流を示す。T_S が上昇すると、接合温度が125°Cの限界を超えないように、最大許容I_F を低減しなければならない。例えば、赤色LEDの最大電流は、103°Cで50mAから110°Cで35mAに低下する。これらの曲線は、自動車室内のような高温環境での信頼性の高い動作に必須である。

5. 機械的仕様、パッケージング、および実装情報

5.1 機械的外形寸法と極性

本コンポーネントは標準的なPLCC-6（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージに収められている。機械図面には、本体の長さ、幅、高さ、リード間隔、パッド位置を含む正確な寸法が記載されている。これらの寸法を遵守することは、PCBフットプリント設計に必要である。パッケージには極性インジケータ（通常はピン1付近の切り欠きまたはドット）が含まれており、これは赤色LEDのカソードに対応する。ピン配置（どのピンが赤、緑、青、および共通アノード/カソードを制御するか）は図面で明確に定義されている。

5.2 推奨はんだパッド形状およびリフロープロファイル

適切なはんだ接合部の形成、機械的安定性、およびリフロー時の最適な熱伝達を確保するため、推奨はんだパッド・ランド・パターンが提供されています。このパターンに従うことで、チップ部品の立ち上がり（トゥームストーニング）を最小限に抑え、信頼性を向上させます。

リフローはんだ付けプロファイルは、プリヒート、ソーク、リフロー最高温度（最大260°C、30秒間）、冷却速度といった実装のための重要なパラメータを規定しています。このプロファイルは、標準的な鉛フリー（RoHS）はんだペーストとの互換性を保ちながら、LEDへの熱ダメージを防止するように設計されています。

5.3 パッケージングおよび取り扱い

本デバイスは、自動実装機によるピックアンドプレース用にテープ・アンド・リールで供給されます。パッケージング情報には、リール寸法、テープ幅、ポケット間隔、および実装向きが詳細に記載されています。湿気感受性レベル（MSL）は3に分類されており、はんだ付け前に大気に168時間以上さらされた場合は、リフロー時の「ポップコーン」現象を防止するため、部品をベーキングする必要があります。

6. アプリケーションガイドラインと設計上の考慮事項

6.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 自動車室内環境照明： フットウェルライト、ダッシュボードアクセント、ドアパネル照明。広い視野角と混色機能は、柔らかく拡散した照明効果を作り出すのに理想的です。
• スイッチおよび制御バックライト： ボタン、ノブ、タッチインターフェースの照明。高輝度により、様々な照明条件下での視認性を確保します。
• ステータスインジケータおよびクラスタ： システムステータス、警告、またはインフォテインメントフィードバックのためのマルチカラーインジケータ。

6.2 重要な設計上の考慮事項

• 電流駆動： 各色チャンネルには、必ず定電流ドライバまたは適切な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。高温環境での使用については、デレーティング曲線を参照してください。
• 熱管理： PCBレイアウトは放熱を考慮する必要があります。推奨されるパッド設計を使用し、放熱パッドに接続する十分な銅面積を確保し、動作周囲温度を考慮してください。熱管理が不十分だと、光束低下、色度偏移、寿命短縮を引き起こします。
• ESD対策： 2kV HBM定格を有しますが、組み立ておよび取り扱い時には標準的なESD対策手順を遵守してください。
• カラーミキシング： 白色またはその他の特定の色を実現するには、R、G、Bチャンネルの発光効率の違いにより、各チャンネルの駆動電流を慎重に調整する必要があります。動的なカラーミキシングには、通常PWM制御を備えたマイクロコントローラが使用されます。

7. 適合性および材料情報

本製品は、以下の重要な業界基準を満たすように設計および認定されています：

• AEC-Q102： これは、自動車アプリケーションにおける個別光電子半導体のストレステスト認定です。適合することで、自動車の温度サイクル、湿度、振動などの条件下での信頼性が確保されます。
• RoHS準拠： 本デバイスは、鉛、水銀、カドミウムなどの規制有害物質を含みません。
• REACH準拠： EUの化学物質の登録、評価、認可および制限に関する規制（REACH）に準拠しています。
• ハロゲンフリー: The packaging material has very low Bromine (Br) and Chlorine (Cl) content (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), which is important for environmental and safety reasons during disposal or in case of fire.
• 耐腐食性: Class B1要件を満たしており、腐食性雰囲気に対する一定の耐性を示します。

8. 注意事項と耐硫黄性

「使用上の注意」セクションでは、レンズへの機械的ストレスの回避、汚染の防止、取り付け時の正しい極性の確保など、一般的な取り扱いおよび操作上の警告を概説しています。

特に言及されているのは、 耐硫黄性。 一部のLEDパッケージに使用される銀ベース材料は、硫黄を含む雰囲気（例：工業環境、一部のゴム）に曝されると腐食する可能性があります。データシートは硫黄試験基準を参照しており、デバイスがこの現象に対してある程度の耐性を持つよう試験または設計されていることを示しています。これは特定の用途における長期信頼性にとって極めて重要です。