PLCC-6 アンバーLED A09K-PA1501H-AM データシート - 蛍光体変換アンバー - 3.15V 標準 - 150mA - 7100mcd - 日本語技術文書

1. 製品概要

A09K-PA1501H-AMは、厳しい自動車照明用途向けに設計された高性能表面実装LEDコンポーネントです。蛍光体変換アンバー（PCA）技術を採用し、明確なアンバー色の光を出力します。デバイスはコンパクトなPLCC-6（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージに収められており、これはSMD LEDの標準フットプリントであり、優れた熱管理と自動生産ラインでの組立の容易さを提供します。その主な設計焦点は、自動車使用に典型的な過酷な環境条件下での信頼性と性能にあります。

このLEDの中核的な利点には、標準駆動電流150mAにおける7100ミリカンデラ（mcd）という高い標準光度が含まれ、優れた視認性を保証します。120度の広い視野角を特徴とし、広く均一な光分布を提供します。さらに、個別半導体部品向けの厳格なAEC-Q101規格に適合しており、温度、湿度、動作寿命にわたる自動車産業の品質と信頼性の要件を満たすことが保証されています。

ターゲット市場は自動車外部照明に限定され、特に方向指示器（ウインカー）への応用が想定されています。RoHSおよびREACH指令への準拠はその環境配慮性を確認し、また規定された硫黄耐性は、腐食性ガスが存在する可能性のある環境での長寿命化にとって重要な特徴です。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光・色特性

主要な測光パラメータは光度（I_V）であり、150mA駆動時の最小値5600 mcd、標準値7100 mcd、最大値11200 mcdで規定されています。標準値は標準条件下での期待性能です。最小値と最大値の間の広い範囲は、半導体製造における自然なばらつきを示しており、これは後述のビニングシステムによって管理されます。光束の測定許容差は±8%です。

色はCIE 1931図上の色度座標：CIE x = 0.57、CIE y = 0.42によって定義されます。これにより、出力は確実にアンバー領域に位置付けられます。これらの座標の許容差は±0.005と非常に厳密で、デバイス間の色調の一貫性を保証します。これは、複数のLED間での色合わせがしばしば要求される自動車照明において極めて重要です。

2.2 電気的特性

順方向電圧（V_F）は回路設計における重要なパラメータです。150mA時、標準V_Fは3.15Vで、範囲は2.50V（最小）から3.75V（最大）です。設計者は、特に最大値を考慮して十分な電圧マージンを提供できるよう、駆動回路がこの範囲に対応できることを確認する必要があります。順方向電流（I_F）の絶対最大定格は200mAですが、推奨連続動作電流は150mAです。

このデバイスは逆バイアス動作用には設計されていません。その静電気放電（ESD）耐性は8kV（人体モデル）と定格されており、これは堅牢なレベルであり、取り扱いや組立時の損傷リスクを低減します。

2.3 熱特性および絶対最大定格

熱管理はLEDの性能と寿命にとって極めて重要です。接合部からはんだ付け点までの熱抵抗は2つの方法で規定されています：実熱抵抗（R_{thJS real}）は≤ 60 K/W、電気的方法（R_{thJS el}）は≤ 45 K/Wです。このパラメータはLEDチップから熱がどれだけ効果的に伝導されるかを示します。値が低いほど優れています。許容最大接合温度（T_J）は125℃です。

絶対最大定格は、それを超えると永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。主要な定格には以下が含まれます：消費電力（P_d）750 mW、動作温度（T_opr）-40℃ ～ +110℃、およびパルス幅≤10μsにおけるサージ電流（I_FM）能力750mA。はんだ付け温度定格は、最大260℃で最大30秒間のリフローはんだ付けを可能にしており、標準的な鉛フリーはんだ付けプロファイルと互換性があります。

3. ビニングシステムの説明

製造に内在するばらつきを管理するため、LEDは性能別にビン分けされます。このデータシートでは、3つの主要なビニングカテゴリを概説しています。

3.1 光度ビニング

光度は英数字コードシステム（例：L1、L2、M1... GAまで）を使用してビン分けされます。各ビンは、ミリカンデラ（mcd）単位の特定の最小・最大光度範囲をカバーします。A09K-PA1501H-AMでは、可能性のある出力ビンとしてDB（5600-7100 mcd）、EA（7100-9000 mcd）、EB（9000-11200 mcd）が強調されています。これにより、顧客は特定の輝度要件を満たす部品を選択することができます。

3.2 色（色度）ビニング

アンバー色は、そのCIE x座標およびy座標に従ってビン分けされます。データシートには、YAおよびYBとラベル付けされたビンのためのビン構造図と、特定の座標境界を持つ表が提供されています。例えば、ビンYAは（0.5680, 0.4315）の目標座標と定義された境界を持ちます。これにより、アンバースペクトル内での厳密な色調制御が保証されます。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧もビン分けされますが、提供された抜粋では特定のビンコードと範囲は完全には詳細化されていません。一般的に、電圧ビン（例：V1、V2、V3）は類似のV_F特性を持つLEDをグループ化し、特に複数のLEDが直列に接続される場合に、より一貫性のある駆動回路の設計に役立ちます。

4. 性能曲線分析

データシートには、LEDの性能が動作条件とともにどのように変化するかを示すいくつかのグラフが含まれています。

4.1 分光分布および放射パターン

相対分光分布グラフは、波長の関数としての光出力を示しています。蛍光体変換アンバーLEDの場合、この曲線は通常、青色または近紫外LEDチップによって励起された蛍光体によって生成される黄-アンバー領域に広いピークを持ちます。放射の典型的な図的特性は空間的な強度分布を描き、強度がピーク値の半分に低下する120度の視野角を確認します。

4.2 電流依存性

順方向電流 vs. 順方向電圧曲線は、I_FとV_Fの間の非線形関係を示しています。電流が増加すると電圧も増加しますが、増加率は遅くなります。相対光度 vs. 順方向電流グラフは、光出力が電流とともに増加するが、特に加熱効果による高電流時には完全に線形ではない可能性があることを示しています。色度座標シフト vs. 順方向電流グラフは、色点（CIE x, y）が駆動電流とともにわずかに変化する様子を示しており、調光やパルス動作における色安定性にとって重要です。

4.3 温度依存性

相対順方向電圧 vs. 接合温度曲線は、V_Fが温度上昇とともに直線的に減少する（負の温度係数）ことを示しており、これは半導体接合の特性です。この特性は温度センシングに使用されることがあります。相対光度 vs. 接合温度グラフは極めて重要です。これは、接合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。したがって、輝度を維持するためには効果的な放熱が不可欠です。色度座標シフト vs. 接合温度グラフは、温度による色のわずかな変化を示しています。

4.4 デレーティングおよびパルス動作

順方向電流デレーティング曲線は、はんだパッド温度の関数としての最大許容連続順方向電流を規定します。パッド温度が上昇すると、最大安全電流は減少します。例えば、パッド温度110℃では、最大電流はわずか67mAです。許容パルス処理能力グラフは、所定のパルス幅（t_{）およびデューティサイクル（D）に対して印加可能なピークパルス電流（I}F(A)_p）を定義しており、PWM調光アプリケーションに有用です。

5. 機械的、パッケージングおよび組立情報

5.1 機械的寸法

LEDは標準的なPLCC-6パッケージです。機械図面（機械的寸法セクションタイトルによって暗示される）は、正確な長さ、幅、高さ、リード間隔、および公差を提供します。この情報はPCBフットプリント設計および組立内での適切なフィットを確保するために不可欠です。

5.2 推奨はんだパッドおよび極性

推奨はんだパッドセクションは、信頼性の高いはんだ付け、良好な熱伝導、および適切な位置合わせを確保するための最適なPCBランドパターン（パッド形状）を提供します。PLCC-6パッケージには、カソードを示すための極性キー（通常は面取りされた角またはドット）が組み込まれており、誤った取り付けを防止します。

5.3 リフローはんだ付けプロファイル

推奨リフローはんだ付けプロファイルが提供されており、PCBアセンブリが受けるべき時間-温度関係を規定しています。これには通常、予熱、ソーク、リフロー（定格に従って最大260℃のピーク温度で30秒）、および冷却段階が含まれます。このプロファイルに従うことは、LEDへの熱損傷や不良はんだ接合を回避するために極めて重要です。

5.4 パッケージング情報

これは、LEDがどのように供給されるか（例：テープおよびリール上）を詳細に説明し、リール寸法、ポケット間隔、および向きを含みます。この情報は、自動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. アプリケーションガイドラインおよび設計上の考慮事項

6.1 典型的なアプリケーション：自動車方向指示器

このLEDは、特に方向指示器（ウインカー）向けに、自動車外部照明用に明示的に設計されています。このアプリケーションでは、高光度と広い視野角により、他のドライバーから広い範囲の角度から信号が見えることが保証されます。アンバー色は、ほとんどの地域で方向指示器に対する規制要件です。AEC-Q101認定および硫黄耐性は、温度極限、振動、湿度、および道路化学物質への暴露を経験するボンネット下または外部取り付け照明モジュールの信頼性ニーズに直接対応します。

6.2 回路設計上の考慮事項

• 電流駆動：安定した光出力を確保し、熱暴走を防止するために、定電圧源ではなく定電流ドライバを使用してください。ドライバは所望の動作電流（例：150mA）に設定され、最大V_F3.75Vプラスいくらかのマージンに対応できなければなりません。
• 熱管理：PCBはヒートシンクとして機能しなければなりません。推奨はんだパッドレイアウトで定義されているように、LEDの熱経路に接続された十分な銅面積（熱パッド）を持つ基板を使用してください。高出力または高周囲温度アプリケーションでは、接合温度を125℃以下に保ち光出力を維持するために、追加の熱ビアまたは外部ヒートシンクが必要になる場合があります。
• ESD保護：8kV HBMに定格されていますが、取り扱いおよび組立中の標準的なESD予防策は依然として遵守されるべきです。
• 光学：方向指示器アプリケーションでは、レンズまたはリフレクターが、規制測光パターン（例：SAE/ECE規格）に従ってビームを形成するために使用されます。LEDの120度の広い視野角は、これらのパターンを達成するのに有益です。

6.3 使用上の注意

使用上の注意セクション（抜粋では完全には詳細化されていない）には通常、以下の警告が含まれます：レンズへの機械的ストレスの回避、汚染防止のための素手でのレンズ接触禁止、適切な条件（制御された温度と湿度）での保管、およびはんだ付け不良を避けるためのはんだパッドの清浄さの確保。

7. 注文情報

品番A09K-PA1501H-AMは特定のコーディングシステムに従います。正確な内訳は提供されていませんが、通常、パッケージタイプ（PLCC-6）、色（PA：蛍光体変換アンバー）、光度、色、電圧の性能ビン（1501Hによって暗示）、および可能性として特別な機能またはリビジョンをエンコードしています。注文情報セクションではこれが明確にされ、利用可能なバリアントがリストされます。

8. 技術比較および差別化

標準的な非自動車用アンバーLEDと比較した、A09K-PA1501H-AMの主要な差別化要因は以下の通りです：

• AEC-Q101認定：これは、一般的なLEDが受けない一連のストレステスト（高温動作寿命、温度サイクル、耐湿性など）を含み、自動車使用のための信頼性を保証します。
• 硫黄耐性：一部の自動車環境（例：ゴムや特定のガスケットから）で見られる硫黄含有ガスからの腐食に耐えるための特殊な材料と構造。
• 厳密なパラメータ制御とビニング：より厳密な公差と包括的なビニングにより、複数のLEDが輝度と色で一致しなければならない自動車照明システムに必要な一貫した性能が保証されます。
• 拡張温度範囲：-40℃ ～ +110℃での動作に定格されており、民生用温度範囲（通常0℃ ～ +70℃）をはるかに超えています。

9. 技術パラメータに基づくFAQ

Q: このLEDを200mAで連続駆動できますか？

A: できません。順方向電流の絶対最大定格は200mAですが、これはストレス限界であり、推奨動作条件ではありません。特性表に従うと、推奨連続動作電流は150mA（標準）です。200mAでの連続動作は消費電力定格を超え、急速な劣化または故障を引き起こす可能性が高いです。

Q: 光度ビンはDB（5600-7100 mcd）です。実際にはどの程度の光度が得られますか？

A: テストされた光度がDBビン範囲内に収まるLEDを受け取ることになります。各LEDの特定の値は、標準テスト条件（I_F=150mA、T_s=25℃）で測定した場合、5600から7100 mcdの間になります。設計には、システム性能を保証するために最小値（5600 mcd）を使用すべきです。

Q: 必要な放熱をどのように決定しますか？

A: 熱抵抗（R_thJS≤ 60 K/W）と消費電力を使用します。150mAおよび標準V_F3.15Vでは、電力P = 0.4725Wです。接合部からはんだパッドまでの温度上昇はΔT = P * R_thJS= 0.4725W * 60 K/W = ~28.4Kです。最大周囲温度が85℃で、T_J <を110℃未満に保ちたい場合、はんだパッド温度は（110 - 28.4）= 81.6℃以下に保たれなければなりません。PCBの熱設計は、パッドがこの温度以下に留まることを保証しなければなりません。

Q: 調光にPWMを使用できますか？

A: はい、パルス幅変調はLEDを調光する一般的で効果的な方法です。許容パルス処理能力グラフを参照して、選択したピーク電流、パルス幅、およびデューティサイクルが安全動作領域内にあることを確認してください。一般的に、PWMの場合、ピーク電流はDC定格以下に保たれ、時間平均電流が知覚される輝度を決定します。

10. 動作原理および技術

A09K-PA1501H-AMは、蛍光体変換アンバー（PCA）LEDです。その動作原理は、2段階の光変換を含みます。コアは、順方向バイアス時に青色または近紫外スペクトルの光を発する半導体チップ（通常InGaNベース）です。この一次光はアンバー色ではありません。このチップの上に直接、慎重に調合された蛍光体コーティングが施されています。チップからの高エネルギーの青色/UV光子が蛍光体粒子に衝突すると、それらは吸収されます。その後、蛍光体は光ルミネセンスと呼ばれるプロセスを通じて、より長く、より低エネルギーの波長の光を再放出します。特定の蛍光体組成は、アンバー領域を中心とした広いスペクトルの光を生成するように設計されています。変換されなかった青色光と蛍光体のアンバー発光の組み合わせが、CIE（0.57, 0.42）座標で定義される最終的な知覚されるアンバー色をもたらします。この技術により、半導体材料から直接生成することが難しいアンバーのような飽和色を作り出すことが可能になります。