PLCC-6 赤色LED A09K-UR1501H-AM データシート - 120° 視野角 - 2.15V @150mA - 7500mcd - 日本語技術文書

1. 製品概要

A09K-UR1501H-AMは、厳しい自動車照明アプリケーション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。PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier) パッケージを採用し、車両外部照明システム向けの堅牢で信頼性の高いプラットフォームを提供します。本デバイスは、典型的な主波長613nmの純粋な赤色光を発光し、優れた色純度を実現します。その主な設計焦点は、厳格な自動車業界規格への適合性を維持しつつ、コンパクトなフットプリント内で高い光度を達成することにあります。

このLEDの中核的な利点は、順方向電流150mAにおける7500ミリカンデラ (mcd) という高い典型的な光度、均一な光分布を実現する120度の広い視野角、そしてAEC-Q101規格に適合した堅牢な構造です。信頼性、輝度、長期性能が極めて重要な、センター・ハイマウント・ストップ・ランプ (CHMSL)、テールランプ、ストップランプなどのアプリケーションを含む、自動車外部照明市場を特にターゲットとしています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光・電気的特性

主要な動作パラメータは、LEDの性能範囲を定義します。順方向電流 (I_F) の推奨動作範囲は20mAから200mAで、定格出力を得るための典型的な値は150mAです。この電流において、典型的な順方向電圧 (V_F) は2.15Vで、最大限界値は2.75Vであり、良好な電気効率を示しています。光度 (I_V) は最小4500 mcd、典型的な値7500 mcd、最大14000 mcdまで達する可能性があり、ビニングプロセスによって管理される大きな性能の広がりを示しています。主波長 (λ_d) は典型的に613nmに位置し、その赤色の色度点を定義します。

2.2 熱特性及び絶対最大定格

熱管理はLEDの長寿命にとって極めて重要です。本デバイスは、接合部からはんだ付けポイントまでの熱抵抗 (R_thJS) が60 K/W (実測) または50 K/W (電気的) であり、これはPCB上の熱経路を設計するための重要なパラメータです。絶対最大定格は安全な動作のための厳格な限界を設定します：最大許容損失 (P_d) は550 mW、最大接合部温度 (T_J) は125°C、動作温度範囲 (T_opr) は-40°Cから+110°Cであり、過酷な自動車環境への適合性を確認しています。また、8 kVのESD (HBM) 定格にも耐えます。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはビンに分類されます。データシートには、光度と主波長に関する詳細なビニング情報が記載されています。

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) を用いてビニングされます。各ビンは、ミリカンデラ (mcd) 単位の特定の最小及び最大光度の範囲を定義します。A09K-UR1501H-AMの場合、強調された可能性のある出力ビンは、典型的な7500 mcdの値を中心としており、これはDA (4500-5600 mcd) およびDB (5600-7100 mcd) またはEA (7100-9000 mcd) の範囲のビンに対応します。このビニングにより、設計者はアプリケーションの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 主波長ビニング

同様に、主波長は色の一貫性を制御するためにビニングされます。ビンは文字と数字の組み合わせ (例：A1, B3, C5) によって定義され、通常は公称値613nm周辺の1nmまたは2nmステップの波長範囲をカバーします。これにより、単一のランプアセンブリで使用されるすべてのLEDがほぼ同一の色出力を持つことが保証され、自動車照明における美的および規制上の理由から重要です。

4. 性能曲線分析

データシートには、LEDの異なる条件下での挙動を示すいくつかのグラフが含まれており、回路設計および熱設計に不可欠です。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (IV特性)

IV特性曲線は、順方向電流と電圧の間の指数関数的な関係を示します。これは、所定の駆動電流に対する動作電圧を決定し、消費電力 (P = V_F* I_F) を計算するために使用されます。この曲線は、適切な電流制限抵抗の選択や定電流駆動回路の設計に役立ちます。

4.2 相対光度 vs. 順方向電流

このグラフは、光出力が駆動電流とともにどのように増加するかを示します。一般的に準線形であり、電流を2倍にしても光出力は2倍になりません。この関係は、効率を理解し、パルス幅変調 (PWM) 調光設計を行うために重要です。

4.3 温度依存性グラフ

複数のグラフが、接合部温度 (T_J) による性能変化を詳細に示しています：

• 相対光度 vs. 接合部温度：温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示しており、これは熱ドループとして知られる特性です。一貫した輝度を維持するためには、熱設計においてこの特性を考慮に入れる必要があります。
• 相対順方向電圧 vs. 接合部温度：順方向電圧 (V_F) が温度の上昇とともに直線的に減少することを示しています (赤色LEDの場合、約-2 mV/°C)。これは温度センシングに使用できますが、定電圧駆動方式にも影響を与えます。
• 相対波長 vs. 接合部温度：主波長が温度とともに (通常は数ナノメートル) シフトすることを示しており、色が重要なアプリケーションにおいて重要です。

4.4 分光分布及び指向性パターン

相対分光分布グラフは、赤色LEDの狭い発光ピーク特性を示し、その主波長を中心としています。指向性パターン (視野角図) は120度の視野角を確認し、光強度の角度分布を示しており、所望のビームパターンを達成するためのレンズおよびリフレクタ設計に極めて重要です。

4.5 順方向電流のデレーティング及びパルス耐性

順方向電流デレーティング曲線は、はんだパッド温度に基づいて許容される最大連続電流を規定します。パッド温度が上昇するにつれて、125°Cの接合部温度限界を超えないようにするため、最大安全電流は減少します。許容パルス耐性チャートは、LEDが様々なデューティサイクルで非常に短時間耐えられるピークパルス電流を定義しており、ストロボや通信アプリケーションに関連します。

5. 機械的仕様、パッケージング及び実装情報

5.1 機械的寸法及び極性

LEDは標準的なPLCC-6パッケージで提供されます。機械図面 (機械的寸法セクションに示唆) には、正確な長さ、幅、高さの寸法、リード間隔、および光学中心の位置が記載されます。パッケージには極性インジケータ (通常は切り欠きまたは面取りされた角) が含まれており、LEDはダイオードであり電流は一方向にしか流れないため、組立時の正しい向きを保証します。

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、推奨はんだパッドフットプリントが提供されます。これには、6つの電気リード用のパッド寸法と、放熱に極めて重要な中央の熱パッド (このパッケージバリアントに存在する場合) が含まれます。このレイアウトに従うことで、はんだ付け不良を最小限に抑え、PCBへの低熱抵抗経路を確保します。

5.3 リフローはんだ付けプロファイル及び注意事項

データシートは、ピーク温度260°C、最大30秒のリフローはんだ付けプロファイルを規定しています。このプロファイルを遵守することは、プラスチックパッケージや内部ワイヤボンドを損傷するのを避けるために不可欠です。使用上の一般的な注意事項には、レンズへの機械的ストレスの回避、汚染の防止、およびリフロー時のポップコーン現象を防ぐために使用前にデバイスを湿気敏感レベル (MSL) 2の条件下で保管することが含まれます。

5.4 パッケージング情報

LEDは、自動ピックアンドプレース組立用にテープおよびリールで供給されます。パッケージング情報には、組立装置のプログラミングに必要なリール寸法、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。

6. アプリケーションガイドライン及び設計上の考慮点

6.1 代表的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、明示的に自動車外部照明向けに設計されています。その高輝度と信頼性により、以下の用途に最適です：

• センター・ハイマウント・ストップ・ランプ (CHMSL)：視認性のための高強度が必要です。
• テールランプ：ポジション/ランニングライトとして使用されます。
• ストップランプ：瞬時点灯、高輝度の信号表示が必要です。

そのAEC-Q101適合性、広い温度範囲、および硫黄耐性により、自動車環境で見られる振動、熱サイクル、化学物質暴露に耐えることが保証されています。

6.2 重要な設計上の考慮点

熱設計：LEDの寿命と性能に影響を与える主要な要因です。熱抵抗 (R_thJS) とデレーティング曲線を使用して、PCB上に適切な熱管理システムを設計してください。高電力アプリケーションでは、熱ビアおよび場合によっては金属コア基板を使用します。駆動回路：一貫した輝度と色を得るために、特に自動車電圧環境 (9-16V) では、直列抵抗を用いた定電圧ではなく、定電流源でLEDを駆動してください。これは順方向電圧 (V_F) のばらつきと温度効果を補償します。光学設計：120°の視野角は広範囲の照明に適しています。CHMSLなどの特定の機能のためにビームを形成するには、二次光学部品 (レンズ、リフレクタ) が必要になる場合があります。ESD保護：8kV HBMの定格がありますが、取り扱いおよび組立中にPCB上に基本的なESD保護を実装することは良い習慣です。

7. 適合性及び環境仕様

本製品は、以下の主要な業界規格に適合しています：

• RoHS：有害物質の制限、鉛フリー構造を保証します。
• EU REACH：化学物質の登録、評価、認可及び制限。
• ハロゲンフリー：臭素 (Br) 及び塩素 (Cl) 含有量の制限、環境及び安全上の理由から重要です。
• 硫黄耐性：硫黄含有ガスがメッキ部品を腐食させ故障を引き起こす可能性のある自動車アプリケーションにとって極めて重要です。

この包括的な適合性ポートフォリオにより、特に厳格な欧州自動車セクター向けの製品への本コンポーネントの統合が簡素化されます。

8. 発注情報及び型番の解読

型番A09K-UR1501H-AMは、特定のコーディング規則に従っています。完全な解読スキームは通常メーカーのガイドに記載されていますが、一般的な要素には以下が含まれます：

• A09K：シリーズまたはファミリーコードの可能性があります。
• U：パッケージタイプ (例：PLCC) を示す可能性があります。
• R：通常、色が赤であることを示します。
• 1501：輝度または性能コードに関連する可能性があります。
• H：高輝度バリアントを示す可能性があります。
• AM：多くの場合、自動車グレードまたは特定のビン/バージョンを意味します。

発注情報セクションには、光度と波長の利用可能なビンが詳細に記載されており、設計者はアプリケーションに必要な正確な性能特性を指定することができ、量産における一貫性を確保します。