パワートップビューLED 67-31Aシリーズ 技術データシート - P-LCC-3パッケージ - 最大3.95V - 110mW - 青色

1. 製品概要

67-31Aシリーズは、コンパクトなP-LCC-3表面実装パッケージで設計されたパワートップビューLEDのファミリーです。本デバイスは、広い視野角と高い光束出力を実現するように設計されており、均一な照明とインジケータ機能を必要とする用途に特に適しています。本シリーズはソフトオレンジ、赤、黄色のカラーバリエーションで提供されており、本資料で詳細を説明する特定モデルは、無色透明樹脂で封止された青色InGaNチップを搭載しています。

このLEDシリーズの中核的な利点は、高い電流耐性、自動実装に適した堅牢な構造、リフローおよびフローはんだ付けプロセスの両方との互換性です。その設計には、ライトパイプおよびバックライト用途にとって重要な機能である光結合効率を最適化するインターリフレクタが組み込まれています。低電流要件は、電力効率が最も重要である携帯型電子機器への適合性をさらに高めています。

2. 技術パラメータ詳細分析

2.1 絶対最大定格

本デバイスは、周囲温度（T_A）25°Cで測定した以下の絶対最大定格内で確実に動作するように規定されています。これらの定格を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 逆電圧（V_R）：5 V - LED端子間に逆方向に印加できる最大電圧。
• 順電流（I_F）：30 mA - 通常動作で推奨される最大連続DC順電流。
• ピーク順電流（I_FP）：100 mA - 許容される最大パルス順電流。1kHz、デューティサイクル1/10の条件下で規定。
• 電力損失（P_d）：110 mW - デバイスが消費できる最大電力。
• 静電気放電（ESD）HBM：150 V - 人体モデルESD耐圧。標準的なESD取り扱い予防措置を必要とする感度を示します。
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C - 確実に動作する周囲温度範囲。
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +90°C - 安全に保存できる温度範囲。
• はんだ付け温度（T_sol）：リフロー：最大10秒間 260°C；手はんだ：最大3秒間 350°C。

2.2 電気光学特性

主要な性能パラメータは、特に断りのない限り、標準試験条件 I_F= 30 mA、T_A= 25°C で定義されます。

• 光度（I_V）：最小285 mcdから最大715 mcdの範囲。代表値は規定されておらず、性能はビニングシステムによって管理されていることを示します。
• 視野角（2θ_1/2）：120°（代表値）。この広い視野角は、パッケージ設計とインターリフレクタによって実現された特徴的な機能であり、広く均一な光分布を保証します。
• ピーク波長（λ_P）：468 nm（代表値）。これはスペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：464.5 nm ～ 476.5 nm。これは人間の目が知覚する単一波長であり、発光色に相当します。±1 nmの許容差が適用されます。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：35 nm（代表値）。これは最大パワーの半分（半値全幅）における発光スペクトルの幅を定義します。
• 順電圧（V_F）：2.75 V ～ 3.95 V。30 mAで駆動したときのLED両端の電圧降下。±0.1Vの許容差が記載されています。
• 逆電流（I_R）：10 μA（最大） V_R= 5V時。

3. ビニングシステムの説明

製造における色と輝度の一貫性を確保するため、LEDは3つの主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 主波長ビニング（グループA）

LEDの正確な色（色相）を定義します。ビンはA9からA12までラベル付けされ、それぞれが全体の仕様464.5-476.5 nm内で3 nmの範囲をカバーします。

3.2 光度ビニング

輝度出力を定義します。ビンはT1、T2、U1、U2とラベル付けされ、最小および最大mcd値が昇順になっています。これにより、用途に適した輝度を選択できます。

3.3 順電圧ビニング（グループM）

電気的特性を定義します。ビンはM5からM8までラベル付けされ、それぞれが全体の仕様2.75-3.95 V内で0.3 Vの範囲をカバーします。これは回路設計、特に複数のLEDを直列に駆動する場合に有用です。

4. 性能曲線分析

データシートは代表的な電気光学特性曲線を参照しています。提供されたテキストには具体的なグラフは詳細に記載されていませんが、そのような曲線には通常以下が含まれます：

• I-V（電流-電圧）曲線：順電圧（V_F）と順電流（I_F）の関係を示します。ダイオードの指数関数的性質を示し、電圧がターンオン閾値を超えると電流制限抵抗が必要であることを強調しています。
• 相対光度 vs. 順電流：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、通常、指定された動作範囲内ではほぼ線形関係にあります。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度が上昇するにつれて光出力が低下する様子を示します。これは高電力または高周囲温度用途における熱管理にとって重要です。
• スペクトルパワー分布：相対強度と波長の関係をプロットしたもので、約468 nmでのピークと35 nmの帯域幅を示します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と極性

LEDはP-LCC-3（プラスチックリードチップキャリア）パッケージを使用しています。寸法図には長さ、幅、高さ、およびリード位置が規定されています。極性インジケータ（通常は切り欠きまたはマークされたカソード）が明確に示されており、組立時の正しい向きを保証します。適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、推奨されるはんだパッドフットプリント設計が提供されています。

5.2 リールおよびテープパッケージング

本デバイスは自動組立用にテープおよびリールで供給されます。キャリアテープ寸法が規定されており、リールあたりの標準装着数量は2000個です。リール寸法もピックアンドプレースマシンによる取り扱い用に提供されています。パッケージングには防湿対策が含まれています：部品ははんだ付け前の吸湿損傷を防ぐため、乾燥剤と湿度指示カードを入れたアルミ防湿バッグに梱包されます。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

本LEDは標準的なはんだ付けプロセスに対応しています。

• リフローはんだ付け：最大ピーク温度260°C、持続時間10秒以内。
• 手はんだ付け：はんだごて先端温度は350°Cを超えてはならず、リードあたりの接触時間は3秒以内に制限してください。
• 注意事項：重要な警告が提供されています：LEDと直列に外部の電流制限抵抗を必ず使用してください。指数関数的なI-V特性は、電圧のわずかな増加が大きく破壊的な電流増加を引き起こす可能性があることを意味します。取り扱いおよび組立の全段階で適切なESD取り扱い手順に従ってください。

7. 信頼性試験

本製品は、信頼度90%、ロット許容不良率（LTPD）10%で実施される包括的な信頼性試験一式を受けています。主要な試験には以下が含まれます：

• リフローはんだ付け耐性
• 温度サイクル（-40°C ～ +100°C）
• サーマルショック（-10°C ～ +100°C）
• 高温保存（100°C）
• 低温保存（-40°C）
• DC動作寿命（30 mA、25°C）
• 高温高湿（85°C/85% RH）

これらの試験は、様々な環境および動作ストレス下でのデバイスの堅牢性を検証します。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 民生機器用インジケータおよびバックライト：オーディオ/ビデオ機器、セットトップボックス、ゲーム機。
• オフィスおよび家庭用機器：プリンター、ルーター、家電製品、制御パネル。
• フラットバックライト：LCD、メンブレンスイッチ、イルミネーションシンボル用。
• ライトパイプアプリケーション：広い視野角とインターリフレクタ設計により、ステータス表示や装飾照明用のプラスチック光導波路に光を結合させるのに理想的です。
• 汎用インジケーション：明るく信頼性の高い表面実装ステータスインジケータを必要とするあらゆる用途。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：常に直列抵抗を使用してください。その値は、電源電圧（V_cc）、LEDの順電圧（V_F - 安全のため最大値を使用）、および所望の順電流（I_F）に基づいて計算します。 R = (V_cc - V_F) / I_F.
• 熱管理：電力損失は低いですが、高周囲温度または最大電流で動作する場合、光出力と寿命を維持するために、十分なPCB銅面積またはサーマルリリーフを確保してください。
• 光学設計：ライトパイプアプリケーションでは、LEDはパイプの入力面に正確に配置する必要があります。広い視野角は結合効率を最大化するのに役立ちます。

9. 技術比較と差別化

67-31Aシリーズは、いくつかの主要な機能によって差別化されています：

• パッケージ：P-LCC-3パッケージは、より小さなチップLEDと比較して、優れた熱的および機械的特性を持つ堅牢な業界標準フットプリントを提供します。
• 視野角：120°の視野角は、多くの標準的なトップビューLED（通常60-80°）よりも大幅に広くなっています。これは広範囲の照明を必要とする用途において大きな利点です。
• インターリフレクタ：この統合された光学機能は、光取り出しと指向性を向上させ、このような機能を持たないLEDと比較して、ライトパイプおよびバックライト設計の効率を改善します。
• 電流耐性：30 mAの連続電流定格は、5-20 mA定格の低電流インジケータLEDと比較して、より高い輝度の可能性を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 5V電源で使用する場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

A: 保守的な設計のために最大V_F3.95V、I_F30mAを使用すると： R = (5V - 3.95V) / 0.03A = 35 オーム。最も近い標準値（例：33または39オーム）を使用し、電力定格を確認してください。

Q: このLEDをPWM信号で駆動して調光できますか？

A: はい。LEDはPWMを使用して効果的に調光できます。パルス中のピーク電流が100 mAのI_FP定格を超えず、平均電流が30 mAのI_F.

定格を超えないようにしてください。

Q: 温度は性能にどのように影響しますか？

A: 光度は通常、接合温度が上昇するにつれて減少します。順電圧も温度の上昇とともにわずかに減少します。厳しい環境では、一貫した輝度のために、熱管理および/または光学フィードバックが必要になる場合があります。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（468 nm）は、発光スペクトルの物理的なピークです。主波長（464.5-476.5 nm）は、人間の目が知覚する色であり、全スペクトルから計算されます。主波長は色表示により関連性があります。

11. 実用的な使用例

1. シナリオ: ライトパイプを使用したネットワークルーター用ステータスインジケータパネルの設計。選択：

2. 高い視認性のために、U1またはU2の光度ビンから67-31A LEDを選択します。複数のユニット間で均一な色を得るために、一貫した主波長ビン（例：A10）を選択します。回路設計：_Fルーターの内部ロジックは3.3Vで動作します。代表的なV_F3.2V、省電力のためのI

3. 20 mAを使用すると： R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 オーム。5.1オームの抵抗が適しています。レイアウト：

4. LEDをPCB上に、ライトパイプの入射点の真下に配置します。信頼性のために推奨されるはんだパッドレイアウトに従ってください。結果：

広い120°の視野角が効率的にパイプに光を結合し、様々な角度から明確に見える明るく均一に照らされたインジケータを作り出し、シンプルで信頼性の高いソリューションで設計要件を満たします。

12. 動作原理

LEDは、半導体におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。中核となるコンポーネントはInGaN（窒化インジウムガリウム）チップです。ダイオードのターンオン閾値を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN材料の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが発光の波長（色）を定義します—この場合は青色です。無色透明のエポキシ樹脂封止材はチップを保護し、光出力を形成するレンズとして機能し、異なる色（前述のソフトオレンジ、赤、黄色など）が必要な場合は蛍光体を含むことがありますが、青色バージョンでは透明のままです。

13. 技術トレンド

• LED業界は、より高い効率、より小さなフォームファクタ、およびより大きな統合に向けて進化し続けています。67-31Aのようなデバイスに関連するトレンドには以下が含まれます：効率向上：
• 継続的な材料科学の改善は、ワットあたりのルーメン（効率）を増加させ、同じ電流でより明るい出力、または同じ輝度でより低い電力消費を可能にすることを目指しています。小型化：
• P-LCC-3は標準パッケージですが、スペースに制約のある用途向けに、さらに小さなチップスケールパッケージ（CSP）LEDへの並行したトレンドがありますが、視野角や取り扱いの容易さとのトレードオフがしばしばあります。色の一貫性の向上：
• エピタキシャル成長とビニングプロセスの進歩により、波長と強度の分布がより狭くなり、大量生産アプリケーションでの選択的ビニングの必要性が減少しています。信頼性の向上：