赤色LED 3.0x3.0x0.55mm SMD仕様書 - 順電圧2.0-2.6V - 光束93.2-130lm - 主波長617.5-625nm - 日本語技術データシート

1. 製品概要

本資料は、高輝度赤色表面実装デバイス（SMD）LEDの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、信頼性、性能、一貫性が最も重要とされる、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ます。効率的で安定した赤色発光で知られるAlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）半導体チップを採用しています。製品はコンパクトな3.0mm x 3.0mm x 0.55mmのEMC（エポキシ成形材料）パッケージに収められており、自動化組立プロセスに対応した堅牢なソリューションを提供します。

1.1 中核的利点とターゲット市場

本LEDの主なターゲット市場は、車内・車外の両方のアプリケーションを含む自動車照明です。その中核的利点は、設計と材料構成に由来します。EMCパッケージは優れた熱安定性と、湿度や温度サイクルなどの環境要因に対する耐性を提供し、これは自動車用エレクトロニクスにとって極めて重要です。極めて広い120度の視野角により、均一な光分布が保証されます。さらに、自動車グレード個別半導体のためのAEC-Q102ストレステスト認定ガイドラインへの準拠は、車両内の過酷な動作条件に対する適合性を裏付けています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

適切な回路設計とシステム統合のためには、電気的および光学的特性を十分に理解することが不可欠です。

2.1 電気的・光学的特性

主要パラメータは、標準接合温度（Ts）25°Cで測定されています。順電圧（VF）は、テスト電流700mAにおいて最小2.0Vから最大2.6Vの範囲にあり、設計者が初期計算に使用できる代表値があります。光束（Φ）出力は大きく、同じ700mA駆動条件下で93.2ルーメンから130ルーメンの範囲にあり、赤色LEDとしての高効率を示しています。主波長（Wd）は知覚される色を規定し、617.5nmから625nmの間の赤色スペクトル内に収まります。本デバイスは、5V逆バイアス時に10µA未満という非常に低い逆電流（IR）を特徴とし、接合からはんだ接点までの熱抵抗（RTHJ-S）は14°C/Wであり、これは熱管理計算において重要です。

2.2 絶対最大定格

これらの定格は、それを超えると永久損傷が発生する可能性がある限界を定義します。絶対最大順電流（IF）は840mA DCであり、パルス条件下（1/10デューティサイクル、10msパルス幅）では1000mAのピーク順電流（IFP）が許容されます。最大電力損失（PD）は2184mWです。デバイスは最大5Vまでの逆電圧（VR）に耐えることができます。動作および保管温度範囲は広く、-40°Cから+125°Cであり、最大接合温度（TJ）は150°Cです。静電気放電（ESD）耐圧レベルは2000V（人体モデル）ですが、このレベルでの歩留まりは90%以上であるものの、適切なESD取り扱い上の注意は依然として必要です。

3. ビニングシステムの説明

製造における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはIF=700mAで測定された主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 順電圧と光束のビニング

順電圧は3つのコードにビニングされます：C0（2.0-2.2V）、D0（2.2-2.4V）、E0（2.4-2.6V）。光束は3つのコードにビニングされます：RB（93.2-105 lm）、SA（105-117 lm）、SB（117-130 lm）。主波長はD2（617.5-620 nm）、E1（620-622.5 nm）、E2（622.5-625 nm）にビニングされます。完全な製品注文コードは、これらのカテゴリからそれぞれ1つのビンを指定し、設計者がアプリケーションに適合した厳密に一致した性能を持つLEDを選択できるようにします。

4. 性能曲線分析

PDFには代表的な光特性曲線（図1-7以降）の存在が示されていますが、順電圧対順電流、光束対順電流、およびスペクトル分布の具体的なグラフは抽出されたテキストには提供されていません。完全なデータシートでは、これらの曲線は重要です。それらは通常、VFがIFとともにどのように増加するか、光束出力が電流とともにどのように増加し（高電流/高接合温度では飽和または減少する可能性がある）、AlGaInP LEDに特徴的な狭いスペクトルピークを示します。設計者はこれらの曲線を使用して、効率と出力のために駆動電流を最適化し、温度による色ずれを理解します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と図面

LEDのフットプリントは3.0mm x 3.0mm、高さは0.55mmです。詳細な上面図、側面図、底面図が提供されています。特に指定がない限り、すべての寸法公差は±0.05mmです。底面図にはアノードとカソードのパッド配置が明確に示されており、これは正しいPCBフットプリント設計と実装時の向きにとって不可欠です。

5.2 極性識別と推奨はんだパッドパターン

極性は明確にマーキングされています。信頼性の高いはんだ付けとPCBへの適切な熱接続を確保するために、推奨はんだパッドパターン（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、良好なはんだフィレットが得られ、熱サイクル中の部品へのストレスを最小限に抑えることができます。

6. はんだ付けと組立ガイドライン

6.1 SMTリフローはんだ付け手順

本製品は、すべての標準的なSMT組立およびはんだ付けプロセスに適しています。PDFにはリフローはんだ付け手順の専用セクションが含まれており、通常、特定の温度ゾーン（予熱、ソーク、リフロー・ピーク、冷却）を含む推奨リフロープロファイル、最大ピーク温度、液相線以上の時間が含まれます。これにより、組立中の過度の熱によるEMCパッケージおよび内部ボンドの損傷を防ぎます。

6.2 取り扱いと保管上の注意

LEDの湿気感受性レベル（MSL）はレベル2です。これは、リフローはんだ付け前にベーキングが必要になるまで、パッケージを工場床条件（30°C/60% RH）に最大1年間曝すことができることを意味します。バッグを開封した後は、同じ条件下で168時間（1週間）以内にはんだ付けする必要があります。製品は乾燥剤とともに元の防湿バッグに保管する必要があります。取り扱い中は標準的なESD対策を遵守してください。

7. 梱包と注文情報

7.1 梱包仕様

LEDは自動ピックアンドプレースマシン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（ポケットサイズ、ピッチ）、リール寸法（直径、幅）、およびラベルフォーマットの仕様が文書に記載されています。この情報は組立ライン設備の設定に必要です。

7.2 梱包と信頼性

梱包には防湿バリアバッグ、段ボール箱、およびロットコード、数量、品番を含むラベルが含まれます。AEC-Q102に基づく包括的な信頼性試験計画が参照されており、高温保管、温度サイクル、高温高湿、耐はんだ熱性などの試験が含まれます。長期性能を保証するために、具体的な試験項目、条件、および故障判定基準（例：順電圧または光束の許容変化）が詳細に記載されています。

8. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

主なアプリケーションは自動車照明です。これには、リアコンビネーションランプ（テールランプ、ブレーキランプ）、センター・ハイマウント・ストップ・ランプ（CHMSL）、サイドマーカーランプなどの車外機能が含まれます。車内アプリケーションには、ダッシュボードバックライト、スイッチ照明、アンビエント照明が含まれます。その高輝度と信頼性は、他の輸送機器、工業用インジケータ、およびサイン用途にも適しています。

8.2 重要な設計上の考慮事項

• 熱管理：最大順電流は、実際の動作接合温度に基づいて減額する必要があり、接合温度は150°Cを超えてはなりません。14°C/Wの熱抵抗は、損失電力1ワットごとに、接合がはんだ接点よりも14°C高温になることを意味します。高電流動作には、十分なPCB銅面積（サーマルパッド）および場合によってはヒートシンクが必要です。
• 電流駆動：LEDは電流駆動デバイスです。順電圧の変動に関わらず、安定した光出力と色を維持するために、定電流駆動回路の使用が推奨されます。ドライバは絶対最大定格内に収まるように設計する必要があります。
• 光学設計：120度の視野角はパッケージに固有のものです。特定のアプリケーションのために光束を平行化または成形するには、二次光学系（レンズ、リフレクタ）が必要になる場合があります。

9. 技術比較と差別化

標準的なプラスチックSMD LEDと比較して、このEMCパッケージは優れた熱性能と高温・高湿環境に対する耐性を提供し、これは自動車用途における重要な差別化要因です。AEC-Q102認定は、一般的な民生品グレードの仕様を超えた、この堅牢性の正式な証拠です。700mAで小さな3x3mmフットプリントから高い光束（最大130 lm）を実現する組み合わせは、スペースに制約のある高輝度アプリケーションにおいても競争優位性となります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 推奨動作電流は何ですか？

データシートは700mAでの特性と840mAでの絶対最大DC電流を規定しています。推奨動作電流は、アプリケーションの熱設計に依存します。信頼性の高い長期動作のためには、例外的な冷却が提供されない限り、接合温度を最大限界を十分に下回るように保つために、LEDを700mA以下で駆動することをお勧めします。

10.2 アプリケーションに適したビンをどのように選択すればよいですか？

色の一貫性を必要とするアプリケーション（例：複数LEDアレイ）では、狭い主波長ビン（例：E1のみ）を指定してください。一貫した明るさを必要とするアプリケーションでは、狭い光束ビン（例：SBのみ）を指定してください。電源設計では、順電圧ビン（例：D0）を指定することでドライバ効率の最適化に役立ちます。多くの場合、組み合わせて指定されます。

10.3 このLEDをパルス動作に使用できますか？

はい、データシートはパルス条件下（10msパルス幅、1/10デューティサイクル）で1000mAのピーク順電流（IFP）を許容しています。これはDC動作よりも高い瞬間的な輝度を実現するために使用できますが、平均電力損失は依然として最大定格を超えてはならず、接合温度は管理する必要があります。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：高輝度自動車ブレーキランプクラスタの設計設計者は、新しいLEDベースのハイマウントストップランプを作成しています。昼間の視認性のために高輝度が必要であり、自動車の信頼性基準を満たす必要があります。彼らはSB（最高光束）およびE1（特定の赤色調）のビンでこのLEDを選択します。熱を他の層に放散するためにビアに接続された大きなサーマル銅パッドを持つPCBを設計します。LEDあたり700mAを供給する定電流ドライバを選択します。リフロープロファイルはデータシートのSMT指示に従って設定されます。組立後、クラスタは温度サイクル試験を受け、LEDに内在するAEC-Q102認定の信頼性を活用して設計の堅牢性を検証します。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスの原理で動作します。発光領域はAlGaInPで構成されています。順電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が発光領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlGaInP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接、この場合は617-625 nmの赤色範囲の、発光の波長（色）を定義します。EMCパッケージはチップを封止し、機械的保護を提供し、蛍光体を含まないレンズを組み込んで光出力を成形します。

13. 技術トレンドと背景

AlGaInP技術は成熟しており、赤色、橙色、琥珀色のLEDに対して高度に最適化されており、優れた効率と安定性を提供します。自動車および高信頼性LEDのトレンドは、同じまたはより小さなパッケージサイズからより高い電力密度とより大きな効率（ワットあたりのより多くのルーメン）に向かっています。これは、チップ設計、パッケージ材料（高度なEMCやセラミック基板など）、および熱管理技術の進歩を促進しています。さらに、適応型照明システムのためのインテリジェントドライバやセンサーとの統合は進行中の開発です。この製品はこのトレンドの中に位置し、現代の自動化製造と厳格な品質要求に適合する、従来の照明機能に対する堅牢で高性能なソリューションを提供します。