PLCC-2 赤色LED データシート - 120° 視野角 - 3550mcd @ 50mA - 2.2V - 車載グレード - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2パッケージの高性能表面実装型赤色LEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、主に要求の厳しい車載インテリア用途向けに設計されており、高輝度出力、広視野角、堅牢な信頼性を兼ね備えています。その中核的な利点には、AEC-Q102のような厳格な車載規格への準拠、優れた硫黄耐性（クラスA1）、RoHS、REACH、ハロゲンフリー要件などの環境指令への適合が含まれます。ターゲット市場は車載エレクトロニクス、特にインテリアの環境照明、スイッチのバックライト、過酷な条件下での信頼性と一貫した性能が最も重要であるその他のインジケータ機能です。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光・電気的特性

LEDの主要性能指標は、標準試験条件下で定義されています。標準順電圧（V_F）は、順電流（I_F）50mAにおいて2.20Vで、指定範囲は1.75V（最小）から2.75V（最大）です。光度（I_V）は、同じ50mA条件下で標準3550ミリカンデラ（mcd）と定格されており、最小2800 mcd、最大5600 mcdです。主波長（λ_d）は615nmを中心としており、その赤色を定義し、許容差は±1nmです。このデバイスは非常に広い120度の視野角（φ）を特徴とし、オフアクシス位置からの良好な視認性を保証します。絶対最大順電流は70mAであり、このデバイスは逆電圧動作用には設計されていません。

2.2 熱・信頼性定格

熱管理はLEDの長寿命にとって重要です。接合部からはんだ付け部への熱抵抗（R_{th JS}）には2つの値があります：85 K/W（標準、実測）と60 K/W（標準、電気的）。最大許容接合温度（T_J）は125°Cであり、動作温度範囲（T_opr）は-40°Cから+110°Cに及びます。このデバイスは、最大30秒間260°Cのリフローはんだ付け温度に耐えることができます。静電気放電（ESD）保護に関しては、2kV（人体モデル）に定格されています。電力損失（P_d）は192 mWに制限されています。

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はビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

光度は、詳細な英数字のビニング構造に分類されます。ビンはL1（11.2-14 mcd）から、GA（18000-22400 mcd）のような高出力ビンまで及びます。このデータシートでカバーされる特定のデバイスは、その標準定格3550 mcdに基づき、CAビン（2800-3550 mcd）に分類されます。このシステムにより、設計者は均一な照明用途のために厳密に制御された輝度レベルの部品を選択することができます。

3.2 主波長ビニング

知覚される色を決定する主波長もビニングされます。ビンは、最小および最大波長をナノメートルで表す4桁のコードで定義されます。例えば、ビン1215は612nmから615nmの波長をカバーします。デバイスの標準的な615nm波長は、特定の製造ロットに応じて、1518ビン（615-618 nm）または1215ビンに位置付けられます。この精密なビニングは、特定の色座標や色混合を必要とするアプリケーションにとって極めて重要です。

4. 性能曲線分析

4.1 順電流 vs. 順電圧 (I-V 曲線)

提供されたグラフは、25°Cにおける順電流と順電圧の関係を示しています。この曲線はダイオードの特性を示しており、順電圧がしきい値（このLEDでは約1.7V）を超えると電流が指数関数的に増加します。この曲線は、安定動作を確保するための電流制限回路を設計する上で不可欠です。

4.2 熱特性

いくつかのグラフが、温度による性能変化を示しています。相対光度 vs. 接合温度のグラフは、温度が上昇すると光出力が減少することを示しており、これはLEDの典型的な挙動です。相対順電圧 vs. 接合温度のグラフは、V_Fが負の温度係数を持ち、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。主波長 vs. 接合温度および相対波長 vs. 接合温度のグラフは、温度による波長のわずかなシフト（通常数ナノメートル）を示しており、これは色が重要なアプリケーションにとって重要です。

4.3 スペクトル分布と放射パターン

相対スペクトル分布のグラフは、約615nmにピークを持つ単色の赤色出力を確認し、スペクトルの他の部分での放射はほとんどありません。放射の典型的な図特性（抜粋では完全には詳細化されていません）は、通常、光の空間分布を示し、強度がピーク値の半分に低下する120°の視野角を示します。4.4 デレーティングとパルス耐性

順電流デレーティング曲線

は信頼性にとって重要です。これは、はんだパッド温度（T）の関数としての最大許容連続順電流を示しています。例えば、Tが110°Cの場合、最大I_Sは55mAにデレートされます。_S許容パルス耐性能力_Fのグラフは、様々なパルス幅（t）とデューティサイクル（D）に対する最大許容非繰り返しまたは繰り返しパルス電流を定義しており、これはPWM調光や過渡状態に有用です。5. 機械的・パッケージ情報_pこのLEDは、標準的なPLCC-2（プラスチックリードチップキャリア）表面実装パッケージを使用しています。正確な機械的寸法（長さ、幅、高さ）はデータシートのセクション7で参照されていますが、抜粋では提供されていません。このパッケージタイプは広く使用されており、自動ピックアンドプレース実装を可能にします。デバイスには、正しいPCB向きのための明確なアノードとカソードのマーキングがあります。適切なはんだ接合の形成とリフロー中の熱放散を確保するために、推奨はんだパッドレイアウトが提供されています。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

このデバイスはリフローはんだ付けプロセスに適しています。指定されたプロファイルでは、最大30秒間260°Cのピーク温度が許容されます。設計者は、プラスチックパッケージや半導体ダイへの熱損傷を防ぐために、このプロファイルに従わなければなりません。使用上の注意事項には、リードへの機械的ストレスを避けるための標準的な取り扱い手順、湿気からの保護（MSLレベル2）、過度の静電気放電の回避が含まれる可能性があります。適切な保管条件は、乾燥環境での指定保管温度範囲-40°Cから+110°Cに合わせる必要があります。

7. 梱包と発注情報

このデバイスの部品番号は57-21R-UR0501H-AMです。発注情報と梱包の詳細（例：テープ＆リール仕様、リールあたりの数量）は、データシートのセクション6と10でカバーされています。部品番号の構造には、色（Rは赤色）、パッケージタイプ、およびおそらくビニングコードなどの情報がエンコードされており、必要な性能グレードを正確に発注することができます。

8. アプリケーション推奨事項

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

車載インテリア照明

です。これには、ダッシュボードのバックライト、足元の環境照明、操作ボタンやスイッチのバックライト、センターコンソールのステータスインジケータが含まれます。そのAEC-Q102認定と硫黄耐性により、高温、熱サイクル、腐食性ガスへの曝露を含む可能性のある車両内の過酷な環境に特に適しています。8.2 設計上の考慮点このLEDを使用して設計する際、エンジニアはいくつかの要因を考慮する必要があります：

電流駆動：

LEDの明るさは電圧ではなく電流の関数であるため、安定した光出力を維持するために定電流ドライバが推奨されます。回路は、標準動作ではI
1. を50mAに制限し、70mAを決して超えないようにしなければなりません。熱管理：_FPCBレイアウトは、特に高周囲温度環境で接合温度が125°Cを超えないように、はんだパッドからの熱放散を促進しなければなりません。推奨パッドレイアウトおよび可能であればサーマルビアの使用が推奨されます。
2. ESD保護：2kV HBMに定格されていますが、特に取り扱いと実装中に、入力ラインに基本的なESD保護を実装することは良い習慣です。
3. 光学設計：120°の視野角は広い放射を提供します。集光された光が必要な場合は、二次光学（レンズ）が必要になる場合があります。
4. 9. 技術比較と差別化標準的な民生用グレードのLEDと比較して、このデバイスの主な差別化要因は、その車載グレードの信頼性認定です。AEC-Q102認定には、高温動作、熱衝撃、耐湿性、寿命に関する一連の厳格な試験が含まれます。クラスA1の硫黄耐性定格は、特定のゴムや潤滑剤化合物による車載環境での一般的な故障モードである、硫黄含有雰囲気に対する優れた耐性を示しています。広い動作温度範囲（-40°Cから+110°C）は、一般的な民生用LEDのそれを超えており、車両が遭遇する可能性のあるすべての気候条件での機能性を保証します。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

Q: このLEDを3.3V電源で直接駆動できますか？

A: できません。標準順電圧は2.2Vですが、1.75Vまで低下する可能性があります。電流制限抵抗やドライバなしで3.3V電源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、絶対最大定格70mAを超えてLEDを破壊する可能性があります。直列抵抗または定電流ドライバが必須です。

Q: 50mAではなく30mAで駆動した場合、光出力はどのように変化しますか？
A:

相対光度 vs. 順電流
のグラフを参照すると、出力は電流に比例しません。30mAでは、相対強度は50mAでの値の約0.6（または60%）です。したがって、光度は約2130 mcd（0.6 * 3550 mcd）になります。Q: このLEDはPWM調光に適していますか？A: はい、LEDはPWM調光に理想的です。選択したピーク電流、パルス幅、デューティサイクルが安全な動作限界内にあることを確認するために、

許容パルス耐性能力
のグラフを参照する必要があります。通常、100Hz以上の調光周波数では、グラフはDC最大値よりも高いパルス電流を許容しますが、平均電力は依然として管理する必要があります。11. 実践的設計と使用事例事例：車載スイッチバックライトの設計

設計者は、センターコンソール上の5つの押しボタンスイッチの列を照らす必要があります。各スイッチには均一で低レベルの赤色照明が必要です。設計者は、その信頼性のためにこのLEDを選択します。12Vの車載電源を使用し、各LEDが50mAに設定された専用の定電流レギュレータによって駆動される回路を設計します。LEDは、120°のビームをスイッチアイコン全体に均等に分散させるための導光板の後ろのPCB上に配置されます。熱解析により、最悪の車室内温度85°Cにおいても、はんだパッド温度は100°C以下に保たれ、順電流がグラフからのデレート限界内に収まり、長期的な信頼性が確保されることが確認されます。

12. 動作原理の紹介発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネセンスによって光を放射する半導体デバイスです。p-n接合に順電圧が印加されると、n型材料からの電子が活性領域でp型材料からの正孔と再結合します。この再結合プロセスは、光子（光）の形でエネルギーを放出します。放出される光の特定の波長（色）は、LEDチップの構造に使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。この赤色LEDでは、アルミニウムガリウムヒ素（AlGaAs）または類似の化合物などの材料が通常使用され、人間の目が赤と知覚する約615nmの波長の光子を生成します。

13. 技術トレンドと開発動向

車載LED照明のトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン数）に向かっており、これにより消費電力と熱負荷が減少します。また、より高い電力密度を持つ小型パッケージサイズへの移行も進んでおり、よりコンパクトでスタイリッシュな設計が可能になっています。さらに、制御エレクトロニクスをLEDパッケージに直接統合すること（例：LEDドライバ、保護回路）がより一般的になりつつあり、エンジニアにとってシステム設計を簡素化しています。インテリア環境照明のためのさらに広い色域とより高い演色評価数（CRI）への需要も、蛍光体技術とマルチチップ設計の進歩を推進していますが、この特定のデバイスは単色赤色LEDです。信頼性基準は、より長い寿命要件と新しい環境ストレッサーに対する試験とともに進化し続けています。

. Technology Trends and Developments

The trend in automotive LED lighting is towards higher efficiency (more lumens per watt), which reduces power consumption and thermal load. There is also a move towards smaller package sizes with higher power density, enabling more compact and stylish designs. Furthermore, the integration of control electronics directly with the LED package (e.g., LED drivers, protection circuits) is becoming more common, simplifying the system design for engineers. The demand for even broader color gamuts and higher color rendering indices (CRI) for interior ambient lighting is also pushing advancements in phosphor technology and multi-chip designs, although this particular device is a monochromatic red LED. Reliability standards continue to evolve, with longer lifetime requirements and testing for new environmental stressors.