リバースマウントSMDブルーLEDデータシート - 2.0x1.25x0.8mm - 電圧 2.8-3.8V - 電力 76mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度リバースマウント表面実装デバイス（SMD）ブルーLEDの仕様を詳細に説明します。この部品は、効率的で明るい青色光発光で知られるInGaN（窒化インジウムガリウム）チップを採用しています。自動組立プロセス向けに設計されており、8mmテープに巻かれて7インチリールにパッケージングされており、大量生産を容易にします。本LEDはRoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠しており、現代の電子機器製造に適したグリーン製品として分類されます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（Ta）25°Cで定義されています。最大連続順方向電流（DC）は20 mAです。1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅のパルス条件下では、100 mAのより高いピーク順方向電流が許容されます。最大電力損失は76 mWです。動作温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度範囲は-30°Cから+100°Cです。はんだ付けに関しては、260°Cで最大10秒間の赤外線リフローに耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、特に断りのない限り、Ta=25°C、順方向電流（IF）20 mAで測定されます。

• 光度（IV）：最小28.0 mcdから最大180.0 mcdの範囲です。代表値は指定されておらず、広いビニング範囲を示しています。
• 指向角（2θ1/2）：130度の広い指向角で、軸上強度の半分になるオフ軸角度として定義されます。
• ピーク発光波長（λP）：代表値は468 nmです。
• 主波長（λd）：465.0 nmから475.0 nmの範囲で、知覚される色を定義します。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：約25 nmで、青色光のスペクトル純度を示します。
• 順方向電圧（VF）：20 mA時で2.80 Vから3.80 Vの範囲です。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V印加時に最大10 μAです。デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。

重要な注意事項として測定条件を明確にしています：光度測定にはCIE視感度フィルターを使用し、静電気放電（ESD）に対する注意が強調され、適切な接地と取り扱い手順が推奨されています。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、アプリケーションにおける一貫性を確保するために、主要パラメータに基づいてビンに分類されます。3つの独立したビニング次元が提供されます：

3.1 順方向電圧ビニング

ビンはD7からD11までラベル付けされ、各ビンは2.80Vから3.80Vの範囲を0.2V刻みでカバーし、許容差は各ビン±0.1Vです。

3.2 光度ビニング

ビンはN、P、Q、Rとラベル付けされます。光度範囲は28-45 mcd（N）から112-180 mcd（R）までで、許容差は各ビン±15%です。

3.3 主波長ビニング

ビンはAC（465.0-470.0 nm）およびAD（470.0-475.0 nm）とラベル付けされ、許容差は各ビン±1 nmと厳密です。

この多次元ビニングにより、設計者は回路の特定の電圧、輝度、色要件に一致するLEDを選択することができます。

4. 性能曲線分析

データシートは、周囲温度25°Cで測定された代表的な電気的・光学的特性曲線を参照しています。提供されたテキストでは具体的なグラフは詳細に記述されていませんが、そのような曲線には通常以下が含まれます：

• 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）：非線形関係を示し、定電流回路の設計に重要です。
• 光度 vs. 順方向電流：最大定格まで、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。
• 光度 vs. 周囲温度：温度上昇に伴う出力の低下を示し、熱管理に重要です。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、ピーク波長468 nmを中心に約25 nmの半値幅を持ちます。

これらの曲線は、非標準条件下での性能を予測するために不可欠です。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 パッケージ寸法

本LEDはEIA標準SMDパッケージに準拠しています。すべての寸法はミリメートル単位で提供され、一般的な公差は±0.10 mmです。具体的なフットプリントと高さはパッケージ図面で定義されており、PCB（プリント基板）レイアウトにとって重要です。

5.2 極性識別とパッド設計

リバースマウント部品として、はんだ付け時の向きは標準的なトップエミッションLEDとは逆です。データシートには、信頼性の高いはんだ接合とリフロー時の適切な位置合わせを確保するための推奨はんだパッド寸法が含まれています。正しい極性識別は、誤った取り付けを防ぐために不可欠です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

無鉛（Pbフリー）プロセス向けの推奨赤外線リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータには、予熱ゾーン（150-200°C）、最大ピーク温度260°C、液相線以上時間10秒以内が含まれます。このプロファイルは信頼性を確保するためにJEDEC標準に基づいています。データシートは、最適なプロファイルはPCB設計、はんだペースト、オーブン特性によって異なる可能性があり、基板固有の特性評価を推奨していることに注意しています。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、はんだごて温度300°C以下、パッドごとの最大はんだ付け時間3秒、1回のみが推奨されます。

6.3 洗浄

洗浄は必要な場合のみ行うべきです。承認された洗浄剤は常温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールで、1分未満です。未指定の化学薬品の使用は、LEDパッケージを損傷する可能性があるため禁止されています。

6.4 保管条件

未開封の乾燥剤入り防湿バッグの場合、保管は温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で、保存期間は1年です。開封後は、LEDは温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管する必要があります。元のパッケージから取り出した部品は、672時間（28日、MSL 2a）以内にIRリフローを行うことが推奨されます。この期間を超えて保管する場合は、組立前に約60°Cで少なくとも20時間のベーキングを行うことが推奨されます。

7. パッケージングおよび発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

LEDは8mm幅のエンボスキャリアテープに供給され、カバーテープで密封され、7インチ（178mm）直径のリールに巻かれています。標準リール数量は3000個です。残数に対する最小発注数量は500個と指定されています。パッケージングはANSI/EIA 481標準に従い、リールあたり最大2個の連続欠品部品が許容されます。

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

このブルーLEDは、民生電子機器、オフィス機器、通信機器、家電製品などで、インジケータランプ、バックライト、または装飾照明を必要とする幅広いアプリケーションに適しています。そのリバースマウント設計は、光をPCBの反対側から基板またはパネルを通して発光させることを意図したアプリケーションに理想的です。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：常に直列抵抗または定電流ドライバを使用して、順方向電流を20 mA DC以下に制限してください。
• ESD保護：LEDは静電気放電に敏感であるため、取り扱いおよび組立中にESD保護対策を実施してください。
• 熱管理：特に高温環境または最大電流付近で動作する場合、光出力と寿命を維持するために、PCB設計が十分な放熱を可能にすることを確認してください。
• 光学設計：光ガイドまたはレンズを設計する際は、130度の広い指向角を考慮してください。

9. 技術比較と差別化

このLEDの主な差別化機能は、そのリバースマウント構成と、超高輝度InGaNチップの使用です。標準的なトップエミッションLEDと比較して、リバースマウントパッケージは特定の光路に対する設計の柔軟性を提供します。InGaN技術は、従来技術と比較してより高い効率と明るい青色光出力を提供します。包括的なビニングシステムにより、生産ロットでの色と輝度をより厳密に制御することができ、色の一貫性を必要とするアプリケーションで有利です。

10. よくある質問（FAQ）

Q: リバースマウントLEDの目的は何ですか？

A: リバースマウントLEDは、発光面を下向きにしてPCBにはんだ付けされるように設計されています。光はその後、基板の穴または開口部、または半透明材料を通して発光します。これは、洗練された埋め込み式インジケータランプを作成するのに役立ちます。

Q: このLEDを5V電源から直接駆動できますか？

A: いいえ。順方向電圧は2.8Vから3.8Vの範囲です。5Vに直接接続すると過剰な電流が流れ、LEDを破損する可能性があります。電流制限抵抗またはレギュレータを使用する必要があります。

Q: リールラベルのビンコード（例：D9、Q、AC）は何を意味しますか？

A: それはそのリール上のLEDの電気的・光学的特性を指定します。"D9"は順方向電圧が3.20Vから3.40Vの間であることを示します。"Q"は光度が71.0から112.0 mcdの間であることを示します。"AC"は主波長が465.0から470.0 nmの間であることを示します。

Q: バッグを開封した後、これらのLEDをどのくらいの期間保管できますか？

A: 最良の結果を得て、湿気感受性レベル（MSL）の問題を避けるためには、周囲の工場環境（<30°C/60% RH）に曝露してから672時間（28日）以内にはんだ付けする必要があります。それ以上保管する場合は、ベーキングが必要です。

11. 実践的な設計と使用事例

シナリオ: ネットワークルーターのステータスインジケータパネルの設計

設計者は、"電源"、"インターネット"、"Wi-Fi"ステータスを示すために、複数の明るいブルーLEDを必要としています。パネル設計では、光が前面プラスチックベゼルの小さなレーザーエッチングされたアイコンを通して輝き、その背後にPCBが取り付けられるように要求されています。このリバースマウントブルーLEDを使用することは理想的です。設計者は以下のようにします：

1. LEDをPCBの底面に配置し、各アイコンの下の穴と位置合わせします。

2. ビンコード（例：高輝度のR、やや緑がかった青の色合いのAD）を選択して、均一な外観を確保します。

3. 推奨パッドレイアウトに正確に従ってPCBフットプリントを設計します。

4. 3.3V電源用の電流制限抵抗を計算します：R = (3.3V - VF_typical) / 0.020A。代表的なVF 3.3Vを使用すると、R = 0オームとなり、実現不可能です。したがって、より低い電流（例：15 mA）を使用するか、より低いVF（D7またはD8）のビンを選択して使用可能な抵抗値を得て、LEDが仕様内で動作するようにします。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、窒化インジウムガリウム（InGaN）から作られた半導体ダイオード構造に基づいています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN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、それが直接発光波長（色）に対応します—この場合は青色（~468 nm）。"リバースマウント"は純粋に機械的なパッケージングの向きを指し、基本的なエレクトロルミネッセンス原理は標準的なLEDと同じです。

13. 業界動向と発展

SMD LEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、より小さなパッケージサイズ、および改善された信頼性に向かって続いています。青色および緑色LEDのInGaN技術は、出力と寿命において着実な改善が見られています。また、フルカラーディスプレイや建築照明などのアプリケーションの要求を満たすために、一貫性が重要なため、色と輝度のビニングをより厳密にすることが強調されています。さらに、パッケージングの進歩は、寿命を損なうことなくより高い駆動電流を可能にする熱性能の改善、およびコスト効率の高い大量生産のための自動ピックアンドプレースおよびリフローはんだ付けプロセスとの互換性の向上に焦点を当てています。