LED RED 3.5x2.8x1.85mm 2.3V 70mA 196mW 621nm PLCC4 車載グレード - AEC-Q101認定品

1. 製品概要

1.1 一般説明

この赤色LEDは、AlGaInP技術を採用し、3.50mm×2.80mm×1.85mmのPLCC4パッケージに収められています。自動車の内外装照明向けに設計されており、車載グレードのディスクリート半導体向けAEC-Q101ストレステスト認定ガイドラインに準拠しています。

1.2 特長

• PLCC4パッケージ
• 非常に広い視野角：120度
• あらゆるSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応
• テープ＆リール対応（2000個/リール）
• 耐湿性レベル：レベル2
• RoHSおよびREACHに準拠
• AEC-Q101に基づく自動車グレード認定

1.3 アプリケーション

自動車用照明：室内アンビエント照明、外部テールランプ、ブレーキランプ、ターンシグナル、サイドマーカー。

2. パッケージ寸法および機械情報

2.1 パッケージ外形

LEDパッケージのサイズは、長さ3.50 mm、幅2.80 mm、高さ1.85 mmです。上面図には、カソード側を示す極性マークが表示されています。下面図には、図面に従って配置された4つの半田パッドがあります。特に記載がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、公差は±0.2 mmです。

2.2 はんだ付けパターン

推奨される半田パッドレイアウトはデータシート（図1-5）に記載されています。全体のフットプリントは4.60 mm x 2.60 mmです。個々のパッド寸法は0.80 mm x 0.70 mmです。適切な位置合わせとパッド設計により、良好な半田接合部の信頼性と熱伝導が確保されます。

3. 技術パラメータ

3.1 25°Cにおける電気／光学特性

3.2 絶対最大定格

• 消費電力: 196 mW
• 順方向電流: 70 mA (100 mA ピーク、1/10 デューティ、10ms)
• 逆方向電圧: 5 V
• ESD (HBM): 2000 V
• 動作温度: -40 ～ +100 °C
• 保存温度: -40 ～ +100 °C
• 接合部温度: 120 °C

4. ビン範囲システム

4.1 順方向電圧ビン

IF=50mA時、順方向電圧は以下のビンに分類されます: C1 (2.0-2.1V)、C2 (2.1-2.2V)、D1 (2.2-2.3V)、D2 (2.3-2.4V)、E1 (2.4-2.5V)、E2 (2.5-2.6V)。

4.2 光度ビン

光度ビン: N1 (1800-2300 mcd)、N2 (2300-2800 mcd)、O1 (2800-3500 mcd)。

4.3 主波長ビン

波長ビン: D2 (617.5-620 nm), E1 (620-622.5 nm), E2 (622.5-625 nm)

5. 代表的な光学特性曲線

データシートには25°Cにおける複数の特性曲線が記載されています。図1-7は順方向電圧対順方向電流を示し、約2.0Vのしきい値以降、電流が指数関数的に増加します。図1-8は相対光度対順方向電流を示し、光度は70mAまで電流に伴い増加します。図1-9ははんだ温度対相対光度を示し、100°Cでは光度が約80%に低下します。図1-10ははんだ温度対順方向電流ディレーティングを示し、最大電流は25°Cの70mAから100°Cでは約40mAに減少します。図1-11は順方向電圧が温度とともに低下する様子を示します（約-2mV/°C）。図1-12は120°の視野角を持つ放射パターンです。図1-13は主波長が電流とともにわずかに増加する様子を示します（約2nmのシフト）。図1-14は621nmを中心とするスペクトルを示します。

6. パッケージ情報

6.1 キャリアテープとリール寸法

LEDは、図2-1に示す寸法のキャリアテープに梱包されています。リールの直径は330mm、ハブ径は100mm、幅は8.0mmです。1リールあたりの数量は2000個です。

6.2 ラベル仕様

各リールには、品番、規格番号、ロット番号、ビンコード（光束、色度、順方向電圧、波長）、数量、およびデートコードを記載したラベルが貼付されています。

6.3 防湿包装

リールは、乾燥剤と湿度インジケーターカードと共に防湿バッグに密封されています。耐湿性レベルは、JEDEC規格に従いレベル2です。

6.4 信頼性試験条件

JEDEC規格に基づく信頼性試験には、MSL2プリコンディショニング（85°C/60%RH、168時間）、サーマルショック（-40°C～125°C、1000サイクル）、ライフテスト（100°C、50mA、1000時間）、高温高湿試験（85°C/85%RH、50mA、1000時間）が含まれます。合格基準：0/1。

6.5 故障判定基準

During reliability, failure is defined as: forward voltage > 1.1× upper spec limit, reverse current > 2× upper spec limit, luminous flux < 0.7× lower spec limit.

7. SMTリフローはんだ付け手順

7.1 リフロープロファイル

標準的な鉛フリーリフロープロファイル：予熱は150°Cから200°Cまで60～120秒、最大3°C/sで217°Cまで昇温、217°C以上の時間は最大60秒、ピーク温度260°Cで最大10秒。冷却は最大6°C/sで降温。25°Cからピーク温度までの総時間は最大8分。リフローは2回のみ許可。サイクル間の間隔が24時間を超える場合は、ベーキングが必要です。

7.2 はんだごてと補修

Manual soldering: temperature <300°C, time <3 seconds, one time only. Repairing should be avoided; if necessary, use a double-head soldering iron to prevent damage.

7.3 注意事項

はんだ付け中にシリコンレンズに圧力を加えないこと。反りがあるPCBへの実装は避けること。リフロー後は機械的ストレスや急冷を加えないこと。

8. 取り扱い上の注意

8.1 環境に関する考慮事項

動作環境及び接触材料の硫黄含有量は100 ppm未満である必要があります。臭素単体含有量は900 ppm未満、塩素は900 ppm未満、総ハロゲンは1500 ppm未満としてください。治具からのVOCはシリコーンを変色させる可能性があるため、適合性が確認された材料のみを使用してください。

8.2 熱設計

適切な熱管理は極めて重要です。熱は発光効率を低下させ、色を変化させます。接合部温度は120°Cを超えてはなりません。十分なPCB銅面積またはヒートシンクを使用してください。

8.3 洗浄

洗浄にはイソプロピルアルコールを推奨します。超音波洗浄は推奨しません。溶剤がシリコーンパッケージを侵さないように注意してください。

8.4 保管条件

Before opening: store at <30°C, <75% RH for up to one year. After opening: <30°C, <60% RH, use within 24 hours. If exceeded, bake at 60±5°C for >24 hours.

8.5 ESD保護

本LEDはESDに敏感です（2000V HBM）。適切なESD対策（アースリストストラップ、イオナイザー、導電性ワークステーション）を講じてください。

9. アプリケーション設計上の考慮事項

9.1 回路設計

各LEDは、電流を70 mA未満に抑えるために電流制限抵抗を介して駆動する必要があります。順方向電圧は温度とビンによって変動するため、最悪のVFを考慮してください。逆電圧は避けてください。

9.2 熱管理

LEDのはんだ接合部からの放熱を考慮したPCB設計を行ってください。サーマルビアや銅プレーンが効果的です。ディレーティング曲線（図1-10）に従い、実際の動作温度における最大電流を決定してください。

9.3 材料との適合性

ノークリーンフラックスを使用し、シリコーンを侵す化学物質は避けてください。また、器具の材料に高濃度の硫黄やハロゲンが含まれていないことを確認してください。

10. 動作原理

AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）は、高効率赤色LEDに用いられる直接遷移型半導体材料です。順方向バイアスが印加されると、活性領域で電子と正孔が再結合し、バンドギャップに相当するエネルギーを持つ光子を放出します。主波長621 nmは深赤色に対応します。PLCC4パッケージはLEDチップを収容し、電気的接続と機械的保護を提供します。

11. 技術比較

GaAsPやGaPの赤色LEDと比較して、AlGaInP LEDはより高い発光効率（最大100 lm/W以上）、優れた温度安定性、そして長い寿命を提供します。AEC-Q101認証は過酷な自動車環境下での信頼性を保証し、民生用グレードのLEDよりも優れています。

12. よくある技術質問

Q: 標準的な順方向電圧はいくつですか？
A: 50 mAで2.3 Vですが、ビニングにより2.0～2.6 Vの範囲となります。
Q: 70 mAで連続駆動は可能ですか？
A: Yes, with adequate heat sinking; ensure junction temperature <120°C.
Q: 主波長の許容差はどのくらいですか？
A: ±2.25 nm（最小617.5 nm、最大625 nm）。
Q: リフロー回数は？
A: 最大2回。

13. 実践応用事例

自動車用テールランプを想定し、これらのLEDを20個使用し、直列10個のLEDを2並列に配置します。各ストリングは50 mAで駆動し、直列抵抗を挿入します。アルミコア基板とサーマルビアにより効果的な放熱を実現します。広い視野角により均一な照明が得られます。LEDは防湿のためコンフォーマルコーティングで封止します。この設計は、自動車用の明るさと信頼性の要件を満たします。

14. 開発動向

自動車用LED業界は、より高い効率、小型パッケージ、そしてより高い動作温度へと向かっています。チップスケールパッケージやフリップチップ技術が台頭しており、熱管理の改善に伴い駆動電流も増加する可能性があります。PLCC4パッケージはその堅牢性と組み立ての容易さから依然として人気があり、AEC-Q101などの自動車規格への準拠が必須となりつつあります。