サイドビューLED PLCC-2 クールホワイト データシート - オートモーティブグレード - 3200mcd @ 30mA - 2.9V - 120° 視野角 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージに封止された高性能クールホワイトサイドビュー発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。本デバイスは、特に自動車分野における過酷な環境下での信頼性と性能を考慮して設計されています。その主な設計目標は、広い視野角が重要な、スペースに制約のあるアプリケーションにおいて、一貫した明るい照明を提供することです。

このLEDの中核的な利点は、標準駆動電流30mAにおいて3200ミリカンデラ（mcd）という高い標準光度と、非常に広い120度の視野角を兼ね備えている点です。これにより、複数の角度からの視認性が求められるバックライトやインジケータ用途に極めて効果的です。重要な差別化要因は、自動車用途における個別光電子半導体のストレステスト認定規格であるAEC-Q102規格への適合です。この認証には、サーマルショック、耐湿性、高温動作寿命などの厳格な試験が含まれており、車両内の過酷な条件下での長期信頼性を保証します。

主なターゲット市場は自動車内装照明であり、スイッチ、計器盤、インフォテインメント制御、その他の内装パネルのバックライトなどのアプリケーションが含まれます。そのフォームファクタと光学特性は、信頼性の高い側面発光光源を必要とする様々な民生用および産業用電子機器にも適しています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 測光および電気的特性

電気的および光学的性能は、標準試験条件（通常、接合部温度（Tj）25°C、順方向電流（IF）30mA）で定義されます。

• 順方向電流（IF）：本デバイスは、最小6mAから絶対最大60mAまでの広い動作範囲を持ちます。標準動作点は30mAであり、これにより規定の光度が得られます。6mA未満での動作は推奨されません。
• 光度（IV）：光出力は、IF=30mAにおいて、最小2240 mcd、標準値3200 mcd、最大4500 mcdで規定されています。光束の測定許容差は±11%です。
• 順方向電圧（VF）：30mA時、LED両端の電圧降下は標準的に2.9Vで、範囲は2.75V（最小）から3.75V（最大）です。順方向電圧の測定許容差は±0.05Vです。規定の範囲は生産出力の99%を表します。
• 視野角（φ）：光度がピーク値の半分に低下するオフアクシス角として定義され、このLEDは±5°の許容差を持つ120度の全視野角を提供します。
• 色度座標（CIE x, y）：このクールホワイトLEDの標準色度座標は（0.29, 0.29）です。これらの座標の許容差は±0.005であり、ユニット間で一貫した色出力を保証します。

2.2 熱および信頼性パラメータ

• 熱抵抗：2つの値が提供されています。接合部からはんだ付けポイントまでの実測熱抵抗（Rth JS real）は最大180 K/Wです。電気的測定から導出される電気的熱抵抗（Rth JS el）は最大100 K/Wです。性能と寿命を維持するためには、適切な熱管理が重要です。
• 接合部温度（Tj）：許容される最大接合部温度は125°Cです。
• 動作・保管温度：本デバイスは、-40°Cから+110°Cの温度範囲内での動作および保管に対して定格付けされています。
• 静電気放電（ESD）耐性：人体モデル（HBM）ESD定格は8 kV（R=1.5kΩ, C=100pF）であり、良好な取り扱い堅牢性を提供します。
• 硫黄耐性：本LEDは硫黄耐性のクラスB1基準を満たしており、大気中に硫黄汚染がある環境でのアプリケーションに重要です。

3. 絶対最大定格

これらの限界を超えると、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性があります。

• 電力損失（Pd）：225 mW
• 順方向電流（IF）：60 mA（連続）
• サージ電流（IFM）：250 mA（t ≤ 10 μs, デューティサイクル=0.005, Ts=25°C）
• 逆方向電圧（VR）：本デバイスは逆方向動作用に設計されていません。逆方向電圧を印加すると即座に故障する可能性があります。
• はんだ付け温度：本パッケージは、ピーク温度260°Cで最大30秒間のリフローはんだ付けプロファイルに耐えることができます。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下での性能を詳細に示すいくつかのグラフが提供されています。

4.1 スペクトルおよび放射特性

相対分光分布グラフは、クールホワイトLEDの発光スペクトルを示しており、青色領域でピークを持つ広いカーブで可視スペクトル全体に広がっており、蛍光体変換型白色LEDに典型的な形状です。放射の標準図的特性は空間的な強度分布を示しており、120°の視野角パターンを確認できます。

4.2 電流に対する電気的・光学的特性

順方向電流対順方向電圧（IV曲線）グラフは指数関数的な関係を示しており、定電流回路の設計に不可欠です。相対光度対順方向電流グラフは、光出力が電流とともにサブリニアに増加することを示しており、安定した輝度を得るための安定した電流駆動の重要性を強調しています。

4.3 温度依存性

相対光度対接合部温度グラフは負の温度係数を示しており、接合部温度が上昇すると光出力が減少します。輝度を維持するためには効果的な放熱が不可欠です。相対順方向電圧対接合部温度グラフはVFの負の温度係数を示しており、一部のアプリケーションでは接合部温度の監視に利用できます。色度座標シフト対接合部温度グラフは、温度による色ずれが最小限であることを示しており、一貫した外観を得るために望ましい特性です。

4.4 デレーティングおよびパルス動作

順方向電流デレーティング曲線最大接合部温度を超えてはなりません。LEDの熱パッドの下および周囲のPCBに十分な銅面積を使用して、ヒートシンクとして機能させてください。デレーティング曲線を参照してください。許容パルス処理能力グラフは、所定のパルス幅（tp）とデューティサイクル（D）に対して許容されるピークパルス電流（IFP）を定義しており、マルチプレクシングやストロボ用途に有用です。

5. ビニングシステムの説明

生産ばらつきを管理するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

5.1 光度ビニング

データシートには、非常に低い出力（L1, 11.2-14 mcd）から非常に高い出力（GA, 18000-22400 mcd）までの広範な光度ビニングテーブルが提供されています。この特定の型番（57-11-C70300H-AM）については、特性表に記載された最小/標準/最大値（2240-4500 mcd）に対応する可能な出力ビンが強調表示されており、これはBAからCBの範囲のビンに対応します。

5.2 色ビニング

標準白色色ビン構造チャートと、特定のクールホワイト色ビン座標表が含まれています。ビン（例：FK0, GK0, HK0, IK0, FL0, GL0）は、CIE 1931色度図上の小さな四角形を定義します。標準座標（0.29, 0.29）はこれらの事前定義されたビンのいずれかに収まり、購入したLEDが指定された許容差内で一貫した白色点を持つことを保証します。

6. 機械的、パッケージングおよび実装情報

6.1 機械的寸法

データシートには、PLCC-2パッケージの正確な物理的寸法（長さ、幅、高さ、リード間隔、許容差を含む）を規定する詳細な機械図面（セクション7）が含まれています。これはPCBフットプリント設計およびアセンブリ内での適切なフィットを確保するために不可欠です。

6.2 推奨はんだパッドおよび極性

セクション8では、信頼性の高いはんだ付けと適切な位置合わせを確保するための推奨PCBランドパターン（はんだパッドレイアウト）が提供されています。極性はパッケージ形状および/または部品上のマーキングで示され、通常はカソードが識別されます。

6.3 リフローはんだ付けプロファイル

セクション9では、推奨リフローはんだ付け温度プロファイルが定義されています。このプロファイル（プリヒート、ソーク、最大260°Cのリフローピーク、冷却）に従うことは、LEDパッケージおよび内部ダイへの熱ダメージを防止し、信頼性の高いはんだ接合を達成するために必要です。

6.4 パッケージング情報

LEDの供給方法の詳細はセクション10に記載されています。これには通常、自動実装機と互換性のあるリールパッケージング仕様（テープ幅、ポケット間隔、リール直径）が含まれます。

7. アプリケーションガイドラインおよび設計上の考慮事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• 自動車内装照明：パワーウィンドウスイッチ、空調制御パネル、ステアリングホイールコントロール、ダッシュボードインジケータのバックライト。
• 民生用電子機器：リモコン、ゲーミング周辺機器、オーディオ機器のボタンのサイドイルミネーション。
• 産業用パネル：広い視野角が有利な制御パネル上の状態インジケータ。

7.2 重要な設計上の考慮事項

• 電流駆動：常に定電流ドライバ、または電圧源と直列に接続した電流制限抵抗を使用してください。電圧源に直接接続しないでください。最適な寿命を得るために、推奨の30mA以下で動作させてください。
• 熱管理：The maximum junction temperature must not be exceeded. Use sufficient copper area on the PCB under and around the LED's thermal pad to act as a heat sink. Refer to the derating curve.
• ESD対策：組立時には、注意事項セクション（セクション11）で指定されている標準的なESD取り扱い手順に従う必要があります。
• 硫黄環境：硫黄含有量の高い環境（例：特定の工業地域や地理的領域）でのアプリケーションでは、クラスB1の硫黄耐性定格がアプリケーションの寿命要件に対して十分であることを確認する必要があります。

8. 適合性および環境規格

本製品は、以下の重要な業界および環境規格に適合しています：

• RoHS（有害物質の使用制限）：適合。鉛、水銀、カドミウムなどの規制物質が定義された閾値を下回っていることを意味します。
• REACH（化学物質の登録、評価、認可および制限）：EU REACH規則に適合しています。
• ハロゲンフリー：ハロゲンフリー要件（臭素 <900 ppm、塩素 <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）に適合しています。
• AEC-Q102：認定済み。自動車用途への適合性を確認しています。

9. 発注および型番情報

本デバイスの型番は57-11-C70300H-AMです。セクション5および6には、おそらく型番の構造と発注情報が詳細に記載されており、異なるビン、パッケージング数量、またはテープ＆リール仕様のオプションが含まれる可能性があります。設計者は、利用可能なバリアントについては完全なデータシートまたはサプライヤーに相談する必要があります。

10. 技術パラメータに基づくFAQ

Q: このLEDを60mAで連続駆動できますか？

A: 絶対最大定格は60mAですが、この電流での連続動作は大量の熱を発生させ、例外的な冷却が提供されない限り、最大接合部温度を超える可能性が高いです。推奨動作点は30mAです。常にアプリケーションのはんだパッド温度に基づくデレーティング曲線を参照してください。

Q: 2つの異なる熱抵抗値（Rth JS realとRth JS el）の目的は何ですか？

A: Rth JS realは物理的温度センサーを使用して測定され、実際の熱抵抗を表します。Rth JS elは、順方向電圧の温度変化（LED接合部自体の既知の特性）から計算され、実際には測定が容易な場合が多いです。最悪ケースの熱設計には、より高い値（180 K/W）を使用する必要があります。

Q: 視野角は120°です。これはこの円錐内で光が均一に放射されることを意味しますか？

A: いいえ。視野角は強度がピーク値の50%に低下する角度として定義されます。放射パターングラフは実際の分布を示しており、通常は中心（0°）で強度が最も高く、端に向かって減少するランバートまたはサイドエミッションパターンです。

Q: 逆方向保護ダイオードは必要ですか？

A: はい。データシートは本デバイスが逆方向動作用に設計されていませんと明記しています。有意な逆方向電圧を印加すると損傷します。回路内に逆方向電圧の可能性がある場合（例：誘導性負荷、誤った電源接続）、LEDと直列に外部ブロッキングダイオードを、またはLEDの両端にシャントダイオードを設置することが必須です。