サイドビュー赤色LED 57-21-UR0200H-AM データシート - PLCC-2パッケージ - 2.0V - 1120mcd - 車載グレード

1. 製品概要

本資料は、主に車載インテリア用途向けに設計された高性能サイドビュー発光赤色LEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスはコンパクトなPLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）表面実装パッケージに収められており、バックライトやインジケータ機能に適した広い視野角と高輝度出力のバランスを提供します。

この部品の中核的な利点は、車載グレードの信頼性にあります。AEC-Q101規格に適合しており、車載環境に典型的な厳しい温度、湿度、振動条件下での性能が保証されています。RoHSおよびREACH指令への準拠により、厳格な環境規制のあるグローバル市場にも適しています。

ターゲット市場は車載エレクトロニクスであり、具体的なアプリケーションとしては、ダッシュボードのバックライト、スイッチ照明、および一貫性のある明るく信頼性の高い赤色光出力が求められるその他のインテリア状態表示器などが含まれます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光・電気的特性

主要な動作パラメータは、標準試験条件（T_s=25°C）におけるLEDの性能を定義します。順電流（I_F）20mAにおける代表的な順電圧（V_F）は2.00Vで、規定範囲は1.75Vから2.75Vです。この比較的低い電圧は、一般的な車載電源レールと互換性があります。

主要な測光パラメータは光度（I_V）であり、20mAにおける代表値は1120ミリカンデラ（mcd）です。このロットにおける最小値と最大値は、それぞれ710 mcdおよび1400 mcdです。この高輝度は、120度という非常に広い視野角（φ）を維持しながら達成されています。視野角は、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ます。この広い角度は、パネルバックライトに不可欠な広い領域での均一な照明を保証します。

主波長（λ_d）は代表値で622 nmを中心とし、発光する赤色光の色調を定義します。範囲は618 nmから627 nmです。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 絶対最大定格と熱管理

これらの定格は、永久損傷が発生する可能性のある限界を定義します。絶対最大連続順電流は50 mA、最大許容損失は137 mWです。短いパルス（t ≤ 10 μs、デューティサイクル D=0.005）では、サージ電流（I_FM）100 mAが許容されます。

熱管理は、LEDの寿命と性能安定性にとって極めて重要です。LED接合部からはんだ付け点までの熱抵抗（R_thJS）は、2つの値で規定されています：160 K/W（実測値、熱測定に基づく）および120 K/W（電気的、電気パラメータから導出）。このパラメータは、半導体接合部から熱がどれだけ効果的に放散されるかを示します。最大許容接合温度（T_J）は125°Cです。動作および保管温度範囲は-40°Cから+110°Cであり、過酷な車載環境への適合性を確認しています。

このデバイスのESD（静電気放電）耐性定格は2 kV（人体モデル）であり、多くの電子部品の標準レベルですが、組立時には標準的なESD取り扱い注意が必要です。

3. ビニングシステムの説明

製造ばらつきを管理するため、LEDは主要性能パラメータに基づいてビンに仕分けられます。このデータシートは、光度と主波長に関する詳細なビニング情報を提供します。

3.1 光度ビニング

光度は英数字コード（例：L1、M2、V1、AA）を使用してビニングされます。各ビンは、ミリカンデラ（mcd）で測定された特定の最小値と最大値の光度範囲をカバーします。ビンは対数的な進行に従い、各ステップは約25%の増加に対応します。この特定の型番（57-21-UR0200H-AM）では、可能な出力ビンが強調表示されており、代表値の1120 mcdはAAビン（1120-1400 mcd）に分類されます。このシステムにより、設計者はアプリケーションに適した一貫した輝度の部品を選択できます。

3.2 主波長ビニング

同様に、赤色光の正確な色を決定する主波長もビニングされます。ビンは、ナノメートル（nm）単位の波長範囲を表す数値コードによって定義されます。このLEDの代表値である622 nmは、特定の波長ビン内に収まり、生産ロット内の複数ユニット間での色の一貫性を保証します。主波長測定の許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

データシートには、回路設計と熱管理に不可欠な、様々な条件下でのLEDの挙動を示すいくつかのグラフが含まれています。

4.1 順電流 vs. 順電圧 (IV特性)

このグラフは、順電流（I_F）と順電圧（V_F）の間の指数関数的な関係を示しています。定電流回路の設計に極めて重要です。この曲線は、代表的な2.0Vを超えるわずかな電圧増加が、電流の大幅かつ潜在的に破壊的な増加につながる可能性があることを示しており、定電圧電源ではなく定電流ドライバの必要性を強調しています。

4.2 相対光度 vs. 順電流

このプロットは、光出力が駆動電流とともにどのように変化するかを示しています。出力は電流とともに増加しますが、完全に線形ではなく、特に高電流では発熱増加により効率が低下する可能性があります。

4.3 温度依存特性

いくつかのグラフが、接合温度（T_J）の影響を詳細に説明しています：

• 相対光度 vs. 接合温度：温度が上昇すると光出力が減少することを示しています。このデレーティングは、LEDが高温の周囲温度で動作する可能性のある設計で考慮する必要があります。
• 相対順電圧 vs. 接合温度：V_Fが負の温度係数を持ち、約2 mV/°Cで減少することを示しています。これは、単純な抵抗ベースの電流制限器の性能に影響を与える可能性があります。
• 相対波長 vs. 接合温度：主波長が温度とともにわずかに（一般的には増加方向に）シフトすることを示しており、アプリケーションでわずかな色ずれを引き起こす可能性があります。

4.4 順電流デレーティング曲線

これは、信頼性の高い設計にとって最も重要なグラフの一つです。ソルダーパッド温度に対する最大許容連続順電流をプロットしています。はんだ付け点の温度が上昇すると、最大安全電流は直線的に減少します。例えば、最大ソルダーパッド温度110°Cでは、最大許容連続電流はわずか34 mAであり、25°Cにおける絶対最大値50 mAよりも大幅に低くなります。設計者は、熱設計によりはんだ付け点が所望の駆動電流を可能にする十分な低温に保たれるようにする必要があります。

4.5 許容パルス処理能力

このグラフは、様々なデューティサイクル（D）に対するパルス幅（t_p）と許容サージ順電流（I_F）の関係を定義します。これにより、設計者は、マルチプレクス照明システムや点滅効果の作成など、パルス動作の限界を理解し、劣化を引き起こす可能性のある電流パルスがLEDに印加されないようにすることができます。

4.6 スペクトル・放射分布

相対スペクトル分布グラフは、可視スペクトル全体での光出力を示し、約622 nmの赤色領域でピークに達します。放射パターン図（極座標プロット）は、120度の視野角を視覚的に確認し、強度が空間的にどのように分布するかを示しています。

5. 機械的仕様、実装、およびパッケージング情報

5.1 機械的寸法と極性

この部品は標準的なPLCC-2表面実装パッケージを使用しています。機械図面には、パッケージ本体、リード間隔、および全高の正確な寸法が記載されています。極性は、通常、パッケージ上のノッチやマーカー、および/またはフットプリント図で明確に示されています。正しい向きは正常動作に不可欠です。

5.2 推奨ソルダーパッド設計

PCB設計のためのランドパターン（フットプリント）の推奨が提供されています。これには、LEDのリードがはんだ付けされる銅パッドの寸法と間隔が含まれます。この推奨に従うことで、良好なはんだ接合の形成、適切な位置合わせ、およびデバイスからPCBへの最適な熱伝達が確保されます。

5.3 リフローはんだ付けプロファイル

データシートは、鉛フリーはんだプロセスに対応したリフローはんだ付けプロファイルを規定しています。ピーク温度は260°Cを超えてはならず、240°C以上の時間は最大30秒に制限する必要があります。このプロファイルを遵守することは、表面実装組立プロセス中にLEDのプラスチックパッケージや内部ワイヤボンドへの熱損傷を防ぐために重要です。

5.4 パッケージング情報

LEDは、自動ピックアンドプレースマシンに適したテープアンドリールパッケージで供給されます。仕様には、リール寸法、テープ幅、ポケット間隔、およびテープ上の部品の向きが含まれます。この情報は、組立ライン設備の設定に必要です。

6. アプリケーションガイドラインと設計上の考慮点

6.1 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。これには以下が含まれます：

• 計器盤・ダッシュボードバックライト：計器、LCDディスプレイ、警告シンボルの照明。
• スイッチ・コントロール照明：空調制御、オーディオシステム、パワーウィンドウスイッチ、ギアセレクタのボタンバックライト。
• 汎用状態表示器：電源オンランプ、ドア半開き警告、その他の機能表示器。

6.2 重要な設計上の考慮点

1. 駆動回路：LEDと直列に、常に定電流ドライバまたは電流制限抵抗を使用してください。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。抵抗の定格電力が十分であることを確認してください（P = I_F²* R）。

2. 熱管理：これは信頼性と光出力維持にとって最も重要です。デレーティング曲線を使用して、予想される動作温度における最大駆動電流を決定してください。熱を放散するために、ソルダーパッドに接続されたPCB上に十分な銅面積（サーマルリリーフ）を確保してください。高周囲温度環境（車のエンジンルーム付近の電子機器など）では、追加の冷却対策が必要になる場合があります。

3. ESD保護：組立時には標準的なESD取り扱い手順を実施してください。敏感なアプリケーションでは、入力電源ラインにトランジェント電圧サプレッション（TVS）ダイオードやその他の保護回路を追加することを検討してください。

4. 光学設計：120度の視野角は、最終製品で所望の均一性と外観を達成するために、拡散板や導光板を必要とする場合があります。サイドビュー形状は、このような光学要素に効率的に結合するために特に選択されています。

7. 使用上の注意

データシートには標準的な注意事項セクションが含まれています。主なポイントは以下の通りです：

• 逆電圧の印加を避けてください。
• 電流、電力、温度の絶対最大定格を超えないでください。
• パッケージ損傷を防ぐため、推奨リフローはんだ付けプロファイルに従ってください。
• 湿気吸収を避けるため適切な条件で保管してください（MSL 2定格は、乾燥パック開封後、≤30°C/60% RH条件下で1年間のフロアライフを示します）。
• パッケージ材料と互換性のある方法で清掃してください（特定の周波数での超音波洗浄は避けてください）。

8. 発注情報

型番57-21-UR0200H-AMは、特定のコーディングシステムに従っています。完全な内訳は独自のものかもしれませんが、通常、パッケージタイプ（57-21はおそらくPLCC-2を示す）、色（URは赤色）、輝度ビン、およびその他の属性をエンコードしています。特定のビン選択やパッケージングオプション（例：テープアンドリールサイズ）については、発注情報セクションに使用する正確なコードが提供されます。

9. 技術パラメータに基づくFAQ

Q: このLEDを5Vや12Vの車載電源レールから直接駆動できますか？

A: いいえ。常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用する必要があります。順電圧よりも高い電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、LEDが瞬時に破壊される可能性があります。

Q: データシートには代表的な光度が1120mcdと記載されています。なぜ測定値が異なる可能性があるのですか？

A: 測定される光度にはいくつかの要因が影響します：駆動電流（正確に20mAである必要があります）、測定中のLEDの温度、測定機器の校正、および固有のビニングばらつき（サンプルがAAビンの下限または上限にある可能性があります）。

Q: このLEDはテールライトなどの車載外部アプリケーションに適していますか？

A: AEC-Q101認定を受けていますが、主なアプリケーションはインテリア照明として記載されています。外部照明は、より高い輝度、異なる色座標、および天候や紫外線曝露に対するより厳格な保護など、異なる要件を持つことが多いです。専用の外部グレードLEDの方がより適切です。

Q: 保管におけるMSL 2とはどういう意味ですか？

A: 湿気敏感度レベル2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、パッケージを工場フロア条件（≤30°C/60% RH）に最大1年間曝露できることを意味します。テープアンドリール上の部品は、湿度指示カード付きの乾燥バッグで出荷されます。