目次
- 1. 製品概要
- 2. 主な特徴と適合規格
- 3. 対象アプリケーション
- 4. 絶対最大定格
- 5. 電気光学特性
- 6. ビニングシステムの説明
- 6.1 光度ビニング
- 6.2 主波長ビニング
- 6.3 順方向電圧ビニング
- 7. 機械的仕様とパッケージ情報
- 7.1 パッケージ寸法
- 7.2 極性識別
- 8. はんだ付けおよび実装ガイドライン
- 8.1 リフローはんだ付けプロファイル
- 8.2 手はんだ付け
- 8.3 リワークおよび修理
- 9. 保管および取り扱い上の注意
- 9.1 湿気感受性
- 9.2 静電気放電(ESD)保護
- 10. 梱包および発注情報
- 10.1 テープ&リール仕様
- 10.2 ラベル情報
- 11. アプリケーション設計上の考慮点
- 11.1 電流制限
- 11.2 熱管理
- 11.3 光学設計
- 12. 技術比較と差別化
- 13. よくある質問(FAQ)
- 13.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか?
- 13.2 このLEDを定電圧源で駆動できますか?
- 13.3 この部品は何回リフローはんだ付けできますか?
- 13.4 このLEDは自動車や医療用途に適していますか?
- 14. 実用的なアプリケーション例
- 15. 動作原理
- 16. 技術トレンド
1. 製品概要
42-21Aは、高信頼性と効率的な実装を必要とする現代の電子アプリケーション向けに設計された、コンパクトな表面実装型ブルーLEDです。InGaNチップ技術を採用し、典型的な主波長468 nmの青色光を発光します。その主な利点は、従来のリードフレームLEDと比較して、PCBサイズの大幅な縮小と高密度実装を可能にするミニチュアフットプリントにあります。これはエンドユーザー機器の小型化に直接貢献します。本デバイスは、7インチ径リールに巻かれた8mmテープ上で供給され、自動ピック&プレース実装ラインと完全に互換性があり、大量生産プロセスを効率化します。
2. 主な特徴と適合規格
このLEDは、現代の設計および製造において重要ないくつかの特徴を備えています:
- 自動実装に最適化された、7インチリール用の8mmテープに梱包。
- 赤外線(IR)および気相リフローはんだ付けプロセスの両方に対応。
- 単色(ブルー)タイプとして構成。
- 鉛フリー(無鉛)部品として製造。
- 本製品はRoHS(有害物質の使用制限)指令に適合しています。
- EU REACH規則への適合を維持。
- ハロゲンフリーに分類。臭素(Br)含有量900 ppm未満、塩素(Cl)含有量900 ppm未満、Br+Clの合計1500 ppm未満。
3. 対象アプリケーション
42-21A LEDは、以下のような様々なインジケータおよびバックライト機能に適しています:
- 自動車のダッシュボードおよびスイッチのバックライト。
- 電話機やファクシミリなどの通信機器における状態表示およびキーパッドバックライト。
- LCDディスプレイ、スイッチ、シンボル用のフラットバックライトユニット。
- 汎用インジケータ用途。
4. 絶対最大定格
以下の定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界を定義します。すべての値は周囲温度(Ta)25°Cで規定されています。
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 逆電圧 | VR | 5 | V |
| 順方向電流 | IF | 25 | mA |
| ピーク順方向電流(デューティ 1/10 @1kHz) | IFP | 100 | mA |
| 電力損失 | Pd | 95 | mW |
| 動作温度 | TT_opr | -40 ~ +85 | °C |
| 保管温度 | TT_stg | -40 ~ +90 | °C |
| 静電気放電(人体モデル) | ESD (HBM) | 150 | V |
| はんだ付け温度 | TT_sol | リフロー:260°C、10秒。 手はんだ:350°C、3秒。 |
5. 電気光学特性
代表的な性能パラメータは、Ta=25°C、順方向電流(I_F)20 mAで測定されます。これらは設計計算のための主要仕様です。F) of 20 mA. These are the key specifications for design calculations.
| パラメータ | 記号 | Min. | Typ. | Max. | 単位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 光度 | Iv | 715 | -- | 1800 | I_V | IFmcd |
| I_F=20mA視野角(2θ_1/2)) | 2θ_1/2deg | -- | 20 | -- | I_F=20mA | IF=20mA |
| ピーク波長 | λp | -- | 468 | -- | λ_p | IFnm |
| I_F=20mA | λd | 465 | -- | 475 | 主波長 | IFλ_d |
| nm | I_F=20mA | -- | 25 | -- | スペクトル半値幅(FWHM) | IFΔλ |
| nm | VF | 2.70 | -- | 3.70 | V | IFI_F=20mA |
| 順方向電圧 | IR | -- | -- | 50 | V_F | VRV |
I_F=20mA逆電流
I_R
μA
V_R=5V
許容差に関する注意:F光度は代表値またはビン値から±11%、主波長は±1 nm、順方向電圧は±0.1 Vの許容差があります。
| 6. ビニングシステムの説明 | 生産ロットの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者はアプリケーションに必要な特定の性能範囲を満たす部品を選択できます。 | 6.1 光度ビニング |
|---|---|---|
| ビンは、I_F=20mAで測定された最小および最大光度範囲を指定するコード(V1、V2、W1、W2)によって定義されます。 | 715 | 900 |
| ビンコード | 900 | 1120 |
| 最小(mcd) | 1120 | 1420 |
| 最大(mcd) | 1420 | 1800 |
V1
560d710
| V2 | 710 | 900 | W1 |
|---|---|---|---|
| Z | X | 465 | 470 |
| Z | Y | 470 | 475 |
900
1120FW2
| 1120 | 1420 | 6.2 主波長ビニング | 波長は、主波長(λ_d)に基づいてグループにビニングされます。 |
|---|---|---|---|
| N | 10 | 2.70 | 2.90 |
| N | 11 | 2.90 | 3.10 |
| N | 12 | 3.10 | 3.30 |
| N | 13 | 3.30 | 3.50 |
| N | 14 | 3.50 | 3.70 |
グループ
ビンコード
最小(nm)
- 最大(nm)
- Z
- 465
470
X
470
475
6.3 順方向電圧ビニング
順方向電圧(V_F)は、10から14までの番号が付けられたビンに分類され、各ビンは0.2Vの範囲をカバーします。
グループ
ビン
最小(V)
最大(V)
N
10
2.7
- 2.9N
- 112.9
- 3.1N
- 123.1
3.3
N
13
3.3
3.5
N
14
- 3.53.7
- 7. 機械的仕様とパッケージ情報7.1 パッケージ寸法
- 42-21A LEDはコンパクトなSMDパッケージです。主要寸法(ミリメートル)は以下の通りで、特に指定がない限り一般的な許容差は±0.1mmです:パッケージ長:2.0 mm
- パッケージ幅:1.25 mmパッケージ高さ:1.1 mm
- データシートには、本体外形、リード位置、および推奨ランドパターンを示した詳細な寸法図が提供されています。7.2 極性識別
- カソードは明確にマークされています。パッケージ上では、カソードは通常、切り欠き、ドット、または面取りされたコーナーなどの特徴的な形状で示されます。対応するカソードマーキングは、PCBフットプリントの推奨ソルダーマスク設計にも示されています。正しい極性方向は、回路の正常な機能にとって重要です。8. はんだ付けおよび実装ガイドライン
- 8.1 リフローはんだ付けプロファイル本コンポーネントは、鉛フリー(無鉛)リフローはんだ付けプロセスに対応しています。推奨される最大ピークはんだ付け温度は260°Cで、260°C以上の時間は10秒を超えないようにしてください。熱衝撃を防止し、信頼性の高いはんだ接合を確保するために、典型的なリフロー温度プロファイルに従う必要があります。リフローの加熱および冷却段階でLED本体に機械的ストレスを加えないことが極めて重要です。
8.2 手はんだ付け
手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります。はんだごて先端温度は350°C以下とし、単一の端子との接触時間は3秒を超えないようにしてください。低出力のごて(25W以下)の使用を推奨します。2つの端子をはんだ付けする間には、少なくとも2秒の冷却間隔を設け、過度の熱の蓄積を防ぐ必要があります。
8.3 リワークおよび修理初期はんだ付け後のリワークは強く推奨されません。どうしても避けられない場合は、専用のダブルヘッドはんだごてを使用して両方の端子を同時に加熱し、パッケージにねじれ応力を加えずに取り外せるようにしてください。リワーク中にLEDの内部ワイヤーボンドを損傷したり、光学性能を劣化させたりする可能性が高いため、リワーク手順の事前テストを推奨します。9. 保管および取り扱い上の注意9.1 湿気感受性FLEDは、大気中の湿気の吸収(リフロー中のポップコーン現象(パッケージクラック)の原因となる)を防ぐため、乾燥剤を入れた防湿バリアバッグに梱包されています。主要な保管ルール:F開封前:F温度≤30°C、相対湿度(RH)≤90%で保管。F開封後:
フロアライフ(工場の環境条件にさらされる時間)は、温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管した場合、1年です。
再梱包:
未使用のデバイスは、新しい乾燥剤とともに防湿バッグに再密封してください。
ベーキング:乾燥剤インジケータが飽和を示した場合、またはフロアライフを超過した場合は、リフロー前に湿気を除去するため、60±5°Cで24時間のベーキングが必要です。9.2 静電気放電(ESD)保護
ESD定格150V(HBM)のため、本デバイスは静電気放電に敏感です。すべての組立および取り扱い段階で、接地された作業台、リストストラップ、導電性容器の使用を含む、標準的なESD取り扱い手順に従う必要があります。
10. 梱包および発注情報
10.1 テープ&リール仕様
本製品は、42-21Aパッケージに合わせて調整された寸法のエンボス加工キャリアテープに梱包されて供給されます。テープは標準的な7インチ(178mm)径リールに巻かれています。各リールには1000個のLEDが含まれています。自動実装装置のフィーダーとの互換性を確保するため、キャリアテープポケット寸法、ピッチ、リールハブ/フランジ寸法の詳細図面が提供されています。
10.2 ラベル情報pリールおよび外袋には、トレーサビリティと正しい適用のための重要な情報を含むラベルが付いています:CPN:
顧客部品番号(割り当てられている場合)。dP/N:メーカー製品番号(例:42-21A/BHC-ZV1W2N/1T)。
QTY:
No.梱包数量(例:1000個)。FCAT:F光度ランク(例:W2)。
HUE:
色度/主波長ランク(例:Z)。REF:順方向電圧ランク(例:N12)。
LOT No:
トレーサビリティのための製造ロット番号。11. アプリケーション設計上の考慮点11.1 電流制限
これは重要な設計ルールです。
LEDは電流駆動デバイスです。回路には直列の電流制限抵抗が必ず使用されなければなりません。順方向電圧(V_F)には範囲(2.7V~3.7V)があり、負の温度係数を持ちます。LEDを電圧源に直接接続すると、たとえ公称値がV_F範囲内であっても、わずかな変動により暴走電流状態を引き起こし、即座に故障(焼損)する可能性があります。抵抗値は、電源電圧、ビンからの最大予想V_F、および所望の順方向電流(I_F)に基づいて計算する必要があります。I_Fは連続25 mAを超えてはなりません。
- 11.2 熱管理電力損失は低い(最大95 mW)ですが、特に高温環境または最大電流で動作する場合の長期信頼性のため、PCB上の適切な熱設計は依然として重要です。LEDパッド周囲に十分な銅面積を確保することで、放熱を助け、安定した光出力と寿命を維持します。F11.3 光学設計F20度の視野角(2θ_1/2)は、比較的集中したビームを示しています。これにより、42-21Aは指向性照明または明るく集中したスポットを必要とするアプリケーションに適しています。より広い領域の照明には、二次光学部品(光ガイド、拡散板など)が必要になります。設計者は、光度と波長のビニング範囲を考慮し、アレイやディスプレイ内の複数ユニット間で一貫した輝度と色の外観を確保する必要があります。12. 技術比較と差別化42-21Aは、ミニチュア反射器型SMD LEDの特定のクラスを代表します。その主な差別化要因には、多くの一般的なチップLEDよりも小さく、高密度レイアウトを可能にする非常に小さな2.0x1.25mmのフットプリントが含まれます。統合された反射カップは、外部レンズを必要とせずに制御された20度の視野角を提供し、光学設計を簡素化します。強度、波長、電圧に関する包括的なビニングシステムにより、設計者はバックライトアレイなど高均一性を必要とするアプリケーション向けに、厳密な性能範囲を指定することができます。ハロゲンフリーおよびその他の環境規格への適合により、厳格な規制要件を持つ世界市場を対象とした製品に適しています。F13. よくある質問(FAQ)F13.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか?Fピーク波長(λ_p):
- LEDの光出力が最大となる単一波長。スペクトル分布曲線の最高点です。主波長(λ_d):
- LEDの出力の知覚色に一致する単色光の波長。色度座標から計算され、色に基づくアプリケーションではより関連性が高いことが多いです。このブルーLEDの場合、代表値は非常に近いです(ピーク468 nm 対 ビニングされた主波長465-475 nm)。13.2 このLEDを定電圧源で駆動できますか?
- 設計上の考慮点で強調されているように、LEDには電流制御が必要です。代表的なV_Fに設定された定電圧源であっても、ユニット間の変動(ビニング)、温度効果(温度上昇に伴いV_Fが低下)、または電源の許容差を考慮していません。これはほぼ確実に過電流とデバイスの故障を引き起こします。常に直列抵抗または専用の定電流LEDドライバ回路を使用してください。13.3 この部品は何回リフローはんだ付けできますか?
データシートでは、リフローはんだ付けは2回を超えて行わないように規定されています。各リフローサイクルはコンポーネントに熱ストレスを与え、内部材料の劣化、ワイヤーボンドの弱体化、またはパッケージの耐湿性の低下を引き起こす可能性があります。基板にリワークが必要な場合は、LEDに3回目のリフローサイクルを課すよりも、LEDを交換することが望ましいです。
13.4 このLEDは自動車や医療用途に適していますか?
データシートには、自動車の安全/セキュリティシステム、医療機器、軍事、航空宇宙などの高信頼性アプリケーションには、異なる、より厳格に認定された製品が必要となる可能性があることを述べたアプリケーション制限セクションが含まれています。標準の42-21Aは、商業および産業用途を意図しています。安全クリティカルな用途の場合は、関連する業界規格(例:自動車向けAEC-Q101)を満たすように特別に設計およびテストされた製品についてメーカーにご相談ください。
14. 実用的なアプリケーション例
LED仕様用語集
LED技術用語の完全な説明
光電性能
| 用語 | 単位/表示 | 簡単な説明 | なぜ重要か |
|---|---|---|---|
| 発光効率 | lm/W (ルーメン毎ワット) | 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 | エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。 |
| 光束 | lm (ルーメン) | 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 | 光が十分に明るいかどうかを決定する。 |
| 視野角 | ° (度)、例:120° | 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 | 照明範囲と均一性に影響する。 |
| 色温度 | K (ケルビン)、例:2700K/6500K | 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 | 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。 |
| 演色性指数 | 無次元、0–100 | 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 | 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。 |
| 色差許容差 | マクアダム楕円ステップ、例:「5ステップ」 | 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 | 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。 |
| 主波長 | nm (ナノメートル)、例:620nm (赤) | カラーLEDの色に対応する波長。 | 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。 |
| 分光分布 | 波長 vs 強度曲線 | 波長全体の強度分布を示す。 | 演色性と色品質に影響する。 |
電気パラメータ
| 用語 | 記号 | 簡単な説明 | 設計上の考慮事項 |
|---|---|---|---|
| 順電圧 | Vf | LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 | ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。 |
| 順電流 | If | LEDの正常動作のための電流値。 | 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。 |
| 最大パルス電流 | Ifp | 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 | パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。 |
| 逆電圧 | Vr | LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 | 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。 |
| 熱抵抗 | Rth (°C/W) | チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 | 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。 |
| ESD耐性 | V (HBM)、例:1000V | 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 | 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。 |
熱管理と信頼性
| 用語 | 主要指標 | 簡単な説明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接合温度 | Tj (°C) | LEDチップ内部の実際の動作温度。 | 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある;高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。 |
| 光束減衰 | L70 / L80 (時間) | 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 | LEDの「サービス寿命」を直接定義する。 |
| 光束維持率 | % (例:70%) | 時間経過後に残った明るさの割合。 | 長期使用における明るさの保持能力を示す。 |
| 色ずれ | Δu′v′またはマクアダム楕円 | 使用中の色変化の程度。 | 照明シーンでの色の一貫性に影響する。 |
| 熱劣化 | 材料劣化 | 長期的な高温による劣化。 | 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。 |
パッケージングと材料
| 用語 | 一般的な種類 | 簡単な説明 | 特徴と応用 |
|---|---|---|---|
| パッケージタイプ | EMC、PPA、セラミック | チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 | EMC:耐熱性が良く、低コスト;セラミック:放熱性が良く、寿命が長い。 |
| チップ構造 | フロント、フリップチップ | チップ電極配置。 | フリップチップ:放熱性が良く、効率が高い、高電力用。 |
| 蛍光体コーティング | YAG、珪酸塩、窒化物 | 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 | 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。 |
| レンズ/光学 | フラット、マイクロレンズ、TIR | 光分布を制御する表面の光学構造。 | 視野角と配光曲線を決定する。 |
品質管理とビニング
| 用語 | ビニング内容 | 簡単な説明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光束ビン | コード例:2G、2H | 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 | 同じロット内で均一な明るさを保証する。 |
| 電圧ビン | コード例:6W、6X | 順電圧範囲でグループ化される。 | ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。 |
| 色ビン | 5ステップマクアダム楕円 | 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 | 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。 |
| CCTビン | 2700K、3000Kなど | CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 | 異なるシーンのCCT要件を満たす。 |
テストと認証
| 用語 | 標準/試験 | 簡単な説明 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光束維持試験 | 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 | LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。 |
| TM-21 | 寿命推定標準 | LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 | 科学的な寿命予測を提供する。 |
| IESNA | 照明学会 | 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 | 業界で認められた試験基盤。 |
| RoHS / REACH | 環境認証 | 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 | 国際的な市場参入要件。 |
| ENERGY STAR / DLC | エネルギー効率認証 | 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 | 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。 |