SMD LED 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T データシート - ブルー - 1.6x0.8x0.6mm - 3.2V - 40mW - 英語技術文書

1. 製品概要

15-11/BHC-ZL2N1QY/2Tは、高密度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青色LEDです。このデバイスはInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体技術を利用し、典型的な主波長468 nmの青色光を発します。その小型フットプリントと薄型設計は、スペースに制約のあるアプリケーションに理想的な選択肢です。

1.1 中核機能と優位性

このLEDの主な利点は、そのSMD（表面実装デバイス）パッケージングに由来します。7インチ径リールに巻かれた8mmテープで供給され、高速自動ピックアンドプレース組立装置との互換性を確保しています。これはスルーホール部品と比較して、製造時間とコストを大幅に削減します。本デバイスは標準的な赤外線および気相リフローはんだ付けプロセスに適合しており、主流のPCB組立技術に沿っています。

Key product features include compliance with major environmental and safety standards: it is Pb-free (lead-free), incorporates ESD (Electrostatic Discharge) protection, adheres to the EU REACH regulation, and meets halogen-free requirements (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product is also designed to remain within RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant specifications.

小型サイズ（約1.6mm x 0.8mm x 0.6mm）により、基板スペースの大幅な節約、高い実装密度、および最終製品の小型化が可能です。軽量構造により、さらに小型・携帯アプリケーションでの使用をサポートします。

1.2 ターゲットアプリケーション

この青色LEDは、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。一般的な応用分野には、自動車のダッシュボードやスイッチのバックライト、電話やファクシミリなどの通信機器におけるステータス表示やキーパッドのバックライト、LCDパネルのフラットバックライト、スイッチ照明、そして明瞭で鮮やかな青色信号が必要な汎用インジケータ用途が含まれます。

2. 技術仕様と客観的解釈

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。通常動作を意図したものではありません。

• 逆電圧 (V_R): 5V。逆バイアスでこの電圧を超えると接合破壊を引き起こす可能性があります。
• 連続順方向電流 (I_F): 10 mA。信頼性の高い長期動作のための最大DC電流です。
• ピーク順方向電流 (I_FP): 100 mA (1/10デューティサイクル、1 kHz時)。多重化やパルス信号伝送に有用な、より高い電流の短時間パルスを可能としますが、平均電力は管理する必要があります。
• 電力損失 (P_d): 40 mW。許容される最大電力損失 (V_F * I_F周囲温度25°C時。高温時は定格値の低減が必要です。
• ESD耐性（HBM）： 2000V。取り扱い時の静電気放電に対する一定の保護を提供しますが、適切なESD対策手順の遵守を推奨します。
• 動作温度（T_opr): -40°C ～ +85°C。機能動作が保証される周囲温度範囲。
• 保存温度（T_stg): -40°C ～ +90°C。
• はんだ付け温度: リフロー温度プロファイルのピークは260°Cで最大10秒間。手はんだ付けは350°Cで端子あたり最大3秒間。

2.2 電気光学特性 (Ta=25°C, I_F=5mA)

これらのパラメータは、標準試験条件下におけるLEDの典型的な性能を定義します。

• 光度 (I_v): 14.5 から 36.0 mcd (ミリカンデラ)。実際の出力はビニングされます (セクション3を参照)。
• 指向角 (2θ_1/2): 130度（標準）。この広い視野角はLEDのレンズ設計に特徴的で、広い放射パターンを提供します。
• ピーク波長（λ_p): 468 nm（標準）。スペクトルパワー分布が最大となる波長。
• 主波長（λ_d): 465 から 475 nm。これは光の知覚色を定義し、またビニングの対象となります。
• スペクトル帯域幅（Δλ）： 25 nm（標準）。最大強度の半分の強度における放射スペクトルの幅（FWHM）。
• 順方向電圧（V_F): 2.70 から 3.20 V。テスト電流におけるLED両端の電圧降下。このパラメータはビニング対象であり、ビン内での許容差は±0.05Vです。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに仕分けられます。15-11/BHC-ZL2N1QY/2Tは、光度、主波長、順方向電圧に対して3次元のビニングシステムを採用しています。

3.1 光度ビニング

ビンはコードL2、M1、M2、N1で定義され、最小光度は14.5 mcdから28.5 mcdの範囲です。型番中のビンコード（例：ZL2N1QYの「N1」）は、保証される最小および最大の光束出力を指定します。光度には±11%の許容差が適用されます。N1QY) は、保証される最小および最大の光束出力を指定します。光度には±11%の許容差が適用されます。

3.2 主波長（色）ビニング

波長は「X」（465-470 nm）と「Y」（470-475 nm）の2つのコードにビニングされます。型番はこのビンを示します（例：ZL2N1Y）。主波長には±1nmの許容差が規定されています。QY)。主波長には±1nmの許容差が規定されています。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、29から33のコードで表される5つのビンに分類され、2.70-2.80Vから3.10-3.20Vまでの電圧範囲に対応します。部品番号はこのビンを示します（例：ZL2N1QY）。ビン内の許容差は±0.05Vです。

4. 性能曲線分析

提供されたテキストには具体的なグラフ曲線の詳細は記載されていませんが、この種のLEDの典型的な電気光学特性には以下が含まれます：

• I-V（電流-電圧）特性曲線： 順方向電流と順方向電圧の間の指数関数的関係を示します。青色InGaN LEDの場合、膝電圧は通常約2.7-3.2Vです。
• 光度 vs. 順方向電流： 通常動作範囲（最大I_Fまで）では、光度は電流に比例して増加するが、過大電流による発熱で効率が低下する場合がある。
• 光度と周囲温度の関係： 接合温度の上昇に伴い、光出力は一般に低下する。高温環境での設計では、この特性を考慮した減額使用が重要である。
• 分光分布： 468 nmを中心とし、半値全幅（FWHM）約25 nmの波長域における相対出力を示すグラフ。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

このLEDの本体の公称サイズは、長さ1.6mm、幅0.8mm、高さ0.6mmです。パッケージ図面には、LED本体、はんだパッド、およびカソードマーキングの位置に関する正確な寸法と公差（特に記載がない限り±0.1mm）が規定されています。カソードはパッケージ上の特定のマークで識別され、これはPCBへの正しい実装方向にとって重要です。

5.2 推奨PCBフットプリント

パッケージ寸法に対応し、適切なはんだフィレット形成を可能にするランドパターン設計を使用すべきです。データシートの寸法図は、PCB CADソフトウェアでこのフットプリントを作成するための基礎を提供します。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリー実装の場合、推奨リフロープロファイルは以下の通りです：150-200°Cで60-120秒間の予熱、液相線以上（217°C）の時間を60-150秒間、ピーク温度は260°Cを超えず、最大10秒間。最大昇温速度は6°C/秒、最大降温速度は3°C/秒です。リフローはんだ付けは2回を超えて行わないでください。

6.2 手はんだ付け

If hand soldering is necessary, the soldering iron tip temperature 必ず be below 350°C, and contact time per terminal 必ず not exceed 3 seconds. A low-power iron (<25W) is recommended. A cooling interval of at least 2 seconds should be allowed between soldering each terminal to prevent thermal stress.

6.3 保管および湿気感受性

本製品は乾燥剤入りの防湿バッグに包装されています。部品を使用する準備が整うまでバッグを開封しないでください。開封後、LEDは30°C以下、相対湿度60%以下の環境で保管してください。この条件下での「フロアライフ」は1年です。保管期間を超過した場合、または乾燥剤が吸湿を示した場合は、はんだ付け前に60±5°Cで24時間のベーキング処理が必要です。

7. パッケージングおよび注文情報

7.1 テープおよびリール仕様

LEDは、データシートに規定された寸法のエンボス加工キャリアテープに供給されます。各リールには2000個が収納されています。自動ハンドリング装置用のリール寸法も提供されています。

7.2 ラベル情報

リールラベルには、顧客品番（CPN）、メーカー品番（P/N）、包装数量（QTY）、および光度ランク（CAT）、色度/主波長ランク（HUE）、順方向電圧ランク（REF）の特定ビンコード、ならびにロット番号といった重要な情報が記載されています。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 電流制限

重要： LEDには、外部の電流制限抵抗または定電流ドライバを 必ず 直列に接続する必要があります。順方向電圧は負の温度係数を持ち、接合部が加熱するにつれて低下します。電流制限がないと、熱暴走を引き起こし、急速な故障（焼損）に至る可能性があります。抵抗値は R = (V_電源 - V_F) / I の式を用いて計算します。_F.

8.2 熱管理

消費電力は低い（最大40mW）ですが、適切なPCBレイアウトは接合部温度の管理に役立ちます。特に高温環境または最大電流付近で動作する場合、放熱器として機能させるため、LEDの放熱パッド（存在する場合）またはアノード/カソードトレースに接続された十分な銅面積を確保してください。

8.3 ESDと取り扱い

内蔵ESD保護機能を備えていますが、潜在的な損傷を防ぐため、取り扱いおよび実装時には標準的なESD対策（リストストラップ、接地作業台、導電性フォーム）を遵守する必要があります。

9. 技術比較と差別化

15-11パッケージは、小型化と取り扱い/製造の容易さのバランスを提供します。より大型のSMD LED（例：3528、5050）と比較して、基板スペースを大幅に節約します。さらに小型のチップスケールパッケージ（CSP）と比較すると、標準的なSMTプロセスを用いた実装、検査、リワークが一般的に容易です。130度の広い視野角は、集光照明用に設計された狭いビーム角のLEDとの差別化要因となります。

10. よくあるご質問 (FAQ)

Q: 電源が3.0Vの場合、直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？
A: できません。たとえ電源電圧が典型的なV_Fに近くても、V_F のばらつき（ロット間、温度による）および電源電圧の許容誤差により、直接接続は危険です。常に電流制限機構が必要です。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（λ_p）は、スペクトル放射が最大となる物理的な波長です。主波長（λ_d）は、LEDの知覚色に一致する単色光の波長です。青色LEDの場合、これらは非常に近い値になることが多いです。

Q: 品番 '15-11/BHC-ZL2N1QY/2T' はどのように解釈すればよいですか？
A: '15-11' はパッケージコードです。'BHC' はおそらく色（青）およびその他の属性を示します。'ZL2N1QY' にはビンコードが含まれます：光度（N1）、主波長（Q）、順方向電圧（Y）。'2T' はテープ包装を指す可能性があります。

11. デザインイン使用例

シナリオ: メンブレンスイッチパネルのバックライト照明 複数の15-11青色LEDがパネルの半透明アイコンの背後に配置されている。シンプルな設計では5V電源を使用する。I_F が5mA、典型的なV_F が3.0Vの場合、直列抵抗値は R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω となる。標準的な390Ωまたは430Ωの抵抗が適している。V_F のばらつきがあっても均一な輝度を確保するため、LEDは並列に接続し、それぞれに専用の抵抗を設ける。広い視野角により、アイコン領域は均一に照明される。

12. 動作原理

このLEDは、InGaN材料で作られた半導体p-n接合を基盤としている。接合の内蔵電位を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合する。InGaNでは、この再結合によりエネルギーが主に可視スペクトルの青色領域における光子（光）として放出される。特定の波長は、InGaN合金組成のバンドギャップエネルギーによって決定される。

13. 技術トレンド

InGaN技術によって可能となった高効率青色LEDの開発は、固体照明における基礎的な成果であり、白色LED（蛍光体変換による）の実現と2014年のノーベル物理学賞につながりました。現在のSMD LEDのトレンドは、より高い効率（ワット当たりのルーメン数の向上）、小型パッケージでの高出力密度化、演色性の向上、およびディスプレイバックライトや自動車照明などの要求の厳しい用途で一貫した性能を発揮するための、より厳密なビニング公差に向かって進化を続けています。