SMD LED 15-21/GHC-XS1T1/2T データシート - サイズ 1.6x0.8x0.6mm - 電圧 3.3V - 色 ブリリアントグリーン - 日本語技術文書

1. 製品概要

15-21/GHC-XS1T1/2Tは、高密度・小型アプリケーション向けに設計された表面実装デバイス（SMD）LEDです。InGaNチップから発せられるブリリアントグリーンの光を特徴とし、ウォータークリア樹脂パッケージに封止されています。この部品は、従来のリードフレーム型LEDよりも大幅に小型であり、よりコンパクトな基板設計、高い実装密度、機器全体の小型化を実現します。軽量構造のため、スペースに制約のある機器やポータブルデバイスに最適です。

主な利点として、標準的な自動実装装置およびリフローはんだ付けプロセス（赤外線および気相法の両方）との互換性が挙げられます。本製品は、鉛フリー（Pbフリー）で製造され、EU RoHSおよびREACH指令に準拠し、ハロゲンフリー要件（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）も満たしています。

2. 技術仕様の詳細

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、これらの限界を超えて動作させてはなりません。最大逆電圧（VR）は5Vです。連続順電流（IF）定格は25 mAで、パルス条件下（デューティサイクル1/10 @ 1kHz）では100 mAのピーク順電流（IFP）が許容されます。最大許容損失（Pd）は95 mWです。人体モデル（HBM）に基づく150Vの静電気放電（ESD）に耐えます。動作温度範囲（Topr）は-40°Cから+85°C、保管温度（Tstg）は-40°Cから+90°Cです。はんだ付け温度の制限は、リフロー（最大260°C、10秒間）および手はんだ（最大350°C、3秒間）について定義されています。

2.2 電気光学特性

標準試験条件（Ta=25°C、IF=20mA）で測定した場合、このデバイスの光度（Iv）は最小180.0 mcdから最大360.0 mcdの範囲です。標準的な指向角（2θ1/2）は130度で、広い発光パターンを提供します。スペクトル特性には、標準的なピーク波長（λp）518 nm、主波長（λd）範囲515.0 nmから530.0 nmが含まれ、ブリリアントグリーンの色を定義しています。標準的なスペクトル半値幅（Δλ）は35 nmです。順電圧（VF）は標準的に3.3Vで、範囲は2.70Vから3.70Vです。逆電圧（VR）5Vを印加した場合の最大逆電流（IR）は50 μAです。このデバイスは逆バイアス下での動作を想定していないことに注意してください。VR定格はIR試験の目的のみに使用されます。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、アプリケーション設計における一貫性を確保するため、主要な性能パラメータに基づいてビン（区分）に分類されます。

3.1 光度ビニング

条件IF=20mAにおいて、光度は3つのビンに分類されます：S1（180.0 - 225.0 mcd）、S2（225.0 - 285.0 mcd）、T1（285.0 - 360.0 mcd）。光度には±11%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

これもIF=20mAで測定され、主波長は以下のようにビニングされます：W（515.0 - 520.0 nm）、X（520.0 - 525.0 nm）、Y（525.0 - 530.0 nm）。主波長には±1nmの許容差が適用されます。

4. 性能曲線の分析

データシートには、標準的な電気光学特性曲線が含まれています。これらのグラフは、順電流と光度の関係、周囲温度が光度に及ぼす影響、順電圧対順電流、およびスペクトルパワー分布を視覚的に表しています。これらの曲線を分析することは、異なる駆動電流や動作温度などの非標準条件下でのデバイスの挙動を理解するために重要であり、堅牢な回路設計と熱管理に不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDはコンパクトなSMDパッケージを採用しています。寸法は長さ1.6mm、幅0.8mm、高さ0.6mmで、特に指定がない限り標準的な公差は±0.1mmです。技術図面には、リード位置、レンズ形状、および全体のフットプリントの詳細な寸法が記載されています。組立時に正しい極性方向を確保するため、パッケージ上にカソードマークが明確に示されています。

5.2 リールおよびテープ包装

部品は防湿包装で供給されます。8mm幅のキャリアテープに収納され、直径7インチのリールに巻き取られています。各リールには2000個が含まれます。キャリアテープのポケットおよびリールの詳細な寸法図が提供されており、自動ピックアンドプレース装置との互換性を確保します。包装には乾燥剤が含まれており、保管および輸送中の周囲湿度からLEDを保護するため、アルミ防湿バッグ内に密封されています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 保管および取り扱い

湿気に敏感なデバイスは、未開封の防湿バッグ内で保管する必要があります。一度開封した場合、LEDは30°C以下かつ相対湿度60%以下の環境で保管された場合、168時間（7日）以内に使用する必要があります。未使用のLEDは乾燥剤とともに再密封してください。保管時間を超過した場合、または乾燥剤インジケータの色が変化した場合は、使用前に60±5°Cで24時間のベーキング処理が必要です。

6.2 はんだ付けプロセス

鉛フリーリフローはんだ付けの場合、特定の温度プロファイルに従う必要があります：150-200°Cの間で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。255°C以上の最大立ち上がり速度は3°C/秒、最大冷却速度は6°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。手はんだ付け時は、はんだごて先端温度を350°C以下に保ち、端子ごとに3秒以内で、はんだごての定格電力は25W以下とします。各端子のはんだ付けの間には、最低2秒の間隔を空けてください。加熱中のLED本体へのストレスや、はんだ付け後のPCBの反りは避ける必要があります。初期はんだ付け後の修理は推奨されませんが、やむを得ない場合は、両端子を同時に加熱するツインチップはんだごてを使用し、事前にデバイス特性への影響を確認する必要があります。

7. 包装および発注情報

リールのラベルには、トレーサビリティと正しい適用に不可欠な情報が記載されています：顧客品番（CPN）、品番（P/N）、包装数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度座標・主波長ランク（HUE）、順電圧ランク（REF）、ロット番号（LOT No）。このビニングデータにより、設計者は特定のアプリケーション要件に合わせて厳密に管理されたパラメータを持つ部品を選択できます。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、自動車のダッシュボードやスイッチのバックライト用途に適しています。通信機器では、電話機やファクシミリのインジケータやバックライトとして機能します。また、LCD、スイッチ、シンボルのフラットバックライトや、汎用インジケータ用途にも理想的です。

8.2 設計上の考慮事項

LEDには直列に電流制限抵抗が必須です。順電圧には範囲（2.7Vから3.7V）があり、光度は電流に依存します。したがって、抵抗値は電源電圧と所望の順電流に基づいて計算する必要があり、最悪ケースのVFを考慮して電流が絶対最大定格25mAを決して超えないようにする必要があります。わずかな電圧変動でも大きな電流変化を引き起こし、焼損につながる可能性があります。本デバイスは、事前の協議と認定なしでは、軍事・航空宇宙、自動車の安全・セキュリティシステム、医療機器などの高信頼性アプリケーションを意図したものではありません。

9. 技術比較と差別化

より大型のスルーホールLEDと比較して、このSMD部品の主な利点は、最小限のフットプリントと高さであり、超コンパクトな設計を可能にします。広い130度の指向角は、広い照明や視認性を必要とするアプリケーションに有益です。InGaN技術の使用により、鮮やかで飽和したグリーン色を実現しています。標準的な鉛フリーリフロープロファイルとの互換性は、現代の環境配慮型製造慣行に適合しています。詳細なビニングシステムは、設計者に、ビニングされていない、または緩やかにビニングされた代替品と比較して、最終製品の色と輝度の一貫性をより高いレベルで制御することを可能にします。

10. よくある質問（FAQ）

Q: ビニングコード（S1、T1、W、Xなど）の目的は何ですか？

A: ビニングは、電気的および光学的パラメータの一貫性を確保します。設計者はビンコードを指定することで、異なる製造ロットのLEDが同じ最低輝度（CATコード）と色（HUEコード）の仕様を満たすことを保証でき、均一性が鍵となるマルチLEDバックライトアレイなどのアプリケーションで重要です。

Q: 防湿バッグでの保管がなぜそれほど重要ですか？

A: SMDパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に膨張し、内部の剥離やポップコーン現象を引き起こし、パッケージを破損してLEDを破壊します。防湿バッグとベーキング手順は、この故障モードを防止します。

Q: 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A: いいえ。LEDは電流駆動デバイスです。その順電圧は負の温度係数を持ち、個体ごとに異なります。電圧源に直接接続すると、制御不能で破壊的な可能性のある電流サージが発生します。直列抵抗は最も単純な電流制御の形態です。

Q: ピーク順電流定格はどのように解釈すればよいですか？

A: 1/10デューティサイクル、1kHz周波数での100mAピーク定格は、より高い電流の短いパルスを可能にし、PWM調光に使用して、20mA標準試験電流よりも低い平均輝度を達成できます。時間平均電流は、依然として25mA連続定格を尊重する必要があります。

11. 実用的なアプリケーション例

複数のブリリアントグリーンLEDを使用したステータスインジケータパネルを設計する場合を考えます。設計者は、均一で一貫した外観を確保するために、T1輝度ビンとX波長ビンを選択します。回路は5V電源ラインで駆動されます。最大順電圧（3.7V）を考慮し、順電流を20mAを目標とすると、必要な直列抵抗値は R = (電源電圧 - VF) / IF = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 オーム と計算されます。標準的な68オームの抵抗が選択され、電流はわずかに低い約19.1mAとなり、安全で仕様内に収まります。PCBレイアウトでは、LEDをカソードマークに正しい極性で配置し、放熱のための適切な間隔を確保します。組立された基板は、指定された温度プロファイルに従って制御されたリフローはんだ付けプロセスを受けます。

12. 動作原理

このLEDは、窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られた半導体チップに基づいています。ダイオードの閾値を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域に注入されます。それらの再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。InGaN合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接、発せられる光の波長（色）に対応します—この場合はブリリアントグリーンです。ウォータークリア樹脂封止材はチップを保護し、レンズとして機能して、指定された130度の指向角を達成するように光出力を形成します。

13. 技術トレンド

SMD LEDのトレンドは、より高い効率（電気ワット当たりのより多くの光出力）、高密度化のためのより小さなパッケージサイズ、および改善された演色性と彩度に向かって続いています。また、コンパクトな空間でのより高い駆動電流をサポートするための信頼性と熱性能の向上にも重点が置かれています。鉛フリーおよびハロゲンフリー製造の広範な採用は、電子産業の環境持続可能性への取り組みを反映しています。さらに、データシートで提供されるより厳密なビニングとより詳細な特性データにより、設計者は、民生電子機器、自動車照明、および一般照明における高度なアプリケーションのためにより精密で一貫性のある光学システムを作成することが可能になります。