SMD LED 19-219 ブリリアントイエロー データシート - サイズ 1.6x0.8x0.65mm - 順方向電圧 1.7-2.2V - 光度 18-45mcd - 技術文書

1. 製品概要

19-219は、ブリリアントイエローを発光する表面実装型（SMD）LEDです。AlGaInPチップ技術を用い、ウォータークリア樹脂で封止されています。主な利点は、コンパクトな形状、自動実装プロセスとの互換性、RoHS、REACH、ハロゲンフリー要件などの最新の環境・安全基準への適合です。

1.1 中核的利点とターゲット市場

リードフレーム型LEDと比較して大幅に小型化されており、プリント基板（PCB）上の実装密度を高め、機器全体のサイズと重量の削減を実現します。このため、小型化やスペース制約の厳しいアプリケーションに特に適しています。デバイスは7インチ径リールに巻かれた8mmテープに包装されており、高速自動実装を容易にします。主なターゲット市場は、信頼性の高いコンパクトな照明が必要な、民生電子機器、車載インテリア、通信機器、汎用インジケータアプリケーションなどです。

2. 技術パラメータ詳細解説

本セクションでは、19-219 LEDに規定された主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある限界値を定義します。これらは動作条件ではありません。

• 逆電圧 (V_R):5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部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):25 mA。連続的に印加可能な最大直流電流です。
• ピーク順方向電流 (I_FP):60 mA。これは過渡サージに対処するため、パルス条件（1kHz、デューティ比1/10）でのみ許容されます。
• 電力損失 (P_d):60 mW。パッケージが放散可能な最大電力で、V_F* I_F.
• として計算されます。静電気放電（ESD）人体モデル（HBM）:
• 2000V。中程度のESD耐性を示しており、標準的なESD取り扱い注意は依然として必要です。_{動作温度 (T}opr):
• -40°C から +85°C。デバイスの動作が規定されている周囲温度範囲です。_{保存温度 (T}stg):
• -40°C から +90°C。はんだ付け温度:

デバイスは、ピーク温度260°Cで最大10秒間のリフローはんだ付け、または端子ごとに350°Cで最大3秒間の手はんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気光学特性_Fこれらのパラメータは、特に断りのない限り、標準試験条件 I_a= 5 mA、T

• = 25°C で測定されます。これらは代表的な性能を示します。_v光度 (I):
• 18 から 45 ミリカンデラ (mcd)。この広い範囲はビニングシステム（セクション3参照）によって管理されます。許容差は±11%です。_{視野角 (2θ}1/2):
• 130度（代表値）。光度がピーク値の半分に低下する全角であり、広い視野パターンを示します。_pピーク波長 (λ):
• 591 nm（代表値）。スペクトルパワー分布が最大となる波長です。_d主波長 (λ):
• 585.5 から 594.5 nm。これは知覚される色（黄色）を定義し、ビニングの対象となります。許容差は±1 nmです。スペクトル帯域幅 (Δλ):
• 15 nm（代表値）。最大強度の半分における発光スペクトルの幅です。_F順方向電圧 (V):
• 5 mA時で 1.7 から 2.2 V。この範囲は電圧ビニングによって管理されます。許容差は±0.05Vです。_R逆電流 (I):_RV

= 5V時で 10 μA（最大）。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と輝度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仕分けられます。

3.1 光度ビニング_Fビンは、I

• =5mA時の最小および最大光度値によって定義されます。ビン M1:
• 18.0 - 22.5 mcdビン M2:
• 22.5 - 28.5 mcdビン N1:
• 28.2 - 36.0 mcdビン N2:

36.0 - 45.0 mcd

3.2 主波長ビニング

• 色の均一性を維持するため、正確な主波長によってLEDがグループ分けされます。グループ A, ビン D3:
• 585.5 nmグループ A, ビン D4:
• 588.5 nmグループ A, ビン D5:

591.5 nm

3.3 順方向電圧ビニング

• 回路設計、特に電流制限抵抗の計算と電源管理を支援するため、0.1Vステップで仕分けられます。ビン 19:
• 1.7 - 1.8 Vビン 20:
• 1.8 - 1.9 Vビン 21:
• 1.9 - 2.0 Vビン 22:
• 2.0 - 2.1 Vビン 23:

2.1 - 2.2 V

4. 性能曲線分析

データシートには、異なる動作条件下でのデバイス挙動を理解する上で重要な特性曲線がいくつか提供されています。

4.1 相対光度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が電流とともに増加するが線形ではないことを示しています。非常に低い電流では増加は急峻ですが、効率低下や熱効果により、高い電流では飽和する傾向があります。これは、最適な輝度と寿命のために、指定電流でLEDを駆動することの重要性を強調しています。

4.2 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

I-V曲線は指数関数的で、ダイオードに典型的です。順方向電圧の小さな変化が順方向電流の大きな変化をもたらします。これは、サーマルランナウェイやデバイス故障を防ぐために、定電流ドライバまたは適切に計算された直列抵抗が絶対に必要であることを示しています。

4.3 相対光度 vs. 周囲温度

LEDの光出力は、接合温度の上昇とともに減少します。この曲線はその低下率を定量化し、周囲温度が最大動作限界に近づくにつれて光度が大幅に低下する可能性があることを示しています。一貫した輝度を維持するには、PCB上の効果的な熱管理が不可欠です。

4.4 順方向電流低下曲線

このグラフは、周囲温度の関数としての最大許容連続順方向電流を定義します。信頼性を確保するため、高周囲温度で動作する場合は、接合温度を安全限界内に保つために順方向電流を低減する必要があります。

4.5 スペクトル分布と放射パターン

スペクトルプロットは、約591 nmを中心とした単色の黄色発光を確認します。放射図は、広い130度の視野角を持つランバート型に近い放射パターンを示しており、広い領域の照明を必要とするアプリケーションに適しています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

デバイスはコンパクトなフットプリントを有します。主要寸法（mm単位）は以下の通りです：長さ: 1.6 ±0.1、幅: 0.8 ±0.1、高さ: 0.65 ±0.1。カソードは、パッケージ底面の特定のパッド形状またはマーキングで識別されます。

5.2 推奨はんだ付けパッドレイアウト

PCB設計のための推奨ランドパターンが提供されており、アノードとカソードパッドの寸法が含まれます。この設計には、信頼性の高いはんだ付けと機械的安定性を確保するためのサーマルリリーフと適切な間隔が含まれています。エンジニアは、特定のPCB製造プロセスと熱要件に基づいてこのパターンを変更することを推奨します。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリーリフロープロファイルが規定されています：予熱: 150-200°C、60-120秒；液相線以上時間（217°C）: 60-150秒；ピーク温度: 最大260°C、最大10秒。部品にかかる熱応力を最小限に抑えるため、最大昇温・降温速度も定義されています。

• 6.2 重要な注意事項電流制限:
• 外部の電流制限抵抗は必須です。LEDの指数関数的なI-V特性は、わずかな電源電圧の変動でも破壊的な電流スパイクを引き起こす可能性があることを意味します。リフローサイクル:
• LEDを2回を超えるリフローはんだ付けサイクルにさらさないでください。機械的ストレス:
• はんだ付け時や基板取り扱い時にLED本体にストレスを加えないでください。組立後にPCBを反らせないでください。手はんだ付け:<必要な場合は、25W容量未満の先端を持つ温度制御付きはんだごて（

350°C）を使用してください。端子ごとの接触時間を3秒以内に制限し、リード間には十分な冷却間隔を設けてください。

7. 保管と取り扱い

• 本デバイスは湿気に敏感（MSL）です。開封前:
• 30°C以下、相対湿度90%以下で保管してください。開封後:
• 30°C/相対湿度60%以下の条件下でのフロアライフは1年です。未使用のデバイスは、乾燥剤とともに防湿バッグに再密封する必要があります。ベーキング:

保管期間を超過した場合、または乾燥剤インジケータが湿気の侵入を示した場合は、使用前に60 ±5°Cで24時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー時のポップコーン現象を防止してください。

8. 包装と発注情報

標準包装は、8mmキャリアテープに3000個/リールです。自動供給装置のセットアップ用にリール寸法が提供されています。リールのラベルには、品番、数量、光度ビン（CAT）、主波長ビン（HUE）、順方向電圧ビン（REF）、ロット番号などの情報が含まれます。

9. アプリケーション提案

• 9.1 典型的なアプリケーションシナリオ車載インテリア:
• 計器盤、スイッチ、制御パネルのバックライト。通信機器:
• 電話機やファクシミリの状態表示灯およびキーパッドバックライト。民生電子機器:
• 小型LCD用フラットバックライト、スイッチ照明、シンボルインジケータ。汎用表示:

各種電子機器の電源状態、モード選択、警告表示灯。

• 9.2 設計上の考慮点駆動回路:_{常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。抵抗値は R = (V}supply_F- V_F) / I_F の式を用いて計算し、ビニング範囲から得られる最悪ケースのV
• を考慮してください。熱管理:
• 低電力ではありますが、高周囲温度または最大電流付近で動作させる場合は、光出力と寿命を維持するために、十分なPCB銅面積またはスルーホールを確保してください。光学設計:

広い視野角は直接視認に適しています。集光が必要な場合は、外部レンズが必要になる場合があります。

10. 技術比較と差別化

19-219 LEDの主な差別化点は、非常に小型の1608パッケージサイズ（1.6x0.8mm）と、そのクラスでは比較的高い光度（最大45 mcd）を組み合わせていることです。AlGaInP技術の使用により、効率的な黄色発光を実現しています。ハロゲンフリーおよび厳格なRoHS/REACH基準への適合は、環境規制の厳しい世界市場への適合性を示しています。大型のスルーホールLEDと比較して、大幅な小型化と自動実装によるコスト削減を可能にします。

11. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: なぜ電流制限抵抗が絶対に必要なのですか？_FA: LEDの順方向電圧は負の温度係数を持ち、製造公差が狭いためです。抵抗がない場合、電源電圧のわずかな上昇や加熱によるV

の低下により、電流が制御不能に増加し、即座に故障する可能性があります。

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい、最大連続順方向電流定格は25 mAです。20mAでの動作は仕様内ですが、低下曲線を用いて周囲温度を考慮する必要があります。高周囲温度では、最大許容電流は低くなります。

Q: ビンコード（M1、D4、21）は私の設計にとって何を意味しますか？

A: これらは同一生産ロット内での一貫性を保証します。例えば、同じ光度ビン（例：N2）のLEDを使用することで、アレイ全体の均一な輝度を確保できます。同じ電圧ビンを使用することで、電流制限抵抗の計算が簡素化されます。色が重要なアプリケーションでは、主波長ビン（例：D4）を指定することが不可欠です。

Q: 1年のフロアライフはどのように解釈すればよいですか？

A: 防湿バッグを開封すると、部品は大気中の湿気を吸収します。管理された条件（30°C/相対湿度60%）下で1年以内に使用しない場合は、リフローはんだ付け前に再ベーキングを行い、急速な蒸気膨張による内部パッケージの損傷を防止する必要があります。

12. 実践的な設計と使用事例

1. 事例: 10個の均一な黄色LEDを使用した状態表示パネルの設計仕様:_F目標順方向電流 I_{= 10 mA（輝度と寿命のバランス）。電源電圧 V}supply
2. = 5V。ビニング選択:
3. 視覚的な均一性を確保するため、単一の光度ビン（例：N1: 28.2-36.0 mcd）および単一の主波長ビン（例：D4: 588.5 nm）のLEDを指定します。抵抗計算:_{保守的な設計のために、選択した電圧ビンから最大順方向電圧を使用します。ビン22（V}F_max_F= 2.1V）を使用する場合、R = (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 Ω。最も近い標準値（300 Ω）を使用すると、I
4. ≈ 9.7 mAとなり、安全で目標範囲内です。PCBレイアウト:
5. 推奨パッドレイアウトでLEDを配置します。わずかな熱改善のために、カソードパッドに接続された小さな銅面を含めてください。電流制限抵抗はLEDのアノード近くに配置するようにしてください。実装:

規定のリフロープロファイルに従ってください。組立後は、低倍率で適切なはんだフィレットと位置合わせを検査してください。

13. 動作原理の紹介

このLEDの発光は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいています。チップ材料はリン化アルミニウムガリウムインジウム（AlGaInP）です。順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。この再結合中に放出されるエネルギーが光子（光）として放出されます。AlGaInP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、それが直接発光の波長（色）を定義します—この場合はブリリアントイエロー（~591 nm）です。ウォータークリアエポキシ樹脂封止材はチップを保護し、レンズとして機能して放射パターンを形成します。

14. 技術トレンドと背景