SMD LED 17-21/Y2C ブリリアントイエロー データシート - サイズ 1.6x0.8x0.6mm - 電圧 2.0V - 電力 60mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、17-21/Y2C-AN1P2/3Tと識別される表面実装デバイス（SMD）LEDの仕様を詳細に説明します。これは、コンパクトで効率的かつ信頼性の高いインジケータまたはバックライトソリューション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、単色のブリリアントイエローLEDです。本製品は鉛フリーであり、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー要件（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）を含む主要な環境および安全規格に準拠しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

17-21 SMD LEDパッケージは、従来のリードフレーム部品と比較して大きな利点を提供します。そのミニチュアフットプリント（1.6mm x 0.8mm）により、プリント基板（PCB）上の実装密度を高め、基板サイズの削減、ひいてはエンドユーザー機器の小型化を実現します。SMDパッケージの軽量性は、携帯機器や小型アプリケーションに理想的です。主なターゲット市場には、コンシューマーエレクトロニクス、通信機器（インジケータおよびキーパッドバックライト用）、自動車のダッシュボードおよびスイッチバックライト、そしてスペースと重量が重要な制約条件となる汎用インジケータアプリケーションが含まれます。

2. 技術パラメータ詳細解説

このセクションでは、LEDの主要な電気的、光学的、熱的特性について、客観的かつ詳細な分析を提供します。

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応力限界を定義します。これらの限界を超えた動作は推奨されません。

• 逆電圧 (V_R):5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の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。信頼性のある動作のための最大DC電流です。
• ピーク順方向電流 (I_FP):60 mA。これはパルス条件下（デューティサイクル 1/10 @ 1kHz）でのみ許容されます。
• 電力損失 (P_d):60 mW。周囲温度Ta=25°Cにおいてパッケージが放散できる最大電力です。
• 静電気放電 (ESD) 人体モデル (HBM):2000V。これは中程度のESD耐性を示していますが、適切な取り扱い手順は依然として不可欠です。
• 動作温度 (T_opr):-40°C から +85°C。通常動作のための周囲温度範囲です。
• 保管温度 (T_stg):-40°C から +90°C。
• はんだ付け温度 (T_sol):リフロー：最大260°C、10秒間。手はんだ付け：端子ごとに最大350°C、3秒間。

2.2 電気光学特性

特に断りのない限り、順方向電流 (I_F) 20 mA、周囲温度 (T_a) 25°Cで測定。

• 光度 (I_v):28.5 mcd (最小)、72.0 mcd (最大)。代表値は指定されておらず、広いビニング範囲を示しています（セクション3参照）。±11%の許容差が適用されます。
• 視野角 (2θ_1/2):140度 (代表値)。この広い視野角により、オフ軸角度からの視認性が重要なアプリケーションに適しています。
• ピーク波長 (λ_p):591 nm (代表値)。スペクトル放射が最も強い波長です。
• 主波長 (λ_d):585.5 nm (最小)、594.5 nm (最大)。これは光の知覚される色を定義します。±1nmの許容差が適用されます。
• スペクトル帯域幅 (Δλ):15 nm (代表値)。最大強度の半分の高さにおける放射スペクトルの幅（半値全幅、FWHM）です。
• 順方向電圧 (V_F):I_F=20mAにおいて、1.7V (最小)、2.0V (代表)、2.4V (最大)。回路設計における電流制限抵抗の計算に不可欠なパラメータです。
• 逆電流 (I_R):V_R=5Vにおいて、10 μA (最大)。このデバイスは逆バイアスでの動作用に設計されていません。このパラメータはリークテスト目的のみです。

3. ビニングシステムの説明

製造上のばらつきを管理するため、LEDは性能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輝度と色の一貫性を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビニング

ビンは、I_F=20mAにおける最小および最大光度値で定義されます。

• N1:28.5 mcd から 36.0 mcd
• N2:36.0 mcd から 45.0 mcd
• P1:45.0 mcd から 57.0 mcd
• P2:57.0 mcd から 72.0 mcd

3.2 主波長ビニング

ビンは、I_F=20mAにおける最小および最大主波長値で定義されます。

• D3:585.5 nm から 588.5 nm
• D4:588.5 nm から 591.5 nm
• D5:591.5 nm から 594.5 nm

光度ビンコード（例：P1）と波長ビンコード（例：D4）の組み合わせにより、LEDの主要な光学性能が完全に特定されます。

4. 性能曲線分析

具体的なグラフは提供テキストに詳細はありませんが、このようなLEDの典型的な電気光学特性曲線には以下が含まれます：

• I-V（電流-電圧）曲線:順方向電圧と電流の間の指数関数的関係を示します。曲線は代表的なV_Fである2.0V付近に膝電圧を持ちます。
• 光度 vs. 順方向電流:通常、最大定格までは電流とともに光度がほぼ直線的に増加し、その後効率が低下する可能性があります。
• 光度 vs. 周囲温度:接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示します。AlGaInP LEDの場合、出力は一般に温度の上昇とともに減少します。
• スペクトル分布:波長全体での相対強度を示すプロットで、約591 nmでピークを持ち、約15 nmのFWHMで、ブリリアントイエローの色を確認できます。
• 順方向電圧 vs. 周囲温度:通常、負の温度係数を示し、V_Fは温度の上昇とともにわずかに減少します。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

LEDは標準的な17-21 SMDパッケージです。主要寸法（mm単位、特に記載のない限り許容差±0.1mm）は、長さ=1.6、幅=0.8、高さ=0.6です。パッケージには、実装時の極性識別のためのカソードマークが含まれます。PCB上での適切なはんだ接合部の形成と機械的安定性を確保するために、正確なパッドレイアウト（ランドパターン）が提供されます。

5.2 極性識別

動作には正しい極性が不可欠です。パッケージには明確なカソードマークが設けられています。データシートには、このマークの位置を内部チップおよび外部パッドに対して示す明確な図が提供されています。設計者は、これをPCBレイアウト上の対応するフットプリントと整合させる必要があります。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

信頼性を確保し、製造プロセス中の損傷を防ぐため、これらのガイドラインの遵守が重要です。

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリー（Pbフリー）リフロープロファイルが規定されています：

• 予備加熱:150°C から 200°C、60-120秒間。
• 液相線温度以上（217°C）の時間:60-150秒間。
• ピーク温度:最大260°C、10秒以内。
• 加熱速度:最大6°C/秒（255°Cまで）。
• 冷却速度:最大3°C/秒。

リフローはんだ付けは2回までとします。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合：

• 先端温度 < 350°Cのこてを使用してください。
• 各端子への加熱は < 3秒間とします。
• 定格電力 < 25Wのこてを使用してください。
• 各端子のはんだ付けの間隔は最低2秒空けてください。
• 手はんだ付けは熱損傷のリスクが高いため、細心の注意を払ってください。

6.3 保管および湿気感受性

製品は乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。

• 使用準備が整うまでバッグを開封しないでください。
• 開封後、未使用のLEDは温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管する必要があります。
• 開封後のフロアライフは168時間（7日間）です。
• フロアライフを超過した場合、または乾燥剤が吸湿を示した場合は、リフロー前に60±5°Cで24時間のベーキングが必要です。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

LEDは、直径7インチのリール上の8mmキャリアテープで供給されます。各リールには3000個が含まれます。自動実装機との互換性を確保するために、キャリアテープのポケットおよびリールの詳細寸法が提供されます。

7.2 ラベル情報

リールラベルには、トレーサビリティと正しい適用のための重要な情報が含まれています：

• CPN:顧客品番。
• P/N:メーカー品番（17-21/Y2C-AN1P2/3T）。
• QTY:梱包数量。
• CAT:光度ランク（例：N1、P2）。
• HUE:色度/主波長ランク（例：D4、D5）。
• REF:順方向電圧ランク。
• LOT No:製造ロット番号（トレーサビリティ用）。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• バックライト:広い視野角と均一な色により、ダッシュボード計器、メンブレンスイッチ、シンボル照明に理想的です。
• 通信機器:電話機、ファクシミリ、ネットワーク機器の状態表示灯およびキーパッドバックライト。
• コンシューマーエレクトロニクス:各種携帯機器における一般的な状態表示、電源オンランプ、小型LCDディスプレイのバックライト。
• 汎用インジケータ:コンパクトで信頼性の高い明るい黄色の視覚信号を必要とするあらゆるアプリケーション。

8.2 重要な設計上の考慮事項

• 電流制限:順方向電流を制限するための外部直列抵抗は必須です。LEDのV_Fには範囲（1.7V-2.4V）があるため、過電流や焼損を防ぐために、最悪ケース（最小V_F）に対して抵抗値を計算する必要があります。計算式は R = (V_電源- V_F) / I_F.
• です。 熱管理:電力損失は低いですが、特に高温環境では、光度と寿命を維持するために、LEDパッドからPCBへの良好な熱経路を確保することが重要です。
• ESD保護:取り扱いおよび実装中は標準的なESD対策を実施してください。2000V HBMに定格されていますが、敏感な環境では追加の回路保護が必要な場合があります。
• 光学設計:所望の照明パターンを達成するために、光ガイド、レンズ、または拡散板を設計する際は、140度の視野角を考慮してください。

9. 技術比較と差別化

従来のスルーホールLED技術と比較して、このSMD LEDは以下を提供します：

• 小型化:フットプリントとプロファイルが大幅に小さく、ミニチュア化を可能にします。
• 自動化互換性:高速自動実装およびリフローはんだ付け用に設計されており、組立コストを削減します。
• 信頼性向上:SMD構造は、振動および熱サイクルに対する耐性が高いことが多いです。
• 広い視野角:140度の視野角は、一般的にビームが狭い多くの従来型LEDよりも優れています。

SMD LEDカテゴリ内では、黄色発光用のAIGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）チップ材料の使用は、GaAsPなどの古い技術と比較して、一般に高い効率と優れた温度安定性を提供します。

10. よくある質問 (FAQ)

Q1: 電流制限抵抗の値はどのように計算しますか？

A: 計算式 R = (V_電源- V_F) / I_Fを使用します。5V電源の場合、データシートの最小値 V_F（1.7V）と目標I_F20mAを使用すると：R = (5 - 1.7) / 0.02 = 165 Ω。最も近い標準値（例：160 Ω または 180 Ω）を選択し、定格電力を確認してください。

Q2: 供給電圧が代表的なV_F（2.0V）と一致する場合、抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A:No.V_Fには範囲（1.7V-2.4V）があります。2.0Vの供給では、実際のV_Fが低いLEDを過駆動する可能性があります。さらに、V_Fは温度の上昇とともに減少するため、熱暴走のリスクがあります。常に直列抵抗を使用してください。

Q3: "ブリリアントイエロー"の色仕様は何を意味しますか？

A: AIGaInPチップによって生成される特定の黄色の色調を指し、585-595 nm範囲の主波長が特徴です。飽和した鮮やかな黄色です。

Q4: 防湿バッグを開封後に7日間の制限があるのはなぜですか？

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。リフローはんだ付け中に、この閉じ込められた湿気が急速に膨張（"ポップコーン効果"）し、内部の剥離やクラックを引き起こす可能性があります。7日間のフロアライフとベーキング指示は、このリスクを管理します。

11. 設計および使用事例

シナリオ: 携帯型医療機器の状態表示パネルの設計。

要件:複数の状態LED（電源、バッテリー低下、エラー）、非常に限られた基板スペース、時折の清掃に耐えること、すべてのユニットで一貫した輝度と色。

17-21/Y2C LEDによる実装:

1. 部品選定:視覚的一貫性を確保するため、単一の光度ビン（例：P1）および波長ビン（例：D4）からLEDを指定します。
2. PCBレイアウト:小さな1.6x0.8mmフットプリントを活用し、非常に狭い領域に3-4個のLEDを一列に配置します。信頼性の高いはんだ付けのために推奨ランドパターンに従います。
3. 回路設計:共通の3.3Vラインを使用します。各LEDの抵抗を計算：R = (3.3 - 1.7) / 0.02 = 80 Ω（82 Ωを使用）。抵抗の電力を確認：P = I²R = (0.02)²*82 = 0.033W、したがって0603または0402パッケージの抵抗で十分です。
4. 組立プロセス:生産ラインの準備が整うまでリールを密封したままにします。正確なリフロープロファイルに従います。はんだ付け後に外観検査を実施します。
5. 結果:スペース、信頼性、美的要件を満たす、均一な明るい黄色信号を持つコンパクトで信頼性の高い表示パネル。

12. 動作原理

このLEDは半導体フォトニックデバイスです。その中核はAIGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）材料で作られたチップです。ダイオードの接合電位（V_F）を超える順方向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。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AIGaInP層の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接放出光の波長（色）に対応します—この場合はブリリアントイエロー（約591 nm）です。エポキシ樹脂封止材はチップを保護し、光出力を形成するレンズとして機能し（140度の視野角を達成）、蛍光体や染料を含む場合もありますが、ウォータークリアのブリリアントイエローの場合は通常、未改質です。

13. 業界動向と背景

17-21 SMD LEDは、電子業界において成熟し広く採用されているパッケージ標準を代表しています。この製品セグメントに影響を与える現在の動向には以下が含まれます：

• さらなる小型化:17-21（1608メトリック）は依然として人気がありますが、超コンパクトデバイス向けに15-21（1508）や10-20（1005）など、さらに小さなパッケージへの継続的な推進があります。
• 高効率化:エピタキシャル成長とチップ設計の継続的な改善により、同じまたはより低い駆動電流でより高い光度（mcd）を提供し、システム全体のエネルギー効率を向上させることを目指しています。
• 色の一貫性向上:より厳格なビニング仕様と高度な製造管理により、生産ロット内およびロット間のばらつきが減少しており、均一な外観を必要とするアプリケーションにとって重要です。
• 環境適合性の拡大:RoHSおよびREACHを超えて、完全な材料宣言とサプライチェーン全体でのその他の懸念物質の使用削減への関心が高まっています。
• 統合化:より高度な照明および信号ソリューションのために、複数のLEDチップ（RGB、または複数の単色）を単一パッケージに統合する、またはLEDをドライバICと組み合わせる傾向が見られますが、このような単純なディスクリートLEDは基本的なインジケータ機能にとって依然として基本的です。

このLEDは、標準パッケージ、実績あるAIGaInP技術、包括的な適合性により、これらの動向の中で信頼性の高い汎用部品として適切な位置を占めています。