SMD LED 19-213 ブリリアントイエローグリーン データシート - パッケージ 2.0x1.25x0.8mm - 電圧 2.0V - 電力 60mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-213は、現代のコンパクトな電子機器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。AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン化物）半導体チップを採用し、ブリリアントイエローグリーンの光出力を実現します。この部品の主な利点は、その極小フットプリントにあり、プリント基板（PCB）のサイズおよび機器全体の寸法を大幅に削減することが可能です。軽量構造であるため、スペースと重量が重要な制約となるアプリケーションにも適しています。LEDは8mmテープに実装され、直径7インチのリールに巻き取られており、高速自動実装機（ピックアンドプレース）との完全な互換性を備えています。単色、無鉛（Pbフリー）の部品であり、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー規格（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）を含む主要な環境規制に準拠しています。

2. 技術仕様詳細

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生じる可能性のある限界値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。絶対最大定格は、周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。最大逆電圧（VR）は5Vです。連続順電流（IF）は25 mAを超えてはなりません。パルス動作では、デューティサイクル1/10、1 kHzの条件下で、ピーク順電流（IFP）60 mAが許容されます。最大許容損失（Pd）は60 mWです。デバイスは、人体モデル（HBM）に基づき2000V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、保管温度範囲（Tstg）はやや広く-40°Cから+90°Cです。はんだ付けに関しては、ピーク温度260°Cで10秒間のリフロー温度プロファイル、または350°Cで最大3秒間の手はんだ付けが規定されています。

2.2 電気・光学特性

代表的な性能は、Ta=25°C、順電流（IF）20 mAで測定されます。光度（Iv）はビンコードで定義される代表的な範囲を持ち、最小45.0 mcd、最大112.0 mcdです。視野角（2θ1/2）（軸上強度の半分となる角度）は広い120度です。ピーク波長（λp）は代表値575 nm、主波長（λd）は569.5 nmから577.5 nmの範囲で、特定のビンに分類されます。スペクトル半値幅（Δλ）は約20 nmです。順電圧（VF）は代表値2.0V、最大2.35Vです。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vを印加した時の最大値が10 μAです。重要な点として、このデバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。VR定格は、IRを測定する際の試験条件のみを対象としています。

3. ビニングシステムの説明

輝度と色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

光出力は、IF=20mAで測定した際に4つのビン（P1、P2、Q1、Q2）に分類されます。ビンP1は45.0～57.0 mcd、P2は57.0～72.0 mcd、Q1は72.0～90.0 mcd、Q2は90.0～112.0 mcdをカバーします。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

主波長で定義される色は、IF=20mAで4つのビン（C16、C17、C18、C19）に仕分けられます。ビンC16は569.5～571.5 nm、C17は571.5～573.5 nm、C18は573.5～575.5 nm、C19は575.5～577.5 nmの範囲です。主波長には±1nmの厳しい許容差が維持されています。

4. 特性曲線分析

データシートには、回路設計および熱設計に不可欠ないくつかの特性曲線が提供されています。

4.1 相対光度 vs. 順電流

この曲線は、順電流の増加に伴う光出力の増加を示しています。非線形であり、設計者は所望の輝度を得るための適切な動作電流を選択し、絶対最大定格を超えないようにするために、このグラフを参照する必要があります。

4.2 相対光度 vs. 周囲温度

このグラフは、光出力の温度による低下（熱デレーティング）を示しています。周囲温度が上昇すると、発光効率が低下します。これは高温環境で動作するアプリケーションにとって重要であり、光学的または電気的な補償が必要となる場合があります。

4.3 順電圧 vs. 順電流

IV（電流-電圧）特性曲線は、電流制限回路を設計するための基本です。指数関数的な関係を示しており、必要な直列抵抗値または定電流ドライバの仕様を計算するのに役立ちます。

4.4 スペクトル分布

スペクトルパワー分布曲線は、LEDの単色性を確認し、575 nm付近を中心とする単一のピークを示しており、これがブリリアントイエローグリーンの色を定義しています。

4.5 放射パターン

極座標図は、光強度の空間分布を描いています。ここで120°の視野角が確認され、広範囲照明に適したほぼランバート型の放射パターンを示しています。

4.6 順電流デレーティング曲線

これは、信頼性にとっておそらく最も重要なグラフです。周囲温度の関数として、許容される最大連続順電流を示しています。温度が上昇すると、デバイスの安全動作領域および許容損失範囲内に留まるために、最大電流を低減しなければなりません。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDはコンパクトなSMDパッケージを採用しています。主要寸法は、本体長2.0 mm、幅1.25 mm、高さ0.8 mmです。アノード端子とカソード端子は明確にマーキングされています。規定されていない公差はすべて±0.1 mmです。寸法図は、CADソフトウェアでPCBランドパターン（フットプリント）を作成するために不可欠です。

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

無鉛はんだ付けの場合、特定の温度プロファイルに従う必要があります。予熱ゾーンは150°C～200°Cで60～120秒間とします。はんだ液相線温度（217°C）以上の時間は60～150秒間とします。ピーク温度は260°Cを超えてはならず、このピーク温度の±5°C以内の時間は最大10秒とします。最大昇温速度は3°C/秒、最大降温速度は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。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが避けられない場合、はんだごて先端温度は350°C以下とし、端子ごとの接触時間は3秒を超えてはなりません。低出力のはんだごて（≤25W）の使用を推奨します。各端子のはんだ付けの間には、熱衝撃を防ぐために最低2秒の間隔を空けてください。

6.3 保管および湿気感受性

部品は乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。部品を使用する準備ができる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（RH）≤60%の環境で保管し、168時間（7日）以内に使用する必要があります。この期間を超過した場合、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。

7. 梱包および発注情報

7.1 リールおよびテープ仕様

LEDは、直径7インチ（178 mm）のリール上のエンボスキャリアテープで供給されます。リール幅は13.0 mm、ハブ直径は44.4 mmです。各リールには3000個が収容されています。キャリアテープのポケット寸法は、2.0x1.25 mmパッケージを確実に保持するように設計されています。

7.2 ラベル情報

梱包ラベルには、トレーサビリティおよび正しい適用に不可欠な情報が含まれています：顧客品番（CPN）、品番（P/N）、梱包数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度/主波長ランク（HUE）、順電圧ランク（REF）、ロット番号（LOT No）。

8. 応用推奨事項

8.1 代表的な用途

ブリリアントイエローグリーンの色と広い視野角により、このLEDは状態表示およびバックライト用途に理想的です。一般的な用途には、計器盤ダッシュボードおよび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のインジケータおよびキーパッドバックライト、小型LCDおよびシンボルのフラットバックライト、汎用インジケータアプリケーションなどがあります。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：外部の電流制限抵抗は必須です。指数関数的なIV特性は、わずかな電圧の変動が大きく破壊的な電流の増加を引き起こす可能性があることを意味します。抵抗値は、供給電圧、LEDの代表順電圧（2.0V）、および所望の動作電流（≤25 mA）に基づいて計算する必要があります。

熱設計：パッケージは小型ですが、特に周囲温度が高い環境や密閉空間では、損失電力（最大60 mW）を考慮する必要があります。デレーティング曲線を参照する必要があります。パッド周囲に十分なPCB銅面積を確保することで、放熱を助けることができます。

ESD対策：2000V HBM定格を有していますが、実装中は標準的なESD取り扱い予防策を遵守してください。

光学設計：120°の視野角は広いカバレッジを提供します。集光が必要な場合は、二次光学部品（レンズ）が必要となります。ウォータークリア樹脂レンズは良好な光取り出し効率を提供します。

9. 技術比較および差別化

従来のスルーホールLEDパッケージと比較して、このSMDタイプはフットプリントとプロファイルを劇的に削減し、現代の小型化設計を可能にします。AlGaInP技術は、黄緑色スペクトルにおいて高効率かつ鮮やかな色を実現します。広い120°視野角は、広い視認性を必要とするアプリケーションにおいて、狭角LEDに対する重要な利点です。RoHS、REACH、ハロゲンフリー規格への準拠により、電子製品に対する厳格な世界的環境要件を満たすことが保証されています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A: できません。データシートでは、わずかな電圧変動が大きな電流変化を引き起こし、焼損に至ると明示的に警告しています。電流制限抵抗または定電流ドライバが不可欠です。

Q: 防湿バッグを開封後、7日のフロアライフを超えた場合はどうなりますか？

A: LEDが湿気を吸収し、リフローはんだ付け時にポップコーンクラックや剥離を引き起こす可能性があります。使用前に60±5°Cで24時間ベーキングする必要があります。

Q: 逆電圧表示に使用できますか？

A: できません。このデバイスは逆動作用に設計されていません。5V逆電圧定格は、リーク電流（IR）を測定する際の試験条件のみを対象としています。

Q: ラベルのビンコード（P1、C17など）はどのように解釈すればよいですか？

A: これらのコードは、光度（P1、P2、Q1、Q2）および主波長（C16-C19）の保証範囲を指定しています。設計者は、アプリケーションの輝度および色の一貫性要件に応じて適切なビンを選択する必要があります。

11. 実践的設計ケーススタディ

3.3V電源ラインで動作する携帯型民生機器の状態表示器を設計することを考えます。目標は、明確に視認可能なブリリアントイエローグリーンの光です。

ステップ1 - 電流選択：中程度の輝度を目標に、動作電流15 mAを選択します。これは最大値25 mAを十分に下回っています。

ステップ2 - 抵抗計算：オームの法則を使用：R = (供給電圧 - LED順電圧) / LED電流。供給電圧 = 3.3V、代表順電圧 = 2.0V、LED電流 = 0.015 Aとすると、R = (3.3 - 2.0) / 0.015 = 86.67 Ω。最も近い標準値である91 Ωまたは82 Ωを選択し、電流をわずかに調整することができます。

ステップ3 - 抵抗定格電力：抵抗で消費される電力 P_R = I²R = (0.015)² * 91 = 0.0205 W。標準的な1/10W（0.1W）抵抗で十分な余裕があります。

ステップ4 - 熱チェック：デバイスの損失電力 P_LED = Vf * I = 2.0V * 0.015A = 30 mW。デレーティング曲線によれば、想定最大周囲温度50°Cにおいても許容電流は25 mAを上回っているため、15 mAは安全です。

ステップ5 - PCBレイアウト：2.0x1.25mmパッケージに一致するフットプリントを作成します。適度な銅箔への小さなサーマルリリーフ接続は、リフローを複雑にする可能性のある大きなヒートシンクとして機能することなく、はんだ付けと放熱を助けることができます。

12. 動作原理

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスの原理に基づいて動作します。活性領域はAlGaInPで構成されています。接合の内蔵電位を超える順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ます。ここでそれらは再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlGaInP合金の特定のバンドギャップエネルギーが、この場合ブリリアントイエローグリーン（～575 nm）に対応する、放出される光の波長を決定します。ウォータークリアエポキシ樹脂封止材は、半導体ダイを保護し、機械的安定性を提供し、指定された120度の視野角に光出力ビームを形成します。

13. 技術トレンド

19-213のようなSMD LEDの開発は、電子機器における小型化、信頼性向上、自動実装への広範なトレンドの一部です。AlGaInP技術は、高輝度の赤、オレンジ、黄、緑色LEDを製造するための成熟した効率的なソリューションを表しています。より広いスペクトルを得るためのエピタキシャル成長や蛍光体変換のさらなる改良など、半導体材料に関する継続的な研究は、効率、演色性、および電力密度の限界を押し広げ続けています。さらに、パッケージングの革新は、より小さなフットプリントからより高い駆動電流を可能にする熱設計の改善、および過酷な環境条件下での信頼性向上に焦点を当てています。駆動回路および複数のカラーチップを単一パッケージに統合すること（例：RGB LED）は、先進的なSMD技術によって可能になったもう一つの重要なトレンドです。