SMD LED 18-225/S2G6C-A01/3T 仕様書 - サイズ 1.6x0.8x0.5mm - 電圧 1.75-2.35V - 電力 60mW - オレンジ/黄緑 - 日本語技術文書

1. 製品概要

18-225/S2G6C-A01/3Tは、高密度実装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LEDです。これは、S2（ブリリアントオレンジ）とG6（ブリリアント黄緑）という2つの異なるチップバリアントが利用可能な単色デバイスです。この部品の主な利点は、1.6mm x 0.8mm x 0.5mmという極小フットプリントにあり、PCB上での大幅なスペース節約、保管要件の低減、そしてより小型のエンドユーザー機器の設計を可能にします。軽量構造であることも、携帯機器や小型電子機器に理想的です。

本LEDは、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープにパッケージングされており、標準的な自動実装機（ピックアンドプレース）と完全に互換性があります。赤外線（IR）リフローはんだ付けおよび気相リフローはんだ付けプロセスでの使用を想定しています。本製品は、主要な環境および安全基準に準拠しており、鉛フリー、RoHS準拠、EU REACH準拠、ハロゲンフリー（臭素<900 ppm、塩素<900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）です。

1.1 対象アプリケーション

このLEDシリーズは多用途で、様々な照明および表示用途に使用されます。主なアプリケーション分野には、計器パネル、スイッチ、シンボルのバックライト、電話機やファクシミリなどの通信機器におけるインジケータおよびバックライト機能、LCDディスプレイ用フラットバックライト、そして信頼性の高いコンパクトな照明が求められ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

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えてデバイスを動作させると、永久損傷を引き起こす可能性があります。絶対最大定格は、周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 逆電圧（V_R）：5V
• 連続順電流（I_F）：S2およびG6両バリアントで25 mA。
• ピーク順電流（I_FP）：両バリアントで60 mA（デューティサイクル1/10、周波数1 kHz時）。
• 電力損失（P_d）：両バリアントで60 mW。
• 静電気放電（ESD）人体モデル（HBM）： 2000V.
• 動作温度範囲（T_opr）：-40°C ～ +85°C。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C ～ +90°C。
• はんだ付け温度（T_sol）：リフローはんだ付けでは、ピーク温度260°Cで10秒間が規定されています。手はんだ付けでは、350°Cで3秒間が限界です。

2.2 電気光学特性

以下のパラメータは、特に断りのない限り、Ta=25°C、順電流（I_F）20 mAで測定されます。設計において許容差は重要です：光度（±11%）、主波長（±1 nm）、順電圧（±0.10V）。

S2（ブリリアントオレンジ）の場合：

• 光度（I_v）：36.0 - 112 mcd（ビニング参照）。
• ピーク波長（λ_p）：611 nm（標準）。
• 主波長（λ_d）：599.0 - 611.0 nm。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：17 nm（標準）。
• 順電圧（V_F）：1.75 - 2.35 V。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時、最大10 μA。

G6（ブリリアント黄緑）の場合：

• 光度（I_v）：16.0 - 45.0 mcd（ビニング参照）。
• ピーク波長（λ_p）：575 nm（標準）。
• 主波長（λ_d）：568.5 - 574.5 nm。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：20 nm（標準）。
• 順電圧（V_F）：1.75 - 2.35 V。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時、最大10 μA。

共通パラメータ：

• 指向角（2θ_1/2）：両バリアントで120度（標準）。

3. ビニングシステム説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは光度と主波長に基づいてビンに分類されます。

3.1 S2（オレンジ）ビニング

光度ビン（I_F=20mA時）：

• ビン 1: 36 - 72 mcd
• ビン 2: 72 - 112 mcd

主波長ビン（I_F=20mA時）：

• ビン 1: 599 - 605 nm
• ビン 2: 605 - 611 nm

3.2 G6（黄緑）ビニング

光度ビン（I_F=20mA時）：

• ビン 1: 16.0 - 28.5 mcd
• ビン 2: 28.5 - 36.0 mcd
• ビン 3: 36.0 - 45.0 mcd

主波長ビン（I_F=20mA時）：

• ビン 1: 568.5 - 570.5 nm
• ビン 2: 570.5 - 572.5 nm
• ビン 3: 572.5 - 574.5 nm

4. 性能曲線分析

データシートには、両LEDタイプの標準的な特性曲線が提供されており、異なる動作条件下でのデバイス挙動を理解するために不可欠です。

4.1 順電流 vs. 光度

これらの曲線は、光度が順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。設計者は、加速劣化を避けるために規定された電流制限内で動作させる必要があります。デレーティング曲線は、周囲温度が25°Cを超えて上昇するにつれて最大許容順電流が減少する様子を示しており、熱管理において重要です。

4.2 順電流 vs. 順電圧（IV曲線）

IV曲線は、ダイオードの指数関数的関係を示しています。順電圧（V_F）は負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。これは定電流ドライバ設計で考慮する必要があります。

4.3 スペクトル分布

スペクトルプロットは、LEDの単色性を確認します。S2チップは約611 nmを中心とするオレンジ領域で発光し、G6チップは約575 nmの黄緑領域で発光します。狭い帯域幅（半値全幅約17-20 nm）は高い色純度を示しています。

4.4 放射パターン

極座標図は、広い120度の指向角を確認し、エリア照明や広角インジケータに適した、ランバート型に近い広い放射パターンを提供します。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 パッケージ寸法

LEDはコンパクトな長方形フットプリントを持ちます。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=0.5です。カソードは極性識別のためにマーキングされています。推奨はんだパッドレイアウト（パッド0.7mm x 0.8mm、ギャップ0.3mm）が提供されていますが、これは特定のPCB設計ルールとはんだ付けプロセスに基づいて最適化する必要があります。

5.2 リール、テープ、湿気敏感パッケージング

部品は、7インチリール上のキャリアテープで供給され、リールあたりの標準搭載数量は3000個です。フィーダ互換性のための詳細なリールおよびテープ寸法が提供されています。LEDは、湿気吸収を防ぐために乾燥剤を封入した防湿アルミ袋にパッケージングされており、リフローはんだ付け時のポップコーンクラックを防止するために重要です。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 はんだ付けプロファイル

本デバイスは、ピーク温度260°Cで最大10秒間の無鉛リフローはんだ付けに対応しています。適切な予熱、立ち上がり、ピーク、冷却段階を含む標準リフロープロファイルに従うべきです。手はんだ付けは350°Cで最大3秒間まで許容されますが、熱衝撃を避ける注意が必要です。

6.2 保管および取り扱い上の注意

過電流保護：外部の電流制限抵抗は必須です。LEDは電流駆動デバイスであり、わずかな電圧変化が大きな電流サージを引き起こし、即座に故障する可能性があります。

湿気感受性：これは湿気感受性レベル（MSL）部品です。未開封の袋は、≤30°Cかつ≤90% RHで保管する必要があります。一度開封すると、フロアライフは≤30°Cかつ≤60% RHの条件下で1年です。未使用部品は、乾燥剤とともに防湿袋に再密封する必要があります。乾燥剤インジケータが飽和を示すか、保管時間を超えた場合は、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. ラベルおよび発注情報

リール上のラベルには、主要なトレーサビリティおよび技術データが記載されています：顧客部品番号（CPN）、メーカー部品番号（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.）。この情報は、品質管理および生産で正しい部品が使用されていることを確認するために重要です。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 ドライバ回路設計

常に定電流ドライバまたは直列抵抗を伴う電圧源を使用してください。抵抗値は、R = (V_supply- V_F) / I_Fを使用して計算します。データシートから最悪ケースのV_Fを考慮して、I_Fが25 mAを超えないようにします。高精度アプリケーションでは、複数のLED間で均一な外観を実現するために、光度と波長のビンを選択してください。

8.2 熱管理

電力損失は低い（60mW）ですが、適切なPCBレイアウトが不可欠です。LEDの熱パッド（該当する場合）の下に熱ビアを使用し、特に高温環境や高電流駆動時には、放熱のための十分な銅面積を確保してください。順電流デレーティング曲線に従ってください。

8.3 光学設計

広い120度の指向角により、これらのLEDは二次光学系なしで広い照明を必要とするアプリケーションに適しています。集光が必要な場合は、外部レンズや光導波路が必要になる場合があります。透明樹脂パッケージは良好な光取り出しを提供します。

9. 技術比較・差別化

18-225シリーズは、AlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）半導体材料の使用によって差別化されています。この材料システムは、高輝度の赤、オレンジ、アンバー、黄緑光を生成するのに非常に効率的であり、GaAsPなどの旧来技術と比較して優れた性能と安定性を提供します。小型サイズ、高信頼性、現代の環境基準（RoHS、ハロゲンフリー）への準拠を組み合わせることで、より大型のリード型代替品に比べて、現代の電子設計における優先選択肢となっています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを3.3Vや5Vのロジック電源から直接駆動できますか？

A: いいえ。直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、3.3V電源、20mA時の標準V_Fが2.0Vの場合、R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65オームです。より安全な計算のために最大V_F(2.35V)を使用してください。

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、スペクトル内で最高強度点の波長です。主波長（λ_d）は、LEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。λ_dは色指定により関連性が高いです。

Q: はんだ付け前にベーキングが必要なのはなぜですか？

A: プラスチックパッケージは湿気を吸収する可能性があります。高温リフロー工程中に、この湿気が急速に蒸気に変わり、内部圧力が発生してパッケージが割れる（ポップコーン効果）可能性があります。ベーキングはこの吸収された湿気を除去します。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ: 10個の均一に明るいオレンジインジケータを持つステータス表示パネルを設計する。

1. 部品選択：S2（オレンジ）バリアントを選択します。均一性のために、光度（例：ビン2: 72-112 mcd）と主波長（例：ビン1: 599-605 nm）の両方について厳密なビニングを指定します。
2. 回路設計：システムは5Vラインを使用します。最大V_F2.35V、目標I_F20mAを使用して、R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5オームを計算します。最も近い標準値の130または150オームを使用します。150オーム抵抗ではI_F≈ 17.7mAとなり、仕様内で安全マージンを提供します。
3. レイアウト：LEDを0.05インチ（1.27mm）グリッド上に配置します。推奨はんだパッド寸法に従いますが、PCBメーカーの能力に合わせてギャップを0.25mmに調整します。各LEDの周囲に小さなグランド銅面を配置して、わずかな放熱を行います。
4. 実装：工場出荷時の袋が受領時に密封されていることを確認します。開封後の1年のフロアライフ内にPCB実装をスケジュールします。超えた場合は、実装業者に送る前にリールをベーキングしてください。

12. 技術原理紹介

このLEDは、基板上に成長させたAlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）ヘテロ構造に基づいています。順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合して光子（光）としてエネルギーを放出します。特定の色（オレンジまたは黄緑）は、活性領域の半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定され、これはアルミニウム、ガリウム、インジウムの正確な比率によって制御されます。光は、環境保護も提供する透明エポキシ樹脂レンズを通して放射されます。

13. 業界動向

SMD LEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、高密度化のためのより小さなパッケージサイズ、そして改善された色の一貫性と演色性に向かって続いています。また、環境に優しい材料と製造プロセスのより広範な採用に向けた強い推進力もあります。この18-225シリーズは成熟した信頼性の高い技術を代表していますが、新世代では、より広い色域のために高度な蛍光体変換設計やInGaNなどの異なる半導体材料を利用する可能性があります。しかし、AlGaInPはオレンジ-赤-黄色スペクトルにおいて依然として支配的で最も効率的な技術です。