SMD LED 23-22B/R7G6C-A30/2T データシート - マルチカラー - 2.0V - 60mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

23-22B/R7G6C-A30/2T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マルチカラー表面実装デバイス（SMD）LEDです。このコンポーネントは、ダークレッドを発光するR7チップとブリリアントイエローグリーンを発光するG6チップという2つの異なるチップタイプを単一パッケージ内に統合しています。その主な利点は、極小サイズにあり、プリント基板（PCB）上での高密度実装を可能にし、機器全体のサイズと重量の削減につながります。このため、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特に適しています。

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、量産で使用される高速自動実装機との完全な互換性があります。鉛フリー（Pbフリー）材料で構成されており、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー規格（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）などの主要な環境規制に準拠しています。また、標準的な赤外線および気相リフローはんだ付けプロセスに適合しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このSMD LEDの中核的利点は、その小型フォームファクタと2色発光機能に由来します。従来のリードフレームLEDよりも大幅に小型であるため、設計者はよりコンパクトな製品の設計が可能になります。部品および最終組み立て製品の保管スペースの削減は、物流面とコスト面でのメリットをもたらします。軽量な特性は、携帯機器や小型機器に理想的です。

ターゲットアプリケーションは多岐にわたり、主にインジケータおよびバックライト機能に焦点を当てています。主要市場には、自動車内装（例：ダッシュボードやスイッチのバックライト）、通信機器（例：電話機やファクシミリのインジケータおよびバックライト）、民生電子機器（例：LCD、スイッチ、シンボル用のフラットバックライト）が含まれます。信頼性の高いマルチカラー表示が必要な汎用インジケータ用途にも適しています。

2. 技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えて動作させると、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（VR）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、LEDの半導体接合が損傷する可能性があります。
• 順電流（IF）：R7およびG6チップ共に25 mA。これは最大連続DC電流です。
• ピーク順電流（IFP）：両チップ共に60 mA。パルス条件（デューティサイクル 1/10 @ 1 kHz）でのみ許容されます。
• 電力損失（Pd）：各チップ60 mW。これはパッケージが放散できる最大電力です。
• 動作温度（Topr）：-40 ～ +85 °C。本デバイスは産業用温度範囲に対応しています。
• 保存温度（Tstg）：-40 ～ +90 °C。
• 静電気放電（ESD）：2000 V（人体モデル）。適切なESD取り扱い手順が必須です。
• はんだ付け温度（Tsol）：リフローはんだ付けの場合、ピーク温度260°Cを最大10秒間許容します。手はんだ付けの場合、はんだごて先端温度は350°C以下で、端子ごとに最大3秒間とします。

2.2 電気光学特性

特に断りのない限り、代表的な性能はTa=25°C、IF=20mAで測定されます。このパッケージの代表的な視野角（2θ1/2）は130度です。

R7（ダークレッド）チップの場合：

• 光度（Iv）：18.0 mcd（最小）から72.0 mcd（最大）の範囲で、代表的な許容差は±11%です。
• ピーク波長（λp）：代表値 639 nm。
• 主波長（λd）：代表値 631 nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：代表値 20 nm。
• 順方向電圧（VF）：1.70 V（最小）から2.40 V（最大）の範囲で、代表値は2.00 Vです。

G6（ブリリアントイエローグリーン）チップの場合：

• 光度（Iv）：14.5 mcd（最小）から45.0 mcd（最大）の範囲で、代表的な許容差は±11%です。
• ピーク波長（λp）：代表値 575 nm。
• 主波長（λd）：代表値 573 nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：代表値 20 nm。
• 順方向電圧（VF）：1.70 V（最小）から2.40 V（最大）の範囲で、代表値は2.00 Vです。

共通パラメータ：

• 逆電流（IR）：逆電圧5V印加時、両チップ共に最大10 µA。

3. ビニングシステムの説明

LEDの光度は、生産ロット内での一貫性を確保するためにビンに仕分けられます。これにより、設計者は特定の輝度要件を満たす部品を選択できます。

3.1 R7チップのビニング

R7ダークレッドLEDは、IF=20mAで測定された光度に基づき、3つのビンに分類されます。

• ビンコード 1：18.0 mcd（最小） ～ 28.5 mcd（最大）
• ビンコード 2：28.5 mcd（最小） ～ 45.0 mcd（最大）
• ビンコード 3：45.0 mcd（最小） ～ 72.0 mcd（最大）

3.2 G6チップのビニング

G6ブリリアントイエローグリーンLEDも同様に3つのビンに分類されます。

• ビンコード 1：14.5 mcd（最小） ～ 18.0 mcd（最大）
• ビンコード 2：18.0 mcd（最小） ～ 28.5 mcd（最大）
• ビンコード 3：28.5 mcd（最小） ～ 45.0 mcd（最大）

ビンコードは製品梱包ラベル（"CAT"の下）に表示されます。設計者は、アプリケーションに必要な輝度レベルを保証するため、発注時に必要なビンコードを指定する必要があります。

4. 性能曲線分析

データシートには、R7およびG6チップ両方の代表的な電気光学特性曲線が含まれています。具体的なグラフィカルデータはテキスト形式では提供されていませんが、これらの曲線は通常、順電流（IF）と光度（Iv）、順方向電圧（VF）の関係、および周囲温度が光出力に及ぼす影響を示しています。

代表曲線からの主要な推論：両LEDタイプにおいて、光度は順電流と共に増加しますが、特に電流が最大定格に近づくと非線形になります。順方向電圧は負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに低下することを意味します。これらの曲線を理解することは、適切な電流制限回路の設計、および動作温度範囲全体で一貫した光学性能を維持するための熱管理において極めて重要です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

23-22B SMD LEDは特定の物理的フットプリントを持ちます。パッケージ外形図は、PCBランドパターン設計に必要な重要な寸法を提供します。主要寸法には、全長、全幅、全高、およびはんだパッドの配置とサイズが含まれます。カソード（負極端子）は通常、パッケージ上のマーキングで識別されます。特に指定のない限り、すべての公差は±0.1mmです。設計者は、適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するため、これらの寸法に従う必要があります。

5.2 防湿包装

部品は、周囲湿度による損傷を防ぐため、湿気に敏感な包装で出荷されます。包装は、LEDがロードされたキャリアテープを、乾燥剤と湿度指示カードと共にアルミ防湿バッグ内に収めたものです。リール寸法とキャリアテープポケット寸法は、自動組み立て装置との互換性を確保するために規定されています。各リールには2000個が収納されています。

6. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

6.1 保管および取り扱い

• 使用準備が整うまで防湿バッグを開封しないでください。
• 開封前：保管条件は、温度≤ 30°C、相対湿度≤ 90%です。
• 開封後："フロアライフ"は、温度≤ 30°C、相対湿度≤ 60%で1年間です。未使用部品は乾燥パッケージに再密封する必要があります。
• 乾燥剤が湿気の暴露を示した場合、または保管時間を超えた場合は、はんだ付け前にベーキング処理（60 ± 5°Cで24時間）が必要です。

6.2 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を推奨します：

• 予熱：150–200°Cで60–120秒間。
• 217°C（液相線）以上の時間：60–150秒間。
• ピーク温度：最大260°C、最大10秒間保持。
• 加熱速度：255°C以上で最大6°C/秒。
• 冷却速度：最大3°C/秒。
• リフローはんだ付けは2回を超えて実施しないでください。

6.3 手はんだ付けおよび修理

• 先端温度< 350°C、容量< 25Wのはんだごてを使用してください。
• はんだ付け時間は端子ごとに3秒以内に制限してください。
• 加熱中のLEDへのストレスを避け、はんだ付け後のPCBを反らせないでください。
• はんだ付け後の修理は推奨されません。やむを得ない場合は、専用の両頭はんだごてを使用して両端子を同時に加熱し、LEDの特性が劣化していないことを確認してください。

7. 包装および発注情報

リール上の製品ラベルには、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：

• CPN：顧客品番
• P/N：品番（例：23-22B/R7G6C-A30/2T）
• QTY：包装数量（2000個/リール）
• CAT：光度ランク（ビンコード）
• HUE：色度座標および主波長ランク
• REF：順方向電圧ランク
• LOT No：製造ロット番号

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 回路保護

重要：LEDには常に外部の電流制限抵抗を直列に接続する必要があります。順方向電圧には範囲（1.7V～2.4V）があり、IV特性は急峻です。抵抗がない場合、電源電圧の小さな変化が、順電流に大きく、破壊的な変化を引き起こす可能性があります。抵抗値は、最大電源電圧とLEDの最大順電流定格、および最悪ケースの順方向電圧を考慮して計算する必要があります。

8.2 熱管理

電力損失は低い（60mW）ですが、長期信頼性と安定した光出力のためには、接合温度を規定の動作範囲内に維持することが極めて重要です。特に複数のLEDを密接に配置する場合や周囲温度が高い場合は、十分なPCB銅面積またはサーマルビアを使用するようにしてください。

8.3 適用制限

本製品は、一般的な商業および産業用途向けに設計されています。事前の協議および追加の適合性評価なしでは、軍事/航空宇宙、自動車安全/セキュリティシステム（例：エアバッグ、ブレーキ）、または生命維持医療機器などの高信頼性用途には特に適合していません。

9. 技術比較と差別化

23-22Bの主な差別化要因は、単一の非常にコンパクトなSMDパッケージ内でのマルチカラー機能にあります。2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して、PCBスペースを節約し、組み立てを簡素化します。両色にAlGaInP材料を使用することで、良好な発光効率と色純度を提供します。標準的な大量生産SMTプロセスとの互換性により、量産される民生および自動車内装電子機器のコスト効率の高いソリューションとなっています。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 R7チップとG6チップを独立して駆動できますか？

はい、23-22Bパッケージには電気的に絶縁された2つのLEDチップが含まれています。これらは独立したアノードとカソード接続を持ち、別々の電流制限回路によって独立して駆動することができます。これにより、動的な色混合や独立した表示が可能になります。

10.2 ビニングシステムの目的は何ですか？

ビニングは、生産ロット内での輝度の一貫性を確保します。均一な外観が要求されるアプリケーション（例：インジケータアレイのバックライト）では、目に見える輝度のばらつきを避けるために、同じビンコードのLEDを指定して使用することが不可欠です。

10.3 なぜ防湿包装が必要なのですか？

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、内部剥離や"ポップコーン"現象を引き起こし、パッケージを割ってデバイスを破壊する可能性があります。防湿バッグと乾燥剤は、保管および輸送中にこれを防ぎます。

11. 設計および使用事例

シナリオ：ネットワークルーター用マルチファンクションステータスインジケータの設計設計者は、電源（常時点灯の赤）、ネットワーク活動（点滅する緑）、および障害状態（赤/緑の交互点滅）を表示する単一コンポーネントを必要としています。23-22Bは理想的な選択です。その小さなサイズは、限られた前面板スペースに適合します。独立した赤（R7）と緑（G6）チップは、トランジスタドライバを介して単純なマイクロコントローラのGPIOピンで制御できます。両色にビンコード2を指定することで、製造された全ユニットで一貫した輝度が達成されます。設計者はリフロープロファイルガイドラインに従い、適切な直列抵抗（例：5V電源用に最悪ケースのVfを考慮して計算された150オーム）を含めることで、製品寿命にわたる信頼性の高い動作を確保します。

12. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。23-22Bでは、R7チップは、スペクトルの赤色部分（主波長約631nm）で光を発するように最適化されたAlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）半導体構造を使用しています。G6チップは、黄緑色領域（主波長約573nm）で光を発するために異なる組成のAlGaInPを使用しています。チップのバンドギャップエネルギー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で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。特定の材料組成が、発光される光の波長（色）を決定します。

13. 技術トレンド

インジケータおよびバックライト用LEDのトレンドは、より高い効率（電力入力1ワットあたりの光出力の増加）、設計の柔軟性を高めるためのより小さなパッケージサイズ、温度および寿命にわたる色の一貫性と安定性の向上に向かって続いています。23-22Bのようなマルチチップパッケージは、PCB上の部品点数を削減する統合トレンドを表しています。さらに、環境適合性（鉛フリー、ハロゲンフリー）は、世界的な規制によって推進される現在の標準要件です。将来の開発には、さらに薄いパッケージや、"スマートLED"モジュールのための制御回路との統合が含まれる可能性があります。