SMD LED 19-21/R6C-AL2N1VY/3T データシート - サイズ 2.0x1.25x0.8mm - 電圧 1.7-2.2V - ブリリアントレッド - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-21/R6C-AL2N1VY/3Tは、AlGaInPチップ技術を採用し、鮮やかな赤色光を発光する表面実装型（SMD）LEDです。本コンポーネントは、スペースと重量が重要な制約となる高密度PCBアプリケーション向けに設計されています。コンパクトな2.0mm x 1.25mm x 0.8mmのフットプリントにより、最終製品の大幅な小型化が可能となり、必要な基板スペースと機器全体のサイズを削減します。デバイスは7インチ径リールに巻かれた8mmテープにパッケージングされており、標準的な自動実装機との完全な互換性を備えています。単色、鉛フリー（Pbフリー）のコンポーネントであり、RoHS、EU REACH、およびハロゲンフリー規制（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）に準拠しており、環境に配慮した現代の電子機器製造に適しています。

2. 技術パラメータ詳細解説

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。最大逆電圧（VR）は5Vであり、このLEDが逆バイアス動作向けに設計されていないことを強調します。連続順電流（IF）定格は25 mAで、パルス条件下（デューティサイクル1/10、1 kHz）では最大60 mAのピーク順電流（IFP）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）に基づく2000Vの静電気放電（ESD）に耐えることができます。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+90°Cです。はんだ付け温度限界は2つのプロセスについて定義されています：リフローはんだ付けはピーク260°Cで最大10秒間、手はんだ付けは端子ごとに最大350°Cで3秒間です。

2.2 電気光学特性

主要な性能パラメータは、標準試験電流5mA、Ta=25°Cで測定されます。光度（Iv）には代表的な範囲があり、最小値と最大値はビニングシステムによって定義されます。指向角（2θ1/2）は代表値で100度であり、広い発光パターンを提供します。ピーク波長（λp）は約632 nm、主波長（λd）は617.5 nmから633.5 nmの範囲で、鮮やかな赤色に対応します。スペクトル半値幅（Δλ）は代表値で20 nmです。順電圧（VF）は5mA時で1.70Vから2.20Vの範囲です。逆電流（IR）は最大逆電圧5Vにおいて10 μA以下であることが保証されています。重要な注記として、許容差が規定されています：光度は±11%、主波長は±1nm、順電圧は±0.05Vです。

3. ビニングシステムの説明

製造における色と輝度の一貫性を確保するため、LEDは3つの主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

LEDは、IF=5mAで測定された光度に基づいて4つのビン（L2、M1、M2、N1）に分類されます。各ビンは光度の最小・最大範囲を定義します：L2（14.5-18.0 mcd）、M1（18.0-22.5 mcd）、M2（22.5-28.5 mcd）、N1（28.5-36.0 mcd）。これにより、設計者はアプリケーションの特定の輝度要件を満たすコンポーネントを選択できます。

3.2 主波長ビニング

色合いは主波長ビニングによって制御されます。4つのビン（E4、E5、E6、E7）が定義されています：E4（617.5-621.5 nm）、E5（621.5-625.5 nm）、E6（625.5-629.5 nm）、E7（629.5-633.5 nm）。この厳密な制御により、アレイやバックライト用途で使用される複数のLED間の視覚的な色の均一性が確保されます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は、回路設計、特に電流制限抵抗の計算や電源設計を支援するためにビニングされます。5つのビン（19、20、21、22、23）が用意されており、各ビンはIF=5mA時で1.70Vから2.20Vまでの0.1V範囲をカバーします。

4. 性能曲線分析

データシートには代表的な電気光学特性曲線が参照されています。提供されたテキストには具体的なグラフは詳細に記載されていませんが、そのような曲線は通常、順電流と光度の関係、温度に対する順電圧、および相対分光パワー分布を示します。これらの曲線は、設計者がLEDの性能が異なる動作条件（駆動電流や周囲温度の変化など）下でどのように変化するかを理解し、最適化された信頼性の高い回路設計を行うために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

19-21 SMD LEDは、長さ2.0mm、幅1.25mm、高さ0.8mmのコンパクトなパッケージを有しています。寸法図には、組立時の正しい向きを決定する上で重要なカソードマークの位置が規定されています。規定されていない公差はすべて±0.1mmです。

5.2 極性識別

パッケージ上に明確なカソードマークが表示されています。正しい機能を確保し、損傷を防ぐために、実装およびはんだ付け時には正しい極性を遵守する必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 保管および取り扱い

LEDは乾燥剤入りの防湿バリアバッグにパッケージングされています。バッグはコンポーネントを使用する準備ができるまで開封してはいけません。開封前の保管条件は、温度30°C以下、相対湿度60%以下とする必要があります。開封後は、168時間（7日）以内に使用しなければなりません。未使用のコンポーネントは防湿パッケージに再密封する必要があります。保管時間を超過した場合、または乾燥剤インジケータが吸湿を示した場合は、リフローはんだ付け時のポップコーン現象を防止するため、使用前に60±5°Cで24時間のベーキング処理が必要です。

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）リフローはんだ付けプロファイルが規定されています。主要パラメータは以下の通りです：150-200°Cの予熱ゾーンで60-120秒、液相線温度（217°C）以上の時間が60-150秒、ピーク温度は260°Cを超えず最大10秒間保持、加熱および冷却速度は制御（最大それぞれ6°C/秒および3°C/秒）。リフローはんだ付けは2回を超えて行ってはいけません。加熱中にLEDに応力を加えてはならず、はんだ付け後にPCBが反り返ってはいけません。

6.3 手はんだ付けおよびリワーク

手はんだ付けには、先端温度350°C以下、定格電力25W以下のはんだごてを使用する必要があります。端子ごとの接触時間は3秒を超えてはいけません。各端子のはんだ付けの間には、最低2秒の間隔を空ける必要があります。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、両端子を同時に加熱するダブルヘッドはんだごてを使用し、損傷の可能性を事前に評価する必要があります。

7. パッケージングおよび発注情報

7.1 リールおよびテープ仕様

コンポーネントは、7インチ径リール上のキャリアテープに供給されます。各リールには3000個が収納されています。リールおよびキャリアテープポケットの詳細寸法が提供されており、特に記載のない限り標準公差は±0.1mmです。

7.2 ラベル説明

リールラベルには、顧客品番（CPN）、品番（P/N）、梱包数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度座標・主波長ランク（HUE）、順電圧ランク（REF）、ロット番号（LOT No）といった重要な情報が含まれています。このデータは、トレーサビリティと製造における正しいコンポーネントビンの使用を確保するために重要です。

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

このLEDは、その小さなサイズ、信頼性、明るい赤色出力により、様々なインジケータおよびバックライトアプリケーションに適しています。一般的な用途には、計器盤ダッシュボードやスイッチのバックライト、通信機器（電話機、ファクシミリ）の状態表示灯やキーパッドバックライト、LCD用フラットバックライト、スイッチ照明、汎用インジケータアプリケーションなどが含まれます。

8.2 重要な設計上の考慮事項

電流制限：外部の電流制限抵抗は必須です。LEDは電流駆動デバイスであり、順電圧のわずかな増加でも電流が大きく、破壊的なレベルまで増加する可能性があります。抵抗値は、供給電圧、LEDの順電圧（電圧ビンを考慮）、および所望の動作電流（連続25 mAを超えない）に基づいて計算する必要があります。
熱管理：損失電力は低いですが、LEDが規定の温度範囲内で動作することを確保することは、長期信頼性にとって極めて重要です。高密度または高周囲温度設計では、十分なPCBの銅面積と通風を考慮する必要があります。
ESD保護：2000V HBMの定格を有していますが、組立および取り扱い時には標準的なESD取り扱い予防策に従う必要があります。

9. 技術比較および差別化

19-21パッケージの主な利点は、より大型のリードフレーム型LEDと比較して、フットプリントと高さが大幅に削減されていることです。これにより、PCB上の実装密度を高め、最終的に小型の最終製品を実現できます。AlGaInP技術の採用により、高効率と鮮やかな飽和赤色が得られます。現代の環境基準（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への準拠は重要な差別化要因であり、厳しい規制要件を持つグローバル市場に適しています。標準的な赤外線および気相リフロープロセスとの互換性は、主流のSMT組立ラインとの整合性を図っています。

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。LEDは定電流源、またはより一般的には電圧源と直列に接続した電流制限抵抗で駆動する必要があります。電圧源から直接駆動すると、電流が制御不能となり、即座に故障します。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（λp）は、発光パワーが最大となる波長です。主波長（λd）は、LEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。視覚アプリケーションにおける色の仕様には、λdの方がより関連性があります。

Q: ビンコード（例：R6C-AL2N1VY）をどのように解釈すればよいですか？
A: 完全な品番19-21/R6C-AL2N1VY/3Tは、パッケージタイプ、チップ技術、および性能ビンをエンコードしています。正確なデコード方法は独自のものかもしれませんが、'N1'は通常光度ビンに対応し、他の文字はデータシートの表で規定されている波長および電圧ビンに関連しています。

Q: バッグ開封後の保管時間が7日に制限されているのはなぜですか？
A: SMDコンポーネントのプラスチック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の高温中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部の層間剥離やクラック（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。7日のフロアライフは、吸湿量が単一のリフローパスに対して臨界レベル以下に留まる期間です。

11. 実践的な設計および使用事例

産業機器用のコンパクトな状態表示パネルを設計することを考えてみましょう。このパネルには、互いに密接に配置された複数の明るい赤色LEDが必要です。19-21 LEDの小さな2.0x1.25mmフットプリントにより、限られたPCBエリアに高密度レイアウトが可能です。設計者は、同じ光度ビン（例：N1）および主波長ビン（例：E6）のLEDを指定することで、すべてのインジケータ間で均一な輝度と色を確保し、一貫性のあるプロフェッショナルなユーザーインターフェースを提供できます。100度の広い指向角により、様々な角度からインジケータが見やすくなります。自動組立との互換性により、手はんだ付けの代替品と比較して製造コストを削減し、信頼性を向上させます。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、リン化アルミニウムガリウムインジウム（AlGaInP）で作られた半導体チップに基づいています。デバイスの閾値を超える順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。AlGaInP層の特定の組成が半導体のバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接発光の波長（色）を決定します—この場合は鮮やかな赤色です。光はチップの上面から放出され、透明なエポキシ樹脂で封止されています。この樹脂は機械的保護を提供し、発光パターンの形成にも役立ちます。

13. 技術トレンドと背景

19-21 SMD LEDは、電子機器の小型化というより広範なトレンドの中で、成熟した信頼性の高いパッケージング技術を代表しています。LED技術における継続的な開発は、発光効率の向上（電気ワット当たりのより多くの光出力）、演色性の改善、さらに小さなパッケージサイズの実現に焦点を当てています。チップスケールパッケージ（CSP）のような新しいパッケージタイプはさらなるサイズ削減を提供しますが、19-21は標準的なインジケータアプリケーションにおいて、コスト効率が高く広くサポートされた主力製品であり続けています。ハロゲンフリーおよびREACH準拠材料への重点は、業界全体がより持続可能で環境に優しい製造プロセスへ移行していることを反映しています。鉛フリー高温リフロープロファイルとの指定された互換性は、鉛ベースはんだからの世界的な移行と一致しています。