SMD LED 19-223/S2BHC-A01/2T データシート - パッケージ 2.0x1.25x0.8mm - 電圧 2.0V/3.0V - マルチカラー - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-223/S2BHC-A01/2Tは、高密度電子実装向けに設計されたコンパクトなマルチカラー表面実装デバイス（SMD）LEDです。その主な利点は、従来のリードフレーム型LEDと比較して占有面積が大幅に削減されている点にあり、より小型のプリント基板（PCB）設計、高い部品実装密度、そして結果としてよりコンパクトなエンドユーザー機器を実現します。軽量構造はさらに、重量とスペースが重要な制約となる小型・携帯機器アプリケーションにも適しています。

本製品はマルチカラー構成で提供され、特に鮮やかなオレンジ色（AlGaInPチップによる）と青色（InGaNチップによる）の発光をサポートします。8mmテープに巻かれ、直径7インチのリールに包装されており、標準的な自動実装機との互換性を確保しています。本デバイスはRoHS、EU REACH、およびハロゲンフリー指令（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）に完全準拠しており、厳しい環境規制のあるグローバル市場にも適しています。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（Ta）25°Cにおいて、2つのチップバリアント（S2：AlGaInP、オレンジ色、BH：InGaN、青色）別々に定義されています。

• 順方向電流（IF）：S2チップの最大連続順方向定格電流は25 mA、BHチップは20 mAです。これらの値を超えると永久損傷のリスクがあります。
• ピーク順方向電流（IFP）：デューティ比1/10、周波数1 kHzのパルス動作において、S2チップは50 mAのピーク電流、BHチップは40 mAのピーク電流を扱うことができます。
• 電力損失（Pd）：最大許容電力損失は、S2チップで60 mW、BHチップで75 mWです。このパラメータは熱管理において極めて重要です。
• 静電気放電（ESD）：S2チップは2000V（人体モデル）までの堅牢なESD保護を提供しますが、BHチップの定格は150Vです。特にBHバリアントでは、適切なESD取り扱い手順が不可欠です。
• 温度範囲：動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保存温度範囲は-40°Cから+90°Cです。
• はんだ付け温度：本LEDは、260°Cで10秒間のリフローはんだ付け、または350°Cで3秒間の手はんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気光学特性

主要な性能指標は、特に断りのない限り、Ta=25°C、順方向電流（IF）20 mAで測定されています。

• 光度（Iv）：S2（オレンジ色）チップの場合、光度は最小72.0 mcdから最大140.0 mcdの範囲です。BH（青色）チップの範囲は36.0 mcdから72.0 mcdです。許容差は±11%が適用されます。
• 指向角（2θ1/2）：両チップとも、典型的な広い指向角120度を特徴とします。
• 波長：S2チップの典型的なピーク波長（λp）は611 nm、主波長（λd）は605 nmです。BHチップの典型的なピーク波長は468 nm、主波長は470 nmです。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：スペクトル幅は、S2チップで約17 nm、BHチップで約25 nmです。
• 順方向電圧（VF）：S2チップの典型的な順方向電圧は2.0Vで、範囲は1.7Vから2.4Vです。BHチップの典型的なVFは3.0Vから3.5Vです。許容差は±0.1Vが適用されます。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5Vにおいて、最大逆方向電流はS2で10 µA、BHで50 µAです。重要注意：本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステム説明

LEDは、主要パラメータに基づいて選別（ビニング）され、生産ロット内での一貫性を確保しています。

3.1 光度ビニング

S2（オレンジ色）チップ：

• ビン Q1：72.0 - 90.0 mcd
• ビン Q2：90.0 - 112.0 mcd
• ビン R1：112.0 - 140.0 mcd

BH（青色）チップ：

• ビン N2：36.0 - 45.0 mcd
• ビン P1：45.0 - 57.0 mcd
• ビン P2：57.0 - 72.0 mcd

3.2 順方向電圧ビニング（BHチップのみ）

BH（青色）チップの順方向電圧もビニングされています：

• ビン 1：3.00 - 3.15 V
• ビン 2：3.15 - 3.30 V
• ビン 3：3.30 - 3.50 V

4. 性能曲線分析

データシートには、S2チップとBHチップの両方の典型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本文には記載されていませんが、これらの曲線は通常、順方向電流（IF）と順方向電圧（VF）の関係、周囲温度が光度に及ぼす影響、および相対分光パワー分布を示しています。これらの曲線を分析することは、非標準条件（例：異なる駆動電流や温度）下でのデバイスの挙動を理解し、正確な回路設計と熱モデリングを行うために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

本LEDはコンパクトなSMDパッケージを採用しています。パッケージ寸法は詳細図面に記載されており、特に断りのない限り公差は±0.1mmです。測定単位はミリメートル（mm）です。この情報は、PCBフットプリント設計、適切な配置の確保、および他の部品との機械的干渉の回避において極めて重要です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 保管および取り扱い

LEDは、乾燥剤入りの防湿バッグに包装されています。

1. 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。
2. 開封後、未使用のLEDは、温度30°C以下、相対湿度60%以下の環境で保管する必要があります。
3. 開封後のフロアライフは168時間（7日間）です。未使用のLEDは、防湿包装に再封入する必要があります。
4. 乾燥剤が吸湿を示した場合、またはフロアライフを超過した場合は、使用前に60 ± 5°Cで24時間のベーキング処理が必要です。

6.2 はんだ付けプロセス

リフローはんだ付け：鉛フリーリフロー温度プロファイルを推奨します。リフローはんだ付けは2回以上行わないでください。加熱中にLEDに機械的ストレスを加えたり、はんだ付け後にPCBを反らせたりしないでください。手はんだ付け：必要な場合は、先端温度< 350°C、定格電力< 25Wの半田ごてを使用してください。端子ごとの接触時間は3秒を超えないでください。各端子のはんだ付けの間隔は最低2秒空けてください。手はんだ付けは損傷リスクが高くなります。修理：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して熱応力を防止するために、両頭半田ごてを使用する必要があります。LED特性への影響は事前に評価する必要があります。

7. 包装および注文情報

本製品は、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梱包数量は2000個です。リールおよびキャリアテープの詳細寸法が提供されています（公差±0.1mm）。包装ラベルには、顧客品番（CPN）、品番（P/N）、梱包数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度/主波長ランク（HUE）、順方向電圧ランク（REF）、およびロット番号（LOT No.）のフィールドが含まれています。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• バックライト：ダッシュボードインジケータ、スイッチ照明、LCDやシンボルのフラットバックライトに最適です。
• 通信機器：電話機やファクシミリの状態表示灯およびキーパッドバックライトとして適しています。
• 汎用インジケータ用途：コンパクトで信頼性の高い表示灯が必要な、多種多様な民生用および産業用電子機器で使用できます。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：外部の電流制限抵抗器は必須です。順方向電圧は負の温度係数を持つため、適切に制御されない場合、わずかな電圧上昇が大きく、破壊的な可能性のある電流増加を引き起こす可能性があります。熱管理：最大電力損失定格を遵守してください。最大定格付近または高温環境で動作する場合は、十分なPCB銅面積または他の放熱方法を確保してください。ESD保護：特に150V HBM定格の低いBH（青色）バリアントについては、PCB上に適切なESD保護対策を実装してください。

9. 技術比較および差別化

このLEDファミリーの主な差別化点は、同じコンパクトなパッケージフットプリント内でのデュアルチップ提供（オレンジ色用のAlGaInPと青色用のInGaN）にあります。これにより設計の柔軟性が得られます。大型のスルーホールLEDと比較して、その主な利点は、基板スペースと重量の劇的な削減、完全自動実装との互換性、および現代の環境基準への準拠です。広い120度の指向角は、広い視認性を必要とするアプリケーションに適しています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: なぜ電流制限抵抗器が絶対に必要なのですか？A: LEDの順方向電圧は、接合温度が上昇すると低下します。電流を調整する直列抵抗がないと、これは熱暴走につながる可能性があります。わずかな電圧上昇がより多くの電流を引き起こし、LEDを加熱し、そのVfをさらに低下させ、さらに多くの電流を引き込み、最終的に故障を引き起こします。

Q: 168時間のフロアライフとはどういう意味ですか？A: 防湿バッグを開封すると、部品は周囲の湿度にさらされます。吸収された湿気は、高温のリフローはんだ付けプロセス中に蒸発し、内部の剥離や亀裂（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。168時間の制限は、再ベーキングなしではこのリスクが許容できなくなる前の最大安全暴露時間です。

Q: 電流源の代わりに電圧源でLEDを駆動できますか？A: 強く推奨されません。直列抵抗があっても定電圧で駆動することは、適切な定電流ドライバよりも不安定です。なぜなら、温度やビニングによるVfの変動を補償しないからです。常に電流制御を念頭に設計してください。

11. 実践的な設計および使用事例

シナリオ：マルチインジケータパネルの設計設計者は、高密度実装された制御基板上にコンパクトなオレンジ色と青色の状態表示LEDを必要としています。彼らは、小型サイズと単一品番からの2色オプションにより調達を簡素化するため、19-223/S2BHC-A01/2Tを選択します。共通の5V電源ラインから同様の輝度を得るために、オレンジ色（VF~2.0V）と青色（VF~3.2V）のLED用に別々の電流制限抵抗値を設計します。パッケージ図面に正確に従ってPCBフットプリントを指定します。実装中、開封後のフロアライフ内でテープリールを使用し、推奨されるリフロープロファイルに従って熱損傷を防止します。

12. 技術原理紹介

LEDにおける発光は、半導体材料におけるエレクトロルミネセンスに基づいています。p-n接合に順方向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）の形でエネルギーを放出します。発光の色（波長）は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。AlGaInP（リン化アルミニウムガリウムインジウム）材料系は、琥珀色から赤橙色のスペクトルで光を生成するのに効率的です。InGaN（窒化インジウムガリウム）材料系は、青色、緑色、および白色（蛍光体を使用）の光を生成するために使用されます。SMDパッケージは、半導体ダイを透明または拡散エポキシ樹脂で封止し、これは光出力を成形するレンズとしても機能します。

13. 技術トレンド

インジケータおよびバックライトLEDのトレンドは、より高い効率（単位電力あたりのより多くの光出力）、高密度化のためのより小さなパッケージサイズ、および信頼性の向上に向かって続いています。また、環境に優しい材料（ハロゲンフリー、鉛フリー）および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。LEDパッケージ内に電流制限抵抗器や制御ICを組み込むなどの統合は、エンドユーザーの回路設計を簡素化し、性能の一貫性を向上させるためのもう一つの進行中の開発です。

アプリケーション制限通知：本製品は汎用アプリケーションを目的としています。事前の協議および認定なしでは、高信頼性アプリケーションには適さない場合があります。そのようなアプリケーションには、軍事/航空宇宙システム、自動車の安全/セキュリティシステム（例：エアバッグ、ブレーキ）、および生命維持医療機器などが含まれますが、これらに限定されません。これらの用途には、特定の過酷な環境および信頼性要件に対して設計および認定された製品を調達する必要があります。