SMD LED 19-137/R6GHBHC-A01/2T データシート - マルチカラー - 20mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-137シリーズは、高密度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LEDです。その小型フォームファクタにより、基板サイズと機器の占有面積を大幅に削減できます。本シリーズは、異なる半導体材料を使用した複数の色（鮮やかな赤、緑、青）で利用可能であり、様々なインジケータおよびバックライトニングのニーズに対応する設計の柔軟性を提供します。

1.1 中核的利点

• 小型化：リードフレーム型LEDよりも大幅に小型で、より高い実装密度とより小型の最終製品を実現します。
• 軽量：ミニチュアおよびポータブルアプリケーションに理想的です。
• 互換性：7インチリール上の8mm幅テープに梱包されており、自動実装装置との互換性があります。
• 堅牢なプロセス互換性：赤外線および気相リフローはんだ付けプロセスの両方に適しています。
• 環境適合性：鉛フリーおよびRoHS準拠。ESD保護（2000V HBM）を含みます。

1.2 ターゲットアプリケーション

• ダッシュボード、スイッチ、シンボルのバックライト。
• 通信機器インジケータ（電話機、ファクシミリ）。
• LCDパネ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。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

すべてのパラメータは周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。これらの限界を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

• ）：_R）：5V
• 連続順方向電流（I_F）：25 mA
• ピーク順方向電流（I_FP）：60 mA (R6/赤)、100 mA (GH/緑、BH/青) デューティサイクル1/10、1kHz。
• 電力損失（P_d):60 mW (R6)、95 mW (GH、BH)。
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +90°C
• はんだ付け温度：リフロー：260°C、30秒。手はんだ：350°C、3秒。

2.2 電気光学特性

特に断りのない限り、Ta=25°C、I_F=20mAで測定。代表値は参考用です。設計は最小/最大仕様に基づいて行ってください。

公差に関する注意：光度（±11%）、主波長（±1nm）、順方向電圧（±0.10V）。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、I_F=20mAでの光度に基づいてビンに仕分けされ、製造ロット内の一貫性を確保します。

3.1 光度ビニング

• R6 (赤)：Qビン (72.0-112 mcd)、Rビン (112-180 mcd)。
• GH (緑)：Rビン (112-180 mcd)、Sビン (180-285 mcd)、Tビン (285-450 mcd)。
• BH (青)：Nビン (28.5-45.0 mcd)、Pビン (45.0-72.0 mcd)、Qビン (72.0-112 mcd)。

このビニングにより、設計者はコストと性能のバランスを取りながら、アプリケーションに適した輝度グレードを選択できます。

4. 性能曲線分析

データシートは、各色バリアント（R6、GH、BH）の代表的な特性曲線を提供します。これらの曲線は、異なる動作条件下でのデバイスの挙動を理解するために不可欠です。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V カーブ)

曲線は電流と電圧の指数関数的関係を示しています。赤色LED（R6）は、異なる半導体材料（AlGaInP vs. InGaN）を使用しているため、緑色および青色LED（～3.3V）と比較して典型的な順方向電圧（～2.0V）が大幅に低くなっています。これは、駆動回路設計と消費電力計算における重要なパラメータです。

4.2 光度 vs. 順方向電流

光度は順方向電流とともに増加しますが、線形ではありません。曲線は、より高い電流では光度が飽和する傾向があることを示しています。推奨の20mAで動作させることは、輝度と効率/寿命の間の良好なバランスを提供します。最大連続電流（25mA）を超える動作は、劣化を加速させる可能性があるため推奨されません。

4.3 光度 vs. 周囲温度

LEDの光出力は温度に依存します。曲線は、周囲温度が上昇するにつれて光度が減少することを示しています。赤色LED（R6）では、緑色/青色（GH/BH）LEDと比較して、高温での低下がより顕著です。この熱デレーティングは、高温環境または不十分な熱管理が予想される設計では考慮する必要があります。

4.4 順方向電流デレーティング曲線

この曲線は、周囲温度の関数としての最大許容連続順方向電流を規定します。信頼性を確保するためには、25°Cを超えて動作する場合、順方向電流を低減する必要があります。過熱と早期故障を防ぐために、この曲線に従うことが必須です。

4.5 スペクトル分布

スペクトルプロットは、LEDに特徴的な狭い発光帯を示しています。赤色（R6）は約632nm、緑色（GH）は約518nm、青色（BH）は約468nmでピークを持ちます。スペクトル帯域幅（Δλ）は、赤色で約20nm、緑色で約35nm、青色で約25nmであり、色純度を示しています。

4.6 放射パターン

極座標図は、典型的な120度の視野角を持つ広いランバート型の発光パターンを確認しています。これは、広い視野角が必要なバックライトおよびインジケータアプリケーションに適した、広く均一な照明を提供します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

SMDパッケージは、標準的なピックアンドプレース組立用に設計されています。主要寸法（mm単位）には、本体サイズ、リード間隔、全高が含まれます。規定されていない公差はすべて±0.1mmです。適切なはんだ付けと位置合わせを確保するためには、詳細な寸法図から正確なフットプリントと推奨パッドレイアウトを導き出す必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

• リフローはんだ付け：最大ピーク温度260°C、30秒が規定されています。標準的な鉛フリーリフロープロファイル（IPC/JEDEC J-STD-020）が適用可能です。
• 手はんだ：必要な場合、最大はんだごて先温度350°C、3秒が許容されます。プラスチックレンズまたは内部ボンドを損傷しないよう、最小限の熱量を使用してください。
• ESD対策：デバイスは2000V HBM保護を備えていますが、組立中は標準的なESD取り扱い手順に従ってください。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

部品は防湿梱包で供給されます。

• キャリアテープ：幅8mm、直径7インチリール。
• リールあたり数量：2000個。
• 防湿保護：乾燥剤とともにアルミ防湿バッグに梱包。

7.2 ラベル説明

リールラベルには、トレーサビリティと正しい適用のための重要な情報が含まれています：

• P/N：品番（例：19-137/R6GHBHC-A01/2T）。
• QTY：梱包数量。
• 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（トレーサビリティ用）。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 駆動回路設計

ダイオードの指数関数的I-V特性のため、安定した光出力を得るには電流制御（電圧制御ではない）が不可欠です。安定した電源供給がある低コストアプリケーションでは、単純な直列抵抗を使用できます。特に電源電圧や温度が変動する場合の最適な性能と効率のためには、定電流ドライバが推奨されます。マルチカラーアレイ用の回路を設計する際には、赤色（～2.0V）と緑色/青色（～3.3V）LED間の順方向電圧の違いを考慮する必要があります。

8.2 熱管理

SMD LEDは効率的ですが、入力電力の一部は熱に変換されます。デレーティング曲線は温度の影響を明確に示しています。信頼性の高い動作、特に高温環境または高駆動電流での動作を確保するためには、接合温度を安全限界内に保つために十分なPCBの銅面積または他の放熱方法を使用してください。不十分な熱設計は、光出力の低下と寿命の短縮につながります。

8.3 光学設計

120度の視野角は広いカバレッジを提供します。より指向性のある光が必要なアプリケーションでは、二次光学部品（レンズ、導光板）が必要になる場合があります。これらのLEDのウォータークリア樹脂カラーは、パッケージからの着色なしに真の発光色が望まれるアプリケーションに適しています。

9. 技術比較と差別化

このシリーズの主な差別化要因は、異なるチップ材料（赤色用AlGaInP、緑色/青色用InGaN）によって可能になった、単一パッケージフットプリント内でのマルチカラー機能です。従来のスルーホールLEDと比較して、SMDフォーマットは大幅なスペース節約、自動組立へのより高い適合性、およびリードへの曲げ応力がないことによる一般的に向上した信頼性を提供します。ESD保護の組み込みとRoHSおよび鉛フリーはんだ付け基準への準拠により、現代の電子機器製造に適しています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 より明るくするために30mAでこのLEDを駆動できますか？

できません。連続順方向電流（I_F）の絶対最大定格は25mAです。30mAで動作することはこの定格を超え、デバイスに即時または長期的な損傷のリスクがあります。より高い輝度が必要な場合は、より高い光度のビンからLEDを選択するか、より高い電流定格の別のLEDモデルを検討してください。

10.2 赤色LEDの順方向電圧が異なるのはなぜですか？

順方向電圧は、半導体材料のバンドギャップの基本的な特性です。このシリーズの赤色LEDはAlGaInPを使用しており、これは緑色および青色LEDに使用されるInGaNよりも低いバンドギャップエネルギーを持っています。低いバンドギャップは、ダイオードをオンにして発光させるために必要な順方向電圧が低くなることを意味します。

10.3 ビンコードとは何を意味し、なぜ重要ですか？

製造上のばらつきのため、LEDは製造後に光度や色などの主要パラメータに基づいて仕分け（ビニング）されます。ビンコード（例：緑色用のR、S、T）は、そのグループの保証された最小および最大出力を指定します。アプリケーション（例：マルチLEDディスプレイ）で一貫した外観を得るためには、同じまたは隣接するビンからのLEDを使用することが極めて重要です。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：民生機器用に赤、緑、青のLEDを備えたステータスインジケータパネルを設計。

1. 電流設定：標準試験条件であり、良好な性能バランスを提供する20mAの駆動電流を選択。
2. 電流制限抵抗：5V電源（V_CC）を仮定：
   • 赤色（V_F～2.0V）：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω。最も近い標準値（例：150Ωまたは160Ω）を使用。
   • 緑色/青色（V_F～3.3V）：R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85Ω。82Ωまたは91Ωを使用。
3. 輝度マッチング：光度ビンを確認します。知覚される輝度の均一性（人間の目の感度は色によって異なる）を達成するためには、異なるビンを選択したり、電流をわずかに調整する必要があるかもしれません。例えば、同じ電流で、Qビン（72-112 mcd）の青色LEDは、Tビン（285-450 mcd）の緑色LEDよりも暗く見える可能性があります。
4. 熱に関する考慮：パネルが温まる密閉空間内にある場合は、デレーティング曲線を参照してください。周囲温度60°Cでは、最大許容連続電流は25mAよりも大幅に低くなります。駆動電流を低減するか、換気を改善する必要があるかもしれません。

12. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスを通じて光を発する半導体デバイスです。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で再結合します。この再結合中に放出されるエネルギーは、光子（光）として放出されます。発光の色（波長）は、活性領域で使用される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ます：赤色/橙色用のAlGaInP、および緑色、青色、白色用のInGaN。

13. 技術トレンド

SMD LED市場は、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、増加した電力密度、および改善された演色性に向けて進化し続けています。小型化は主要なトレンドであり、より小さく高解像度のディスプレイおよび照明アレイを可能にしています。また、様々な動作条件下での信頼性と寿命の向上にも重点が置かれています。InGaN技術の広範な採用は、フルカラーディスプレイおよび白色LED照明（しばしば青色LEDと蛍光体を組み合わせて作成される）に不可欠な高輝度の緑色および青色LEDを実現する上で重要な役割を果たしています。