SMD LED 19-217/S2C-AL1M2VY/3T データシート - ブリリアントオレンジ - 5mA - 1.7-2.2V - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-217/S2C-AL1M2VY/3Tは、信頼性が高く、コンパクトで効率的なインジケータ照明を必要とする現代の電子機器アプリケーション向けに設計された表面実装デバイス（SMD）LEDです。この部品は、AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン化物）半導体技術を利用して、鮮やかなオレンジ色の光出力を生成します。その主な設計目標は、小型化、自動化組立プロセスとの互換性、および厳格な環境・安全基準への準拠です。

このLEDの中核的な利点は、そのSMDパッケージに由来します。従来のリードフレーム型LEDよりも大幅に小型であり、プリント回路基板（PCB）上での部品実装密度の向上を可能にします。これにより、基板全体のサイズ削減、保管スペースの最小化が実現し、最終的にはより小型で軽量なエンドユーザー機器の開発に貢献します。パッケージの軽量性は、スペースと重量が重要な制約となる小型・携帯機器アプリケーションに特に適しています。

この製品のターゲット市場は広く、一般電子機器、民生機器、産業機器を含みます。標準的な表面実装技術（SMT）ラインを使用して統合可能な、信頼性が高くRoHS準拠かつハロゲンフリーのオレンジインジケータソリューションを求める設計者のニーズを満たすように設計されています。

2. 技術仕様詳細

2.1 電気光学特性

電気光学性能は、周囲温度（Ta）25°C、順方向電流（IF）5mAの標準試験条件で規定されています。主要パラメータは、光出力と色品質を定義します。

• 光度（Iv）：人間の目の感度に合わせて調整された放射パワーです。代表値は単一の数値として指定されておらず、代わりに製品は最小値が11.5 mcdから22.5 mcdの範囲のビン（L1、L2、M1、M2）に仕分けられます。最高ビン（M2）の最大値は28.5 mcdです。光度には±11%の許容差が適用されます。
• 視野角（2θ1/2）：これは、光度が0度（軸上）の強度の半分になる角度です。このLEDは120度という非常に広い視野角を特徴としており、広い視点から光が見える必要があるアプリケーションに適しています。
• ピーク波長（λp）：スペクトル放射が最大となる波長です。代表値は611ナノメートル（nm）で、可視スペクトルのオレンジ領域に確実に位置します。
• 主波長（λd）：これは、人間の目が光の色として知覚する単一波長です。600.5 nmから612.5 nmの範囲にあり、±1 nmの厳しい許容差があります。主波長もビン（D8からD11）に仕分けられます。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：最大パワーの半分における放射スペクトルの幅です。代表値は17 nmで、AlGaInP技術に特徴的な比較的純粋な色放射を示しています。

2.2 電気的特性

電気的特性は、信頼性の高い性能のための動作限界と条件を定義します。

• 順方向電圧（VF）：指定電流で動作するときのLED両端の電圧降下です。IF=5mAにおいて、最小1.70Vから最大2.20Vの範囲で、許容差は±0.05Vです。この低い順方向電圧は、低電力およびバッテリー駆動デバイスに有利です。電圧もビン（コード19から23）に仕分けられます。
• 逆電圧（VR）：デバイスを損傷することなく逆方向に印加できる最大電圧です。絶対最大定格は5Vです。
• 逆電流（IR）：最大逆電圧（5V）が印加されたときのリーク電流です。最大値は10 µAです。
• 順方向電流（IF）：推奨連続動作電流は25 mAです。
• ピーク順方向電流（IFP）：パルス動作（デューティサイクル1/10、1 kHz）では、LEDは最大60 mAまでのピーク電流を扱うことができます。

2.3 熱的および絶対最大定格

これらの定格は、それを超えると永久的な損傷が発生する可能性のある環境およびストレスの限界を定義します。

• 消費電力（Pd）：最大許容消費電力は60 mWです。
• 動作温度（Topr）：信頼性のある動作のための周囲温度範囲は-40°Cから+85°Cです。
• 保管温度（Tstg）：非動作状態での保管温度範囲は-40°Cから+90°Cです。
• 静電気放電（ESD）：デバイスは人体モデル（HBM）を使用して2000Vに耐えることができ、これはESD管理環境での取り扱いにおける標準的な保護レベルです。
• はんだ付け温度：パッケージはリフローはんだ付けと手はんだ付けの両方に対応しています。
  • リフローはんだ付け：最大ピーク温度260°C、最大10秒間。
  • 手はんだ付け：はんだごて先端温度最大350°C、端子あたり最大3秒間。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに仕分けられます。これにより、設計者は特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビニング

LEDは、5mAで測定された光度に基づいて4つのビン（L1、L2、M1、M2）に分類されます。これにより、予測可能な性能を維持しながら、異なる輝度レベルを必要とするアプリケーション向けの選択が可能になります。

3.2 主波長ビニング

色（色相）は、4つの波長ビン（D8、D9、D10、D11）を通じて厳密に制御され、各ビンは600.5nmから612.5nmまでの3nm範囲をカバーします。これにより、組立における複数ユニット間の視覚的な色の一貫性が確保されます。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は5つのビン（19から23）に仕分けられ、各ビンは1.70Vから2.20Vまでの0.1V範囲をカバーします。これは、電源設計や電流制限抵抗の計算を正確に管理する必要がある設計者、特に電圧降下が懸念される大規模アレイにおいて特に有用です。

4. 性能曲線分析

データシート内で特定のグラフ曲線が参照されていますが、その意味合いは標準的なLEDの動作と提供されたパラメータに基づいて説明できます。

電流対電圧（I-V）曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示すでしょう。指定された順方向電圧範囲（5mAで1.7-2.2V）は、この曲線の膝を示しています。5mAを大幅に超えて動作すると、より高い順方向電圧が必要となり、指数関数的な傾斜を上昇させます。これは、電圧のわずかな増加が大きく、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るため、電流制限抵抗または定電流ドライバを使用することの重要性を強調しています。光度対順方向電流（L-I）曲線

は、一般的に一定範囲で線形です。最大連続電流（25mA）で動作すると、試験電流5mAよりも大幅に高い光出力が得られますが、消費電力と接合温度も増加するため、適切なPCB熱設計を通じて管理する必要があります。温度依存性特性は重要です。AlGaInP LEDの場合、光度は一般に接合温度が上昇すると減少します。正確なデレーティング曲線は提供されていませんが、広い動作温度範囲（-40°Cから+85°C）はデバイスの堅牢性を確認しています。設計者は高温環境での光度低下を考慮する必要があります。順方向電圧も負の温度係数を持ち、温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。

スペクトル分布曲線は、611 nm（代表値）を中心とした単一の比較的狭いピークを示し、17 nmの帯域幅がその幅を定義します。これは、特定の飽和したオレンジ色を必要とするアプリケーションに適した、出力の単色性を確認します。5. 機械的およびパッケージ情報

19-217 LEDは標準的なSMDパッケージで提供されます。正確な寸法はデータシート内の詳細図面に記載されており、特に記載がない限り標準許容差は±0.1mmです。主要な機械的特徴は以下の通りです：パッケージ外形：図面には、LED本体の長さ、幅、高さ、およびはんだ付け可能な端子（パッド）の寸法と間隔が指定されています。

パッド設計：

PCB上のフットプリントは、適切なはんだ付け、機械的安定性、および場合によっては放熱を確保するために、推奨されるパッドレイアウトと一致する必要があります。

• 極性識別：データシートの図面には、アノード端子とカソード端子が明確に示されています。正しい極性はデバイスの動作に不可欠です。通常、一方のパッドは異なるマークや形状（例：LEDパッケージ自体の切り欠きや面取り角）でカソードを示す場合があります。
• 材料：レンズ（樹脂）の色はウォータークリアと指定されており、オレンジ色の光は透明な封止材を通して放射され、120度の広い視野角に貢献しています。
• 6. はんだ付けおよび組立ガイドライン適切な取り扱いとはんだ付けは信頼性にとって重要です。LEDは、自動ピックアンドプレース装置に対応した防湿包装（テープリール）で供給されます。
• 6.1 リフローはんだ付けパラメータ鉛フリー（Pbフリー）リフローはんだ付けプロファイルが推奨されます。プロファイルは以下を含みます：

予熱：

周囲温度から150-200°Cまで60-120秒で上昇。

ソーク/リフロー：

液相線（217°C）以上の時間は60-150秒であるべきです。ピーク温度は260°Cを超えてはならず、255°C以上の時間は最大30秒に制限する必要があります。

• 冷却：最大冷却速度は毎秒6°Cです。
• 重要注意：同じLEDアセンブリに対してリフローはんだ付けを2回以上行わないでください。熱ストレスによる損傷を避けるためです。
• 6.2 保管および湿気感受性部品は乾燥剤入りの防湿バッグに包装されています。

開封前：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保管。

開封後：

フロアライフ（部品が工場の周囲空気に曝される時間）は、温度≤30°C、相対湿度≤60%で1年です。未使用部品は防湿包装に再密封する必要があります。

• ベーキング：乾燥剤が飽和を示した場合、または保管時間を超えた場合は、はんだ付け中のポップコーンクラックを防ぐために、リフロー前に60±5°Cで24時間のベーキングが必要です。
• 6.3 手はんだ付けおよびリワーク手はんだ付けが必要な場合：
• 先端温度≤350°Cのはんだごてを使用。端子あたりの接触時間を≤3秒に制限。

定格電力≤25Wのはんだごてを使用。

各端子のはんだ付け間隔を最低2秒空ける。

• リワークは強く推奨されません。
• どうしても避けられない場合は、機械的ストレスをかけずに両方の端子を同時に加熱して部品を持ち上げるために、専用のダブルヘッドはんだごてを使用する必要があります。リワーク後はLED特性への影響を確認する必要があります。
• 7. 包装および注文情報
• 標準出荷包装は、直径7インチのリールに巻かれた8mm幅のキャリアテープです。各リールには3000個が含まれます。

リールとキャリアテープには、自動組立装置との互換性を確保するためにデータシート図面に指定された特定の寸法があります。包装ラベルには、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：

CPN：

顧客製品番号（割り当てられている場合）。

P/N：

メーカー部品番号（19-217/S2C-AL1M2VY/3T）。

• QTY：包装数量（3000個/リール）。
• CAT：光度ビンコード（例：L1、M2）。
• HUE：主波長ビンコード（例：D9、D11）。
• REF：順方向電圧ビンコード（例：20、22）。
• LOT No：製造ロット番号（トレーサビリティ用）。
• 8. アプリケーション推奨事項8.1 典型的なアプリケーションシナリオ
• バックライト：広い視野角が有益な、ダッシュボードアイコン、メンブレンスイッチ、制御パネルのバックライトに最適です。

通信機器：

電話機、ファクシミリ、ネットワークハードウェアにおける状態インジケータ、メッセージ待機ランプ、またはキーパッドバックライトとして機能します。

• LCDパネルバックライト：小型モノクロLCDディスプレイのフラットなエッジライトバックライトや、特定のシンボルの照明に使用できます。
• 一般的なインジケータ用途：電源オンインジケータ、モードセレクタ、アラーム信号、および多数の民生および産業電子製品における状態表示灯。
• 8.2 重要な設計上の考慮事項電流制限は必須：
• 外部の電流制限抵抗を常にLEDと直列に使用する必要があります。順方向電圧には許容差と負の温度係数があります。電源電圧のわずかな増加、または加熱によるVFの減少は、適切に制限されない場合、大きく破壊的な電流サージを引き起こす可能性があります。抵抗値（R）は、R = (電源電圧 - VF_LED) / 希望電流 として計算されます。熱管理：

パッケージは小型ですが、最大消費電力60mWを遵守する必要があります。高電流（例：25mA）での動作は熱を発生させます。PCBレイアウトは、特に高温環境や複数のLEDが密集している場合に、放熱板として機能する十分な銅面積をLEDパッド周囲に提供する必要があります。

1. ESD対策：2000V HBM定格がありますが、潜在的な損傷を防ぐために、組立および取り扱い中は標準的なESD取り扱い手順に従う必要があります。
2. 光学設計：120度の視野角は、非常に広く拡散した放射パターンを提供します。より焦点を絞ったビームを必要とするアプリケーションでは、外部レンズまたは光ガイドが必要になる場合があります。
3. パルス動作の波形：パルスモードでピーク順方向電流（60mA）を使用する場合は、デューティサイクルが10%を超えず、周波数が指定通り1kHzであることを確認してください。平均電流は依然として25mAの連続定格内である必要があります。
4. 9. 適合性および環境基準この製品は、主要な世界的な環境および安全規制を満たすように設計されており、市場アクセスにおいて重要な利点です。
5. RoHS準拠：EUの有害物質使用制限指令に従って、制限された有害物質を含みません。

Pbフリー：

はんだ付け仕上げおよび材料に鉛を含みません。

• EU REACH準拠：化学物質の登録、評価、認可および制限に関する規則に準拠しています。
• ハロゲンフリー：臭素（Br）および塩素（Cl）含有量に関する厳格な制限を満たしています：Br < 900 ppm、Cl < 900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm。これは、火災時の有毒ガス排出を減らすために重要です。
• 10. アプリケーション制限および信頼性に関する注意このデータシートで規定されている通り、この製品は事前協議なしに高信頼性または安全クリティカルなアプリケーションを意図していないことが明示されています。これには以下が含まれます：
• 軍事および航空宇宙システム。自動車の安全性またはセキュリティシステム（例：エアバッグ制御、ブレーキランプ）。

医療生命維持または重要な診断機器。

このようなアプリケーションでは、より広範な試験、より広い温度範囲、およびより長い寿命保証を持つ異なる製品グレードが必要になる場合があります。この仕様は、定義された試験条件下での個々の部品としてのLEDの品質と性能を保証します。指定された限界外で製品を使用すると、この保証は無効になります。

• 11. 技術原理の紹介
• 19-217 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・リン化物）半導体材料に基づいています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体接合の活性領域に注入されます。それらの再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。AlGaInP合金の特定の組成は、バンドギャップエネルギーを決定し、これは直接放出される光の波長（色）に対応します。この場合、組成はオレンジスペクトル（〜611 nm）で光子を生成するように調整されています。ウォータークリアエポキシ樹脂封止材は、半導体ダイを保護し、光出力を形成するレンズとして機能し（120度パターンを達成）、機械的および環境的保護を提供します。表面実装パッケージは、PCBにはんだ付けされる2つの金属端子（アノードとカソード）を特徴としており、スルーホールやワイヤの必要性を排除します。
• 12. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: 5V電源にはどの抵抗が必要ですか？

A: 最悪ケースの最大VF 2.2Vと希望電流5mAを使用します：R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560オーム。標準560Ω抵抗を使用すると、実際の電流は約5mA（VF=2.2Vの場合）から約5.9mA（VF=1.7Vの場合）の範囲になります。470Ω抵抗も一般的で、わずかに高い輝度を提供し、最小VFでも電流が25mA以下に保たれることを保証します。

Q: マイクロコントローラのピンから直接駆動できますか？

A: 可能ですが、注意が必要です。典型的なMCUピンは20-25mAを供給/吸収できますが、これはLEDの絶対最大限界です。これでは余裕がなく、MCUとLEDの両方にストレスがかかります。MCUピンを使用してトランジスタ（例：MOSFET）を駆動し、それがLED電流を制御する方が常に良いです。

1. Q: なぜ視野角がそんなに広いのですか？A: ウォータークリアのドーム形状の封止材は、小さな半導体チップからの光を非常に広い領域に屈折させるレンズとして機能します。これは、多くの角度からLEDを見る必要があるインジケータアプリケーションに理想的です。
2. Q: ビンコードS2C-AL1M2VY/3Tは何を意味しますか？A: これはメーカーの内部製品コードです。パッケージタイプ（SMD）、チップ技術（AlGaInP）、色（オレンジ/イエロー）、輝度ビン、およびその他の製造バリアントなどの特定の属性をエンコードしている可能性があります。正確なデコードは独自のものですが、主要な性能パラメータはデータシートの表で完全に定義されています。
3. Q: LEDの寿命はどのくらいですか？A: このデータシートでは特定のL70/L50寿命（初期輝度の70%または50%に達するまでの時間）は提供されていませんが、AlGaInP LEDは、指定された電気的および熱的限界内で動作する場合、非常に長い動作寿命（しばしば数万時間）で知られています。主な寿命劣化メカニズムは、高温および高電流ストレス下での半導体材料およびパッケージの欠陥による光度の徐々の減少です。
4. Q: What does the bin code "S2C-AL1M2VY/3T" mean?A: This is the manufacturer's internal product code. It likely encodes specific attributes like package type (SMD), chip technology (AlGaInP), color (Orange/Yellow), brightness bin, and other manufacturing variants. The exact decoding is proprietary, but the key performance parameters are fully defined in the datasheet tables.
5. Q: How long will the LED last?A: While a specific L70/L50 lifetime (hours to 70% or 50% of initial brightness) is not provided in this datasheet, AlGaInP LEDs are known for very long operational lifetimes (often tens of thousands of hours) when operated within their specified electrical and thermal limits. The primary lifetime degradation mechanism is a gradual decrease in luminous output due to defects in the semiconductor material and packaging under high temperature and current stress.