SMD LED 17-215/S2C-AQ1R2B/3T データシート - ブリリアントオレンジ - 2.0x1.25x0.8mm - 最大2.35V - 60mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、17-215/S2C-AQ1R2B/3T 表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の完全な技術仕様を提供します。この部品は単色タイプで、ブリリアントオレンジ光を発し、AlGaInP半導体材料をウォータークリア樹脂で封止した構造です。その主な設計上の利点はコンパクトなフォームファクターにあり、プリント基板（PCB）サイズの大幅な削減、部品実装密度の向上、必要な保管スペースの最小化を可能にし、最終的にはより小型の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さらに、小型化やスペース制約のあるアプリケーションにおける理想的な選択肢となります。

1.1 主な特長と適合規格

本LEDは、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープ上で供給され、標準的な自動実装機との互換性を確保しています。赤外線および気相リフローはんだ付けプロセスの両方での使用を想定して設計されており、現代の製造ラインへの統合を容易にします。本製品は鉛フリー部品として製造され、有害物質使用制限（RoHS）指令に準拠しています。また、EU REACH規則にも適合し、ハロゲンフリー要件を満たしており、臭素（Br）および塩素（Cl）含有量はそれぞれ900 ppm未満、その合計は1500 ppm未満です。

1.2 対象アプリケーション

本LEDは、様々なインジケータおよびバックライト機能に適しています。一般的な適用分野には、自動車のダッシュボードやスイッチのバックライト、電話機やファクシミリなどの通信機器における状態表示やキーパッドのバックライト、液晶ディスプレイ（LCD）用のフラットバックライトユニット、およびブリリアントオレンジの信号が必要とされる汎用インジケータ用途が含まれます。

2. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、これを超えるとデバイスに永久的な損傷が生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されており、いかなる動作条件下でも超えてはなりません。最大逆電圧（VR）は5Vです。最大連続順電流（IF）は25 mAです。パルス動作では、デューティサイクル1/10、1 kHzの条件下で、ピーク順電流（IFP）60 mA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）に耐えます。動作温度範囲（Topr）は-40°Cから+85°C、保管温度範囲（Tstg）はやや広く-40°Cから+90°Cです。はんだ付けに関しては、ピーク温度260°Cで最大10秒までのリフロープロファイル、またはアイロン先端温度350°Cで端子ごとに最大3秒まで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

電気光学特性は中核的な性能パラメータであり、Ta=25°C、標準試験電流IF=20 mAで測定されます。光度（Iv）には典型的な範囲があり、具体的な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。光度が軸上値の半分となる視野角（2θ1/2）は典型的に130度であり、広い発光パターンを提供します。光出力はそのスペクトル特性によって特徴付けられます：ピーク波長（λp）は典型的に611 nm、主波長（λd）はビンに応じて600.5 nmから612.5 nmの範囲です。スペクトル半値幅（Δλ）は典型的に17 nmです。電気的特性は順電圧（VF）によって定義され、その範囲は1.75Vから2.35Vです。逆電流（IR）は、逆電圧5Vを印加した場合に10 μA以下であることが保証されており、本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていないことに注意してください。

2.3 熱に関する考慮事項

別のセクションで明示的に詳細が記述されていませんが、熱管理は仕様に暗黙的に含まれています。最大許容損失60 mWおよび動作温度範囲上限+85°Cが熱動作ウィンドウを定義します。設計者は、接合温度がその最大限界を超えないことを保証しなければなりません。これはPCBレイアウト、銅面積、周囲条件の影響を受けます。PCBパッドを通じた適切な放熱は、長期信頼性を維持し、光出力の劣化を防ぐために不可欠です。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、3つの主要パラメータに基づいてビンに分類され、製造ロット内の一貫性を確保し、設計者が特定の許容差要件に合致する部品を選択できるようにします。

3.1 光度ビニング

光度は4つのビンコード（Q1、Q2、R1、R2）に分類されます。Q1ビンは72.00 mcdから90.00 mcdの光度をカバーします。Q2は90.00 mcdから112.00 mcdの範囲です。R1は112.00 mcdから140.00 mcdに及びます。最高出力のR2ビンには、140.00 mcdから180.00 mcdのLEDが含まれます。各ビン内では±11%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

知覚される色に関連する主波長は、4つのコード（D8、D9、D10、D11）にビニングされます。D8は600.50 nmから603.50 nmをカバーします。D9は603.50 nmから606.50 nmをカバーします。D10は606.50 nmから609.50 nmをカバーします。D11は609.50 nmから612.50 nmをカバーします。各ビン内では±1 nmの厳しい許容差が維持されます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は、電流制御設計を支援するために3つのビンに分類されます。ビン0は1.75Vから1.95Vをカバーします。ビン1は1.95Vから2.15Vをカバーします。ビン2は2.15Vから2.35Vをカバーします。各ビンには±0.1Vの許容差が規定されています。

4. 性能曲線分析

本データシートは典型的な電気光学特性曲線を参照しています。具体的なグラフは本文に記載されていませんが、このようなLEDの標準的な曲線には通常、順電流（IF）と順電圧（VF）の関係（ダイオードの指数関数的なIV特性を示す）、順電流に対する相対光度の関数としての関係（定格最大値まで電流の増加に伴う光出力の増加を示す）、周囲温度に対する光度の変化（通常、温度上昇に伴う出力低下を示す）、波長に対する相対放射パワーの関数としてのスペクトル分布グラフ（611 nmピークを中心とし、17 nmの帯域幅が明確に視認できる）が含まれます。これらの曲線は、設計者が非標準試験条件下での性能を予測するために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なSMDパッケージに収められています。主要寸法（ミリメートル単位）は以下の通りであり、特に指定のない限り一般的な公差は±0.1mmです：全体のパッケージ長さは2.0 mm、幅は1.25 mm、高さは0.8 mmです。カソード識別子は通常、パッケージ上の切り欠きまたは緑色のマーキングです。詳細図面には、適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するためのパッド間隔（例：パッド中心間1.5 mm）およびランドパターンの推奨事項が含まれます。

5.2 極性識別

正しい極性は動作にとって極めて重要です。本パッケージには、カソード端子を識別するための面取りされた角や色付きの点などの視覚的マーカーが組み込まれています。設計者は、このマーカーをPCBレイアウト上の対応するカソードパッドと一致させ、逆接続を防止しなければなりません。逆接続は、最大逆電圧を超えた場合、即時故障または性能劣化を引き起こす可能性があります。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリーリフローはんだ付けでは、特定の温度プロファイルに従わなければなりません。予熱ゾーンでは、周囲温度から150°C～200°Cまでを60～120秒かけて上昇させる必要があります。重要なリフローゾーンでは、温度が217°C（典型的な鉛フリーはんだの融点）以上を60～150秒間維持し、ピーク温度が260°Cを10秒以上超えないようにする必要があります。ピークまでの最大上昇速度は毎秒6°Cとし、255°C以上の時間は最大30秒に制限する必要があります。冷却速度は毎秒3°Cを超えてはなりません。同一部品に対してリフローはんだ付けは2回までとします。

6.2 手はんだ付け手順

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意が必要です。はんだごて先端温度は350°C以下でなければなりません。各端子への接触時間は3秒以下に制限する必要があります。はんだごての電力は25W以下とします。2つの端子をはんだ付けする間には、少なくとも2秒の間隔を空け、過度の熱の蓄積を防ぐ必要があります。修理作業では、両端子を同時に加熱して機械的ストレスを避けるために、両頭はんだごての使用を強く推奨します。

6.3 保管および湿気感受性

本コンポーネントは湿気に敏感です。防湿バッグは、部品を使用する準備ができるまで開封してはなりません。開封後、未使用のLEDは30°C以下、相対湿度（RH）60%以下の環境で保管する必要があります。バッグ開封後のフロアライフは168時間（7日間）です。この時間を超過した場合、または湿気指示薬（シリカゲル）が変色した場合は、使用前に60°C ±5°Cで24時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止する必要があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 リールおよびテープ仕様

LEDは、幅8 mmのエンボスキャリアテープに梱包されています。テープは標準的な直径7インチ（178 mm）のリールに巻かれています。各リールには3000個が含まれます。リールの詳細寸法（ハブ直径、フランジ幅など）、およびキャリアテープのポケットとカバーテープの正確な寸法が提供されます。

7.2 ラベル説明

リールラベルには、トレーサビリティと識別のための重要な情報が含まれています：CPN（顧客品番）、P/N（メーカー品番、例：17-215/S2C-AQ1R2B/3T）、QTY（梱包数量）、CAT（光度ランク/ビン）、HUE（色度座標および主波長ランク/ビン）、REF（順電圧ランク/ビン）、LOT No（製造ロット番号、トレーサビリティ用）。

7.3 防湿梱包

リールは、乾燥剤パケットおよび湿度指示カードと共にアルミラミネート防湿バッグ内に密封されています。この梱包により、出荷および保管中、使用時点まで部品が乾燥した状態に保たれます。

8. アプリケーション設計推奨事項

8.1 電流制限および保護

安全な動作のためには、外部の電流制限抵抗が必須です。LEDの順電圧は負の温度係数と製造公差を持っています。供給電圧のわずかな増加、またはVFの減少は、順電流の大きく、破壊的な可能性のある増加を引き起こす可能性があります。抵抗値は、供給電圧（Vs）、所望の電流における最大順電圧（ビンからのVF_max）、および目標順電流（IF、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。計算式は R = (Vs - VF) / IF です。最小VFを使用して計算することで、最悪条件下でも電流が限界を超えないことを保証します。

8.2 PCBレイアウトに関する考慮事項

PCBランドパターンは、推奨フットプリントと一致させ、適切なはんだフィレット形成と機械的強度を確保する必要があります。熱パッド（存在する場合）またはアノード/カソードトレースに接続された十分な銅面積は、放熱に役立ちます。LEDを他の大きな熱源の近くに配置しないでください。PCBシルクスクリーン上の極性マーキングが、パッケージのマーキングと明確に一致することを確認してください。

8.3 適用制限

この標準的な民生用グレードのLEDは、故障が重大な傷害や損失につながる可能性のある高信頼性アプリケーション向けに特別に設計または認定されていません。これには、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（エアバッグ、ブレーキなど）、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。このようなアプリケーションでは、適切な自動車用または医療用認定を持つ部品を調達する必要があります。本資料の仕様は、デバイスが規定された絶対最大定格および推奨動作条件内で使用される場合にのみ性能を保証します。

9. 技術比較および差別化

従来のリード型LEDと比較して、このSMDタイプは大きな利点を提供します：はるかに小さな占有面積による高密度レイアウトの実現、自動実装への適合による人件費削減、はんだ接合を介したPCBへの優れた熱結合などです。SMDオレンジLEDセグメント内では、この特定の部品はAlGaInP技術の使用によって差別化されています。この技術は、オレンジ/赤色において、GaAsPなどの古い技術と比較して、通常、より高い効率と優れた色純度を提供します。130度の広い視野角は、焦点を絞った照明に使用される狭角LEDとは対照的に、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。ハロゲンフリーおよびRoHS基準への準拠は、現代の環境規制に適合しています。

10. よくある質問（FAQ）

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、発光出力が最大となる波長です。主波長（λd）は、LEDの出力の知覚される色に一致する単色光の単一波長です。対称スペクトルを持つLEDでは、これらはしばしば近い値になりますが、色に基づくアプリケーションではλdの方がより関連性があります。

Q: 典型的なVFと等しい定電圧源を使用する場合、電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A: いいえ。これは極めて危険であり、LEDを破壊する可能性が高いです。VFには公差があり、温度によって変化します。いわゆる定電圧源は、能動的に電流を制限する出力インピーダンスを持たなければならず、これは直列抵抗が実質的に行っていることです。

Q: なぜ保管温度範囲は動作範囲よりも広いのですか？

A: 動作範囲は、故障メカニズムを加速させる可能性のある能動的な電気的・熱的ストレスを考慮しています。保管範囲は、材料の安定性と湿気の侵入が主な懸念事項である受動的な状態の部品のためのものであり、わずかに広い温度ウィンドウが許容されます。

Q: バッグを開封して7日間のフロアライフを超えた場合はどうなりますか？

A: コンポーネントは空気中の湿気を吸収します。リフローはんだ付け中に、この湿気が急速に気化し、内部の剥離やクラック（ポップコーン現象）を引き起こし、即時または潜在的な故障につながる可能性があります。この湿気を除去するには、規定通りにベーキングが必要です。

11. 実践的な設計および使用事例

事例：均一な輝度を持つ状態表示パネルの設計設計者は、制御パネル上に20個のオレンジインジケータを必要としています。視覚的な均一性を確保するために、同じ光度ビン（例：すべてR1）および同じ主波長ビン（例：すべてD10）のLEDを指定する必要があります。5V電源を使用する計画です。ビン2から最悪ケースのVF_max 2.35Vを選択し、目標電流20 mAとすると、直列抵抗値は R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 オームとなります。最も近い標準値は130オームです。抵抗で消費される電力は (5V-2.35V)*0.02A = 0.053W であるため、標準的な1/8W（0.125W）抵抗で十分です。PCBレイアウトでは推奨ランドパターンを使用し、すべてのLEDは基板上に配置され、一貫した熱履歴を確保するために単一のリフローパスではんだ付けされるべきです。

12. 動作原理の紹介

本LEDにおける発光は、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p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいています。接合の内蔵電位を超える順電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が活性領域に注入されます。そこで、電子と正孔が再結合し、エネルギーを放出します。AlGaInPのような直接遷移型半導体では、このエネルギーの大部分が光子（光）として放出されます。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、それが直接、発光の波長（色）を決定します。ブリリアントオレンジの場合、バンドギャップは約611 nmの波長を持つ光子に対応します。ウォータークリアエポキシ樹脂封止材は、半導体チップを保護し、機械的支持を提供し、光出力ビームを形成します。

13. 技術動向と発展

SMD LEDの一般的なトレンドは、より高い発光効率（電気ワット当たりのより多くの光出力）、より厳しいビニングによる色の一貫性の向上、より高い温度および電流条件下での信頼性の向上に向かっています。パッケージングは、より良い熱管理のために進化を続けており、より小さな占有面積でより高い駆動電流を可能にしています。また、単一のパッケージプラットフォーム内でのより広範なスペクトルオプションへの動きもあります。さらに、オンボード制御電子機器（定電流ドライバ、PWMコントローラなど）とのLEDパッケージへの統合は成長傾向にあり、エンドユーザーの回路設計を簡素化します。ハロゲンフリー材料や有害物質のさらなる削減などの環境適合は、業界全体における主要な開発の原動力であり続けています。