SMD LED 17-215/S2C-CP2R1B/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

17-215/S2C-CP2R1B/3Tは、高密度・小型化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。AIGaInP半導体技術を採用し、鮮やかなオレンジ色の光を出力します。この部品は、コンパクトなフットプリント、軽量構造、現代の自動組立プロセスとの互換性が特徴です。

1.1 主な利点

このLEDの主な利点は、そのSMDパッケージに由来します。従来のリードフレームLEDと比較して大幅に小型化されたサイズにより、よりコンパクトなプリント基板（PCB）の設計が可能になります。これにより、部品実装密度の向上、部品および完成品の保管スペースの削減が実現し、最終的にはより小型のエンドユーザー機器の製作を可能にします。パッケージの軽量性は、重量が重要な要素となる携帯機器や小型電子機器に特に適しています。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、民生用および産業用電子機器における一般的な照明およびインジケータ用途をターゲットとしています。具体的な用途分野としては、計器パネル、スイッチ、シンボルのバックライト、電話機やファクシミリなどの通信機器におけるインジケータおよびバックライト機能、液晶ディスプレイ（LCD）用のフラットバックライト光源などが挙げられます。汎用設計により、幅広いその他のインジケータおよび低照度照明タスクにも適しています。

2. 技術仕様の詳細

このセクションでは、絶対最大定格および電気光学特性で定義されたデバイスの主要技術パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、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。これらは推奨動作条件ではありません。

• 逆電圧（V_R）：5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 連続順電流（I_F）：25 mA。連続的に印加できる最大DC電流です。
• ピーク順電流（I_FP）：60 mA。これは過渡サージに対処するため、パルス条件（1kHz、デューティサイクル1/10）でのみ許容されます。
• 電力損失（P_d）：60 mW。熱的制限を考慮し、順電圧×順電流として計算される、パッケージが放散できる最大電力です。
• 静電気放電（ESD）：人体モデル（HBM）定格2000V。これは中程度のESD耐性を示していますが、適切な取り扱い手順は依然として必須です。
• 温度範囲：動作温度-40°Cから+85°C、保管温度-40°Cから+90°Cであり、産業環境に適しています。
• はんだ付け温度：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、鉛フリー（Pbフリー）プロセスと互換性があります。

2.2 電気光学特性

標準試験条件（25°C、順電流（I_F）20 mA）で測定された、デバイスの性能を定義するパラメータです。

• 光度（I_v）：最小57.00 mcdから最大140.00 mcdの範囲です。代表値は指定されておらず、性能はビニングシステム（セクション3参照）によって管理されていることを示しています。
• 視野角（2θ_1/2）：代表的な広視野角130度で、バックライトやインジケータ用途に適した広い発光パターンを提供します。
• ピーク波長（λ_p）：代表値611 nmで、可視スペクトルのオレンジ領域に発光します。
• 主波長（λ_d）：603.50 nmから609.50 nmの範囲です。これは人間の目が知覚する波長であり、厳密に制御されています。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：代表値17 nmで、ピーク波長を中心とした比較的狭いスペクトル発光を示します。
• 順電圧（V_F）：20 mA時、1.75Vから2.35Vの範囲です。このパラメータもビニングされています。
• 逆電流（I_R）：5V逆バイアス印加時、最大10 μA。データシートは、デバイスが逆動作用に設計されていないことを明示しており、この試験は品質確認のみを目的としています。

3. ビニングシステムの説明

生産における一貫した性能を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。これにより、設計者はアプリケーションに必要な特定の基準を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビニング

光度は4つのビン（P2、Q1、Q2、R1）に分類され、最小値と最大値が定義されています。例えば、ビンR1には光度が112.00 mcdから140.00 mcdのLEDが含まれます。設計者はビンコードを指定することで、アプリケーションに必要な最低輝度レベルを保証できます。

3.2 主波長ビニング

知覚される色に関連する主波長は、2つの範囲にビニングされます：D9（603.50 - 606.50 nm）およびD10（606.50 - 609.50 nm）。この厳密な制御により、アレイやディスプレイ内の複数のLED間で色の一貫性が確保されます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は3つのコードにビニングされます：0（1.75 - 1.95V）、1（1.95 - 2.15V）、2（2.15 - 2.35V）。V_Fのビン情報は、特に複数のLEDを直列駆動する場合の電源設計において、均一な電流分配と輝度を確保するために重要となる可能性があります。

4. 性能曲線の分析

PDFは代表的な電気光学特性曲線を参照していますが、相対光度対順電流、順電圧対接合温度、スペクトル分布などの特定のグラフは抽出された内容には含まれていません。完全なデータシートでは、これらの曲線は非標準条件（例えば、異なる駆動電流や周囲温度）下でのデバイス動作を理解するために重要です。設計者はIV曲線を使用して必要な電流制限抵抗値を決定し、温度デレーティング曲線を使用して接合温度の上昇に伴う光度出力の低下を理解します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

デバイスは標準的なSMDパッケージを採用しています。主要寸法（特に記載のない限り、代表的な公差は±0.1mm）は、長さ約2.0mm、幅約1.25mm、高さ約0.8mmです。データシートには、パッドレイアウト、部品外形、極性マーキング（通常、パッケージ上のカソードマークで示される）を示した詳細な寸法図が含まれています。

5.2 極性識別と実装

正しい極性は動作に不可欠です。パッケージにはカソードを識別するための視覚的マーカーが含まれています。適切なはんだ接合の形成とリフロー中の機械的安定性を確保するために、推奨されるPCBランドパターン（パッド設計）が提供されています。信頼性の高い自動組立のためには、このパターンに従うことが極めて重要です。

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。

6.1 保管と湿気感受性

部品は乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。バッグは部品を使用する準備ができるまで開封しないでください。開封後、未使用のLEDは温度30°C以下、相対湿度60%以下で保管し、168時間（7日）以内に使用する必要があります。この時間を超過した場合、または乾燥剤インジケータが飽和を示した場合は、リフロー中のポップコーン現象による損傷を防ぐため、はんだ付け前に60±5°Cで24時間のベーキング（乾燥）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）リフロープロファイルが規定されています：

• 予熱：150-200°C、60-120秒。
• 液相線以上時間（217°C）：60-150秒。
• ピーク温度：最大260°C、10秒以内。
• 加熱速度：255°Cまで最大6°C/秒。
• 冷却速度：最大3°C/秒。

6.3 手はんだ付けとリワーク

手はんだ付けが必要な場合は、はんだごて先端温度を350°C以下に保ち、端子ごとに3秒以内で行ってください。低電力のはんだごて（<25W）の使用を推奨します。各端子のはんだ付けの間には、少なくとも2秒の冷却間隔を設ける必要があります。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、両端子を同時に加熱する専用のダブルヘッドはんだごてを使用し、事前にLED特性への影響を確認する必要があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープ＆リール梱包

LEDは、7インチ径のリールに巻かれた8mm幅のエンボスキャリアテープで供給されます。各リールには3000個が含まれます。自動実装機との互換性を確保するため、キャリアテープのポケットおよびリールの詳細寸法が提供されています。

7.2 ラベル説明

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

• P/N：メーカー品番（17-215/S2C-CP2R1B/3T）。
• CAT：光度ビンコード（例：P2、Q1、R1）。
• HUE：主波長ビンコード（例：D9、D10）。
• REF：順電圧ビンコード（例：0、1、2）。
• LOT No：品質追跡のための製造ロット番号。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 電流制限は必須

LEDは電流駆動デバイスです。外部の電流制限抵抗は絶対に必要です。順電圧は負の温度係数と製造公差を持ちます。直列抵抗なしで供給電圧がわずかに増加すると、順電流が大きく、破壊的なほど増加する可能性があります。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算されます：R = (V_電源- V_F) / I_F。ここで、I_Fは所望の駆動電流（≤25 mA DC）です。

8.2 熱管理

パッケージは小さいですが、電力損失（最大60 mW）により熱が発生します。最適な寿命と安定した光出力のために、PCBが十分な放熱を提供することを確認してください。換気のない密閉空間にLEDを配置しないでください。最大動作周囲温度は85°Cです。実際の接合温度はこれより高くなります。

8.3 用途制限

この製品は、一般的な商業および産業用途向けに設計されています。自動車安全システム（エアバッグ、ブレーキ）、軍事/航空宇宙システム、生命維持医療機器など、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用途に対しては、特に認定されていません。そのような用途では、適切な認定と信頼性データを持つ部品を調達する必要があります。

9. 技術比較と差別化

このLEDの主な差別化要因は、非常にコンパクトなSMDパッケージ（小型化を可能にする）、広い130度の視野角（面照明に適する）、およびGaAsPなどの旧来技術と比較して赤-オレンジ-琥珀色スペクトルで通常より高い効率と優れた色飽和度を提供するAIGaInP技術の使用を組み合わせている点です。RoHS、REACH、ハロゲンフリー規格への準拠により、厳しい環境規制を持つ世界市場に適しています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 5V電源でこのLEDを20mA駆動するには、どの抵抗が必要ですか？

A: 保守的な設計のために最大V_F2.35Vを使用すると：R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω。標準の130Ωまたは150Ωの抵抗が適しています。常に測定で実際の電流を確認してください。

Q: より明るいフラッシュのために、より高い電流でこのLEDをパルス駆動できますか？

A: はい、ただし絶対最大定格の範囲内でのみです。最大60 mAまでパルス駆動できますが、デューティサイクルは10%以下（例：1msオン、9msオフ）、周波数1 kHzである必要があります。平均電流は25 mAを超えてはなりません。

Q: 製品内の複数のLEDで色を一貫させるにはどうすればよいですか？

A: 発注時に厳密な主波長ビン（D9またはD10のいずれか、混合しない）を指定してください。最高の一貫性のためには、同じ製造ロット（LOT No.）から発注してください。

Q: バッグを開封してから1週間経ちました。まだLEDを使用できますか？

A: まず、乾燥剤インジケータを確認してください。色が変わっている場合、または開封から168時間が経過している場合は、湿気による損傷を防ぐため、はんだ付け前にLEDを60°Cで24時間ベーキングする必要があります。

11. 設計および使用事例

シナリオ：ネットワークルーターのステータスインジケータパネルの設計。パネルには、リンク活動と電源状態を示すために10個のオレンジLEDが必要です。PCB上のスペースは限られています。

設計選択：17-215 LEDは、その小さな2.0x1.25mmフットプリントにより選択され、10個すべてのLEDを狭い列に配置できます。広い130度の視野角により、様々な角度からインジケータが見えます。設計者は、明るい部屋での視認性を保証するために光度ビンR1を、一貫したオレンジ色調のために主波長ビンD10を指定します。各LEDと直列に150Ωの抵抗を配置し、3.3Vシステムレールに接続します。これにより、個々のLEDのV_Fビンに応じて、約18-20 mAの駆動電流が得られます。PCBレイアウトは推奨パッドパターンに従い、組立業者は指定された鉛フリーリフロープロファイルを使用します。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、基板上に成長させたアルミニウムインジウムガリウムリン（AIGaInP）半導体材料に基づいています。順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）としてエネルギーを放出します。結晶格子中のアルミニウム、インジウム、ガリウムの特定の比率が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）を定義します—この場合はオレンジ色（約611 nm）。ウォータークリア樹脂レンズは、拡散や着色された樹脂とは異なり、色を変えることなく半導体チップからの光取り出しを最大化するために使用されます。

13. 業界動向と発展

インジケータおよびバックライト用途向けのSMD LEDのトレンドは、より高い効率（mA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、温度および寿命にわたる改善された色の一貫性と安定性に向かって続いています。また、この製品がハロゲンフリーおよびPbフリー規格に準拠していることからも明らかなように、環境に優しい材料のより広範な採用に向けた強い動きがあります。さらに、回路設計を簡素化し、基板スペースを節約するために、LEDパッケージ内に内蔵電流制限抵抗やICドライバなどの機能を統合する傾向が高まっていますが、この特定のデバイスは依然として個別部品です。