SMD LED 19-219/R6C-AM1N2VY/3T データシート - サイズ 1.6x0.8x0.65mm - 電圧 1.7-2.2V - ブリリアントレッド - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-219は、高密度・小型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。AlGaInPチップ技術を利用してブリリアントな赤色光を出力します。その主な利点は、従来のリードフレームLEDと比較して、PCB占有面積、保管スペース、および機器全体のサイズを大幅に削減できるコンパクトなサイズにあります。本コンポーネントは軽量で、RoHS、REACH、ハロゲンフリー要件を含む、現代の製造および環境基準に準拠しています。

1.1 主要な特徴と利点

• 超小型パッケージ:小型フォームファクタ (1.6mm x 0.8mm) により、高い実装密度とエンド製品の小型化が可能です。
• 製造互換性:7インチリールに巻かれた8mm幅テープで供給され、自動実装機との完全な互換性があります。
• 堅牢なはんだ付け:赤外線および気相リフローはんだ付けプロセスに対応し、大量生産に適しています。
• 環境規制対応:本製品はPbフリー、RoHS準拠、REACH準拠であり、ハロゲンフリー仕様 (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm) を満たします。
• 単色タイプ:単一のブリリアントレッド色を発光します。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、狭い空間で小型で信頼性の高いインジケータランプやバックライトを必要とするアプリケーションに最適です。

• 計器パネルダッシュボードおよびスイッチのバックライト。
• 通信機器 (電話機、ファクシミリ) における状態表示およびキーパッドバックライト。
• LCDパネル、スイッチ、シンボルのフラットバックライト。
• 民生および産業用電子機器全般における汎用インジケータアプリケーション。

2. 技術仕様と客観的解釈

このセクションでは、絶対最大定格および標準的な電気光学特性の詳細な内訳を提供します。特に断りのない限り、すべてのデータは周囲温度 (Ta) 25°Cで測定されたものです。

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 逆電圧 (V_R):5 V。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。
• 連続順方向電流 (I_F):25 mA。連続的に印加できる直流電流です。
• ピーク順方向電流 (I_FP):60 mA (1/10デューティサイクル、1kHz時)。パルス動作専用です。
• 電力損失 (P_d):60 mW。熱として許容される最大電力損失です。
• 静電気放電 (ESD) 人体モデル (HBM):2000 V。中程度のESD感受性を示します。標準的なESD取り扱い注意が必要です。
• 動作温度 (T_opr):-40°C ～ +85°C。信頼性のある動作が可能な周囲温度範囲です。
• 保管温度 (T_stg):-40°C ～ +90°C。
• はんだ付け温度:リフロー: 最大260°C、10秒間。手はんだ: 端子あたり最大350°C、3秒間。

2.2 電気光学特性

I_F= 5mAで測定された代表的な性能パラメータ。

• 光度 (I_v):18 - 45 mcd (ミリカンデラ)。知覚される明るさの尺度です。広い範囲はビニング (セクション3参照) によって管理されます。
• 視野角 (2θ_1/2):130度 (代表値)。この広い視野角により、LEDを正面から見ない可能性のあるアプリケーションに適しています。
• ピーク波長 (λ_p):632 nm (代表値)。スペクトル出力が最も強くなる波長です。
• 主波長 (λ_d):617.5 - 633.5 nm。発光色の単一波長として知覚されるもので、これもビニングされます。
• スペクトル帯域幅 (Δλ):20 nm (代表値)。最大強度の半分における発光スペクトルの幅です。
• 順方向電圧 (V_F):1.7 - 2.2 V。5mAを導通時のLED両端の電圧降下です。設計の一貫性のためにこのパラメータはビニングされます。
• 逆電流 (I_R):V_R=5V時、最大10 μA。オフ状態でのリーク電流の尺度です。

公差に関する注意:光度は±11%、主波長は±1nm、順方向電圧はビニング値から±0.05Vの公差があります。

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はビンに仕分けられます。19-219では、3つの独立したビニングパラメータが使用されています。

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 (M1, M2, N1, N2) に仕分けられます。

• M1:18.0 - 22.5 mcd
• M2:22.5 - 28.5 mcd
• N1:28.5 - 36.0 mcd
• N2:36.0 - 45.0 mcd

3.2 主波長ビニング

LEDは、赤色の正確な色合いを制御するために4つのビン (E3, E4, E5, E6) に仕分けられます。

• E3:617.5 - 621.5 nm
• E4:621.5 - 625.5 nm
• E5:625.5 - 629.5 nm
• E6:629.5 - 633.5 nm

3.3 順方向電圧ビニング

LEDは、5つのビン (19, 20, 21, 22, 23) に仕分けられ、類似した電気的特性を持つデバイスをグループ化します。これにより、複数LED設計における電流マッチングが容易になります。

• 19:1.7 - 1.8 V
• 20:1.8 - 1.9 V
• 21:1.9 - 2.0 V
• 22:2.0 - 2.1 V
• 23:2.1 - 2.2 V

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのLEDの動作を示すいくつかの重要なグラフが提供されています。

4.1 相対光度 vs. 周囲温度

この曲線は、周囲温度が上昇すると光度が減少することを示しています。出力は-40°Cから約25°Cまでは比較的安定していますが、より高温ではより顕著な低下を示します。これは、非放射再結合の増加による典型的なLEDの挙動です。

4.2 順方向電流デレーティング曲線

このグラフは、周囲温度の関数としての最大許容順方向電流を定義します。過熱を防止し長期信頼性を確保するため、高い周囲温度 (約25°C以上) で動作する場合は順方向電流を減らす必要があります。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

この基本的な特性は、電流と電圧の指数関数的関係を示しています。この曲線は、電流制限回路 (通常は直列抵抗) を設計する上で不可欠です。導通が始まる曲線のひざは約1.6Vから1.7V付近です。

4.4 光度 vs. 順方向電流

このプロットは、光出力が順方向電流とともに増加することを示していますが、特に高電流では完全に線形ではありません。設計者が、明るさと効率、デバイスストレスのバランスをとる動作点を選択するのに役立ちます。

4.5 スペクトル分布

スペクトル出力グラフは、約632 nm (代表値) を中心とする単一のピークを示し、代表的な半値全幅 (FWHM) 20 nmの単色ブリリアントレッド発光を確認できます。

4.6 放射パターン

極座標図は130度の視野角を示し、ほぼランバート (余弦分布) である光強度の角度分布を示しています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは非常にコンパクトな占有面積を持ち、以下の主要寸法 (mm単位、特に記載のない限り公差±0.1mm) です:

• 長さ: 1.60
• 幅: 0.80
• 高さ: 0.65 ±0.1
• ランドパッド (カソード) 寸法: 0.70 x 0.20 ±0.05

5.2 極性識別とパッド設計

カソード (負端子) はパッケージ上面に明確にマーキングされています。信頼性の高いはんだ接合とリフロー時の適切な位置合わせを確保するために、推奨されるはんだパッドレイアウトが提供されています。データシートには、パッド寸法は参考用であり、特定のPCB設計要件に基づいて変更できることが記載されています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは、SMDコンポーネントの信頼性にとって重要です。

6.1 リフローはんだ付けプロファイル (Pbフリー)

以下の特定の温度プロファイルが推奨されます:

• 予熱:150-200°C、60-120秒間。
• 液相線以上時間 (TAL):217°C以上、60-150秒間。
• ピーク温度:最大260°C、最大10秒間保持。
• 加熱/冷却速度:加熱最大6°C/秒、冷却最大3°C/秒。

重要な注意:同じLED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

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意が必要です:

• 先端温度が350°C未満のはんだごてを使用してください。
• 端子あたりのはんだ付け時間は3秒以内に制限してください。
• 容量25W以下のごてを使用してください。
• 各端子のはんだ付けの間隔は少なくとも2秒空け、熱衝撃を防止してください。

6.3 保管および湿気感受性

LEDは乾燥剤とともに防湿バッグに梱包されています。

• 開封前:温度≤30°C、相対湿度 (RH) ≤90%で保管してください。
• 開封後 (フロアライフ):温度≤30°C、相対湿度≤60%の条件下で1年間。未使用のLEDは防湿パッケージに再密封してください。
• ベーキング:乾燥剤インジケータが変色した場合、または保管時間を超えた場合は、リフロー工程での使用前に、LEDを60±5°Cで24時間ベーキングしてください。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

コンポーネントは、標準的な7インチ (178mm) 直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個が含まれています。

7.2 ラベル説明

リールラベルには、そのリール上のLEDの特定のビニング特性を識別するいくつかの主要なコードが含まれています:

• CAT:光度ランク (例: M1, N2)。
• HUE:色度/主波長ランク (例: E4, E5)。
• REF:順方向電圧ランク (例: 20, 21)。
• その他の情報には、顧客部品番号 (CPN)、メーカー部品番号 (P/N)、数量 (QTY)、ロット番号 (LOT No) が含まれます。

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

データシートは、外部の電流制限抵抗を必ず使用することを明確に警告しています。LEDは急峻な指数関数的I-V特性を示します。電圧のわずかな増加が、大きく、破壊的となる可能性のある電流の増加を引き起こす可能性があります。抵抗値 (R) はオームの法則を使用して計算できます: R = (V_supply- V_F) / I_F。ここで、V_Fはビンまたは代表特性からの順方向電圧、I_Fは所望の動作電流 (≤25mA DC) です。

8.2 熱管理

低電力デバイスですが、長寿命のためには熱に関する考慮事項が依然として重要です。高温の周囲温度では順方向電流デレーティング曲線に従ってください。必要に応じて、PCBパッド設計が十分な熱放散を提供することを確認してください。ただし、推奨パッドは主に電気的および機械的接続のためのものです。

8.3 ESD保護

ESD定格が2000V (HBM) であるため、潜在的な損傷を防ぐために、取り扱いおよび組立中は標準的なESD予防措置に従う必要があります。

9. 技術比較と差別化

19-219 LEDの主な差別化要因は、非常に小さな1.6mm x 0.8mmの占有面積と比較的広い130度の視野角、そして包括的な3パラメータビニングシステム (光度、波長、電圧) の組み合わせです。これにより、設計者は、視覚的な均一性が重要な、複数LEDバックライトアレイやインジケータパネルなどの空間制約のあるアプリケーションで、一貫した光学性能を達成できます。より大きなSMD LEDやスルーホールLEDと比較して、優れた密度を提供します。他の小型LEDと比較して、詳細なビニングにより最終製品の外観をより細かく制御できます。

10. よくある質問 (FAQ)

10.1 5V電源で使用する場合の抵抗値は？

代表的な最大V_F2.2Vと、安全マージンを見込んだ目標I_F20mAを使用すると: R = (5V - 2.2V) / 0.020A = 140オーム。最も近い標準値の150オームを使用すると、I_F≈ 18.7mAとなり、安全で良好な明るさが得られます。常に、特定のビンからの実際のV_Fで確認してください。

10.2 定電流源を使用して抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

はい、所望の電流 (例: 20mA) に設定された定電流ドライバは、直列抵抗の優れた代替手段であり、温度および電圧変動にわたってより安定した性能を提供します。

10.3 なぜ光度の範囲はこれほど広いのですか (18-45 mcd)？

これは製造プロセスにおける自然なばらつきです。ビニングシステム (M1, M2, N1, N2) は、LEDをはるかに狭いグループに仕分けます。アプリケーションで一貫した明るさを得るには、同じ光度ビンのLEDを指定して使用してください。

10.4 品番 19-219/R6C-AM1N2VY/3T はどのように解釈しますか？

品番はメーカー固有のコードです。重要な選択情報は、リールラベル上の別個のビンコード (CAT, HUE, REF) に含まれており、これらがデバイスの実際の光度、主波長、順方向電圧を定義します。

11. 設計および使用事例

シナリオ: 20個の均一な明るさの赤色LEDを使用したコンパクトな状態表示パネルの設計。

1. 仕様:適切な明るさのためにN1光度ビン (28.5-36.0 mcd) を選択します。一貫した赤色調のためにE4波長ビン (621.5-625.5 nm) を選択します。個別の直列抵抗を使用する場合、順方向電圧ビンは均一性にとってそれほど重要ではありませんが、同じビン (例: 20) を選択すると抵抗値の計算が簡素化されます。
2. 回路図:各LEDは共通の電圧レール (例: 3.3V) から並列に接続され、それぞれに独自の電流制限抵抗が付いています。抵抗値は、選択した電圧ビンの公称V_Fに基づいて計算されます。
3. PCBレイアウト:推奨または修正されたはんだパッドレイアウトを使用してください。PCBシルクスクリーン上のカソードマーキングがLEDの極性と一致することを確認してください。パネル効果のためにLEDを密接にグループ化します。
4. 組立:リフローはんだ付けプロファイルを正確に守ってください。リフローサイクルは2回を超えないでください。すぐに使用しない場合は、開封したリールを適切に保管してください。
5. 結果:19-219 LEDの小さなサイズと精密なビニングにより、色と明るさが一貫した高密度インジケータパネルが実現します。

12. 技術原理の紹介

19-219 LEDは、AlGaInP (アルミニウムガリウムインジウムリン) 半導体材料に基づいています。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、そこで再結合します。AlGaInP LEDでは、この再結合により、可視スペクトルの赤色から琥珀色の部分で光子 (光) の形でエネルギーが放出されます。AlGaInP層の特定の組成がピーク波長を決定し、この場合は約632 nmのブリリアントレッド発光に調整されています。エポキシ樹脂封止材は水色透明で、光取り出しを最大化し、半導体チップを保護する役割も果たします。

13. 業界動向と発展

19-219のような小型SMD LEDの市場は、ますます小型化・薄型化する電子機器への傾向によって引き続き牽引されています。このようなコンポーネントに影響を与える広範なLED業界における主要な発展には以下が含まれます:

• 効率向上:継続的な材料およびプロセスの改善により、より高い発光効率 (電気ワットあたりのより多くの光出力) が実現し、エンド製品での動作電流の低減と消費電力の削減が可能になります。
• 色の一貫性の向上:高度なビニングおよびウェハーレベルテストにより、色度と強度のより厳密な制御が可能になり、均一性が最も重要であるディスプレイバックライトなどのアプリケーションにとって重要です。
• 信頼性と寿命の向上:パッケージ材料とチップ設計の改良により、動作寿命が延長され、熱および環境ストレスに対する堅牢性が向上し続けています。
• 個別LEDは依然として不可欠ですが、より複雑な照明ソリューションのための統合LEDモジュールや導光板への並行した傾向があります。ただし、個別コンポーネントはカスタムレイアウトに最大の設計柔軟性を提供します。19-219は、これらの継続的な業界の進歩、特に材料科学と製造精度の進歩の恩恵を受ける、成熟した、よく特性評価されたコンポーネントを代表しています。

The 19-219 represents a mature, well-characterized component that benefits from these ongoing industry advancements in materials science and manufacturing precision.