SMD LED 17-215/G6C-FN2P2B/3T データシート - ブリリアントイエローグリーン - 2.0x1.25x0.8mm - 最大2.35V - 60mW - 技術文書

1. 製品概要

17-215/G6C-FN2P2B/3Tは、高密度電子実装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、AIGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）半導体チップを利用して、ブリリアントイエローグリーンの光出力を生成します。その主な利点は、ミニチュアフットプリントにあり、プリント回路基板（PCB）のサイズを大幅に削減し、部品実装密度を向上させ、最終的に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。デバイスは、業界標準の8mmテープに巻かれた7インチ径のリールで供給され、自動ピックアンドプレース実装装置と完全に互換性があり、大量生産プロセスを効率化します。

このLEDは単色タイプに分類され、鉛フリー（Pbフリー）材料を使用して構築されています。欧州連合の有害物質使用制限（RoHS）指令、化学物質の登録、評価、認可および制限（REACH）規則、およびハロゲンフリー基準（臭素<900 ppm、塩素<900 ppm、それらの合計<1500 ppm）を含む主要な国際的な環境および安全規制に準拠しています。この準拠により、厳格な材料要件を持つ幅広いグローバル市場およびアプリケーションへの適合性が保証されます。

2. 詳細技術パラメータ分析

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発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの値は通常動作を意図したものではありません。17-215 LEDの場合、最大連続順方向電流（I_F）は25 mAと定格されています。1 kHzでデューティサイクル1/10のパルス条件下では、ピーク順方向電流（I_FP）は60 mAに達することができます。最大許容逆電圧（V_R）は5 Vです。デバイスは逆バイアス動作用に設計されておらず、この定格は主に逆電流（I_R）試験条件に適用されることに注意することが重要です。総消費電力（P_d）は、順方向電圧と順方向電流の積として計算され、60 mWを超えてはなりません。デバイスは、人体モデル（HBM）に従って2000 Vの静電気放電（ESD）に耐えることができます。動作温度範囲（T_opr）は-40°Cから+85°Cであり、保管温度（T_stg）はわずかに+90°Cまで拡張されます。

2.2 電気光学特性

電気光学性能は、周囲温度（T_a）25°C、順方向電流20 mAの標準試験条件で規定されています。光度（I_v）の典型的な範囲は36.00 mcdから72.00 mcdで、指定された許容差は±11%です。光の空間分布は、広い視野角（2θ_1/2）130度によって特徴付けられ、広い照明を提供します。スペクトル特性は、ピーク波長（λ_p）575 nmおよび主波長（λ_d）範囲570.00 nmから574.50 nm（±1nm許容差）によって定義されます。スペクトル帯域幅（Δλ）は約20 nmです。順方向電圧（V_F）は、20 mAで典型的に1.75 Vから2.35 Vの範囲であり、許容差は±0.1 Vです。逆電流（I_R）は、逆電圧5 Vが印加されたときに10 μA以下であることが保証されています。

3. ビニングシステムの説明

PDFは5ページに典型的な電気光学特性曲線の存在を示していますが、具体的なグラフはテキスト内容には提供されていません。通常、このようなデータシートには、順方向電流と光度の関係、順方向電圧対順方向電流、および周囲温度の関数としての相対光度を示す曲線が含まれます。これらの曲線は、設計者が非標準条件下でのデバイスの動作を理解するために不可欠です。例えば、光度は通常、周囲温度が上昇すると減少します。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。設計者は、特定の動作環境に適切に性能をデレーティングし、意図した温度範囲全体で安定した電流駆動を確保するために、グラフィカルデータを参照する必要があります。

3.1 光度ビニング

光度は、I_F= 20 mAで測定された3つの主要なビンに分類されます：

• ビン N2:36.00 mcd（最小）から45.00 mcd（最大）
• ビン P1:45.00 mcd（最小）から57.00 mcd（最大）
• ビン P2:57.00 mcd（最小）から72.00 mcd（最大）

ビン内の光度の許容差は±11%です。

3.2 主波長ビニング

知覚される色と密接に関連する主波長は、3つのビンに分けられます：

• ビン CC2:570.00 nm（最小）から571.50 nm（最大）
• ビン CC3:571.50 nm（最小）から573.00 nm（最大）
• ビン CC4:573.00 nm（最大）から574.50 nm（最大）

主波長の許容差は±1 nmです。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、回路設計、特に電流制限抵抗の計算および電源設計を支援するために、3つのビンに分類されます：

• ビン 0:1.75 V（最小）から1.95 V（最大）
• ビン 1:1.95 V（最小）から2.15 V（最大）
• ビン 2:2.15 V（最小）から2.35 V（最大）

順方向電圧の許容差は±0.1 Vです。

4. 性能曲線分析

While the PDF indicates the presence of typical electro-optical characteristic curves on page 5, the specific graphs are not provided in the text content. Typically, such datasheets include curves illustrating the relationship between forward current and luminous intensity, forward voltage versus forward current, and the relative luminous intensity as a function of ambient temperature. These curves are essential for designers to understand the device's behavior under non-standard conditions. For instance, the luminous intensity typically decreases as the ambient temperature rises. The forward voltage also has a negative temperature coefficient, meaning it decreases slightly with increasing temperature. Designers should consult the graphical data to derate performance appropriately for their specific operating environment and to ensure stable current drive across the intended temperature range.

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

17-215 SMD LEDはコンパクトなパッケージを特徴としています。主要な寸法（ミリメートル単位）は以下の通りで、特に指定がない限り一般的な許容差は±0.1 mm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。デバイスには電気接続用の2つのアノード/カソード端子が含まれています。パッド間隔、端子サイズ、レンズ形状を含む詳細な寸法図がデータシートに提供されており、最適なはんだ付けと機械的安定性のためのPCBランドパターン設計をガイドします。

5.2 極性識別

正しい極性はLED動作にとって極めて重要です。データシートのパッケージ図面は、アノードおよびカソード端子を明確に示しています。通常、1つの端子はマークされているか、異なる形状（例：切り欠きまたは面取りされた角）を持ち、手動組立または検査中の視覚的識別を容易にします。設計者は、誤った配置を防ぐために、PCBフットプリントがこの極性を反映していることを確認する必要があります。

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

このLEDは、赤外線および気相リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。鉛フリーはんだ付けの場合、特定の温度プロファイルに従う必要があります：

• 予熱:60-120秒かけて周囲温度から150-200°Cまで上昇させます。
• ソーク/リフロー:217°C（液相温度）以上を60-150秒間維持します。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を超えてはなりません。

LEDパッケージおよび内部ワイヤーボンドへの熱ストレス損傷を防ぐために、リフローはんだ付けは2回までに制限することが強く推奨されます。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが避けられない場合は、細心の注意を払う必要があります。はんだごて先端温度は350°C以下にし、各端子との接触時間は3秒を超えてはなりません。はんだごての電力は25W以下であるべきです。各端子のはんだ付けの間には、最低2秒の間隔を空ける必要があります。修理には熱ストレスを最小限に抑えるために両頭はんだごての使用が提案されますが、初期はんだ付け後の修理は一般的に推奨されません。

6.3 保管および湿気感受性

LEDは乾燥剤付きの防湿バリアバッグに梱包されています。部品を使用する準備ができるまでバッグを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。
• この期間内に使用しない場合、残りのLEDは乾燥剤とともに再梱包する必要があります。
• 乾燥剤インジケータが変色した場合、または暴露時間を超えた場合は、使用前に60°C ±5°Cで24時間のベーキング処理が必要です。

7. 梱包および発注情報

7.1 リールおよびテープ仕様

製品は、幅8 mmの標準的なアモパックスタイルのキャリアテープに巻かれ、7インチ（178 mm）径のリールに供給されます。各リールには3000個が含まれています。リール、キャリアテープポケット、およびカバーテープの詳細な寸法が提供されており、自動フィーダーとの互換性を確保します。

7.2 ラベル説明

梱包ラベルには、トレーサビリティおよび仕様のためのいくつかの主要なコードが含まれています：

• CPN:顧客製品番号（購入者によって割り当てられます）。
• P/N:メーカー製品番号（17-215/G6C-FN2P2B/3T）。
• QTY:梱包数量（例：3000）。
• CAT:光度ランク（例：N2, P1, P2）。
• HUE:色度座標および主波長ランク（例：CC2, CC3, CC4）。
• REF:順方向電圧ランク（例：0, 1, 2）。
• LOT No:トレーサビリティのための製造ロット番号。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

ブリリアントイエローグリーンの色とコンパクトサイズにより、このLEDはさまざま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：

• 自動車内装:ダッシュボード計器、スイッチ、および制御パネルのバックライト。
• 通信機器:電話機、ファクシミリ、およびその他の通信デバイスにおけるステータスインジケータおよびキーパッドバックライト。
• 民生電子機器:小型LCDディスプレイのフラットバックライト、スイッチ照明、およびシンボリックインジケータ。
• 汎用表示:幅広い電子機器における電源状態、モード選択、およびアラートインジケータ。

8.2 重要な設計上の考慮事項

電流制限は必須:LEDは電流駆動デバイスです。LEDと直列に外部の電流制限抵抗を常に使用する必要があります。値は、供給電圧（V_supply）、LEDの順方向電圧（V_F、そのビンから）、および所望の順方向電流（I_F、通常20 mA以下）に基づいて計算されます。式は次の通りです：R = (V_supply- V_F) / I_F。この抵抗がない場合、供給電圧のわずかな増加でも、破壊的な大きな電流増加を引き起こす可能性があります。

熱管理:消費電力は低いですが、LEDパッド周囲に十分なPCB銅面積を確保することで、特に高温環境下または最大連続電流で駆動する場合に放熱を助けます。これは、光出力と寿命を維持するのに役立ちます。

アプリケーション制限:この標準的な商業グレードのLEDは、故障が安全リスク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、自動車の安全クリティカルシステム（例：ブレーキライト、エアバッグインジケータ）、および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。そのようなアプリケーションでは、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. 技術比較および差別化

17-215 LEDの主な差別化要因は、ブリリアントイエローグリーンの色を生み出す特定のAIGaInPチップ材料の組み合わせ、非常にコンパクトな2012（2.0x1.25mm）フットプリント、および現代の環境基準（鉛フリー、ハロゲンフリー、RoHS、REACH）への準拠です。古いスルーホールまたはより大きなSMD LEDと比較して、大幅な小型化を可能にします。他のイエローグリーンLEDと比較して、AIGaInP技術は、同様の色に使用される他の半導体材料と比べて、通常、より高い発光効率と温度および電流変動に対するより良い色安定性を提供します。広い130度の視野角も、焦点を絞ったビームではなく、広く均一な照明を必要とするアプリケーションの重要な特徴です。

10. よくある質問 (FAQ)

Q1: ピーク波長（λp）と主波長（λd）の違いは何ですか？

A1: ピーク波長は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長は、LEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。比較的狭いスペクトルを持つLEDの場合、これらはしばしば近い値になりますが、アプリケーションにおける色仕様にはλdがより関連性があります。

Q2: LEDの順方向電圧に設定された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？

A2: いいえ、これは推奨されず、LEDを損傷する可能性が高いです。順方向電圧には許容差と負の温度係数があります。供給電圧のわずかな変動またはLED温度の上昇により、電流が大幅かつ制御不能に増加し、過熱および故障を引き起こす可能性があります。常に直列抵抗または専用の定電流ドライバを使用してください。

Q3: 防湿バッグを開封後に厳格なフロアライフがあるのはなぜですか？

A3: SMD部品は大気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に蒸発し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラック（ポップコーン現象）または剥離を引き起こし、故障につながる可能性があります。フロアライフとベーキング手順は、この湿気感受性レベル（MSL）を管理します。

Q4: 発注時にビンコード（CAT, HUE, REF）をどのように解釈すればよいですか？

A4: 輝度（CAT）、色（HUE）、および順方向電圧（REF）に関するアプリケーションのニーズに基づいて、必要な正確なビンコードを指定できます。より厳密なビンを注文することで、最終製品の外観および電気的性能の一貫性を高めることができます。指定しない場合、標準生産ビンからの部品を受け取ることになります。

11. 実用的な設計および使用例

例1: ダッシュボードスイッチバックライト

自動車のダッシュボードでは、複数の17-215 LEDを半透明のスイッチキャップの後ろに配置できます。マイクロコントローラのGPIOピンは、トランジスタを介して、車両の12Vシステムから電力を供給できます。各LEDに対して直列抵抗が計算されます。例えば、12V電源、V_F2.1V（ビン1）、および目標I_F20mAを使用する場合：R = (12V - 2.1V) / 0.02A = 495オーム。標準の510オーム抵抗が適しており、結果としてI_F≈ 19.4 mAとなります。広い視野角により、スイッチが均一に照らされます。

例2: ネットワークデバイスのステータスインジケータ

ルーターのリンクアクティブインジケータの場合、単一のLEDを3.3Vのロジック信号から直接駆動できます。V_F= 1.9V（ビン0）およびI_F= 15 mA（電力削減および長寿命化のため）を使用する場合：R = (3.3V - 1.9V) / 0.015A ≈ 93.3オーム。100オーム抵抗が使用されます。ブリリアントイエローグリーンの色は非常に視認性が高く、ネットワークアクティビティと一般的に関連付けられています。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスと呼ばれるプロセスを通じて光を放出する半導体デバイスです。17-215 LEDは、AIGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）化合物半導体を使用しています。p-n接合に順方向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。これらの電荷キャリア（電子と正孔）が再結合すると、エネルギーを放出します。AIGaInP材料では、このエネルギーは主に、半導体材料のバンドギャップエネルギーに対応する波長の光子（光粒子）として放出されます。Al、Ga、In、およびP原子の特定の組成は、約575 nmのピーク波長を持つ黄緑色光をもたらすバンドギャップを生み出すように設計されています。エポキシ樹脂レンズはチップを封止し、保護し、光出力を成形して所望の130度の視野角を実現します。

13. 技術トレンドと開発動向

SMD LED技術の一般的なトレンドは、いくつかの主要な分野に向かって継続しています：効率向上:継続的な材料科学およびチップ設計の改善により、ワット当たりのルーメン（lm/W）を増加させ、所定の光出力に対する電力消費を削減することを目指しています。小型化:パッケージは継続的に縮小し（例：2012から1608、1005メートルサイズへ）、ますます小型化する民生電子機器をサポートします。演色性と一貫性の向上:蛍光体技術（白色LED用）およびエピタキシャル成長プロセス（AIGaInPなどの有色LED用）の進歩により、より厳密な色ビンと寿命および温度に対するより安定した性能が実現されています。信頼性向上:強化されたパッケージ材料および製造プロセスにより、LEDの寿命が延び、熱および環境ストレスに対する耐性が向上しています。統合ソリューション:内蔵電流制限抵抗、保護ダイオード、またはドライバICを備えたLEDの市場が成長しており、回路設計を簡素化しています。17-215は、成熟した広く採用されているパッケージおよび技術を表しており、製造歩留まりおよび性能におけるこれらの継続的な業界全体の改良の恩恵を受けています。