SMD LED 17-21/G6C-AP1Q1B/3T データシート - サイズ 1.6x0.8x0.6mm - 電圧 1.75-2.35V - ブリリアント黄緑色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

17-21/G6C-AP1Q1B/3Tは、高密度・小型化が求められる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（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）チップを採用し、ブリリアントな黄緑色の光を出力します。このLEDはコンパクトな1.6mm x 0.8mm x 0.6mmのフットプリントにパッケージされており、従来のリード部品と比較してプリント基板（PCB）上のスペースを大幅に節約できます。その小さなサイズと軽量性は、小型化が重要な設計制約となる現代の電子機器に最適です。

本デバイスは、主要な環境・安全規格に準拠しており、RoHS（有害物質使用制限指令）、EU REACH規則を含み、ハロゲンフリー（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）に分類されます。7インチ径リールに巻かれた8mmテープ上に供給され、自動実装機との完全な互換性があります。赤外線および気相はんだリフロー工程の両方に適しています。

2. 技術仕様の詳細

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がある限界値を定義します。これらの定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。最大逆電圧（VR）は5Vです。連続順電流（IF）は25mAを超えてはなりません。パルス動作では、デューティサイクル1/10、1kHzの条件下で、ピーク順電流（IFP）60mAが許容されます。最大許容損失（Pd）は60mW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。はんだ付け温度（Tsol）プロファイルは重要です：リフローはんだ付けでは、ピーク温度は260°Cを10秒間以内で超えてはなりません；手はんだ付けでは、はんだごて先端温度は350°C以下で、端子ごとの接触時間は3秒以内とします。

2.2 電気光学特性

電気光学特性は、標準試験条件である周囲温度（Ta）=25°C、動作電流（IF）=20mAで測定されます。光度（Iv）の標準範囲は45.0 mcdから90.0 mcdで、具体的な値はビニングコードによって決定されます（セクション3参照）。指向角（2θ1/2）は標準140度で、広いビームパターンを提供します。ピーク波長（λp）は約575 nmを中心とします。知覚される色を定義する主波長（λd）は569.5 nmから577.5 nmの範囲です。スペクトル半値幅（Δλ）は約20 nmです。順電圧（VF）は1.75Vから2.35Vの範囲で、これもビニングの対象となります。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vを印加した場合、最大10 μAです。本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していない点に注意が必要です。VR定格はIR試験目的のみのものです。

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

光度は、IF=20mAにおいて3つの主要コードにビニングされます：P1（45.0-57.0 mcd）、P2（57.0-72.0 mcd）、Q1（72.0-90.0 mcd）。型番の接尾辞Q1（17-21/G6C-AP1Q1B/3T内）は、最高輝度のQ1ビンに属することを示しています。

3.2 主波長ビニング

黄緑色の正確な色合いを決定する主波長は、4つのコードにビニングされます：C16（569.5-571.5 nm）、C17（571.5-573.5 nm）、C18（573.5-575.5 nm）、C19（575.5-577.5 nm）。型番の接尾辞Cは、この色度座標および波長ランクに対応します。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は、特に電流制限抵抗の計算に役立つようビニングされます。ビンは以下の通りです：0（1.75-1.95 V）、1（1.95-2.15 V）、2（2.15-2.35 V）。型番の接尾辞Bは順電圧ランクを示します。

4. 特性曲線分析

提供されたテキストでは具体的なグラフ曲線は詳細化されていませんが、このようなLEDの典型的な特性曲線には、順電流（IF）と順電圧（VF）の関係（ダイオードの指数関数的性質を示す）、動作範囲内で一般的に線形となる光度と順電流の関係、接合温度の上昇に伴い出力が低下する光度の温度依存性が含まれます。スペクトル分布曲線は、指定された20 nmの半値幅を持つ約575 nmを中心とした単一のピークを示し、単色の黄緑色出力を確認できます。

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17-21 SMDパッケージに収められています。主要寸法は、長さ1.6 mm、幅0.8 mm、高さ0.6 mmです。パッケージには、組立時の正しい極性識別のためのカソードマークが付いています。指定のない公差はすべて±0.1 mmです。コンパクトなサイズは高密度PCBレイアウトを可能にする主な利点です。

5.2 極性識別

動作には正しい極性が不可欠です。パッケージには明確なカソードマークが含まれています。LEDを逆バイアスで取り付けると、最大逆電圧定格（5V）が低いため、即座に故障する可能性があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

本LEDは、鉛フリー（Pb-free）リフローはんだ付けに対応しています。推奨温度プロファイルは重要です：予熱は150°Cから200°Cの間で60-120秒間行うべきです。はんだ液相線温度（217°C）以上の時間は60-150秒とします。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。最大昇温速度は6°C/秒、最大降温速度は3°C/秒とします。同一デバイス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、細心の注意を払う必要があります。はんだごて先端温度は350°C未満とし、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以下とします。各端子のはんだ付けの間には、放熱と熱損傷を防ぐために最低2秒の間隔を空けるべきです。

6.3 保管および湿気感受性

LEDは、乾燥剤入り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いけません。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。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、または乾燥剤インジケータの色が変化した場合は、使用前に60 ±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

デバイスは防湿梱包で供給されます。8mm幅のキャリアテープに装着され、7インチ径のリールに巻き取られます。各リールには3000個が含まれます。梱包ラベルには、顧客品番（CPN）、品番（P/N）、梱包数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度/波長ランク（HUE）、順電圧ランク（REF）、ロット番号（LOT No.）などの重要な情報が記載されています。

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

ブリリアントな黄緑色とコンパクトなサイズにより、このLEDは様々なインジケータおよびバックライト用途に適しています。一般的な用途には、計器盤ダッシュボードやメンブレンスイッチのバックライト、通信機器（電話、ファクシミリ）のステータスインジケータとキーパッドバックライト、小型LCDや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における汎用インジケータ用途が含まれます。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：外部の電流制限抵抗は必須です。LEDは電流駆動デバイスであり、順電圧のわずかな増加でも電流が大きく、破壊的なレベルまで増加する可能性があります。抵抗値は、電源電圧、LEDの順電圧ビン（Vf）、および所望の動作電流（例：20mA）に基づいて計算する必要があります。

熱管理：電力損失は低いですが、特に高温環境下では、熱パッド（存在する場合）またはアノードとカソードに接続された配線パターンの周囲に十分なPCB銅面積を確保することで、放熱を助け、LEDの性能と寿命を維持できます。

ESD保護：LEDは2000V HBM ESD定格を持っていますが、組立および取り扱い時には標準的なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。

9. 技術比較および差別化

この17-21 LEDの主な利点は、従来の3mmまたは5mmスルーホールLEDよりも大幅に小さい極小フットプリント（1.6x0.8mm）であり、小型化を可能にすることです。AlGaInP技術の使用は、旧来の技術と比較して高効率と鮮やかな黄緑色を提供します。広い140度の指向角は、オフアクシス方向からの良好な視認性を提供します。現代の環境規格（RoHS、ハロゲンフリー）への準拠は、厳格な規制を持つ世界市場への適合性を高めます。

10. よくある質問（FAQ）

Q: ビニングコード（P1、C17、Bなど）の目的は何ですか？

A: ビニングは一貫性を確保します。設計者はビンコードを指定することで、生産ロット内のLEDがほぼ同一の明るさ（P1/Q1）、色（C16-C19）、順電圧（0-2）を持つことを保証でき、最終製品における均一な外観と性能につながります。

Q: 電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A: できません。電圧源からLEDを直接駆動することは、即時故障の一般的な原因です。順電圧には許容差があり、わずかな過電圧でも過電流を引き起こし、LEDを焼損させます。直列抵抗は常に必要です。

Q: データシートには最大電流25mAとありますが、試験条件は20mAです。どちらを使用すべきですか？

A: 信頼性の高い長期動作のためには、部品をディレーティングするのが標準的な慣行です。20mAで動作させることで、絶対最大定格25mA以下の安全マージンを提供し、寿命と信頼性を向上させます。20mAが推奨動作電流です。

Q: 保管とベーキングプロセスがなぜそれほど重要ですか？

A: SMDパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。リフローはんだ付けの高温中に、この湿気が急速に蒸気に変わり、内部の層間剥離やクラック（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。ベーキングプロセスはこの湿気を安全に除去します。

11. 実践的な設計および使用例

例1: ダッシュボードインジケータ：自動車のダッシュボードでは、複数の17-21 LEDを半透明アイコン（例：チェックエンジン、燃料残量低下）の背後に配置できます。同じ光度（Q1）および主波長（例：C18）ビンのLEDを使用することで、すべてのアイコンが均一な明るさと同一の色で点灯し、プロフェッショナルで一貫した外観を提供します。12V電源、車両電圧変動を考慮して約18mA用に計算された電流制限抵抗、車両ECUによって制御される駆動トランジスタを用いたシンプルな回路が典型的です。

例2: 携帯機器バックライト：携帯機器のキーパッドバックライト用途では、17-21 LEDの薄型（高さ0.6mm）が重要です。薄いゴムキーパッドや導光板の直下に配置できます。電源は低電圧バッテリー（例：3.3V）から供給されます。順電圧ビン（例：ビン1: 1.95-2.15V）を使用して、バッテリー放電時にも一貫した明るさを維持するために直列抵抗値を正確に計算する必要があります。

12. 動作原理の紹介

このLEDは半導体フォトニックデバイスです。コアは基板上に成長させたAlGaInP層で作られたチップです。ダイオードの閾値電圧（約1.8-2.0V）を超える順電圧が印加されると、電子と正孔がチップの活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合する際に、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlGaInP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接発光波長（色）を定義します—この場合、約575 nmのブリリアント黄緑色です。チップを囲むエポキシ樹脂レンズはウォータークリアで、光取り出し効率を最大化し、ビームを140度の指向角に整形します。

13. 技術トレンドと背景

17-21パッケージは、電子部品の小型化という継続的なトレンドの一歩を表しています。スマートフォン、ウェアラブル、IoTデバイスなどの最終製品が小型化するにつれ、より小さく、より薄型のLEDへの需要が高まっています。GaAsPなどの旧来技術からAlGaInPへの移行は、より高い効率を提供し、同じ電流でより明るい光出力、または同じ明るさでより低い消費電力—バッテリー駆動デバイスにとって重要な要素—を意味します。さらに、この部品に見られるように、鉛フリーはんだ付けおよびハロゲンフリー材料への業界全体の動きは、世界的な環境規制とより環境に優しい電子機器への消費者需要によって推進されています。将来のトレンドは、さらに小さなパッケージ、より高い効率、およびパッケージ内にLED駆動回路を組み合わせた統合ソリューションに向かう可能性があります。