SMD LED 19-217/G7C-AN1P2/3T データシート - 鮮やかな黄緑色 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 60mW - 技術文書

1. 製品概要

19-217/G7C-AN1P2/3Tは、現代の小型電子機器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チップ技術を採用し、鮮やかな黄緑色の光出力を実現します。その主な利点は、極小の占有面積にあり、プリント基板（PCB）のサイズと機器全体の寸法を大幅に削減することが可能です。これにより、高い実装密度と保管要件の低減に貢献します。本コンポーネントは軽量であり、スペースと重量が重要な制約となるアプリケーションに特に適しています。

本LEDは、自動実装機との互換性を確保するため、業界標準の8mmテープに巻かれ、7インチ径のリールに収められて供給されます。鉛フリー（Pbフリー）で、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー基準（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）を含む主要な環境規制に準拠しています。赤外線リフローおよび気相リフローはんだ付けプロセスの両方に対応しています。

2. 技術パラメータ詳細

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生じる可能性の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。

• 順方向電流（IF）：25 mA（連続）
• ピーク順方向電流（IFP）：60 mA（デューティサイクル 1/10 @ 1kHz）
• 消費電力（Pd）：60 mW
• 静電気放電（ESD）人体モデル（HBM）：2000 V
• 動作温度（Topr）：-40°C ～ +85°C
• 保管温度（Tstg）：-40°C ～ +90°C
• はんだ付け温度（Tsol）：リフロー：最大260°C、10秒間。手はんだ：最大350°C、3秒間。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、標準試験条件（Ta=25°C、IF=20mA）で測定されます。これらはLEDの光学的および電気的性能を定義します。

• 光度（Iv）：28.5 mcd（最小）から72.0 mcd（最大）の範囲。代表値は指定されておらず、性能はビニングシステムによって管理されていることを示します。
• 指向角（2θ1/2）：120度（代表値）。この広い指向角により、広い照射または視認性を必要とするアプリケーションに適しています。
• ピーク波長（λp）：575 nm（代表値）。これは、発光強度が最も高い波長を示します。
• 主波長（λd）：569.5 nm から 577.5 nm の範囲。これは人間の目が知覚する単一波長であり、色を定義します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：20 nm（代表値）。これは、ピーク波長周辺の発光スペクトルの広がりを定義します。
• 順方向電圧（VF）：1.7V（最小）から2.4V（最大）の範囲で、20mA時の代表値は2.0Vです。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V時、最大10 μA。重要事項：本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。このパラメータはリーク電流試験のみを目的としています。

許容差：光度はビン中心値から±11%、主波長は±1nmの許容差があります。

3. ビニングシステム説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは測定された性能に基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

LEDは、IF=20mAで測定された光度に基づき、4つのビン（N1、N2、P1、P2）に分類されます。

• ビン N1：28.5 mcd ～ 36.0 mcd
• ビン N2：36.0 mcd ～ 45.0 mcd
• ビン P1：45.0 mcd ～ 57.0 mcd
• ビン P2：57.0 mcd ～ 72.0 mcd

3.2 主波長ビニング

LEDは、主波長に基づき、4つのビン（C16、C17、C18、C19）に分類されます。

• ビン C16：569.5 nm ～ 571.5 nm
• ビン C17：571.5 nm ～ 573.5 nm
• ビン C18：573.5 nm ～ 575.5 nm
• ビン C19：575.5 nm ～ 577.5 nm

この2次元ビニング（光度＋波長）により、設計者はアプリケーションに必要な特定の明るさと色度点を満たすコンポーネントを選択でき、複数のLED間での視覚的一貫性を確保できます。

4. 性能曲線分析

データシートには代表的な電気光学特性曲線が参照されています。提供されたテキストには具体的なグラフは詳細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以下が含まれます：

• 相対光度 vs. 順方向電流（I-V曲線）：動作範囲内でほぼ線形の関係で、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流：ダイオードの指数関数的なI-V特性を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示し、熱管理における重要な要素です。
• スペクトル分布：575nmピークを中心に、異なる波長にわたる発光の相対強度を示すプロット。
• 指向角パターン：光強度の角度分布を示す極座標プロット。

これらの曲線は、非標準条件（異なる駆動電流、温度）下での実世界の性能予測および適切な回路設計に不可欠です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本LEDはコンパクトなSMDパッケージを採用しています。主要寸法（mm単位、特に記載のない限り公差±0.1mm）は以下の通りです：

• パッケージ長：2.0 mm
• パッケージ幅：1.25 mm
• パッケージ高さ：0.8 mm
• ランドパターン：データシートには、PCBレイアウトのためのパッドサイズ、間隔、および部品の向きを指定した詳細な寸法図が含まれています。正しいランドパターン設計は、信頼性の高いはんだ付けと機械的安定性にとって重要です。

5.2 極性識別

カソードは通常、デバイス上に刻印、ドット、またはレンズのカソード側の緑色の着色などでマーキングされています。PCBフットプリントはこの極性に合わせて設計する必要があります。極性を誤って接続すると、LEDは点灯せず、デバイスにストレスがかかる可能性があります。

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（Pbフリー）リフロープロファイルを推奨します：

• 予熱：150–200°C、60–120秒間。
• 液相線以上時間（217°C）：60–150秒間。
• ピーク温度：最大260°C。
• ピーク温度保持時間：最大10秒間。
• 昇温速度：最大6°C/秒。
• 255°C以上時間：最大30秒間。
• 降温速度：最大3°C/秒。

重要：同一のLEDアセンブリに対して、リフローはんだ付けは2回までとします。

6.2 手はんだ

手はんだが必要な場合は、細心の注意が必要です：

• はんだごて先温度：< 350°C。
• 端子ごとの接触時間：≤ 3秒。
• はんだごて容量：≤ 25W。
• 各端子のはんだ付けの間には、少なくとも2秒間の間隔を空け、熱の蓄積を防止してください。

6.3 保管および湿気感受性

LEDは、乾燥剤入りの防湿バリアバッグに梱包されています。

• 使用準備が整うまでバッグを開封しないでください。
• 開封後、未使用のLEDは、温度≤30°C、相対湿度≤60%の条件下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。
• この期間を過ぎて未使用の場合、または乾燥剤インジケータの色が変化した場合は、使用前に再ベーキング（60±5°C、24時間）を行う必要があります。

6.4 リワークおよび修理

はんだ付け後の修理は強く推奨されません。やむを得ず行う場合は、両端子を同時に加熱して熱ストレスを最小限に抑えるため、専用の両頭はんだごてを使用する必要があります。LED特性への影響は事前に確認する必要があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

本製品は自動実装向けに供給されます：

• キャリアテープ：幅8mm。
• リール：直径7インチ（178mm）。
• 1リールあたり数量：3000個。
• フィーダー装置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データシートに記載されています。

7.2 ラベル情報

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：

• 顧客品番（CPN）
• 品番（P/N）：例、19-217/G7C-AN1P2/3T
• 梱包数量（QTY）
• 光度ランク（CAT） – 光度ビン（N1、N2、P1、P2）に対応
• 色度/主波長ランク（HUE） – 波長ビン（C16-C19）に対応
• 順電圧ランク（REF）
• トレーサビリティのためのロット番号（LOT No.）

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

• バックライト：計器盤インジケータ、スイッチ照明、キーパッドバックライト。
• 通信機器：電話機やファクシミリの状態表示およびバックライト。
• フラットパネルバックライト：小型LCDディスプレイのエッジライト、シンボルやアイコンのバックライト。
• 汎用インジケータ用途：民生および産業用電子機器における電源状態、モード表示、警告信号。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：外部の電流制限抵抗器の使用は必須です。LEDの順方向電圧には範囲（1.7V-2.4V）があり、そのI-V特性は指数関数的です。電源電圧のわずかな変動でも、直列抵抗がない場合、電流が大きく、破壊的な変化を引き起こす可能性があります。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算します：R = (電源電圧 - LEDのVF) / 希望電流。保守的な設計のためには、データシートの最大VF値を使用してください。
• 熱管理：消費電力は低い（最大60mW）ですが、LEDが定格温度範囲内で動作することを確保することは、長期信頼性と安定した光出力にとって極めて重要です。PCB上の他の熱源の近くに配置することは避けてください。
• ESD対策：2000V HBM定格がありますが、実装および取り扱い時には標準的なESD取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

19-217 LEDは、主に特定の鮮やかな黄緑色（AlGaInP技術使用）と非常にコンパクトな2.0x1.25mmフットプリントの組み合わせによって差別化されています。より大きなリードフレームLEDと比較して、大幅なスペース節約を実現します。他のSMD色と比較して、AlGaInP技術は、従来技術よりもアンバー-黄緑色スペクトルで通常より高い発光効率を提供します。120度の広い指向角は、焦点を絞った照明に使用される狭ビーム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の重要な特徴です。

10. よくある質問（FAQ）

Q: なぜ電流制限抵抗が絶対に必要なのでしょうか？

A: LEDは電流駆動デバイスです。その順方向電圧は固定値ではなく、製造公差があり、温度によって変化します。LEDを電圧源（典型的なVFに近いものであっても）に直接接続すると、過剰な電流が流れ、急速に過熱してLEDが破壊される（熱暴走）可能性があります。直列抵抗は、動作電流を設定するための線形的で予測可能な方法を提供します。

Q: 25mAを超えるパルス電流でこのLEDを駆動できますか？

A: はい、ただし特定の条件下でのみ可能です。データシートはピーク順方向電流（IFP）を60mAと規定していますが、これは低いデューティサイクル（1/10または10%）かつ1kHzの周波数でのみ許容されます。25mAを超える連続動作は許可されておらず、消費電力定格を超え、故障につながります。

Q: ビンコード（例：P1、C18）は私の設計にとって何を意味しますか？

A: ビンコードは色と明るさの一貫性を保証します。製品が複数のLEDを使用し、均一な外観を必要とする場合は、同じ光度および波長ビンからのLEDを指定して使用する必要があります。ビンを混在させると、隣接するLED間で明るさや色合いが目に見えて異なる可能性があります。

Q: 防湿バッグ開封後の7日間のフロアライフはどれほど重要ですか？

A: はんだ付けの信頼性にとって非常に重要です。SMD部品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中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部剥離やポップコーン現象を引き起こし、パッケージが割れて故障する可能性があります。高歩留まり製造のためには、保管およびベーキングのガイドラインを遵守することが不可欠です。

11. 実践的な設計および使用事例

シナリオ：10個の均一な黄緑色LEDを使用した状態表示パネルの設計

1. 部品選定：サプライヤーに対し、すべてのLEDが同じビン（例：光度ビンP1（45-57 mcd）、波長ビンC18（573.5-575.5 nm））からのものであることを指定します。これは視覚的一貫性にとって重要です。
2. 回路設計：5V電源を使用し、駆動電流を20mAとします。保守的なVFとして2.4V（最大）を仮定し、直列抵抗を計算します：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130オーム。最も近い標準値は130Ωまたは120Ωです。抵抗の電力定格：P = I^2 * R = (0.02^2) * 130 = 0.052W、したがって標準の1/8W（0.125W）抵抗で十分です。
3. PCBレイアウト：データシートのパッケージ寸法図から正確なランドパターンを使用してください。均一な光分布と熱結合を避けるため、LED間に十分な間隔を確保してください。
4. 実装：生産ラインの準備が整うまでリールは密封したままにしてください。リフロープロファイルを正確に遵守してください。実装後、LED近くのPCBを曲げたりたわませたりしないで、はんだ接合部へのストレスを防止してください。

12. 動作原理紹介

この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。ダイオードの接合電位（約1.7-2.4V）を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体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し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlGaInP合金の特定の組成は、半導体の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。この場合、組成は可視スペクトルの黄緑色領域、約575ナノメートルを中心とした光子を生成するように調整されています。エポキシ樹脂レンズは、半導体チップを保護し、光出力ビームを形成し（120度の指向角を実現）、チップからの光取り出し効率を向上させる役割を果たします。

13. 技術トレンド

19-217のようなSMD LEDの開発は、いくつかの主要な業界トレンドに沿っています：小型化は引き続き主要な推進力であり、ますます小型の電子機器を可能にしています。効率向上AlGaInPのような材料における効率向上により、同じまたはより小さなチップサイズからより高い光度が得られます。環境規制対応（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）は選択肢ではなく、標準要件となっています。自動化互換性標準化されたテープ＆リール梱包による自動化互換性は、大量生産とコスト効率の高い製造に不可欠です。最後に、フルカラーディスプレイや自動車照明など、高い色の一貫性を要求するアプリケーションの需要を満たすため、より精密で厳格なビニングと色制御に向かう傾向があります（この特定の部品は単色タイプですが）。

13.1 アプリケーション制限に関する注意

データシートには、高信頼性アプリケーションに関する重要な免責事項が含まれています。本製品は、仕様通りでは、追加の認定およびおそらく異なる製品グレードなしでは、自動車安全（例：ブレーキランプ）、航空宇宙、軍事、または医療生命維持装置などの安全クリティカルなシステムには適さない場合があります。そのようなアプリケーションでは、これらの分野の厳格な信頼性基準に合わせて設計および試験されたコンポーネントを特定するため、メーカーへの相談が必要です。