SMD LED 19-223 データシート - パッケージ 2.0x1.25x0.8mm - 電圧 2.0V - 電力 60mW - ブリリアントイエロー / イエローグリーン - 技術文書

1. 製品概要

19-223は、高密度プリント基板実装向けに設計されたコンパクトな表面実装型LEDです。AlGaInPチップ技術を採用した、ブリリアントイエロー（Y2）とイエローグリーン（G6）の2つの異なる色調で提供されます。この部品は、小型フットプリント、軽量構造、自動組立プロセスとの互換性を特徴とし、スペースに制約のある小型電子機器に最適な選択肢です。

1.1 主な利点

19-223 LEDの主な利点は、従来のリードフレーム型LEDと比較して大幅な小型化を実現している点です。これにより、より小型のプリント基板設計、高い部品実装密度、保管要件の低減が可能となり、最終機器の小型化に貢献します。その軽量性は、携帯機器やコンパクトなアプリケーションへの適合性をさらに高めます。

1.2 ターゲット市場とアプリケーション

このLEDは、信頼性の高い低電力のインジケータまたはバックライト機能を必要とするアプリケーションをターゲットとしています。典型的な応用分野には、自動車内装のダッシュボードやスイッチのバックライト、電話機やファクシミリなどの通信機器における状態表示やキーパッドのバックライト、LCDパネルやシンボルのフラットバックライト、および様々な民生・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。

2. 技術仕様の詳細分析

このセクションでは、データシートに規定された主要な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

本デバイスの最大逆電圧（V_R）は5Vです。両カラーコードの連続順方向電流（I_F）は25 mAです。パルス条件（1 kHz、デューティ比1/10）下では、ピーク順方向電流（I_FP）60 mAが許容されます。最大許容損失（P_d）は60 mWです。静電気耐圧（ESD）は2000V（人体モデル）です。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保存温度範囲は-40°Cから+90°Cです。

2.2 電気光学特性

すべての測定は、周囲温度（T_a）25°C、順方向電流（I_F）20 mAで規定されています。

• 光度（I_v）：Y2（ブリリアントイエロー）の代表的な光度範囲は36.0 mcdから72.0 mcdです。G6（イエローグリーン）の範囲は28.5 mcdから57.0 mcdです。
• 指向角（2θ_1/2）：両タイプの代表的な指向角は130度です。
• 波長：Y2の代表的なピーク波長（λ_p）は591 nm、主波長（λ_d）の範囲は585.5 nmから594.5 nmです。G6の代表的なピーク波長は575 nm、主波長の範囲は567.5 nmから575.5 nmです。
• 順方向電圧（V_F）：Y2およびG6の順方向電圧は代表値2.0Vで、範囲は1.7Vから2.4Vです。
• 逆方向電流（I_R）：V_R=5Vにおける最大逆方向電流は、両コードとも10 µAです。

2.3 許容差と注意事項

データシートでは主要な許容差が規定されています：光度許容差は±11%、主波長許容差は±1 nm、順方向電圧許容差は±0.10Vです。これらの許容差は設計の一貫性にとって重要であり、回路設計および光学システム計画において考慮する必要があります。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、生産ロット内での色と輝度の一貫性を確保するため、光度と主波長に基づいてビン（等級）に分類されます。

3.1 Y2（ブリリアントイエロー）ビニング

光度ビン：N2（36.0-45.0 mcd）、P1（45.0-57.0 mcd）、P2（57.0-72.0 mcd）。

主波長ビン：D3（585.5-588.5 nm）、D4（588.5-591.5 nm）、D5（591.5-594.5 nm）。

3.2 G6（イエローグリーン）ビニング

光度ビン：N1（28.5-36.0 mcd）、N2（36.0-45.0 mcd）、P1（45.0-57.0 mcd）。

主波長ビン：C15（567.5-569.5 nm）、C16（569.5-571.5 nm）、C17（571.5-573.5 nm）、C18（573.5-575.5 nm）。

このビニングにより、設計者は、色合わせや正確な輝度レベルが必要なアプリケーション向けに、特定の性能特性を持つLEDを選択することができます。

4. 特性曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイスの挙動を理解するための代表的な特性曲線が含まれています。

4.1 相対光度 vs. 順方向電流

この曲線は、順方向電流の増加に伴う光出力の増加を示しています。通常は非線形であり、推奨値20mAを大幅に超えて動作させると、効率の低下や経年劣化の加速を招く可能性があります。

4.2 順方向電流ディレーティング曲線

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示しています。温度が上昇すると、熱損傷を防ぐために最大許容電流は減少します。これは高温環境で動作する設計において重要な考慮事項です。

3. 順方向電圧 vs. 順方向電流

このIV曲線は、電圧と電流の関係を示しています。順方向電圧は正の温度係数を持ち、温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。

4.4 光度 vs. 周囲温度

この曲線は、光出力の温度依存性を示しています。光度は周囲温度が上昇すると一般的に減少するため、広い温度範囲で一貫した輝度が必要な設計では、この点を考慮に入れる必要があります。

4.5 スペクトル分布

Y2とG6のスペクトル分布図は、波長全体にわたる相対強度を示しています。Y2のスペクトルは591 nm（黄色）付近を中心とし、G6は575 nm（黄緑色）付近を中心としています。スペクトル半値幅（Δλ）は、Y2で約15 nm、G6で約20 nmです。

4.6 放射パターン

放射パターンは光強度の角度分布を示し、130度の指向角を確認します。このタイプのLEDでは、通常ランバートまたはそれに近いパターンとなります。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

19-223 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）は、本体長2.0、幅1.25、高さ0.8です。端子間ピッチは1.6 mmです。特に指定のない限り、すべての寸法公差は±0.1 mmです。プリント基板設計の参考として推奨パッドレイアウトが提供されていますが、設計者は自身の特定の組立プロセスおよび熱要件に基づいて修正することを推奨します。

5.2 極性識別

カソードは通常、パッケージ上のマーキングまたは面取りされたコーナーで示されます。正確な極性識別方法については、パッケージ寸法図を参照してください。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

低電力とはいえ、適切なプリント基板レイアウトは放熱に役立ちます。特に周囲温度が高い、または連続動作するアプリケーションでは、LEDパッドに接続された十分な銅面積を確保してください。順方向電流ディレーティング曲線に従ってください。

本デバイスは、赤外線および気相リフロー工程と互換性があります。鉛フリーはんだ付けの場合、推奨温度プロファイルは、150°Cから200°Cの間で60-120秒の予熱段階、液相線以上（217°C）の時間60-150秒、ピーク温度260°Cで最大10秒を含みます。最大昇温速度は3°C/秒、最大降温速度は6°C/秒とします。リフローはんだ付けは2回を超えて行わないでください。

6.2 手はんだ付け

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、端子ごとの接触時間は3秒を超えないようにしてください。低電力のごて（≤25W）の使用を推奨します。熱ストレスを防ぐため、各端子のはんだ付け間隔は最低2秒空けてください。

6.3 保管と湿気感受性

LEDは乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。開封前は、温度≤30°C、相対湿度≤90%で保管してください。開封後のフロアライフは、温度≤30°C、相対湿度≤60%の条件下で1年です。未使用部品は防湿パッケージに再封してください。乾燥剤インジケータが変色している場合や保管期間を超過している場合は、リフロー時のポップコーン現象を防ぐため、使用前に60±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

部品は、直径7インチのリールに巻かれた8mm幅のキャリアテープ上で供給されます。各リールには2000個が収納されています。キャリアテープのポケットおよびリールの詳細寸法はデータシートに記載されています。

7.2 ラベル説明

リールラベルには、CPN（顧客部品番号）、P/N（製品番号）、QTY（梱包数量）、CAT（光度ランク/ビン）、HUE（色度座標および主波長ランク/ビン）、REF（順方向電圧ランク）、LOT No（トレーサビリティのためのロット番号）などのコードが含まれています。

8. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

8.1 電流制限

重要：LEDには常に外部の電流制限抵抗を直列に接続する必要があります。順方向電圧の範囲は狭く、供給電圧がわずかに上昇しても、ダイオードの指数関数的なI-V特性により、順方向電流が大きく、破壊的なレベルまで増加する可能性があります。

8.2 熱管理

8.3 光学設計

広い130度の指向角は、広い照射が必要なアプリケーションに適しています。より指向性の高い光が必要な場合は、二次光学系（レンズ）が必要になる場合があります。複数のLED間で色や強度のマッチングが必要な場合は、ビニングコードを考慮してください。

9. 技術比較と差別化

19-223は、AlGaInP技術（黄色スペクトルでの高輝度と鮮やかな色を実現）、非常にコンパクトな2.0x1.25mmフットプリント、および現代の環境規格（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への適合性を組み合わせることで差別化を図っています。大型のスルーホールLEDと比較して、大幅なスペース節約と自動化互換性を可能にします。黄色および黄緑色の特定の波長ビンは、より広いビンのLEDよりも正確な色の選択肢を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 5V電源で使用する場合、抵抗値はいくつにすべきですか？

A: オームの法則（R = (電源電圧 - V_F) / I_F）と代表値（V_F=2.0V、I_F=20mA）を使用すると、R = (5 - 2) / 0.02 = 150 Ωとなります。標準の150 Ω抵抗を使用してください。電流が最大定格を超えないようにするため、最小V_Fで計算してください。

Q: このLEDをPWM信号で駆動して調光できますか？

A: はい、PWMは効果的な調光方法です。パルス中のピーク電流が絶対最大定格の60 mA（デューティ比仕様を満たすパルスの場合）を超えないようにしてください。周波数は、目に見えるちらつきを避けるために十分に高くする必要があります（通常 >100 Hz）。

Q: 温度は輝度にどのように影響しますか？

A: 接合温度が上昇すると光度は減少します。光度 vs. 周囲温度曲線を参照してください。一貫した輝度を得るには、熱条件を管理し、抵抗を用いた定電圧源ではなく定電流ドライバの使用を検討してください。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：ダッシュボードスイッチのバックライト

設計者は、複数のイルミネーション付きスイッチを持つダッシュボード制御パネルを作成しています。鮮やかな黄色と小型サイズのため19-223/Y2を選択し、各スイッチキャップの後ろに収まるようにしています。共通の12Vラインを持つプリント基板を設計します。各LEDに対して、直列抵抗を計算します：R = (12V - 2.0V) / 0.02A = 500 Ω。標準の510 Ω抵抗を選択します。パネル内のすべてのスイッチで均一な色と輝度を確保するため、サプライヤーからCAT（輝度）およびHUE（波長）ビンを指定します。組立時には、LEDを損傷することなく信頼性の高いはんだ接合を確保するため、推奨リフロープロファイルに従います。12. 技術原理の紹介

19-223 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。この材料系は、可視スペクトルの赤、オレンジ、黄、黄緑領域での発光に特に効率的です。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlGaInP層の特定の組成が、バンドギャップエネルギー、したがって発光の波長（色）を決定します。ウォータークリア樹脂レンズは光吸収を最小限に抑え、高い光取り出し効率を可能にします。

13. 業界動向

インジケータおよび小面積バックライト用LEDのトレンドは、さらなる小型化、効率向上（ルーメン毎ワット）、信頼性の向上に向かっています。また、ハロゲンフリー化合物や強化されたリサイクル性を含む、環境に優しい材料のより広範な採用に向けた強い動きもあります。LEDパッケージ自体へのドライバ回路や保護機能の統合は別の発展分野ですが、19-223のような単純なインジケータでは、ディスクリート部品によるアプローチが依然としてコスト効率が高く柔軟です。ブランドアイデンティティやユーザーエクスペリエンスが均一な照明に依存するアプリケーションでは、正確な色の一貫性（タイトなビニング）に対する需要が高まっています。

The trend in indicator and small-area backlighting LEDs continues toward further miniaturization, increased efficiency (lumens per watt), and higher reliability. There is also a strong drive for broader adoption of environmentally friendly materials, including halogen-free compounds and enhanced recyclability. Integration of driver circuitry or protection features within the LED package itself is another area of development, though for simple indicators like the 19-223, the discrete component approach remains cost-effective and flexible. The demand for precise color consistency (tight binning) is increasing in applications where brand identity or user experience depends on uniform lighting.