SMD LED 19-217/Y5C-AP1Q2/3T データシート - ブリリアントイエロー - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 25mA - 技術文書

1. 製品概要

19-217/Y5C-AP1Q2/3T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AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）半導体技術を利用し、鮮やかな黄色光を出力します。そのコンパクトなフォームファクタにより、プリント基板（PCB）サイズおよび機器全体の寸法を大幅に削減可能であり、スペースに制約のあるアプリケーションに最適です。

1.1 中核的利点

• 小型化：SMDパッケージは従来のリードフレームLEDよりも大幅に小型であり、PCB上での部品実装密度の向上を可能にします。
• 軽量化：質量の低減は、携帯機器や小型電子機器にとって有利です。
• 互換性：標準的な自動実装機（ピックアンドプレース）との互換性を考慮して設計されており、製造プロセスを効率化します。
• 環境規制適合：本製品は鉛フリーであり、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー規格（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）に適合しています。
• 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の両方に適しています。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、以下のような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：

• 自動車および産業用コントローラにおける計器盤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のバックライト。
• 液晶ディスプレイ（LCD）、スイッチ、シンボル用のフラットバックライト。
• 民生用および産業用電子機器における汎用インジケータ用途。

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値を定義します。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。
• 連続順電流（I_F）：25 mA。信頼性の高い長期動作のための最大直流電流です。
• ピーク順電流（I_FP）：60 mA（デューティサイクル 1/10 @ 1 kHz）。パルス動作専用です。
• 電力損失（P_d）：60 mW。周囲温度Ta=25℃においてパッケージが放散可能な最大電力です。
• 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。適切な取り扱い手順が必要です。
• 動作温度（T_opr）：-40 ～ +85 ℃。通常動作時の周囲温度範囲です。
• 保管温度（T_stg）：-40 ～ +90 ℃。
• はんだ付け温度：リフロー：最大260℃ピーク、10秒以内。手はんだ：端子ごとに最大350℃、3秒以内。

2.2 電気光学特性

特に断りのない限り、順電流（I_F）20 mA、周囲温度（T_a）25℃で測定した値です。これらが主要な性能パラメータとなります。

• 光度（I_v）：45.0 ～ 112.0 mcd（ミリカンデラ）。LEDの知覚される明るさです。この広い範囲はビニング（第3章参照）によって管理されます。
• 指向角（2\u03b8_1/2）：120度（標準値）。この広い指向角により、広範囲の視認性が求められるアプリケーションに適しています。
• ピーク波長（\u03bb_p）：591 nm（標準値）。スペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（\u03bb_d）：585.5 ～ 594.5 nm。この波長は知覚される色（ブリリアントイエロー）に最も密接に関連します。
• スペクトル半値幅（\u0394\u03bb）：15 nm（標準値）。最大強度の半分の高さにおける発光スペクトルの幅（FWHM）です。
• 順電圧（V_F）：1.70 ～ 2.40 V（I_F=20mA時）。動作時のLED両端の電圧降下です。電流制限抵抗は必須です。
• 逆電流（I_R）：最大10 \u03bcA（V_R=5V時）。逆バイアス時のわずかなリーク電流です。このデバイスは逆方向動作を意図していません。

3. ビニングシステムの説明

生産ロットにおける明るさと色の一貫性を確保するため、LEDはビンに分類されます。品番 19-217/Y5C-AP1Q2/3T は特定のビン選択を示しています。

3.1 光度ビニング

ビンは、I_F=20mAで測定した最小および最大光度値によって定義されます。許容差は±11%です。

• P1：45.0 ～ 57.0 mcd
• P2：57.0 ～ 72.0 mcd
• Q1：72.0 ～ 90.0 mcd
• Q2：90.0 ～ 112.0 mcd（このビンが品番で指定されています）

3.2 主波長ビニング

ビンは色の一貫性を確保します。許容差は±1 nmです。

• D3：585.5 ～ 588.5 nm
• D4：588.5 ～ 591.5 nm
• D5：591.5 ～ 594.5 nm

4. 性能曲線分析

具体的なグラフは提供テキストに詳細はありませんが、このようなLEDの典型的な電気光学曲線には以下が含まれます：

• I-V（電流-電圧）曲線：順電圧と電流の指数関数的関係を示します。AlGaInP黄色LEDの場合、膝電圧は約1.8-2.0Vです。
• 光度 vs. 順電流：光度は、ある点までは電流にほぼ比例して増加しますが、その後は発熱により効率が低下する可能性があります。
• 光度 vs. 周囲温度：出力は一般的に温度の上昇とともに減少します。高温アプリケーションではこの減衰率が重要です。
• スペクトル分布：ピーク波長（591 nm）を中心としたベル型の曲線で、典型的なFWHMは15 nm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

LEDは標準的なSMDパッケージに収められています。主要寸法（特に記載のない限り許容差±0.1 mm）は以下の通りです：

• 高密度実装に適したパッケージフットプリント。
• 最適な光取り出しのための透明樹脂ボディ。
• 正しいPCBレイアウトのために、アノード端子とカソード端子が明確に指定されています。

5.2 極性識別

正しい極性は必須です。パッケージにはカソード端子を識別するためのマーキング（切り欠き、ドット、角切りなど）が施されています。PCBフットプリント設計はこの向きを反映させる必要があります。

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（鉛フリー）

信頼性の高い実装のための重要なプロセスです：

• 予熱：150～200℃で60～120秒間。熱衝撃を最小限に抑えます。
• 液相線以上時間（TAL）：>217℃で60～150秒間。
• ピーク温度：最大260℃、最大10秒間保持。
• 加熱速度：最大6℃/秒（255℃まで）。
• 冷却速度：最大3℃/秒。
• リフロー回数制限：実装体はリフローはんだ付けを2回以上行ってはなりません。

6.2 手はんだ

必要な場合は、先端温度<350℃のはんだごてを使用し、端子ごとに<3秒間適用します。低出力（<25W）のごてを使用し、端子間の冷却間隔を>2秒確保してください。はんだ付け中にパッケージに機械的ストレスを加えないでください。

6.3 保管および湿気感受性

製品は乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。

• 使用前：実装準備が整うまで防湿バッグを開封しないでください。
• 開封後：168時間（7日）以内に使用してください。未使用部品は≤30℃、≤60%RHで保管してください。
• 再乾燥：暴露時間を超過した場合、または乾燥剤が飽和した場合は、使用前に60 ± 5℃で24時間乾燥（ベーキング）してください。

7. 梱包および発注情報

7.1 標準梱包

LEDは、自動化設備に対応した7インチ径リール上の8mmテープで供給されます。各リールには3000個が収容されています。

7.2 ラベル説明

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：

• P/N：品番（例：19-217/Y5C-AP1Q2/3T）。
• CAT：光度ランク（例：Q2）。
• HUE：色度座標および主波長ランク。
• REF：順電圧ランク。
• LOT No：品質追跡のための製造ロット番号。

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

LEDは電流駆動デバイスです。順電流を所望の値（例：20 mA）に制限するために、常に直列抵抗を使用する必要があります。抵抗値はオームの法則を使用して計算します：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が、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。

8.2 熱管理

電力損失は低いですが、接合部温度を限界内に維持することは、長寿命と安定した光出力にとって極めて重要です。高温環境または最大電流付近で動作する場合は、十分なPCB銅面積またはサーマルビアを確保してください。

8.3 光学設計

120度の指向角は広い発光を提供します。集光が必要なアプリケーションでは、二次光学部品（レンズ、導光板）が必要になる場合があります。透明樹脂はパッケージ内での光吸収を最小限に抑えます。

9. 技術比較および差別化

従来のスルーホールLEDや他のSMDパッケージと比較して：

• サイズの利点：19-217パッケージは非常に小さなフットプリントを提供し、より大きなSMD LED（例：3528、5050）やスルーホール部品よりもコンパクトな設計を可能にします。
• 材料技術：AlGaInP半導体材料の使用は、従来技術と比較して、黄色/オレンジ/赤色スペクトルにおいて高い効率と優れた色純度を提供します。
• プロセス互換性：標準SMT実装ラインとの完全な互換性により、スルーホール部品の手挿入と比較して、製造コストと信頼性において大きな利点があります。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 5V電源の場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

典型的なV_Fを2.0V、目標I_Fを20 mAとして：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 \u03a9。標準の150 \u03a9抵抗が適切です。最悪条件下でも電流が限界を超えないように、データシートの最大V_Fに基づいて常に計算してください。

10.2 定電流源を使用する場合、電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

はい、20 mAに設定された定電流ドライバは、抵抗の優れた代替手段であり、電圧および温度変動にわたってより安定した性能を提供します。抵抗は単に最も一般的でコスト効果の高い方法です。

SMDパッケージは大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、デバイスを損傷する可能性があります。7日のフロアライフは、この感受性レベルの湿気感受性デバイスに対する標準的な予防措置です。

10.4 品番のQ2/3Tは何を意味しますか？

これはビンコードです。Q2は光度ビン（90-112 mcd）を指定します。3Tはおそらく特定の順電圧ビンまたは他の内部分類を指します。設計者は、所望の明るさと色特性を持つ部品を受け取ることを確実にするために、完全な品番を指定する必要があります。

11. 実践的な設計および使用例

11.1 ダッシュボード照明クラスタ

自動車のダッシュボードでは、複数の19-217 LEDを使用して、計器類や警告シンボルをバックライトすることができます。その小さなサイズにより、薄いPCB上のアイコンマスクの直後に配置することが可能です。広い指向角により、様々なドライバーの位置からシンボルが均一に照らされます。車両のボディコントロールモジュールからのPWM（パルス幅変調）信号を使用して、夜間走行時にLEDを調光することができます。

11.2 民生機器状態表示器

コーヒーメーカーやルーターの場合、単一の19-217 LEDが電源オンまたはネットワーク活動表示器として機能します。設計はシンプルな回路を含みます：メインボードの3.3Vレール、68 \u03a9の電流制限抵抗（典型的なV

で約20mA）、および光を前面パネルに導くライトパイプの近くに配置されたLEDです。その低消費電力と信頼性は、このような常時点灯アプリケーションに理想的です。_F12. 動作原理

19-217 LEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。接合部の内蔵電位を超える順電圧が印加されると、n型AlGaInP層からの電子が接合部を横切ってp型層に注入され、正孔は逆方向に注入されます。これらの電荷キャリアは接合部近くの活性領域で再結合します。AlGaInP材料では、この再結合により、材料のエネルギー帯ギャップに対応する波長（ブリリアントイエロー光、約591 nmを生成するように設計）の光子（光）の形で主にエネルギーが放出されます。透明エポキシ樹脂封止材は半導体チップを保護し、光出力を形成するレンズとして機能します。

13. 技術トレンド

19-217のようなSMD LEDの開発は、より広範な業界トレンドに従っています：

効率向上：

• エピタキシャル成長およびチップ設計における継続的な研究により、AlGaInP LEDのルーメン毎ワット（効率）が向上し、同じ光出力に対する消費電力が削減されています。小型化：
• より小さなデバイスへの要望により、パッケージサイズはさらに小型化（例：0402、0201メトリックパッケージ）されていますが、これらは一部の光学性能および電力処理能力とのトレードオフがある場合があります。色の一貫性向上：
• ウェハ製造およびビニングアルゴリズムの進歩により、主波長と光度のより厳密な制御が可能となり、設計者は生産ロット間でより一貫した結果を得ることができます。統合化：
• 複数のLEDチップ（RGB、または複数の白色）を単一パッケージに統合する、またはLEDをドライバICと組み合わせて、より機能性が高く使いやすい光源を作成する傾向があります。A trend towards integrating multiple LED chips (RGB, or multiple whites) into a single package, or combining the LED with driver ICs, to create more functional and simpler-to-use light sources.