SMD LED 19-22/Y2G6C-A14/2T 仕様書 - 2.0x1.6x0.8mm - 2.0V - 60mW - ブリリアントイエロー/黄緑 - 技術文書

1. 製品概要

19-22/Y2G6C-A14/2Tは、高密度実装を目的としたコンパクトな表面実装LEDです。従来のリードフレーム型部品と比較して大幅な進歩を遂げており、基板サイズ、保管スペース、機器全体の寸法を大幅に削減することが可能です。軽量構造のため、特に小型化やスペース制約のあるアプリケーションに適しています。

本製品の中核的な利点は、基板面積の効率的な利用と、現代の自動化製造プロセスとの互換性にあります。業界標準の8mmテープに巻かれた7インチ径リールで供給され、自動実装機とのシームレスな統合を容易にします。鉛フリー、RoHS準拠、EU REACHおよび厳格なハロゲンフリー基準（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）に準拠しており、信頼性と環境適合性を考慮して設計されています。

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発生する可能性が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。

• 逆電圧（V_R）：5V。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。
• 順方向電流（I_F）：Y2（ブリリアントイエロー）およびG6（ブリリアント黄緑）チップタイプともに、25 mA（連続）。
• ピーク順方向電流（I_FP）：60 mA、パルス条件下（デューティサイクル 1/10 @ 1kHz）で許容されます。
• 消費電力（P_d）：60 mW。これは、熱的限界を超えることなくパッケージが放散できる最大電力です。
• 動作温度（T_opr）：-40°C から +85°C。デバイスは産業用温度範囲に対応しています。
• 保管温度（T_stg）：-40°C から +90°C。
• 静電気放電（ESD） HBM：2000V。このクラス1BのESD定格は中程度の感度を示しており、適切なESD取り扱い手順が推奨されます。
• はんだ付け温度（T_sol）：リフロー：最大260°C、10秒間。手はんだ付け：端子ごとに最大350°C、3秒間。

2.2 電気光学特性

特に指定がない限り、標準試験条件 T_a= 25°C、I_F= 20mA で測定。光度の±11%公差は重要な設計上の考慮点です。

• 光度（I_v）：
  • Y2（ブリリアントイエロー）：代表値は、45.0-112 mcdのビンニング範囲内で提供されます。
  • G6（ブリリアント黄緑）：代表値は、28.5-72.0 mcdのビンニング範囲内で提供されます。
• 視野角（2θ_1/2）：130度（代表値）。この広い視野角は、広い視認性を必要とするインジケータやバックライト用途に適しています。
• ピーク波長（λ_p）：
  • Y2：591 nm（代表値）。
  • G6：575 nm（代表値）。
• 主波長（λ_d）：
  • Y2：589 nm（代表値）。
  • G6：573 nm（代表値）。
• スペクトル半値幅（Δλ）：
  • Y2：15 nm（代表値）。
  • G6：20 nm（代表値）。G6チップのやや広いスペクトルは、その材料組成に特徴的です。
• 順方向電圧（V_F）：
  • Y2 & G6：2.00V（代表値）、I_F=20mA 時で 1.70V から 2.40V の範囲。この比較的低い V_Fは、高い効率に貢献します。
• 逆方向電流（I_R）：V_R=5V 時で 10 μA（最大）。

3. ビンニングシステムの説明

LEDの光出力はロットによって異なります。ビンニングシステムは、類似した性能を持つLEDをグループ化することで、エンドユーザーに一貫性を保証します。

3.1 光度ビンニング

Y2（ブリリアントイエロー）の場合：

• ビンコード P：45.0 mcd（最小）から 72.0 mcd（最大）。
• ビンコード Q：72.0 mcd（最小）から 112 mcd（最大）。

G6（ブリリアント黄緑）の場合：

• ビンコード N：28.5 mcd（最小）から 45.0 mcd（最大）。
• ビンコード P：45.0 mcd（最小）から 72.0 mcd（最大）。

特定のビンコード（CAT）は製品ラベルに表示されます。設計者は、アプリケーションで十分な明るさを保証するために、選択したビン内の最小値を考慮する必要があります。

4. 性能曲線分析

テキスト抜粋では具体的なグラフィカルデータポイントは提供されていませんが、データシートにはY2およびG6チップタイプの代表的な電気光学特性曲線が参照されています。これらの曲線は、非標準条件下でのデバイスの挙動を理解するために不可欠です。

4.1 推測される曲線特性

標準的なLEDの物理特性と提供されたパラメータに基づき、以下の関係が予想されます：

• 相対光度 vs. 順方向電流（I_F）：光出力は、ある点まで電流に対して超線形的に増加し、その後効率低下が発生する可能性があります。動作は定格 I_Fの25mA以下に保つべきです。
• 相対光度 vs. 周囲温度（T_a）：光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。曲線は負の傾きを示し、特に高温環境下で一貫した明るさを維持するための熱管理の重要性を強調します。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流（V_F-I_F）：これは古典的なダイオードの指数曲線を示します。20mA時の代表的な V_Fである2.0Vは、この曲線上の重要なポイントです。
• 順方向電流 vs. 周囲温度：このデレーティング曲線は、最大許容 I_Fが T_aの上昇に伴って減少することを示し、P_d limit.
• スペクトル分布：両チップの曲線は、それぞれの λ_p（Y2は591nm、G6は575nm）で指定された半値幅（Δλ）を持つ明確なピークを示します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

19-22 SMD LEDは、業界標準のパッケージフットプリントを備えています。高密度レイアウトに重要なコンパクトな本体サイズを含む主要寸法（特に指定がない限り公差±0.1mm）が定義されています。正確な長さ、幅、高さは、パッドレイアウト、部品外形、極性識別（通常はカソードマークまたはパッケージの切り欠き角）を含む詳細な寸法図で定義されています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 重要な注意事項

• 電流制限：LEDの負の温度係数と急峻なI-V特性による熱暴走や焼損を防ぐため、外部直列抵抗は必須です。
• 保管および湿気感受性：
  • 使用準備が整うまで防湿袋を開封しないでください。
  • 開封後、未使用のLEDは≤30°C、≤60% RHで保管する必要があります。
  • 袋開封後のフロアライフは168時間（7日間）です。
  • これを超えた場合、リフロー前に60±5°Cで24時間のベーキングが必要です。

6.2 はんだ付けプロファイル（鉛フリー）

推奨リフロープロファイルが提供されています：

• 予備加熱：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、最大10秒間保持。
• 加熱速度：最大6°C/秒。
• 255°C以上時間：最大30秒間。
• 冷却速度：最大3°C/秒。

重要な制限：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。加熱中のLEDへの機械的ストレスを避け、はんだ付け後のPCBを反らせないでください。

6.3 手はんだ付けおよび修理

手はんだ付けが避けられない場合：

• 先端温度<350°Cのはんだごてを使用し、端子ごとに<3秒間で行ってください。
• はんだごての電力は≤25Wであるべきです。
• 各端子のはんだ付け間隔は最低2秒間空けてください。
• 修理は強く推奨されません。どうしても必要な場合は、両端子を同時に加熱して部品を持ち上げるダブルヘッドはんだごてを使用し、パッド損傷を避けてください。修理後のデバイス機能を確認してください。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

• キャリアテープ：幅8mm、7インチ径リールに巻かれています。
• 1リールあたりの数量：2000個。
• 防湿梱包：乾燥剤を含み、アルミ防湿袋に密封されています。

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：

• CPN：顧客部品番号。
• P/N：メーカー部品番号（例：19-22/Y2G6C-A14/2T）。
• QTY：梱包数量。
• CAT：光度ランク（ビンコード：例 P、Q、N）。
• HUE：色度座標および主波長ランク。
• REF：順方向電圧ランク。
• LOT No：トレーサビリティのための製造ロット番号。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 車載インテリア：ダッシュボード計器、スイッチ、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、ルーターの状態表示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、シンボルアイコン。
• 一般的なインジケータ用途：多種多様な電子機器における電源状態、モード表示、警告信号。

8.2 設計上の考慮点

• 電流駆動回路：常に定電流回路または直列電流制限抵抗を備えた電圧源を実装してください。抵抗値は R = (V_supply- V_F) / I_F を使用して計算し、データシートの最大 V_Fを使用して、最悪条件下でも I_Fが制限値を超えないようにしてください。
• 熱管理：消費電力は低いですが、高温環境または最大 I_Fで動作する場合、性能と寿命を維持するために、LEDパッドの下に十分なPCB銅面積またはスルーホールを確保してください。
• 光学設計：130度の視野角は広い発光を提供します。集光または指向性光が必要な場合は、外部レンズまたは導光板が必要になる場合があります。

9. 技術比較と差別化

19-22シリーズの主な差別化要因は、その極小サイズと包括的な環境適合性です。より大きなSMD LEDやスルーホール型と比較して、優れた実装密度を実現します。黄色および黄緑色用の特定のAlGaInP材料システムは、これらの波長で高い効率と色純度を提供します。RoHS、REACH、ハロゲンフリー準拠の組み合わせにより、最も要求の厳しい世界市場および環境配慮設計に適しており、古いまたは適合性の低い部品と比較してしばしば優位性を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 なぜ電流制限抵抗が絶対に必要なのですか？

LEDの順方向電圧（V_F）は負の温度係数を持ち、個体によって異なります（1.7Vから2.4V）。V_Fをわずかに上回る電圧源に直接接続すると、電流が指数関数的に増加し、絶対最大定格の25mAをすぐに超え、即座に熱破壊を引き起こします。抵抗は線形で安定した電流制限を提供します。

10.2 光度の±11%公差は設計にどのような意味を持ちますか？

これは、個々のLEDの実際の光度が、代表値またはビンニング値に対して最大11%高くまたは低くなる可能性があることを意味します。したがって、光学系は、最小の予想強度（代表値/ビン最小値 * 0.89）でも正しく機能するように設計する必要があります。代表値のみに基づいて設計しないでください。

10.3 このLEDは屋外で使用できますか？

動作温度範囲は-40°Cから+85°Cであり、多くの屋外環境をカバーします。ただし、紫外線、湿気、汚染物質への直接曝露は、チップパッケージ単独では対処されません。屋外使用の場合は、LEDを適切にポッティングするか、環境シールと保護を提供する筐体内に収める必要があります。

10.4 発注時のビンコード（P、Q、N）はどのように解釈すればよいですか？

明るさのニーズに基づいて必要なビンコードを指定してください。例えば、設計が少なくとも70 mcdの黄色光を必要とする場合、ビンP（45-72 mcd）には要求を下回るユニットが含まれる可能性があるため、ビンQ（72-112 mcd）を発注する必要があります。複数のビンを混在させた発注や任意のビンの発注は、製品内で目に見える明るさのばらつきを引き起こす可能性があります。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：3.3V電源で動作する携帯機器用の低消費電力状態インジケータを設計。周囲光下でも明確に視認可能である必要があります。

選定：19-22 G6（黄緑、ビンP）は、明所視（人間の目の感度）範囲での高い発光効率と低い V_F.

計算：目標 I_F= 15mA（マージンのため最大値以下）。 最悪ケースの電流計算のためにデータシートの最大 V_F（2.4V）を使用： R = (V_supply- V_F) / I_F= (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ω。 抵抗での消費電力：P = I²R = (0.015)²* 60 = 0.0135W。標準の1/16Wまたは1/10W抵抗で十分です。 15mA時の予想明るさは、代表的な20mAの値から外挿でき、視認性要件を満たすことを確認します。

レイアウト：コンパクトな19-22フットプリントをPCB上に配置します。パッドへの小さなサーマルリリーフ接続を使用して、はんだ付けを容易にしつつ、基板面への熱伝導をある程度維持します。

12. 動作原理の紹介

19-22 LEDは、半導体p-n接合に基づく固体光源です。Y2およびG6チップは、AlGaInP（リン化アルミニウムガリウムインジウム）を活性半導体材料として利用しています。ダイオードのオン閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。AlGaInPでは、この再結合により、主に可視スペクトルの黄色から黄緑領域（573-591 nm）の光子（光）としてエネルギーが放出されます。特定の色（波長）は、AlGaInP合金の正確な原子組成とバンドギャップエネルギーによって決定されます。透明樹脂封止材は半導体ダイを保護し、一次レンズとして機能して初期の光出力パターンを形成します。

13. 技術トレンド

19-22 LEDは、光エレクトロニクスの継続的なトレンドを代表しています：小型化, 効率向上、および信頼性と適合性の強化。このような小型パッケージへの移行により、より洗練されたコンパクトな最終製品が可能になります。AlGaInP材料の使用は、琥珀色/黄色/緑色に対して高い内部量子効率を提供します。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移行は、世界的な環境規制（RoHS、REACH）およびより環境に優しい電子機器に対する顧客の需要によって推進されています。将来の開発は、さらなる効率向上（より高いmcd/mA）、一貫性のためのより厳密な色と明るさのビンニング、さらに高密度実装または統合ドライバ回路を可能にするパッケージに焦点を当てる可能性があります。