SMD LED 16-213/R6C-AQ2R2B/3T データシート - ブリリアントレッド - 20mA - 1.75-2.35V - 日本語技術文書

1. 製品概要

16-213は、高密度・小型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半導体技術を採用し、ブリリアントレッドの光出力を実現します。そのコンパクトなフォームファクタにより、従来のリードフレーム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、エンド製品の小型化設計と保管要件の低減に貢献します。

1.1 主な利点

• 小型化:小型パッケージにより、より高い実装密度が可能となり、よりコンパクトな電子機器の設計を実現します。
• 軽量:重量が重要な要素となるアプリケーションに理想的です。
• 互換性:7インチリールに巻かれた8mmテープに梱包されており、標準的な自動実装機と完全に互換性があります。
• 環境適合性:本製品はPbフリーであり、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー規格(Br <900ppm、Cl <900ppm、Br+Cl <1500ppm)に準拠しています。
• プロセス互換性:赤外線(IR)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機能に適しています:

• 自動車および産業用コントロールにおけるダッシュボードおよび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およびキーパッドバックライト。
• LCDパネル、スイッチ、シンボル用のフラットバックライト。
• 汎用インジケータアプリケーション。

2. 絶対最大定格

以下の定格は、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。これらの条件下またはそれ以上の条件下での動作は保証されません。

3. 電気光学特性

これらのパラメータは、特に指定がない限り、周囲温度(T_amb)25°C、順方向電流(I_F)20mAで測定されます。これらはデバイスの代表的な性能を示します。_aT_amb_FI_F

I_R

1. μA
2. V_R=5V
3. 注記:

光度許容差: ±11%

主波長許容差: ±1nm

順方向電圧許容差: ±0.05V

4. ビニングシステムの説明_Fアプリケーション性能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選別(ビニング)されます。16-213は3コードのビニングシステムを使用します。

R1

R2

E6

E7_F4.3 順方向電圧ビニング (REF)

最大 (V)

5. 性能曲線分析_a以下の代表的な曲線は、様々な条件下でのデバイスの挙動を理解するのに役立ちます。特に記載がない限り、すべての曲線はT_amb=25°Cで測定されています。

5.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

この曲線は、印加電圧と結果として生じる電流との間の指数関数的関係を示します。標準動作電流20mAにおける順方向電圧(V_F)は、通常1.75Vから2.35Vの間です。設計者は、熱暴走を防ぐために直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。なぜなら、ニーポイントを超えるわずかな電圧の増加が、大きく、破壊的となる可能性のある電流の増加を引き起こすからです。_FV_F

5.2 光度 vs. 順方向電流

光度は、最大定格電流まで順方向電流とほぼ線形に増加します。絶対最大定格(連続25mA)を超えて動作させると、寿命と信頼性が低下します。

5.3 光度 vs. 周囲温度

LEDの光出力は、接合温度が上昇すると減少します。この曲線は、周囲温度が-40°Cから+85°Cに上昇するにつれて相対光度が低下することを示しています。このデレーティングは、LEDが高温環境または高駆動電流で動作する設計では考慮する必要があります。

5.4 順方向電流デレーティング曲線

この重要な曲線は、周囲温度の関数としての最大許容連続順方向電流を定義します。信頼性の高い動作と過熱を防ぐためには、高い周囲温度で動作する場合、順方向電流を低減する必要があります。

5.5 スペクトル分布

スペクトルは、代表的なピーク波長(λ_p)632nmを中心とし、半値全幅(FWHM)は約20nmで、AlGaInPベースの赤色LEDの特徴です。主波長(λ_d)は知覚される色を定義します。_pλ_p_dλ_d

5.6 放射パターン

このLEDは120度(2θ_1/2)の広い視野角を特徴としており、広い視認性が求められるエリア照明やインジケータアプリケーションに適した広く均一な発光パターンを提供します。_{2θ_1/2}6. 機械的・パッケージ情報

6.1 パッケージ寸法

LEDパッケージの物理的外形および主要寸法はデータシートに記載されています。特に指定がない限り、公差は通常±0.1mmです。設計者はフットプリント作成のために正確な図面を参照する必要があります。

6.2 推奨パッドレイアウト

PCB設計のための推奨ランドパターン(フットプリント)が含まれています。このパターンは参考用であり、特定の製造プロセス、はんだペースト量、熱管理要件に基づいて最適化する必要があります。

6.3 極性識別

カソードは通常デバイス上にマーキングされています。組立時に正しい極性方向を確保することは、逆バイアス損傷を防ぐために不可欠です。

7. はんだ付け・組立ガイドライン

7.1 リフローはんだ付けプロファイル (Pbフリー)

このLEDは、Pbフリーはんだを使用した標準的な赤外線または気相リフロープロセスと互換性があります。推奨温度プロファイルは以下の通りです:

予熱:

• 150-200°C、60-120秒間。液相線以上時間 (TAL):
• 217°C以上、60-150秒間。ピーク温度:
• 最大260°C、10秒以内。昇温速度:
• 最大3°C/秒 (255°Cまで)、その後最大6°C/秒 (ピークまで)。降温速度:
• 最大6°C/秒。重要:

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。7.2 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:

先端温度が350°Cを超えないはんだごてを使用してください。

• 端子ごとの接触時間は最大3秒に制限してください。
• 定格電力25W以下のはんだごてを使用してください。
• 各端子のはんだ付けの間には、少なくとも2秒の冷却間隔を設けてください。
• 加熱中にLED本体に機械的ストレスを加えないでください。
• 7.3 リワーク・修理

LEDがはんだ付けされた後の修理は強く推奨されません。やむを得ない場合は、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に、専用の両頭はんだごてを使用する必要があります。リワーク後のLED特性への影響は確認する必要があります。

8. 保管・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:

• 温度30°C以下、相対湿度90%以下で保管してください。開封後 (フロアライフ):
• 未使用のデバイスは、温度30°C以下、相対湿度60%以下で保管した場合、1年以内にはんだ付けする必要があります。この期間内に使用しない場合は、再ベーキングおよび再バッグ詰めが必要です。ベーキング手順:
• 乾燥剤インジケータが変色した場合、またはフロアライフを超過した場合は、使用前に60±5°Cで24時間ベーキングしてください。9. 梱包・発注情報

9.1 テープ＆リール仕様

デバイスは、7インチ径のリールに巻かれた8mm幅のエンボスキャリアテープ上で供給されます。各リールには3000個が含まれます。

9.2 ラベル説明

リールラベルにはいくつかの主要コードが含まれます:

CPN:

• 顧客部品番号。P/N:
• メーカー部品番号 (例: 16-213/R6C-AQ2R2B/3T)。QTY:
• リールあたりの梱包数量。CAT:
• 光度ランク (例: Q2、R1、R2)。HUE:
• 主波長ランク (例: E4、E5、E6、E7)。REF:
• 順方向電圧ランク (例: 0、1、2)。LOT No:
• トレーサブルな製造ロット番号。10. アプリケーション設計上の考慮点

10.1 電流制限抵抗の計算

順方向電流を設定するためには、直列抵抗が必須です。抵抗値(R_s)はオームの法則を用いて計算できます: R_s = (V_Supply - V_F) / I_F。保守的な設計のためには、ビニング表の最大V_Fを使用して、I_Fが所望の値を超えないようにします。抵抗の電力定格も計算する必要があります: P_R = (I_F)² * R_s。

R_sV_SupplyV_F_SI_F_SV_F_{I_F}P_R_FI_F_FR_s_F10.2 熱管理_Fパッケージは小さいですが、電力損失(最大60mW)は、特に高温環境や密閉空間では、接合温度の大幅な上昇を引き起こす可能性があります。これは光出力と寿命を低下させます。最大定格近くで動作する場合は、放熱のために十分なPCB銅面積または熱ビアを使用するようにしてください。_R10.3 ESD保護_F2000V HBMに定格されていますが、潜在的な損傷を防ぐために、組立および取り扱い時には常に標準的なESD取り扱い予防策に従う必要があります。_S.

11. 技術比較・差別化

AlGaInP技術に基づく16-213 LEDは、赤色インジケータアプリケーションにおいて明確な利点を提供します:

従来技術 (例: GaAsP) との比較:

AlGaInPはより高い発光効率を提供し、同じ電流でより明るい出力と、より良い色純度(より鮮やかな赤)を実現します。

フィルタ付き広帯域白色LEDとの比較:

純粋な赤色光を生成するには、白色光をフィルタリングするよりも単色赤色LEDの方がはるかに効率的であり、消費電力を低減できます。

• 大型リード付きLEDとの比較:SMDフォーマットは自動組立を可能にし、基板スペースを削減し、曲がりや破損しやすいリードを排除することで機械的信頼性を向上させます。
• 12. よくある質問 (FAQ)Q1: ピーク波長(λp)と主波長(λd)の違いは何ですか？
• A1: ピーク波長は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長は、LEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。インジケータアプリケーションにおける色指定にはλdの方がより関連性があります。Q2: 電源が正確に2.0Vの場合、電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A2:

順方向電圧には許容差があり、温度によって変化します。公称V_Fと等しい電源電圧は、個体差や温度低下により過剰な電流を引き起こす可能性があります。信頼性の高い動作のためには、常に直列抵抗が必要です。

V_F

Q3: なぜ保管温度範囲は動作範囲よりも広いのですか？

A3: 保管定格は、非活性、非通電状態のデバイスに適用されます。動作範囲が狭いのは、動作中に半導体接合部で熱が発生し、周囲温度と自己発熱の複合効果を制限して性能と寿命を確保する必要があるためです。No.Q4: 部品番号16-213/R6C-AQ2R2B/3Tはどのように解釈すればよいですか？_FA4: 正確な解読は独自のものかもしれませんが、通常は基本製品コード(16-213)に続き、性能ビン(例: 光度 'R2'、主波長はおそらく 'E6/E7' 内、順方向電圧 'B2')を指定するコード、およびおそらく梱包タイプ('3T'はテープ＆リールを指す可能性があります)が含まれます。

13. 設計事例：ダッシュボードスイッチのバックライト

シナリオ:

周囲温度が最大70°Cの環境で、均一で信頼性の高い赤色照明を必要とする自動車用ダッシュボードスイッチのバックライトを設計します。

設計ステップ:

電流選択:

高温での長寿命を確保するため、電流をデレートします。デレーティング曲線から、周囲温度70°Cでは、最大許容I_Fは25mAよりも大幅に低くなります。I_F=15mAを選択することで、十分な安全マージンを確保できます。I_F

I_F

1. 抵抗計算:12Vの自動車電源とビンB2からの最大V_F(2.35V)を使用します。R_s = (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω。標準の620Ωまたは680Ω抵抗を使用します。電力: P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W。1/4W抵抗で十分です。_FV_F_FR_s
2. ビン選択:複数のスイッチ間で均一な外観を得るために、HUE(主波長、例: E6のみ)およびCAT(光度、例: R1のみ)について厳しいビンを指定します。これにより、色と明るさの一貫性が確保されます。_Fレイアウト:_SLEDとその電流制限抵抗を近接して配置します。データシートの推奨パッドレイアウトを使用し、はんだ付けを容易にするために小さなサーマルリリーフ接続を追加することを検討してください。
3. 14. 技術原理このLEDは、アルミニウムガリウムインジウムリン(AlGaInP)半導体ヘテロ構造に基づいています。p-n接合に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。この再結合中に放出されるエネルギーは光子(光)として放出されます。AlGaInP合金の特定のバンドギャップエネルギーが放出される光の波長を決定し、この場合は赤色スペクトル(約632nm)になります。透明樹脂レンズは、吸収を最小限に抑えて光を放出させ、その形状が120度の広い視野角を決定します。
4. 15. 業界動向16-213のようなSMDインジケータLEDの市場は進化を続けています。主なトレンドは以下の通りです:

効率向上:

継続的な材料科学の改善により、より高い発光効率(単位電気入力あたりのより多くの光出力)を実現し、消費電力の低減またはより明るいインジケータを可能にします。

小型化:

エンド製品の小型化への要請により、光学性能を維持または向上させながら、より小さなLEDパッケージ(例: 0402、0201メートルサイズ)への移行が進んでいます。

• 信頼性向上:パッケージ材料およびダイアタッチ技術の改善により、動作寿命の延長、熱サイクルおよび湿度に対する堅牢性の向上が図られています。
• 統合化:複数のLED(例: RGBクラスタ)を統合したり、LEDを制御IC(ドライバチップなど)と組み合わせて単一パッケージに収めることで、回路設計を簡素化し基板スペースを節約するトレンドがあります。
• Enhanced Reliability:Improvements in packaging materials and die-attach technologies focus on extending operational lifetime and robustness against thermal cycling and humidity.
• Integration:A trend towards integrating multiple LEDs (e.g., RGB clusters) or combining LEDs with control ICs (like driver chips) into single packages to simplify circuit design and save board space.