SMD LED 19-223/R6G6C-A01/2T データシート - マルチカラー - 20mA - ブリリアントレッド & イエローグリーン - 技術文書

1. 製品概要

19-223は、高密度PCBアプリケーション向けに設計されたコンパクトなマルチカラー表面実装デバイス（SMD）LEDです。その主な利点は、従来のリードフレームLEDと比較してフットプリントが大幅に縮小されている点にあり、エンド製品の小型化、基板上の部品実装密度の向上、保管スペースの削減を可能にします。本デバイスは軽量であり、ポータブルおよび小型電子機器アプリケーションに適しています。R6（ブリリアントレッド）とG6（ブリリアントイエローグリーン）の2つの異なるカラータイプが用意されており、いずれもAlGaInPチップ技術を採用し、ウォータークリア樹脂で封止されています。

1.1 主要特長と適合規格

本LEDは、7インチ径リールに巻かれた8mmテープ上で供給され、標準的な自動実装機との互換性を確保しています。赤外線および気相リフローはんだ付けプロセスの両方での使用を想定して設計されています。本製品は、いくつかの主要な環境・安全規格に適合しています：鉛フリー（無鉛）、EU RoHS指令適合、EU REACH要件適合、ハロゲンフリー（臭素(Br)および塩素(Cl)含有量がそれぞれ900 ppm未満、その合計が1500 ppm未満）に分類されます。

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がある限界値を定義します。動作条件はこれらの範囲内に留まる必要があります。

• 順電流 (I_F): R6およびG6タイプともに25 mA。
• ピーク順電流 (I_FP): 50 mA、パルス条件下（デューティサイクル1/10、1 kHz）で許容されます。
• 消費電力 (P_d): 60 mW。
• 静電気放電 (ESD) 人体モデル (HBM): 2000 V、これは取り扱いにおける中程度のESD耐性を示しています。
• 動作温度 (T_opr): -40°C から +85°C。
• 保管温度 (T_stg): -40°C から +90°C。
• はんだ付け温度: リフローの場合、ピーク260°Cで最大10秒が規定されています。手はんだ付けの場合、はんだごて先端温度は350°Cを超えず、3秒以内とします。

2.2 電気光学特性

周囲温度25°C、順電流20 mAの標準試験条件で測定。

• 光度 (I_v): R6: 72.0 - 180.0 mcd（ビニングに基づく代表値 112-180 mcd）。G6: 22.5 - 57.0 mcd（ビニングに基づく代表値 36-57 mcd）。許容差は±11%が適用されます。
• 指向角 (2θ_1/2): 130度、広い照射範囲を提供します。
• ピーク波長 (λ_p): R6: 632 nm（代表値）。G6: 575 nm（代表値）。
• 主波長 (λ_d): R6: 624 nm（代表値）。G6: 573 nm（代表値）。
• スペクトル半値幅 (Δλ): 両カラーとも20 nm（代表値）。
• 順電圧 (V_F): R6およびG6ともに、I_F=20mA時で1.70 - 2.40 V（代表値 2.00 V）。
• 逆電流 (I_R): 逆電圧 (V_R) 5V時で最大10 μA。本デバイスは逆バイアス動作を意図していません。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、主要な性能パラメータに基づいて選別（ビニング）され、同一製造ロット内での一貫性を確保します。

3.1 光度ビニング (R6)

• ビンコード Q: 最小 72.0 mcd、最大 112.0 mcd。
• ビンコード R: 最小 112.0 mcd、最大 180.0 mcd。

3.2 光度ビニング (G6)

• ビンコード 1: 最小 22.5 mcd、最大 36.0 mcd。
• ビンコード 2: 最小 36.0 mcd、最大 57.0 mcd。

注記：データシートではG6について順電圧のビン範囲と表示されていますが、光度の値がリストされています。これはラベルの不整合と見なされ、これらのビンは光度を指すものと解釈されます。

. Performance Curve Analysis

データシートには、R6およびG6バリアントの代表的な特性曲線が含まれています。本文中に具体的なグラフデータポイントは記載されていませんが、これらの曲線は通常、順電流と光度、順電圧の関係、および周囲温度が光出力に及ぼす影響を示しています。これらの曲線を分析することは、20mA以外の電流で駆動する場合や温度変動のある環境など、非標準動作条件下でのLEDの挙動を理解する上で極めて重要です。設計者は、詳細なデレーティングと性能予測のために、原本のグラフィカルデータを参照する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本LEDは標準的なSMDパッケージを採用しています。寸法図には、本体の長さ、幅、高さ、パッドサイズ、間隔などの主要な寸法が規定されています。規定されていない公差はすべて±0.1 mmです。正確なPCBフットプリント設計のためには、原本データシートのパッケージ図面から正確な寸法を取得する必要があります。

5.2 極性識別

カソードは通常、デバイス上に刻印、緑色のドット、レンズまたはパッケージ本体の切り欠きなどでマーキングされています。PCBフットプリント設計は、この極性マーキングと整合させる必要があり、正しい電気的接続を確保します。

6. はんだ付け・実装ガイド

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

無鉛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。
• 液相線温度以上時間 (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: 255°Cまで最大 6°C/秒。
• 255°C以上時間: 最大 30秒間。
• 冷却速度: 最大 3°C/秒。

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。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、先端温度が350°C未満のはんだごてを使用してください。端子ごとの接触時間は3秒を超えないようにします。定格電力25W以下のはんだごてを使用してください。熱損傷を防ぐため、各端子のはんだ付けの間には少なくとも2秒の間隔を空けてください。

6.3 保管と湿気感受性

本製品は、乾燥剤とともに防湿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以下、相対湿度60%以下の環境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。
• 暴露時間を超過した場合、または乾燥剤インジケータの色が変化した場合は、リフローはんだ付け前に、60±5°Cで24時間のベーキング（乾燥）処理が必要です。

7. 梱包と発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは、7インチリール上のキャリアテープに供給されます。各リールには2000個が収容されています。キャリアテープのポケットおよびリールの詳細寸法は、データシートの図面に記載されています。

7.2 ラベル説明

リールラベルには以下のコードが含まれます：

• CPN: 顧客品番。
• P/N: メーカー品番（例：19-223/R6G6C-A01/2T）。
• QTY: 梱包数量。
• CAT: 光度ランク（ビニングコード）。
• HUE: 色度座標 & 主波長ランク。
• REF: 順電圧ランク。
• LOT No: トレーサブルなロット番号。

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例

• 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灯およびバックライト。
• LCDディスプレイ: 小型LCDパネルのフラットバックライト、スイッチおよびシンボル照明。
• 汎用インジケータ: 電源状態、モード表示など。

8.2 設計上の考慮点

• 電流制限: 外部の電流制限抵抗は必須です。LEDの順電圧には範囲があり、ダイオードの指数関数的なI-V特性により、電源電圧のわずかな変化が順電流に大きく、場合によっては破壊的な変化を引き起こす可能性があります。
• 熱管理: 特に最大定格付近で動作する場合や周囲温度が高い環境では、LEDの寿命と性能を維持するために、PCB設計が十分な放熱を可能にすることを確認してください。
• ESD対策本デバイスは2000V HBMのESD耐性を有していますが、実装時には標準的なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。

9. 技術比較と差別化

19-223 LEDの主な差別化要因は、単一パッケージタイプでのマルチカラー機能（R6およびG6）と、AlGaInP半導体材料の使用です。AlGaInP技術は、高効率の赤、オレンジ、アンバー、黄緑色光を生成することで知られています。従来技術と比較して、これらの波長において優れた発光効率と色純度を提供します。130度の広い指向角は、狭いビームのインジケータ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に適しています。

10. よくある質問 (FAQ)

10.1 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

No.データシートでは、保護抵抗の使用が必須であると明示的に警告しています。LEDは電流駆動デバイスです。電圧源に直接接続すると、電流が制御不能となり、即座に故障します。

10.2 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長 (λ_p)は、発光のスペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長 (λ_d)は、標準白色光源と比較したときに、LEDの知覚される色に一致する単色光の波長です。主波長は人間の色知覚により密接に関連しています。

10.3 防湿バッグ開封後、厳密に7日間のフロアライフがあるのはなぜですか？

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。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に膨張し、内部の剥離、クラック、またはポップコーン現象を引き起こし、デバイスを損傷します。7日間の制限とベーキング手順は、実装歩留まりと長期信頼性を確保するために極めて重要です。

11. 実践的な設計・使用例

シナリオ：マルチステータスインジケータパネルの設計設計者は、コンパクトな制御ユニット上で電源オン、スタンバイ、故障の状態を示す赤色と緑色のインジケータを必要としています。19-223シリーズを使用することで、同一フットプリントとはんだ付けプロファイルを持つブリリアントレッド（R6）とブリリアントイエローグリーン（G6）のLEDを調達できます。これにより、PCBレイアウト、部品表（BOM）、実装プロセスが簡素化されます。より高い光度のビン（赤色はR、緑色は2）からLEDを選択することで、良好な視認性を確保します。5Vシステムで、明るさと消費電力のバランスを取るために15mAの駆動電流を目標とし、代表的なV_F2.0Vを使用して適切な電流制限抵抗を計算します。また、130度の指向角を考慮したパネル設計とし、広範囲の操作者位置からインジケータが見えるようにします。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスと呼ばれるプロセスを通じて光を発する半導体デバイスです。半導体材料（この場合はAlGaInP）のp-n接合に順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子が活性層内でp型領域からの正孔と再結合します。この再結合により、エネルギーが光子（光の粒子）の形で放出されます。発光の特定の波長（色）は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定されます。ウォータークリアエポキシ樹脂封止材は、半導体チップを保護し、光出力ビームを形成するレンズとして機能し（130度の指向角を実現）、機械的安定性を提供します。

13. 技術トレンドと背景

19-223のようなSMD LEDは、成熟し広く採用されているパッケージング技術を代表しています。インジケータおよびバックライト用LEDのトレンドは、より高い効率（mAあたりの光出力の向上）、より厳密なビニングによる色の一貫性の向上、ますます小型化するデバイスに向けたさらなる小型化へと続いています。また、様々な動作条件下での信頼性データと寿命予測への関心も高まっています。このデータシートは標準的な定格を提供していますが、より高度なアプリケーションでは、詳細な寿命および光束維持率曲線が必要になる場合があります。本製品に見られるように、鉛フリーおよびハロゲンフリー製造への移行は、現在、世界的な環境規制によって推進されている業界標準となっています。