SMD LED 19-22/G6R6C-A31/2T データシート - パッケージ 2.0x1.25x0.8mm - 電圧 2.0V - マルチカラー - 技術文書

1. 製品概要

19-22 SMD LED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表面実装デバイスです。AlGaInPチップ技術を採用し、鮮やかなイエロー（G6）とレッド（R6）の色を実現します。この部品の主な利点は、従来のリードフレームLEDと比較して占有面積が大幅に削減されている点にあり、エンド機器の小型化、回路基板上のより高い実装密度、保管スペースの削減を可能にします。軽量な構造は、特に携帯機器や小型電子機器に適しています。

1.1 主要機能と適合規格

本デバイスは、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープ上に供給され、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。本製品は主要な環境・安全規制に適合しています：鉛フリー（Pbフリー）、EU RoHS指令準拠、EU REACH規則準拠、ハロゲンフリー基準（臭素<900 ppm、塩素<900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）を満たしています。マルチカラー品種は、単一のパッケージフットプリント内で設計の柔軟性を提供します。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えてデバイスを動作させると、永久損傷を引き起こす可能性があります。最大逆電圧（VR）は両カラータイプで5Vです。連続順方向電流（IF）定格は25 mAです。パルス動作では、デューティサイクル1/10、周波数1 kHzでのピーク順方向電流（IFP）は60 mAです。最大許容損失（Pd）は60 mWです。動作温度範囲（Topr）は-40°Cから+85°C、保管温度範囲（Tstg）は-40°Cから+90°Cです。人体モデル（HBM）に基づく静電気放電（ESD）耐圧は2000Vです。

2.2 電気光学特性

全てのパラメータは、周囲温度（Ta）25°C、標準試験電流（IF）20 mAで規定されています。光度（Iv）の代表値は、G6（イエロー）で22.5 mcd、R6（レッド）で45.0 mcdであり、特定のビン範囲が提供されています。指向角（2θ1/2）は130度で、広い発光パターンを提供します。G6チップの代表的なピーク波長（λp）は575 nm、主波長（λd）は573 nmです。R6チップの代表的なピーク波長は632 nm、主波長は624 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は両者とも約20 nmです。順方向電圧（VF）の代表値は2.0Vで、範囲は1.7Vから2.4Vです。VR=5V時の最大逆電流（IR）は10 µAです。

3. ビニングシステムの説明

色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは光度に基づいてビンに分類されます。光度の許容差は±11%です。G6（イエロー）LEDの場合、ビンはM2（22.5-28.5 mcd）からP1（45.0-57.0 mcd）の範囲です。R6（レッド）LEDの場合、ビンはP1（45.0-57.0 mcd）からQ2（90.0-112.0 mcd）の範囲です。このビニングにより、設計者はアプリケーションの特定の明るさ要件を満たす部品を選択でき、複数LEDアレイやインジケータにおける視覚的な均一性を確保できます。

4. 性能曲線分析

データシートには、G6およびR6バリアントの代表的な電気光学特性曲線が含まれています。これらのグラフは、順方向電流対順方向電圧、順方向電流対光度、周囲温度が光度に及ぼす影響など、主要パラメータ間の関係を視覚的に表しています。これらの曲線を分析することは、非標準動作条件下でのデバイスの挙動を理解するために重要であり、特に電流制限と熱管理に関して、より堅牢な回路設計を可能にします。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

19-22 SMD LEDは、長さ2.0mm、幅1.25mm、高さ0.8mm（特に記載がない限り公差±0.1mm）のコンパクトなパッケージを有しています。詳細な機械図面には、リード間隔、チップ配置、レンズ形状が規定されています。この図面を正しく解釈することは、PCBランドパターン設計、適切なはんだ接合部の形成、機械的安定性の確保に不可欠です。

5.2 極性識別と実装

本パッケージは、マークされたカソード（通常、テープ上の緑色の点または切り欠きで表示）を特徴としています。データシートには、アノードとカソードパッドの位置を示す明確な図が提供されています。推奨されるPCBフットプリントに従うことは、はんだ付けの問題を防止し、正しい電気的向きを確保するために重要です。

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

鉛フリーはんだ付けの場合、特定の温度プロファイルに従う必要があります：150-200°Cでの予熱を60-120秒間；液相線（217°C）以上の時間を60-150秒間；ピーク温度は260°Cを超えず、最大10秒間；最大加熱速度は255°Cまで6°C/秒、最大30秒間保持；最大冷却速度は3°C/秒。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。加熱中にLED本体に応力を加えないでください。また、はんだ付け後にPCBが反らないようにしてください。

6.2 手はんだ付けと保管

手はんだ付けが必要な場合、はんだごて先端温度は350°C以下とし、端子ごとに3秒以内で行ってください。はんだごての電力は25W以下とし、各端子のはんだ付け間隔は少なくとも2秒空けてください。保管については、未開封の防湿バッグはそのまま使用できます。一度開封した場合、LEDは30°C/60%RH以下の環境で保管した場合、168時間（7日）以内に使用する必要があります。未使用のLEDは乾燥剤とともに再密封してください。保管時間を超過した場合、または乾燥剤インジケータが変色した場合は、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

LEDは防湿材料で梱包されています。キャリアテープに装着され、1リールあたり2000個が収納されたリールで供給されます。リールは自動供給装置との互換性を確保するための標準寸法を有しています。梱包には、顧客品番（CPN）、品番（P/N）、梱包数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度座標・主波長ランク（HUE）、順方向電圧ランク（REF）、ロット番号（LOT No.）などの重要情報が記載されたラベルが含まれます。

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

このLEDは、自動車のダッシュボードやスイッチパネルのバックライト用途に適しています。通信機器では、電話機やファクシミリの状態表示灯やキーパッドバックライトとして使用されます。また、LCD、スイッチ、シンボルのフラットバックライトや、小型サイズと信頼性が重要な汎用インジケータ用途にも使用されます。

8.2 重要な設計上の考慮事項

電流制限抵抗は絶対に必須です。LEDの指数関数的なI-V特性は、順方向電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こすことを意味し、即座に焼損につながる可能性があります。抵抗値は、電源電圧、LEDの代表的な順方向電圧（Vf）、および所望の動作電流（例：20mA）に基づいて計算する必要があります。設計者は、LED自体の消費電力も考慮し、最大定格付近で動作する場合はPCBレイアウトが十分な放熱対策を提供していることを確認する必要があります。

9. 技術比較と差別化

19-22パッケージは、従来の3mmおよび5mmスルーホールLEDと比較して大幅な小型化を実現し、現代的な薄型製品設計を可能にします。他のSMD LEDと比較して、AlGaInP技術の採用により、イエローおよびレッド色において高い発光効率を提供します。広い130度の指向角は、広い視認性を必要とするアプリケーションにおける重要な差別化要因です。ハロゲンフリーおよびその他の環境規格への適合は、厳格な規制要件を持つ製品に適しています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: なぜ直列抵抗が必要なのですか？

A: LEDは非線形なI-V特性を持つダイオードです。電流制限抵抗がない場合、電流は電源の内部抵抗とダイオードの動的抵抗（非常に低い）によってのみ制限されます。これにより、ほとんどの場合、絶対最大定格を超える電流が流れ、即座に故障を引き起こします。

Q: 3.3Vや5Vのロジック電源でこのLEDを駆動できますか？

A: はい、可能ですが、直列抵抗が必要です。例えば、5V電源、代表的なVf 2.0V（20mA時）の場合、抵抗値は R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 オームとなります。抵抗の定格電力は少なくとも P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06Wであるべきなので、標準的な1/8W（0.125W）抵抗で十分です。

Q: ビンコード（例：P1、Q2）は私の設計にとって何を意味しますか？

A: ビンコードは、保証された最小および最大光度を指定します。設計で複数のLED間の均一な明るさが必要な場合は、同じビンコードまたは狭い範囲のビンからLEDを指定する必要があります。大きく異なるビン（例：P1とQ2を一緒に使用）のLEDを使用すると、明らかに異なる明るさレベルになります。

11. 実践的な設計・使用事例

民生機器用の多状態表示パネルを設計する場合を考えます。19-22 LEDを使用することで、設計者は非常に小さな領域に高密度な赤と黄のインジケータアレイを作成できます。同じ光度ビン（例：全てのR6をビンQ1から）のLEDを選択することで、視覚的な一貫性が達成されます。広い指向角により、様々な角度からインジケータが見えることが保証されます。SMDパッケージにより自動実装が可能となり、手はんだ付けのスルーホール部品と比較して製造コストを削減し、信頼性を向上させます。設計には、各LEDまたはLEDグループに対して適切な電流制限抵抗を備えた駆動回路を含める必要があります。

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によって光を発する半導体デバイスです。p-n接合に順方向電圧が印加されると、n型材料からの電子が活性領域（この場合はAlGaInP層）でp型材料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。チップを囲むエポキシ樹脂レンズは、半導体ダイを保護し、光出力ビームを形成し（130度の指向角を実現）、光取り出し効率を向上させる役割を果たします。

13. 技術動向と発展

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（単位電力あたりのより多くの光出力）、より小さなパッケージサイズ、および改善された信頼性に向かって続いています。また、この製品のハロゲンフリーおよび鉛フリー適合が示すように、環境に優しい材料と製造プロセスのより広範な採用に向けた強い推進力もあります。統合は別のトレンドであり、複雑な照明アプリケーション向けに、マルチチップパッケージ（RGB、マルチカラー）や内蔵制御ICを備えたLEDがより一般的になっています。しかし、19-22のようなディスクリート単色LEDは、基本的なインジケータ機能において、そのシンプルさ、信頼性、コスト効率の良さから、依然として基本的な部品であり続けています。