SMD LED 16-916/T1D-AP1Q2QY/3T データシート - パッケージ 1.6x0.8x0.35mm - 電圧 2.7-3.2V - 白色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

16-916/T1D-AP1Q2QY/3Tは、小型化と高信頼性を要求する現代の電子機器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型LEDです。この単色純白色LEDは、InGaNチップ技術を採用し、黄色の拡散樹脂で封止されています。その主な利点は、従来のリードフレーム部品と比較して占有面積が大幅に削減されている点にあり、PCB上の実装密度の向上、保管要件の低減、最終的にはより小型のエンド製品設計に貢献します。軽量構造はさらに、携帯機器や小型アプリケーションに理想的です。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 絶対最大定格

本デバイスは以下の絶対最大条件下での動作を規定しており、これを超えると永久破損が発生する可能性があります。逆電圧（VR）定格は5Vです。連続順電流（IF）は25 mAを超えてはなりません。パルス動作では、デューティサイクル1/10、1 kHzの条件下で、ピーク順電流（IFP）100 mAが許容されます。最大許容損失（Pd）は95 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とやや広くなっています。本デバイスは、人体モデル（HBM）に基づく150Vの静電気放電（ESD）に耐えることができます。はんだ付け温度制限は、リフロー（260°C、10秒間）と手はんだ（350°C、3秒間）の両プロセスについて定義されています。

2.2 電気・光学特性

主要な性能パラメータは、周囲温度（Ta）25°Cで測定されます。光度（Iv）は順電流（IF）5 mAにおいて、最小45 mcd、最大112 mcdの典型的な範囲を持ちます。指向角（2θ1/2）は典型的に130度で、広い照射範囲を提供します。順電圧（VF）は同じ5mA条件下で2.7Vから3.2Vの範囲です。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5V印加時に最大50 μAと規定されています。光度および順電圧の許容差は、それぞれ±11%および±0.05Vと記載されています。

3. ビニングシステムの説明

3.1 光度ビニング

LEDは、IF=5mAで測定された光度に基づいてビンに分類されます。これにより、生産ロット間での輝度の一貫性が確保されます。ビンコードとそれに対応する最小・最大光度範囲は以下の通りです：P1（45.0-57.0 mcd）、P2（57.0-72.0 mcd）、Q1（72.0-90.0 mcd）、Q2（90.0-112.0 mcd）。

3.2 順電圧ビニング

同様に、回路設計、特に電流制限抵抗の計算を支援するために、デバイスは順電圧によってビニングされます。電圧はコードQの下でサブビンにグループ化されます：29（2.7-2.8V）、30（2.8-2.9V）、31（2.9-3.0V）、32（2.9-3.0V）、33（3.1-3.2V）。これらはすべてIF=5mAで測定されます。

3.3 色度座標ビニング

色の一貫性のために、白色LEDは、色度図上の特定のCIE 1931（x, y）座標四辺形で定義された色度ビン（グループA、コード1-6）にグレーディングされます。このビニングは、±0.01の許容差を持ち、発光する白色光が制御された色空間内に収まることを保証します。これは、均一な外観を要求するアプリケーションにとって極めて重要です。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのLEDの挙動をより深く理解するためのいくつかの特性曲線が含まれています。順電流デレーティング曲線は、周囲温度の上昇に伴って最大許容順電流がどのように減少するかを示し、熱管理に不可欠です。相対光度対周囲温度曲線は、温度上昇に伴う光出力の典型的な減少を示しています。光度対順電流グラフは、駆動電流と輝度の非線形関係を示します。スペクトル分布図は、発光する白色光の分光パワー分布を特徴づけます。典型的な放射パターン図は、空間的な強度分布パターンを描いています。順電圧対順電流曲線は、ダイオードのIV特性を示します。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

LEDはコンパクトなSMDパッケージを採用しています。最大全高は0.35 mmです。本体の長さと幅、電極パッドサイズ、推奨PCBランドパターン寸法を含む詳細な寸法図が提供されています。特に指定がない限り、公差は典型的に±0.1mmです。推奨パッドレイアウトは参考用であり、特定の組立プロセス要件に基づいて修正する必要があります。

5.2 極性識別

本コンポーネントは、カソードとアノード端子を示すマーキングまたは構造的な非対称性を備えており、正しい回路機能を確保するための組立時の正しい向きにとって重要です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

詳細な鉛フリーリフローはんだ付け温度プロファイルが規定されています。主要なパラメータは以下の通りです：150-200°C間のプリヒート段階（60-120秒）、液相線以上（217°C）の時間（60-150秒）、ピーク温度（260°Cを超えず、最大10秒間）、制御された昇温・降温速度（例：最大冷却速度3°C/秒）。リフローはんだ付けは2回を超えて行ってはなりません。

6.2 手はんだ付け

手動修理や試作のため、特定の注意事項を守れば手はんだ付けが許可されます。はんだごて先端温度は350°C未満とし、端子ごとに3秒を超えてはなりません。ごての容量は25W以下であるべきです。熱ダメージを防ぐため、各端子のはんだ付けの間には最低2秒の間隔を空ける必要があります。

6.3 保管および取り扱い

LEDは湿気と静電気放電（ESD）に敏感です。開封前は、防湿バッグを30°C以下、相対湿度90%以下の環境で保管してください。開封後は、30°C以下、相対湿度60%以下の条件下でフロアライフは1年です。未使用部品は乾燥剤とともに防湿梱包に再封入してください。指定された保管条件を超えた場合、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

7.1 テープ＆リール仕様

部品は、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で供給されます。各リールには3000個が収納されています。キャリアテープのポケット、カバーテープ、リール自体の詳細寸法が提供されています。梱包は、標準的な自動実装機と互換性を持つように設計されています。

7.2 防湿梱包

リールは、輸送および保管中に指定された乾燥保管条件を維持するために、乾燥剤パケットと湿度指示カードとともにアルミラミネート防湿バッグ内でさらに保護されています。

7.3 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主要情報が含まれています：顧客品番（CPN）、品番（P/N）、梱包数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度座標（HUE）、順電圧ランク（REF）、ロット番号（LOT No）。

8. 応用提案

8.1 代表的な応用シナリオ

このLEDは、以下の様々なアプリケーションに適しています：通信機器（電話機やファクシミリの状態表示灯およびキーパッドバックライト）、小型LCDパネルのフラットバックライト、制御パネルのスイッチやシンボルのバックライト、小型で明るい白色光源が必要な汎用インジケータアプリケーション。

8.2 設計上の考慮事項

電流制限：外部の電流制限抵抗は必須です。順電圧には範囲（2.7-3.2V）があり、IV特性は指数関数的です。つまり、電圧のわずかな増加が、大きく、破壊的な可能性のある電流の増加を引き起こす可能性があります。抵抗値は、供給電圧と最大順電流定格（連続25mA）に基づいて、ビニング情報からの最悪ケースの順電圧を考慮して計算する必要があります。

熱管理：パッケージは小さいですが、PCBレイアウトでは、許容損失（最大95mW）および温度に伴う順電流のデレーティングを考慮する必要があります。パッド周囲の十分な銅面積は放熱に役立ちます。

ESD保護：ESD定格150V（HBM）の敏感な半導体デバイスとして、組立および取り扱い中は標準的なESD取り扱い注意事項を遵守する必要があります。

9. 技術比較と差別化

このコンポーネントの主な差別化点は、その超コンパクトなフォームファクタ（最大高さ0.35mm）と表面実装設計にあり、自動組立、基板スペースの節約、薄型デバイスへの適合性において、スルーホールLEDに比べて大きな利点を提供します。強度、電圧、色度に関する詳細なビニング情報の提供により、ビニングされていない、または仕様が緩い部品と比較して、大量生産においてより厳密な設計制御と一貫性が可能になります。黄色蛍光体を有するInGaNチップによって生成される純白色は、従来のブルーチップ＋黄色蛍光体ソリューションや他の白色LED技術とは異なる色度を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: なぜ電流制限抵抗が絶対に必要なのでしょうか？
A: LEDは非線形のIV曲線を持つダイオードです。直列抵抗なしで電圧源から直接駆動すると、電源の容量とダイオードの内部抵抗（順電圧を超えると非常に低くなる）によってのみ制限される電流を流そうとします。これはほぼ確実に絶対最大順電流25mAを超え、直ちに過熱と故障を引き起こします。

Q: 光度ビンコード（P1、Q2など）はどのように解釈すればよいですか？
A: これらのコードは、測定された光出力に基づいて分類されたグループを表します。例えば、発注時にQ2を指定することで、5mAで90.0から112.0 mcdの強度を持つLEDを受け取ることが保証されます。これは、複数のインジケータ間で均一な輝度を要求するアプリケーションにとって極めて重要です。

Q: このLEDをインジケータだけでなく、連続照明用に使用できますか？
A: 可能ではありますが、その主な設計はインジケータ用途のためのものです。連続照明用途では、一定の電力損失により、熱設計がさらに重要になります。性能曲線に示されているように、光出力は接合温度の上昇とともに減少します。

Q: はんだ付けにおける鉛フリーの指定は何を意味しますか？
A: これは、デバイスの端子仕上げが鉛フリーはんだ合金と互換性があることを意味します。鉛フリーはんだは通常、従来の錫鉛はんだよりも融点が高くなります。したがって、ピーク260°Cの指定リフロープロファイルは、これらのより高温のプロセス向けに設計されています。

11. 実践的設計と使用事例

事例：携帯機器用状態表示灯の設計
設計者は、小型で明るい白色の電源/接続状態LEDを必要とするコンパクトなBluetoothモジュールを作成しています。16-916 LEDは、デバイスの薄型筐体に収まる最小高さ（0.35mm）のために選択されました。設計では3.3V電源ラインを使用します。最悪ケースの順電圧（ビンQ33からのVf_max = 3.2V）を使用し、信頼性とバッテリ寿命のために25mA最大値より十分に低い順電流15mAを目標として、電流制限抵抗を計算します：R = (供給電圧 - Vf) / If = (3.3V - 3.2V) / 0.015A ≈ 6.67Ω。標準の6.8Ω抵抗が選択されます。PCBランドパターンは、設計者の特定のDFMルールに合わせるために、推奨レイアウトからわずかに調整されます。BOMには、生産ユニット間の視覚的一貫性を確保するために、CAT（光度）およびHUE（色度）ビンコードが指定されています。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体ダイオードにおけるエレクトロルミネセンスの原理で動作します。コアはInGaN（窒化インジウムガリウム）チップです。ダイオードの接合電位（約2.7-3.2V）を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され再結合します。白色LEDでは、このInGaN層での再結合が主に青色光を生成します。この青色光が次に、黄色蛍光体コーティング（黄色の拡散樹脂封止材内に含まれる）を励起します。変換されなかった青色光と蛍光体からのダウンコンバートされた黄色光の組み合わせにより、人間の目には白色光として知覚されます。拡散樹脂は光を散乱させ、広い130度の指向角に貢献します。

13. 技術トレンド

16-916 LEDのようなコンポーネントの開発は、電子機器におけるより広範なトレンドを反映しています：継続的な小型化、効率向上、小型パッケージでの機能強化です。白色LEDへのInGaN技術の使用は、優れた演色性と効率を提供する固体照明の進歩を表しています。自動組立のための詳細なビニングと仕様は、大量製造のためのより高い精度と一貫性への業界の動きを強調しています。鉛フリーおよびRoHS準拠への重点は、世界的な環境規制によって推進されています。将来のトレンドとしては、さらに小さなパッケージサイズ、より高い発光効率（単位電力あたりのより多くの光出力）、より厳しい色と強度の許容差、そしてスマート照明アプリケーションのための単一パッケージ内への駆動電子回路や複数ダイの統合が見られるかもしれません。取り扱いと保管の注意事項は、ますます小型化するプラスチック封止マイクロ電子デバイスにおける湿気感受性の管理という継続的な課題を強調しています。