SMD LED 19-217/T7D-CT2V1N/3T データシート - パッケージ 2.0x1.25x0.8mm - 電圧 2.7-3.7V - 電力 110mW - 純白色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-217/T7D-CT2V1N/3Tは、信頼性の高いインジケータまたはバックライト機能を必要とする現代の電子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LEDです。この単色の純白色LEDは、黄色の拡散樹脂に封入されたInGaNチップを採用しています。その主な利点は、従来のリードフレーム部品と比較してフットプリントが大幅に縮小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、最終的にはエンド機器の小型化に貢献します。軽量構造はさらに、携帯機器やスペースに制約のあるアプリケーションに理想的です。

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8mm幅のテープで供給され、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、いくつかの重要な環境および安全基準を遵守しています：鉛フリー、EU RoHS指令準拠、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、合計1500 ppm未満）に分類されます。これにより、厳しい環境規制のある市場での使用に適しています。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは汎用性が高く、複数の分野で使用されます。一般的なアプリケーションには、自動車のダッシュボードやスイッチのバックライト、電話やファクシミリなどの通信機器におけるインジケータおよびバックライト機能、LCD、スイッチ、シンボルのフラットバックライト、小型で明るい白色光源が必要な一般的なインジケータ用途などが含まれます。

2. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

このセクションでは、信頼性の高い回路設計とシステム統合の基礎となる、LEDの電気的、光学的、および熱的限界と特性について詳細に説明します。

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの値は連続動作のためのものではありません。主要な定格は次の通りです：最大逆電圧(VR) 5V、連続順方向電流(IF) 30mA、およびパルス条件（1kHz、デューティサイクル1/10）でのみ許容されるピーク順方向電流(IFP) 40mA。最大許容損失(Pd)は110mWです。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。動作温度範囲(Topr)は-40°Cから+85°C、保管温度(Tstg)は-40°Cから+90°Cです。はんだ付け温度の制限は、2つのプロセスについて規定されています：リフローはんだ付けは260°Cで10秒、手はんだ付けは350°Cで最大3秒です。

2.2 電気光学特性

電気光学特性は、標準試験条件Ta=25°C、IF=20mAで測定されます。光度(Iv)の標準範囲は360.0 mcdから900.0 mcdで、許容差は±11%です。視野角(2θ1/2)は130度で、広いビームを提供します。順方向電圧(VF)の範囲は2.70Vから3.70Vです。逆電流(IR)は、逆電圧(VR) 5Vを印加した場合、最大50 μAと規定されています。本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていないことに注意することが重要です。VR定格はIR試験の目的のみのものです。

3. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。このシステムにより、設計者はアプリケーションに必要な特定の最低性能基準を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビニング

光出力は、IF=20mAで測定された最小および最大強度値に基づいて、4つのビンコード（T2、U1、U2、V1）に分類されます。例えば、ビンコードT2は360.0 mcdから450.0 mcdの強度をカバーし、ビンコードV1は715.0 mcdから900.0 mcdの最高範囲をカバーします。設計者は、各ビン内の±11%の許容差を考慮する必要があります。

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、5つのコード（10、11、12、13、14）にビニングされ、それぞれが0.2Vの範囲を表します。コード10は2.70Vから2.90V、コード14は3.50Vから3.70Vです。±0.1Vの許容差が適用されます。特定の電圧ビンからLEDを選択することで、特に並列LEDアレイにおいて、より一貫性のある電流制限回路の設計に役立ちます。

3.3 色度座標ビニング

純白色光の色の一貫性は、CIE 1931図上の色度座標ビニングによって制御されます。データシートでは4つのビンコード（1、2、3、4）を定義しており、それぞれが(x, y)座標平面上の四角形の領域です。例えば、ビン1は点(0.274, 0.226)、(0.274, 0.258)、(0.294, 0.286)、(0.294, 0.254)で囲まれています。これらの座標の許容差は±0.01です。これにより、発光する白色光が予測可能で狭い色範囲内に収まることが保証されます。

4. 性能曲線分析

PDFでは特定のページに典型的な電気光学特性曲線とCIE色度図が参照されていますが、正確なグラフィカルデータ（IV曲線、相対強度対電流、強度対温度など）はテキスト内容では提供されていません。完全なデータシートでは、これらの曲線は非標準条件下でのデバイスの動作を理解するために重要です。設計者は通常、このような曲線を使用して、異なる駆動電流や周囲温度での性能を推定し、スペクトルパワー分布を理解し、定義されたビンとプランキアン軌跡に対する色度図上の色点を視覚化します。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDはコンパクトなSMD（表面実装デバイス）パッケージを採用しています。寸法図には、特に断りのない限り標準公差±0.1mmで、長さ、幅、高さなどの主要な寸法が示されています。具体的な寸法は、PCB上で必要なフットプリントと基板上に必要なクリアランスを定義します。

5.2 極性識別とパッド設計

パッケージには、カソード（負）端子を示すマーキングまたは構造的特徴（面取りされた角やドットなど）が含まれており、実装時の正しい向きに不可欠です。PCB上の推奨ランドパターン（パッドレイアウト）は通常、適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために提供されます。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

適切な取り扱いとはんだ付けは、LEDの性能と信頼性を維持するために重要です。

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

本デバイスは、ピーク温度260°Cで10秒間の鉛フリーリフローはんだ付けに対応しています。デバイスを徐々に加熱および冷却して熱衝撃を最小限に抑えるために、推奨温度プロファイルに従う必要があります。同じデバイスでリフローはんだ付けを2回以上行ってはいけません。

6.2 保管と湿気感受性

LEDは、乾燥剤入りの防湿バリアバッグに梱包されています。部品を使用する準備ができるまで袋を開封してはいけません。開封後、未使用のLEDは30°C以下、相対湿度(RH)60%以下で保管し、168時間（7日）以内に使用する必要があります。この期間を超えた場合、または乾燥剤インジケータが飽和を示した場合は、使用前に60±5°Cで24時間のベーキング処理を行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止する必要があります。

6.3 手はんだ付けと修理時の注意事項

手はんだ付けが必要な場合は、はんだごて先端温度を350°C以下に保ち、端子ごとの接触時間は3秒を超えてはいけません。低電力（25W以下）のはんだごての使用が推奨されます。各端子をはんだ付けする間には、少なくとも2秒の冷却間隔を設ける必要があります。初期はんだ付け後の修理は強く推奨されません。やむを得ない場合は、LEDダイへの機械的ストレスを防ぐために、両方の端子を同時に加熱する専用のダブルヘッドはんだごてを使用する必要があります。修理による特性劣化の可能性は事前に評価する必要があります。

7. 梱包と発注情報

7.1 リールおよびテープ仕様

部品は、直径7インチのリールに8mm幅のキャリアテープで供給されます。各リールには3000個が含まれています。自動実装装置のフィーダーとの互換性を確保するために、詳細なリール寸法とキャリアテープポケット寸法が提供されます。

7.2 ラベル説明

梱包ラベルには、いくつかのコードが含まれています：CPN（顧客品番）、P/N（品番）、QTY（梱包数量）、CAT（光度ランク/ビン）、HUE（色度座標 & 主波長ランク）、REF（順方向電圧ランク/ビン）、およびLOT No（トレーサビリティのためのロット番号）。

8. アプリケーション提案と設計上の考慮点

8.1 電流制限と保護

LEDは電流駆動デバイスです。熱暴走や焼損を防ぐために、LEDと直列に外部の電流制限抵抗が必須です。順方向電圧のわずかな増加でも、電流が大きく、破壊的なレベルまで増加する可能性があります。抵抗値は、電源電圧、LEDの順方向電圧（安全のためにビンまたはデータシートの最大値を使用）、および所望の順方向電流（連続30mAを超えない）に基づいて計算する必要があります。

8.2 熱管理

許容損失は低い（最大110mW）ですが、PCB上の効果的な熱管理は、特に高温環境または高駆動電流で動作する場合の長期信頼性と安定した光出力を維持するために重要です。LEDパッド周囲に十分な銅面積を確保することで、放熱に役立ちます。

8.3 ESD保護

ESD定格が150V (HBM)であるため、本デバイスは中程度の感受性を持ちます。取り扱い、組立、および試験中は、標準的なESD対策を遵守する必要があります。これには、接地された作業台、リストストラップ、導電性容器の使用が含まれます。

9. 技術比較と差別化

19-217 LEDの主な差別化要因は、非常に小型のフォームファクタ、広い130度の視野角、および現代の環境基準（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への準拠を組み合わせた点です。大型のスルーホールLEDと比較して、大幅なスペース節約を実現します。強度、電圧、色に対して定義されたビニング構造は、設計者に予測可能な性能を提供し、バックライトアレイやステータスインジケータなど視覚的一貫性を必要とするアプリケーションで重要な利点となります。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

10.1 5V電源を使用する場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

オームの法則（R = (Vsupply - Vf) / If）を使用し、最悪ケースのVfを3.7V（ビン14から）、目標Ifを20mAと仮定すると、計算はR = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65オームとなります。最も近い標準値（例：68オーム）を選択し、抵抗の電力定格（P = I^2 * R）を確認する必要があります。

10.2 Vfと等しい定電圧源を使用する場合、電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

いいえ。これは強く推奨されません。順方向電圧には範囲があり、温度によって変化します。公称Vf値に設定された定電圧源は電流を制御しません。わずかな変動でも過剰な電流が流れ、絶対最大定格を超え、即時または徐々に故障を引き起こす可能性があります。

10.3 袋を開封後の保管時間が7日に制限されているのはなぜですか？

SMD部品のプラスチックパッケージは、空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気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラックや内部層の剥離を引き起こす可能性があります。これはポップコーン現象として知られています。7日間の制限は、このレベルの湿気感受性に対する計算された安全な暴露時間です。

11. 実践的な設計と使用例

複数の白色インジケータLEDを備えた制御パネルを設計する場合を考えます。均一な輝度を確保するために、同じ光度ビン（例：すべてU1: 450-565 mcd）からのLEDを指定します。共通の電源電圧に対する電流制限回路設計を簡素化するために、同じまたは狭い順方向電圧ビンからのLEDを指定します。広い130度の視野角により、二次光学系を必要とせずに、さまざまな角度からインジケータが見えるようになります。小型パッケージにより、スイッチやラベルの近くに配置できます。ハロゲンフリーおよびRoHS準拠は、最終製品を世界市場で販売するために不可欠です。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体フォトニックデバイスです。その中核は、窒化インジウムガリウム（InGaN）材料で作られたチップです。ダイオードの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN層の特定の組成が、発光する光の波長を決定します。この場合、チップから発せられる青色光は、周囲の拡散樹脂に含まれる黄色の蛍光体によって部分的に長い波長に変換され、純白色光として知覚されます。拡散樹脂はまた、光を散乱させて広い視野角を作り出すのにも役立ちます。

13. 技術トレンド

LED技術の一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性、およびより大きな小型化に向かって続いています。SMDインジケータ型LEDについては、より小型のパッケージでより高い輝度を実現すること、色域の拡大、信頼性と熱性能のさらなる改善に焦点が当てられています。LEDパッケージ内への駆動回路または保護機能の統合も開発分野の一つです。このデバイスがハロゲンフリー基準を遵守しているように、環境適合性は、電子業界全体での部品選択における重要な推進力であり続けています。