SMD LED 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T データシート - 純白色 - 120° 視野角 - 最大3.2V - 25mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

16-213/T3D-AP1Q2QY/3Tは、小型化と高信頼性を求め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デバイス（SMD）LEDです。この単色の純白色LEDは、黄色の拡散樹脂に封止されたInGaNチップ技術を採用しています。その主な利点は、従来のリードフレーム型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、プリント基板（PCB）上での部品実装密度の向上、保管スペースの削減を可能とし、最終的にはより小型で軽量なエンドユーザー機器の開発に貢献します。軽量構造のため、特にスペースに制約のあるポータブル機器に適しています。

2. 主な特長と規格適合性

本LEDは、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープ上で供給され、標準的な自動実装機との完全な互換性を備えており、大量生産を効率化します。赤外線（IR）リフローはんだ付けおよび気相リフローはんだ付けの両プロセスでの使用を想定して設計されており、生産ラインでの柔軟性を確保しています。本デバイスは環境配慮型材料で構成されています：鉛フリー（Pb-free）、EUのRoHS（有害物質使用制限）指令に準拠、REACH（化学物質の登録、評価、認可および制限）要件を満たしています。さらに、ハロゲンフリーに分類され、臭素（Br）および塩素（Cl）の含有量はそれぞれ900 ppm未満、その合計は1500 ppm未満です。

3. 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（Ta）が25°Cの条件下で定義されています。これらの定格を超えると、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 逆電圧（V_R）：5 V
• 連続順方向電流（I_F）：25 mA
• ピーク順方向電流（I_FP）：100 mA（デューティサイクル1/10、1 kHz時）
• 電力損失（P_d）：110 mW
• 静電気放電（ESD）人体モデル：150 V
• 動作温度範囲（T_opr）：-40°C ～ +85°C
• 保管温度範囲（T_stg）：-40°C ～ +90°C
• はんだ付け温度（T_sol）：リフロー：最大260°C、10秒間；手はんだ：最大350°C、3秒間。

4. 電気・光学特性

特に指定がない限り、すべての特性は周囲温度25°C、標準試験電流（I_F）5 mAで測定されています。

• 光度（I_v）：最小45 mcd、代表値は指定なし、最大112 mcd。光度には±11%の許容差があります。
• 視野角（2θ_1/2）：120度（代表値）。この広い視野角により、様々な角度から良好な視認性が確保され、インジケータやバックライト用途に理想的です。
• 順方向電圧（V_F）：最小2.7 V、代表値は指定なし、最大3.2 V。順方向電圧の許容差は±0.05Vです。
• 逆電流（I_R）：逆電圧（V_R）5V印加時、最大50 μA。

許容差に関する注意：主波長の許容差は±1 nmです。

5. ビン区分とグレーディングシステム

LEDは性能の一貫性を確保するため、性能別のビンに仕分けされています。これにより、設計者は特定の輝度および電気的要件を満たす部品を選択することができます。

5.1 光度ビン区分

I_F= 5mAでビン区分。許容差：±11%。

• P1：45 mcd（最小） ～ 57 mcd（最大）
• P2：57 mcd ～ 72 mcd
• Q1：72 mcd ～ 90 mcd
• Q2：90 mcd ～ 112 mcd

5.2 順方向電圧ビン区分

I_F= 5mAでビン区分。許容差：±0.1V。

• 29：2.7 V ～ 2.8 V
• 30：2.8 V ～ 2.9 V
• 31：2.9 V ～ 3.0 V
• 32：3.0 V ～ 3.1 V
• 33：3.1 V ～ 3.2 V

5.3 色度座標ビングレーディング

白色の発光点は、CIE 1931色度図上の色度座標（CIE_x, CIE_y）で定義され、許容差は±0.01です。製品はグループ（A）とビン（1-6）にグレーディングされ、各ビンは色度図上の四角形領域を定義して色の一貫性を確保します。ビン1から6までの具体的な座標範囲はデータシートに記載されており、白色点の許容変動を定義しています。

6. 特性曲線分析

データシートには、回路設計および熱管理に不可欠ないくつかの特性曲線が含まれています。

• 順方向電流ディレーティング曲線：周囲温度の関数としての最大許容連続順方向電流を示します。過熱を防ぐため、温度上昇に伴い電流を減らす必要があります。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴い光出力がどのように減少するかを示します。これは広い温度範囲で動作するアプリケーションにとって重要です。
• 光度 vs. 順方向電流：駆動電流と光出力の非線形関係を示します。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流（I-V曲線）：定電流回路の設計に不可欠です。この曲線は、様々な電流におけるLED両端の代表的な電圧降下を示します。
• スペクトル分布：発光する白色光のスペクトルパワー分布を示し、波長ごとの相対強度を表します。
• 放射パターン図：120度の視野角と光強度の空間分布を視覚的に表す極座標プロットです。

7. 機械的仕様とパッケージ情報

LEDは標準的なSMDパッケージで提供されます。パッケージ図面には、長さ、幅、高さ、パッド間隔などの主要寸法が示されています。特に記載がない限り、すべての公差は±0.1mmです。PCB設計のための推奨パッドレイアウトが参考として提供されていますが、設計者は自社の特定の製造プロセスおよび熱要件に基づいて修正することを推奨します。図面には、組立時の正しい向きを確認するためのカソード（負極）およびアノード（正極）端子も明示されています。

8. はんだ付けおよび実装ガイドライン

8.1 はんだ付けプロセス

本デバイスは、鉛フリーリフローはんだ付けに対応しています。推奨温度プロファイルが提供されています：150-200°Cで60-120秒間の予熱、液相線以上（217°C）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。最大昇温速度は6°C/秒、冷却速度は3°C/秒とします。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。

8.2 保管と湿気感受性

LEDは乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。開封前は、温度≤30°C、相対湿度≤90%で保管してください。開封後のフロアライフ（部品が工場の環境条件に曝されることができる時間）は、温度≤30°C、相対湿度≤60%で1年間です。未使用部品は再密封してください。乾燥剤インジケータの色が変化した場合、または保管期間を超えた場合は、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、リフロー時のポップコーン現象を防止してください。

8.3 回路保護

重要：LEDには常に外部の電流制限抵抗を直列に接続する必要があります。順方向電圧には範囲（2.7-3.2V）があり、適切に制限しないと、電源電圧のわずかな変化が順方向電流に大きく、破壊的な変化を引き起こす可能性があります。

9. 梱包および発注情報

LEDは、データシートに寸法が指定されたエンボス加工キャリアテープ上で供給されます。各リールには3000個が収納されています。自動ハンドリング装置用のリール寸法も提供されています。リールのラベルには、顧客部品番号（CPN）、製品番号（P/N）、梱包数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度・波長ランク（HUE）、順方向電圧ランク（REF）、ロット番号（LOT No）などの主要情報が含まれています。

10. アプリケーション提案

10.1 代表的な用途

• バックライト：ダッシュボードインジケータ、スイッチのバックライト、LCDパネルやシンボルへのフラットなバックライト照明に最適です。
• 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のバックライト。
• 一般的なインジケータ用途：小型で明るく、広視野角の白色インジケータライトを必要とするあらゆるアプリケーション。

10.2 設計上の考慮点

• 電流駆動：常に定電流源または直列抵抗を伴う電圧源を使用してください。抵抗値は、電源電圧（V_supply）、LEDの最大順方向電圧（V_Fmax）、および所望の順方向電流（I_F）に基づいて計算します： R = (V_supply- V_Fmax) / I_F。電流が最大定格を超えないようにするため、最悪ケースのV_Fを使用してください。
• 熱管理：電力損失は低いですが、高温環境または最大電流付近で動作する場合は、LEDパッド下に十分なPCB銅面積またはサーマルビアを確保してください。熱は光出力と寿命を低下させます。
• ESD保護：本デバイスは静電気放電（150V HBM）に敏感です。組立時には標準的なESD取り扱い予防策を実施してください。

11. 技術比較と利点

従来のスルーホールLEDと比較して、16-213 SMD LEDは大きな利点を提供します：大幅に小さな占有面積による小型化の実現、自動実装への適合による人件費削減、およびより優れた視認性のための広い視野角（120°）。ハロゲンフリーおよびRoHS準拠により、厳しい環境規制を持つ世界市場にも適しています。詳細なビン区分システムは、設計者に予測可能な性能を提供し、量産製品における一貫した輝度と色を実現します。

12. よくある質問 (FAQ)

Q: ビンコード（P1、Q2、29、31など）の目的は何ですか？

A: ビンコードは電気的および光学的な一貫性を確保します。光度ビン（P1、Q1など）は最小輝度を保証します。順方向電圧ビン（29、31など）は予測可能な消費電力を保証します。色度ビンは一貫した白色を保証します。設計者は、アプリケーションのニーズに合わせてビンを指定することができます。

Q: なぜ電流制限抵抗が絶対に必要なのですか？

A: LEDは電流駆動デバイスです。そのV-I特性は指数関数的です。公称V_Fを超えるわずかな電圧上昇は、電流を非常に大きく増加させ、LEDを瞬時に破壊する可能性があります。抵抗（または定電流ドライバ）は、安定した安全な動作電流を提供します。

Q: このLEDを屋外で使用できますか？

A: 動作温度範囲は-40°C ～ +85°Cであり、ほとんどの屋外条件をカバーします。ただし、パッケージは防水や紫外線耐性について特別に定格されていません。屋外に直接曝される用途では、追加の環境保護（コンフォーマルコーティング、レンズ）が必要になります。

Q: 私の設計においてPb-freeおよびHalogen-Freeは何を意味しますか？

A: Pb-freeとは、はんだおよびメッキに鉛が含まれていないことを指し、環境規制に準拠しています。Halogen-Freeとは、臭素および塩素の含有量が低減されていることを意味し、デバイスが極度の高温や火に曝された場合の有毒ガスの発生を最小限に抑え、安全性と環境プロファイルを向上させます。

13. 動作原理

このLEDは、窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られた半導体チップに基づいています。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内で再結合し、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、発光する主波長を決定します。白色光を作り出すために、チップは通常青色光を発光し、それが黄色の蛍光体層（黄色の拡散樹脂封止材内に含まれる）を励起します。チップからの青色光と蛍光体からの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るのに役立ち、広い120度の視野角に貢献しています。

14. 業界動向と背景

16-213 LEDは、電子機器の小型化と効率化というより広範なトレンドの中での成熟した製品カテゴリを代表しています。スルーホールからSMDパッケージへの移行は、より小型で軽量、自動化可能な部品の必要性によって推進され、数十年にわたって支配的なトレンドとなっています。現在の業界の発展は、さらなる高効率化（ワット当たりのルーメン数の向上）、白色LEDの改良された演色性（CRI）、およびより厳密な色の一貫性に焦点を当てています。特に自動車および産業用途向けに、より高い信頼性と長い動作寿命への強い推進力もあります。さらに、ハロゲンフリーおよび低アウトガス性材料への重点は、民生用および業務用電子機器に対する世界的な環境および安全基準の厳格化と一致しています。