SMD LED 拡散レンズ 2色（赤/緑） - パッケージ寸法 - 順方向電圧 1.8-2.4V - 消費電力 72mW - 日本語データシート

1. 製品概要

本資料は、1つのパッケージ内に赤と緑の2色構成を備えた表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。本デバイスは拡散レンズを採用しており、より広く均一な光分布を実現し、色分けを必要とするインジケータ機能やバックライト用途に適しています。LEDは、効率と輝度に優れるAlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン）技術を両色チップに使用して構築されています。自動ピックアンドプレース装置および標準的な赤外線リフローはんだ付けプロセスに対応する設計となっており、現代の電子機器製造ワークフローに適合します。

2. 詳細な技術パラメータ分析

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生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。赤および緑チップの連続DC順方向電流定格は30 mAです。パルス条件（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）で適用可能なピーク順方向電流は80 mAです。最大許容逆電圧は5 Vです。各チップの総消費電力は72 mWです。デバイスの動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、Ta=25°C、標準試験電流（IF）20 mAで測定されます。

• 光度（Iv）：赤チップの最小光度は112.0 mcd、最大は280.0 mcdです。緑チップの最小光度は71.0 mcd、最大は224.0 mcdです。代表値は規定されておらず、性能はビニングによって管理されていることを示しています。
• 指向角（2θ1/2）：代表的な全指向角は120度です。これは、光度が軸上値の半分に低下するオフ軸角が60度であることを意味します。この広い角度は拡散レンズの特徴です。
• 波長：赤チップの代表的なピーク発光波長（λP）は639 nm、主波長（λd）は631 nmです。緑チップの代表的なλPは574 nm、λdは571 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は赤が20 nm、緑が15 nmです。
• 順方向電圧（VF）：両色の順方向電圧は、20 mA時に最小1.8 Vから最大2.4 Vの範囲にあり、許容差は±0.1 Vと記載されています。
• 逆電流（IR）：逆電圧（VR）5 Vを印加した時の最大逆電流は10 μAです。

3. ビニングシステムの説明

アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDはその光度に基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は特定の輝度要件を満たす部品を選択することができます。

3.1 赤色ビニング

赤チップの光度は4つのビンに分類されます：R1（112.0-140.0 mcd）、R2（140.0-180.0 mcd）、S1（180.0-224.0 mcd）、S2（224.0-280.0 mcd）。

3.2 緑色ビニング

緑チップは5つのビンを使用します：Q1（71.0-90.0 mcd）、Q2（90.0-112.0 mcd）、R1（112.0-140.0 mcd）、R2（140.0-180.0 mcd）、S1（180.0-224.0 mcd）。各光度ビンには±11%の許容差が適用されます。

4. 性能曲線分析

データシートは代表的な電気的・光学的特性曲線を参照しています。具体的なグラフは本文には記載されていませんが、そのような曲線は通常、順方向電流と順方向電圧の関係（IV曲線）、順方向電流に対する光度の変化、順方向電圧と光度の温度依存性、およびスペクトルパワー分布を示します。これらの曲線を分析することは、異なる駆動電流や周囲温度などの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。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 デバイス寸法とピン割り当て

LEDはEIA標準パッケージ外形に準拠しています。具体的な寸法図が参照されています。2色LEDのピン割り当ては以下の通りです：ピン1と2は赤チップに割り当てられ、ピン3と4は緑チップに割り当てられています。すべての寸法はミリメートル単位で、特に指定がない限り一般的な公差は±0.2 mmです。

5.2 テープ＆リール包装

部品は、自動実装に対応した7インチ径リール上の8mmテープで供給されます。各リールには2000個が収納されています。包装はEIA-481-1-B仕様に準拠しています。注意事項として、空のポケットはシールされ、残数の最小発注数量は500個、リールあたり連続して最大2個までの部品欠品が許容されます。

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プロセスでは、J-STD-020Bに準拠した赤外線リフロープロファイルを推奨します。主要パラメータは、予熱温度150-200°C、予熱時間最大120秒、ピーク温度260°C以下、液相線以上（またはピーク）での時間最大10秒です。リフローは最大2回まで実行してください。

6.2 手はんだ付け

はんだごてを使用する場合、先端温度は300°Cを超えてはならず、リードあたりのはんだ付け時間は最大3秒に制限してください。手はんだ付けは1回のみ実行してください。

6.3 保管および取り扱い

乾燥剤入りの未開封防湿バッグの場合、LEDは30°C以下、相対湿度70%以下で保管し、1年以内に使用してください。開封後は、保管環境を30°C以下、相対湿度60%以下にしてください。元の包装から取り出した部品は、168時間以内にIRリフローを実施してください。この期間を超えて保管する場合は、実装前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングすることを推奨します。

6.4 洗浄

洗浄が必要な場合は、エチルアルコールやイソプロピルアルコールなどの指定溶剤のみを使用してください。LEDは常温で1分未満浸漬してください。指定外の化学薬品はパッケージを損傷する可能性があるため避けてください。

7. アプリケーション提案

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

この2色LEDは、ステータスインジケータ、電源/充電インジケータ、2色状態（例：オン/オフ、動作/待機、進行/待機）を必要とするアイコンやシンボルのバックライト、および民生電子機器の表示に適しています。拡散レンズは、広い視野角と柔らかくまぶしくない光が求められるアプリケーションに理想的です。

7.2 設計上の考慮事項

駆動方法：LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保するため、特に複数のLEDを並列接続する場合、各LEDまたは各色チャネルに直列に電流制限抵抗を使用する必要があります。抵抗値は、電源電圧（Vcc）、所望の順方向電流（IF、通常20 mA）、およびLEDの順方向電圧（VF）に基づいて計算されます：R = (Vcc - VF) / IF。

熱管理：消費電力は比較的低いですが、特に高温環境や最大定格近くで駆動する場合、放熱のための適切なPCBレイアウトを確保することは良い習慣です。

極性と配置：ピン割り当て図に従った正しい向きが重要です。適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、推奨されるPCB取り付けパッドレイアウトに従ってください。

8. 技術比較と差別化

この部品の主な差別化要因は、単一のSMDパッケージでの2色機能であり、2つの個別LEDを使用する場合と比較して基板スペースを節約できます。AlInGaP技術の使用は、赤や琥珀色の他の材料システムと比較して、通常、より高い効率と温度に対する優れた性能安定性を提供します。拡散レンズによる120度の視野角は、より広い視認性を提供します。RoHS準拠および鉛フリーリフロープロセスへの適合性は、現代の環境配慮型製造に適しています。

9. よくある質問（FAQ）

Q: 赤と緑のチップを同時に駆動して黄色/オレンジ色を作ることはできますか？

A: 電気的には可能ですが、両チップを駆動して色を混ぜるには、特定の色度を達成するための注意深い電流制御が必要です。データシートは混合色の仕様を提供していないため、結果はばらつく可能性があります。専用の色混合には、特性化された色座標を持つ専用のRGB LEDを推奨します。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λd）はCIE色度図から導出され、LEDの知覚色に一致するスペクトルの単一波長を表します。λdは表示アプリケーションにおける色仕様により関連性があります。

Q: 自分のアプリケーションに適した正しいビンをどのように選択しますか？

A: 最悪条件（例：最大順方向電圧、高温）下での設計に必要な最小輝度に基づいてビンを選択してください。より高い最小強度を持つビンを使用することで、設計マージンを提供します。製品内の複数ユニット間の一貫性は、単一のビンコードを指定することで達成されます。

10. 実用的なアプリケーション事例

シナリオ：携帯機器用デュアルステータスインジケータ

携帯型医療モニターでは、このLEDを使用してバッテリーステータスを表示できます。バッテリーが充電中の場合、緑色LEDが点灯します。バッテリーが低下している場合、赤色LEDが点灯します。マイクロコントローラのGPIOピンは、直列抵抗を備えた簡単なトランジスタスイッチ回路を介して各色を制御できます。広い視野角により、さまざまな角度からステータスが見えます。設計では、順方向電圧の差を考慮し、同じ電圧レールから駆動する場合でも各色に対して電流制限抵抗を個別に計算する必要があります（ただし、このケースではVF範囲は類似しています）。

11. 動作原理の紹介

AlInGaP LEDにおける発光は、エレクトロルミネセンスに基づいています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入されます。それらの再結合により、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、活性領域の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。拡散レンズは、通常、散乱粒子を含むエポキシまたはシリコーンで作られ、チップ上に成形されています。このレンズは光を散乱させ、狭いビームから広いランバート分布のようなパターンに発光パターンを広げ、それによって実効視野角を増加させます。

12. 技術トレンド

SMDインジケータLED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）に向かって続いており、より低い電流で同じ輝度を可能にし、電力消費と発熱を低減します。光学性能を維持または向上させながら小型化を進める動きもあります。過酷な環境条件（温度、湿度）下での信頼性の向上は常に焦点となっています。さらに、標準パッケージフットプリント内での複数色の統合、さらには内蔵制御IC（アドレス可能RGB LEDなど）がより一般的になりつつあり、PCB上の単位面積あたりの機能性を高めています。