SMD LED 拡散レンズ イエロー データシート - AlInGaP - 120° 視野角 - 50mA - 3550mcd - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の完全な技術仕様を提供します。本デバイスは拡散レンズを備え、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体材料を用いて黄色光を発します。ピックアンドプレース装置や赤外線リフローはんだ付けを含む自動化組立プロセスとの互換性を考慮して設計されており、大量生産に適しています。パッケージは、業界標準の8mmテープに巻き取られ、直径7インチのリールに供給されます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

以下のパラメータは、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のある限界値を定義します。これらの条件下またはその近傍での動作は保証されず、信頼性の高い性能のためには避けるべきです。

• 電力損失（Pd）：182 mW。これは、デバイスの熱的限界を超えることなく熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（IFP）：100 mA。これは、パルス条件下（デューティサイクル1/10、パルス幅1ms）で許容される最大電流です。平均的な発熱が低減されるため、直流定格よりも高い値です。
• 直流順電流（IF）：70 mA。これは、信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続順電流です。
• 逆電圧（VR）：5 V。この値を超える逆電圧を印加すると、LED接合部の破壊や損傷を引き起こす可能性があります。
• 動作温度範囲（Topr）：-40°C から +85°C。デバイスが正しく動作することが規定されている周囲温度範囲です。
• -40°C から +100°C。電源が入っていない状態でデバイスを保管するための温度範囲です。2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、周囲温度（Ta）25°Cで測定され、指定された試験条件下での代表的な性能を示します。

光度（Iv）：

• 順電流（IF）50mAにおいて、1400 mcd（最小）から3550 mcd（代表的最大値）の範囲。これは、特定の方向（軸方向）における光源の知覚される明るさを測定したものです。測定には、人間の眼の明所視応答（CIE曲線）に合わせてフィルタリングされたセンサーが使用されます。視野角（2θ1/2）：
• 120度（代表値）。これは、光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角度です。120°のような広い視野角は、拡散した光出力パターンを示し、集光ビームではなく広範囲の照明を必要とする用途に適しています。ピーク発光波長（λP）：
• 591 nm（代表値）。これは、発光のスペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λd）：
• IF=50mAにおいて、584.5 nmから594.5 nmの範囲。これはCIE色度図から導出される測色量です。人間の眼がLEDの光と同じ色と知覚する単色光の単一波長を表します。黄色の色点を定義するための主要なパラメータです。スペクトル半値幅（Δλ）：
• 15 nm（代表値）。これは、最大パワーの半分における発光スペクトルの幅（半値全幅、FWHM）です。15nmの値は、AlInGaP技術に特徴的な、比較的狭帯域の黄色発光を示しています。順電圧（VF）：
• IF=50mAにおいて、2.2 V（代表値）。これは、指定電流で動作する際のLED両端の電圧降下です。定電流回路を設計する上で重要なパラメータです。逆電流（IR）：
• VR=5Vにおいて、10 μA（最大値）。これは、指定された逆電圧が印加されたときに流れるわずかなリーク電流です。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は主要パラメータに基づいてビンに仕分けられます。これにより、設計者は色、明るさ、電圧に関する特定の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順電圧ビニング

試験条件 IF = 50mA でビニング。各ビン内の許容差は +/-0.1V。

D2：

• 1.80V（最小） - 2.00V（最大）D3：
• 2.00V（最小） - 2.20V（最大）D4：
• 2.20V（最小） - 2.40V（最大）D5：
• 2.40V（最小） - 2.60V（最大）3.2 光度ビニング

試験条件 IF = 50mA でビニング。各ビン内の許容差は +/-11%。

W2：

• 1400 mcd（最小） - 1800 mcd（最大）X1：
• 1800 mcd（最小） - 2240 mcd（最大）X2：
• 2240 mcd（最小） - 2800 mcd（最大）Y1：
• 2800 mcd（最小） - 3550 mcd（最大）3.3 主波長ビニング

試験条件 IF = 50mA でビニング。各ビン内の許容差は +/-1nm。これは黄色の色調を直接制御します。

H：

• 584.5 nm（最小） - 587.0 nm（最大）J：
• 587.0 nm（最小） - 589.5 nm（最大）K：
• 589.5 nm（最小） - 592.0 nm（最大）L：
• 592.0 nm（最小） - 594.5 nm（最大）4. 性能曲線分析

データシート内で特定のグラフが参照されていますが（例：スペクトル出力の図1、視野角の図5）、提供されたデータから主要な関係性を分析することが可能です。

電流対光度（I-Iv曲線）：

• 光度は50mAで規定されています。一般的に、AlInGaP LEDでは、光出力は電流に対してサブリニアに増加します。推奨直流電流を超えて動作すると、発熱の増加、効率低下、および劣化の加速を引き起こす可能性があります。温度依存性：
• LEDの光度と順電圧は温度に敏感です。光度は一般に接合温度が上昇すると減少します。順電圧は通常負の温度係数を持ち、AlInGaPの場合、約2 mV/°Cで減少します。安定した光学性能を維持するためには、熱設計を考慮する必要があります。スペクトル分布：
• 代表的なピーク波長591 nm、半値幅15 nmで、発光は可視スペクトルの黄色領域に集中しています。主波長ビン（HからL）は、非常に類似した色度座標を持つLEDをグループ化することで、色の一貫性を確保します。5. 機械的・パッケージ情報

5.1 デバイスパッケージ寸法

本LEDは、EIA標準のSMDパッケージ外形に準拠しています。詳細な寸法図はデータシートに提供されており、すべての寸法はミリメートル単位です。主要な特徴には、全長、幅、高さ、はんだパッドの配置とサイズ、およびレンズ構造が含まれます。特に指定がない限り、±0.2 mmの公差が適用されます。

5.2 極性識別

データシートには、カソード端子とアノード端子を示す図が含まれています。組立時には正しい極性を守る必要があります。カソードは通常、パッケージ下面の切り欠き、緑色のマーキング、または短いリード/タブで示されています。

5.3 テープ＆リールパッケージング

本デバイスは、エンボス加工されたキャリアテープに保護カバーテープを貼付した状態で供給されます。

テープ幅：

• 8 mm。リール直径：
• 7インチ（178 mm）。1リールあたりの数量：
• 2000個。端数最小発注数量（MOQ）：
• 500個。パッケージングは、自動組立装置との互換性を確保するため、ANSI/EIA-481規格に従っています。
• 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

本デバイスは、赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。鉛フリーはんだ付けに対応したJEDEC J-STD-020Bに準拠した推奨プロファイルが提供されています。

プリヒート温度：

• 150°C から 200°C。プリヒート時間：
• 最大120秒。ピークボディ温度：
• 最大260°C。液相線以上時間（TAL）：
• 推奨時間はプロファイルグラフに規定されています（通常60-90秒）。最大通過回数：
• 2回。6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります。

はんだごて温度：

• 最大300°C。パッドあたりのはんだ付け時間：
• 最大3秒。最大回数：
• 接合部ごとに1回のみ。6.3 保管および取り扱い

未開封パッケージ：

• 温度30°C以下、相対湿度（RH）70%以下で保管。1年以内に使用してください。開封済みパッケージ：
• 大気にさらされた部品は、温度30°C以下、相対湿度60%以下で保管してください。防湿バッグを開封後、168時間（7日）以内にIRリフローはんだ付けを完了することを推奨します。長期保管（開封後）：
• 乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。ベーキング：
• 部品が168時間以上大気にさらされた場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー時のポップコーン現象による損傷を防止してください。6.4 洗浄

組立後の洗浄が必要な場合は、承認された溶剤のみを使用してください。

推奨溶剤：

• エチルアルコールまたはイソプロピルアルコール。手順：
• 常温で1分未満浸漬。パッケージに対して安全であることが確認されていない限り、超音波洗浄は使用しないでください。警告：
• 指定外の化学薬品は、LEDレンズやパッケージ材料を損傷する可能性があるため、使用しないでください。7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。安定した動作と長寿命を確保するためには、電流制限機構が不可欠です。

直列抵抗（回路モデルA）：

• 最も一般的で推奨される方法です。抵抗（R）をLEDと直列に配置します。抵抗値はオームの法則を用いて計算します：R = (Vcc - VF) / IF。ここで、Vccは電源電圧、VFはLED順電圧（最悪ケースの電流計算にはビンの最大値を使用）、IFは所望の動作電流（例：20mA、50mA）です。この方法は、LEDごとに優れた電流調整を提供し、実装が簡単です。並列接続の警告：
• 複数のLEDを単一の電流制限抵抗と直接並列に接続すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のLED間の順電圧（VF）のわずかなばらつき（同じビン内であっても）により、電流分担に大きな不均衡が生じます。1つのLEDがほとんどの電流を引き、過熱や早期故障を引き起こす一方、他のLEDは暗いままになる可能性があります。常に各LEDに個別の直列抵抗を使用するか、アクティブな定電流ドライバを採用してください。7.2 熱設計

電力損失は比較的低いですが、性能と信頼性を維持するためには効果的な熱設計が重要です。

PCBレイアウト：

• LEDのはんだパッドに接続された十分な銅面積（サーマルパッドまたはポア）をヒートシンクとして使用し、デバイスから熱を逃がします。周囲温度：
• 動作周囲温度が規定範囲内であることを確認してください。基板上の他の部品からの発熱も考慮してください。電流デレーティング：
• 高い周囲温度（+85°Cに近い）で動作させる場合は、接合温度を下げ、光束維持率の低下を防ぐために、動作電流をデレーティング（低減）することを検討してください。7.3 代表的なアプリケーションシナリオ

拡散レンズ、広い視野角、黄色の組み合わせにより、本LEDは様々な用途に適しています：

ステータスおよびインジケータランプ：

• 消費電力のオン/オフ、スタンバイモード、システム動作、家電製品、産業用制御パネル、計測器の警告表示。バックライト：
• メンブレンスイッチ、キーパッド、フロントパネルのレジェンド用のエッジライトまたはダイレクトライトバックライト。均一で広角の照明が求められる場合に適しています。自動車内装照明：
• 警告灯、スイッチ照明、一般的な環境照明（特定の自動車規格への適合性評価が必要）。サインおよび装飾照明：
• 建築物のアクセント照明や装飾ディスプレイ。8. 技術紹介とトレンド

8.1 AlInGaP技術

本LEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体材料に基づいています。AlInGaPは、スペクトルの赤、オレンジ、アンバー、黄色の領域で光を生成するのに特に効率的です。主要な利点には、リン化ガリウム（GaP）などの旧来の技術と比較して、これらの色において高い発光効率（ルーメン毎ワット）と良好な色純度（狭いスペクトル幅）が含まれます。この材料系では、構成元素の比率を調整することで、バンドギャップ、ひいては発光波長を精密に調整することが可能です。

8.2 拡散レンズ対クリアレンズ

拡散（乳白色またはすりガラス状）レンズ材料には散乱粒子が含まれています。微小な半導体チップからの光がこのレンズを通過すると、多くの方向に散乱されます。これにより、はるかに広い視野角（この場合は120°）が得られ、チップからの目に見えるホットスポットがなく、グレアが低減された、より均一で柔らかい外観になります。これは、より焦点の合ったビームを生成し、視野角が狭く、明確で明るい中心点を持つクリア（ウォータークリア）レンズとは対照的です。

8.3 業界トレンド

SMD LEDの一般的なトレンドは、より高い効率、より高い信頼性、およびより小さなパッケージサイズに向かっています。本データシートは成熟した信頼性の高い製品を表していますが、黄色蛍光体変換LED（青色チップと黄色蛍光体を使用）の新たな開発は、効率、演色性、コストにおいて異なるトレードオフを提供する可能性があります。さらに、パッケージ材料と熱管理技術の進歩は、すべてのLED技術において電力密度と寿命の限界を押し上げ続けています。小型化への要請は、光出力を維持または向上させながら、さらに小さなパッケージフットプリントへと導いています。

The general trend in SMD LEDs is toward higher efficiency, higher reliability, and smaller package sizes. While this datasheet represents a mature and reliable product, newer developments in phosphor-converted yellow LEDs (using a blue chip with a yellow phosphor) can offer different trade-offs in efficacy, color rendering, and cost. Furthermore, advancements in packaging materials and thermal management techniques continue to push the limits of power density and lifetime for all LED technologies. The drive for miniaturization also leads to even smaller package footprints while maintaining or improving light output.