SMD LED 17-21/GVC-AMPB/3T データシート - 2.0x1.25x0.8mm - 緑色 (568nm) - 20mA - 英語技術文書

製品概要

17-21 SMD LEDは、信頼性の高いインジケータ照明やバックライトを必要と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デバイスです。この部品はAlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン化物）半導体技術を利用し、典型的なピーク波長568nmの緑色光を出力します。その主な利点は極小の占有面積にあり、プリント基板（PCB）上での高密度実装を可能にし、必要な保管スペースを削減、最終製品全体の小型化に貢献します。軽量構造であることも、携帯機器や設置スペースが限られる用途に理想的です。

This LED is packaged on 8mm tape wound onto a 7-inch diameter reel, making it fully compatible with high-speed automatic pick-and-place assembly equipment. It is designed for use with standard infrared (IR) and vapor phase reflow soldering processes, ensuring seamless integration into modern manufacturing lines. The product is compliant with key environmental and safety regulations, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm).

技術パラメータ詳細分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は特定の周囲条件（Ta=25°C）下で定義されています。これらの定格を超えると永久破損を引き起こす可能性があります。

• Reverse Voltage (VR): 5V。これは重要なパラメータです。5Vを超える逆電圧を印加すると、LEDのPN接合が破壊される可能性があります。
• 連続順方向電流 (IF): 25 mA。長期信頼性を確保し、熱暴走を防止するために連続動作で推奨される最大直流電流です。
• ピーク順方向電流 (IFP): 60 mA。この定格は、1 kHz、デューティサイクル1/10のパルス条件下で適用されます。短時間の高輝度動作を可能にしますが、DC駆動には使用しないでください。
• 電力損失 (Pd): 60 mW。これはパッケージが熱として放散できる最大電力を表します。この制限を超えると接合部温度が上昇し、性能と寿命が低下します。
• 静電気放電（ESD）人体モデル（HBM）： 2000V。この定格は中程度のESD保護レベルを示します。組み立ておよび取り扱い時には、標準的なESD対策手順が依然として必要です。
• 動作温度（Topr）： -40°Cから+85°C。このLEDは、この広範な産業用温度範囲で動作するように定格されています。
• 保管温度 (Tstg): -40°Cから+90°C。
• はんだ付け温度 (Tsol): 本デバイスは、ピーク温度260°Cで最大10秒間のリフローはんだ付けに耐えられます。手はんだ付けの場合、はんだごて先端温度は350°Cを超えず、端子ごとの最大加熱時間は3秒以内とします。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、標準試験電流 IF=20mA、周囲温度 Ta=25°C で測定されます。これらは、コアとなる光出力と電気的性能を定義します。

• 光度 (Iv): 最小18.00 mcdから最大72.00 mcdの範囲です。代表値は特定のビンコード（M, N, P）に依存します。これは知覚される明るさの尺度です。
• 指向角 (2θ1/2): 一般的に140度です。この広い視野角により、LEDは広範囲の位置から光を視認する必要がある用途に適しています。
• ピーク波長 (λp): 一般的に568 nmです。これ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): 563.50 nmから571.50 nmの範囲にあり、特定のコード（C13からC16）に分類される。これは人間の目が知覚する単一波長であり、色の一貫性にとって極めて重要である。
• スペクトル帯域幅 (Δλ): 一般的に20 nm。これはピーク波長周辺での発光スペクトルの広がりを定義します。
• 順方向電圧 (VF): 20mA時で1.75Vから2.35Vの範囲にあり、コード(0, 1, 2)にビニングされます。このパラメータは駆動回路の電流制限抵抗を設計する上で極めて重要です。
• 逆方向電流 (IR): 逆電圧5V印加時、最大10μA。データシートには、本デバイスが逆動作用に設計されていないことが明記されています。

重要事項: データシートは主要パラメータの許容差を規定しています：光度（±11%）、主波長（±1nm）、順方向電圧（±0.1V）。これらの許容差は各ビン内で適用され、設計マージン計算に極めて重要です。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは測定された性能に基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は輝度、色、電圧に関する特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光度強度ビニング

ビンは、IF=20mAにおける最小および最大光度強度値によって定義されます。

• ビンM: 18.00 mcd (最小) から 28.50 mcd (最大)
• Bin N: 28.50 mcd (最小) から 45.00 mcd (最大)
• Bin P: 45.00 mcd (最小) から 72.00 mcd (最大)

より高いビン（例：P）を選択すると、より高い最低輝度が保証されますが、追加コストが発生する可能性があります。

3.2 主波長ビニング

このビニングは色の一貫性を保証します。ドミナント波長は2nmステップで選別されます。

• ビン C13: 563.50 nm から 565.50 nm
• Bin C14: 565.50 nm から 567.50 nm
• Bin C15: 567.50 nmから569.50 nm
• Bin C16: 569.50 nmから571.50 nm

特定の緑色の色合いが重要な用途では、厳密な波長ビンを指定することが不可欠です。

3.3 順方向電圧ビニング

Voltage binningは、特に複数のLEDが直列に接続される場合に、より予測可能で効率的な駆動回路の設計に役立ちます。

• ビン0: 1.75V から 1.95V
• ビン1: 1.95Vから2.15V
• Bin 2: 2.15Vから2.35V

同一電圧ビンから選定したLEDを使用することで、並列接続時の電流不均衡を最小限に抑えることができます。

4. 性能曲線分析

データシートには代表的な電気光学特性曲線が参照として記載されています。提供されたテキストには具体的なグラフの詳細はありませんが、この種のLEDの標準的な曲線には通常、以下が含まれます：

• 相対光束対順方向電流（I-V特性曲線）： 発光出力が電流とともに増加する様子を示しており、高電流時には発熱効果により一般的に準線形（サブリニア）な挙動となります。
• 順方向電圧対順方向電流： 指数関数的な関係を示しており、熱管理とドライバ設計に極めて重要です。
• 相対発光強度 vs. 周囲温度: 接合温度の上昇に伴う光出力の低下（デレーティング）を示します。AlGaInP LEDは一般に、温度上昇に伴い出力が大幅に低下します。
• スペクトル分布： 相対強度対波長のプロット。ピークは約568nm、帯域幅は約20nmを示している。
• 視野角パターン： 光強度の角度分布を示す極座標プロットで、140度の視野角を確認。

これらの曲線は、非標準条件（異なる電流、温度）下での実性能を予測するために不可欠です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

17-21 SMD LEDはコンパクトな長方形パッケージを採用しています。主要寸法（単位mm、特に指定がない限り公差±0.1mm）は以下の通りです：

• 全長：2.0 mm
• 全幅：1.25 mm
• 全高：0.8 mm
• リード（端子）の寸法と間隔は、PCBパッドレイアウト設計のために規定されています。

組立時の正しい極性方向のために、パッケージにはカソードマークが明確に表示されています。推奨されるPCBランドパターン（パッド設計）は、適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、これらの寸法に従う必要があります。

5.2 リール、テープ、およびパッケージング

本デバイスは、IPC/JEDEC規格に準拠した湿気センシティブデバイス（MSD）パッケージ、レベル3で供給されます。

• キャリアテープ： 8mm幅で、LEDを保持するポケットを有する。フィーダーとの互換性を確保するため、テープ、ポケット、およびカバーテープの寸法が規定されている。
• リール： 7インチ径リール。自動ハンドリング装置用に、リール寸法（ハブ径、フランジ径、幅）が規定されている。
• 包装数量： リールあたり3000個。
• 防湿バッグ： リールは、LEDを保管および輸送中の環境湿気から保護するため、湿度指示カードと乾燥剤と共にアルミラミネート防湿バッグ内に密封されています。

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重要な情報が含まれています：顧客製品番号 (CPN)、メーカー部品番号 (P/N)、数量 (QTY)、ならびに発光強度 (CAT)、主波長/色調 (HUE)、順方向電圧 (REF) の特定のビニングコード、およびロット番号 (LOT No)。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いと半田付けは信頼性にとって極めて重要です。

6.1 保管および取り扱い

• 使用準備が整うまで防湿バリアバッグを開封しないでください。
• 開封後、未使用のLEDは30°C以下、相対湿度60%以下の環境で保管する必要があります。
• バッグ開封後の「フロアライフ」は168時間（7日間）です。これを超過した場合、または乾燥剤インジケータが活性化を示した場合、吸収した湿気を除去し、リフロー工程中の「ポップコーニング」を防止するため、使用前に60°C ±5°Cで24時間ベーキングする必要があります。

6.2 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリー（Pbフリー）リフロープロファイルを規定する：

• プリヒート： 周囲温度から60〜120秒かけて150〜200°Cまで昇温。
• ソーク/予熱： 150〜200°Cの間を維持。
• リキダス・タイム： 217°C以上の時間は60～150秒とする。
• ピーク温度： 最高260°C。
• ピーク時間： 260°Cでの保持時間は10秒を超えないこと。
• 立ち上がり速度： 最大6°C/秒。
• ランプダウン率： 最大3°C/秒。
• クリティカルルール: 同一LEDに対してリフローはんだ付けは2回までとする。

6.3 手はんだ付けとリワーク

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C and power <25W.
• 端子ごとの半田付け時間は≤3秒以内に制限してください。
• 端子間の半田付けには、≥2秒の冷却間隔を設けてください。
• 加熱中はLED本体に機械的ストレスをかけないでください。
• はんだ付け後の修理は極力避けてください。やむを得ない場合は、専用の両頭はんだごてを使用して両端子を同時に加熱し、LED特性への影響を確認する必要があります。
• はんだ付け後、PCBを反らせないでください。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• バックライト： ダッシュボード、制御パネル、民生電子機器上のシンボル、スイッチ、および小面積領域のバックライトに最適です。
• ステータスインジケータ： 通信機器（電話、ファックス）、コンピュータ周辺機器、産業用制御装置における電源、接続、機能ステータスの表示に最適です。
• 汎用表示： 小型で明るく信頼性の高い緑色光源を必要とするあらゆる用途に適しています。

7.2 設計上の考慮事項

• 電流制限： 外部の電流制限抵抗は 必須. 順方向電圧は負の温度係数を持ち、温度が上昇すると低下します。抵抗がない場合、わずかな電圧の増加が、大きく、破壊的となる可能性のある電流の増加（熱暴走）を引き起こすことがあります。抵抗値は R = (電源電圧 - VF) / IF を用いて計算されます。
• 熱管理: パッケージは小型ですが、特に周囲温度が高い場合や密閉空間では、最大60mWの電力損失を考慮する必要があります。パッド周囲の十分なPCB銅面積を放熱板として機能させることができます。
• ESD保護： 組立エリアでは標準的なESD対策を実施してください。2000V HBM定格を有していますが、高リスク環境ではPCB上に追加の保護ダイオードが必要になる場合があります。
• 光学設計： 140度の広視野角は、良好なオフアクシス視認性を提供します。集光が必要な場合、外部レンズや光ガイドが必要となることがあります。

8. アプリケーション制限と信頼性に関する注意

データシートには重要な免責事項が含まれています。この標準的な商業グレードのLEDは 高信頼性または安全クリティカルな用途での使用には適格ではなく、推奨されません。 事前協議および特定の適格認定なし。これには以下が明示的に含まれます：

• Military and Aerospace systems
• 自動車の安全性・セキュリティシステム（例：エアバッグインジケータ、ブレーキランプ）
• 医療用生命維持または診断機器

本仕様書は、明記された限界内において、かつ個々の部品としての性能のみを保証します。設計者は、製品がこれらの仕様を超えて使用されず、意図された用途の寿命および環境条件に適合することを保証する責任を負います。

9. 技術的比較と差別化

17-21パッケージは、サイズと性能のバランスを提供します。より大きなリード付きLED（例：3mmまたは5mm）と比較して、大幅なスペース節約と自動組立へのより高い適合性を実現します。さらに小さいチップスケールパッケージ（CSP）と比較すると、17-21パッケージは取り扱いが容易で、標準的なはんだ付けプロセスが適用でき、金属リードを備えた成形パッケージにより一般に放熱性に優れています。緑色にAlGaInP技術を使用することで、GaPなどの旧来技術と比較して、特に緑色スペクトルにおいて、より高い効率と優れた色飽和度を実現します。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 5V電源を使用する場合、どの抵抗値を使うべきですか？
A: 安全マージンを考慮し、IF=20mAでの最大VF（2.35V）を使用すると：R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5オーム。標準的な130または150オームの抵抗が適切です。必ず使用するLEDビンの実際のVFで電流を確認してください。

Q: このLEDを30mAで駆動して、より明るくすることはできますか？
A: いいえ。連続順方向電流（IF）の絶対最大定格は25mAです。30mAでの動作はこの定格を超えており、信頼性と寿命を低下させ、即座に故障する可能性があります。

Q: 私のバッグは10日前に開封されました。LEDはまだ使用できますか？
A: まず、湿度指示カードを確認してください。もし暴露を示す場合（例：色の変化）、はんだ付け時のソルダージョイント損傷を防ぐため、使用前にLEDを60°Cで24時間ベーキングして湿気を除去する必要があります。

Q: ラベル上のビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A: ラベルにはCAT（光度ビン、例：N）、HUE（波長ビン、例：C14）、REF（電圧ビン、例：1）が表示されています。これは、そのリール上のLEDの具体的な性能範囲を示しています。

Q: なぜ逆電圧定格は5Vのみなのですか？
A> LEDs are not designed to be operated in reverse bias. The 5V rating is a withstand voltage for protection against accidental reverse connection during testing or assembly. For circuit protection against transient reverse voltages, an external diode in parallel (cathode to anode) is recommended.