SMD LED 91-21SUGC/S400-A4/TR7 データシート - 2.0x1.25x1.1mm - 3.5V - 25mA - ブリリアントグリーン - 日本語技術文書

1. 製品概要

91-21SUGC/S400-A4/TR7は、コンパクトで高密度な電子アセンブリ向けに設計された表面実装デバイス（SMD）LEDです。InGaNチップ技術を用いたブリリアントグリーンの光出力を特徴とし、ウォータークリア樹脂で封止されています。そのミニチュアフットプリントにより、PCBサイズや機器寸法を大幅に削減でき、スペースに制約のあるアプリケーションに最適です。

1.1 主な特長と利点

• 小型化：パッケージは従来のリード部品よりも大幅に小さく、より小さな基板設計、高い部品実装密度、保管要件の低減を可能にします。
• 自動化互換性：7インチリール上の12mmテープで供給され、自動ピックアンドプレース組立装置と完全に互換性があり、高い実装精度と製造効率を保証します。
• 環境規制対応：本製品は鉛フリーであり、RoHS、EU REACH、およびハロゲンフリー規格（Br <900ppm、Cl <900ppm、Br+Cl <1500ppm）に準拠しています。
• 軽量設計：最小限の重量は、携帯型および小型電子機器にとって有利です。
• 標準化パッケージ：EIA標準梱包に準拠しており、幅広い業界互換性があります。

2. 技術仕様と詳細解説

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のある応力限界を定義します。この限界以下または限界での動作は保証されません。

• 逆電圧（V_R）：5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部破壊を引き起こす可能性があります。
• 順方向電流（I_F）：25mA DC。連続動作電流はこの値を超えてはなりません。
• ピーク順方向電流（I_FP）：デューティサイクル1/10、周波数1kHzで100mA。パルス動作には適していますが、DCには適していません。
• 電力損失（P_d）：95mW。パッケージが放散できる最大電力で、V_F* I_F.
• として計算されます。動作・保管温度：
• -40°C から +85°C（動作）、-40°C から +90°C（保管）。広い環境範囲での信頼性を確保します。静電気放電（ESD）：
• 150V（人体モデル）。組立時には標準的なESD取り扱い注意が必要です。はんだ付け温度：

リフローはんだ付けでは260°Cで10秒間、手はんだ付けでは端子ごとに350°Cで3秒間まで耐えます。_a2.2 電気光学特性 @ T

=25°C_Fこれらは標準試験条件（I

• =20mA）における代表的な性能パラメータです。_v光度（I）：
• 2000-2300 mcd（代表値）。この高輝度は、インジケータやバックライト用途に適しています。_{視野角（2θ}1/2）：
• 25°（代表値）。比較的狭い視野角で、指向性のある光出力を提供します。_pピーク波長（λ）：
• 518 nm（代表値）。スペクトル放射が最も強い波長です。_d主波長（λ）：
• 525 nm（代表値）。光の知覚される色です。スペクトル帯域幅（Δλ）：
• 35 nm（代表値）。ピークを中心に放射される波長の範囲です。_F順方向電圧（V）：_F3.5V（代表値）、4.3V（最大） @ 20mA。V
• は負の温度係数を持つため、電流を制限する定電流ドライバまたは直列抵抗が必須です。_R逆電流（I）：_R50 µA（最大） @ V

=5V。このデバイスは逆動作用に設計されていません。このパラメータは試験目的のみです。

3. ビニングシステムの説明

• データシートは、ラベル説明（CAT、HUE、REF）で参照されるように、主要パラメータにビニングシステムを使用していることを示しています。このシステムは、定義された範囲内での色と輝度の一貫性を保証します。光度ランク（CAT）：
• 測定された光度出力（例：2000-2300 mcdが1ビンに相当）に基づいてLEDをビニングします。主波長ランク（HUE）：
• 主波長（例：約525nm）に基づいてLEDをビニングし、正確な緑色の色調を制御します。順方向電圧ランク（REF）：

指定電流における順方向電圧降下に基づいてLEDをビニングし、一貫した電流駆動のための回路設計を支援します。

4. 性能曲線分析

• データシートは代表的な電気光学特性曲線を参照しています。提供されたテキストには表示されていませんが、そのような曲線には通常以下が含まれます：相対光度 vs. 順方向電流：
• 光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、飽和前はほぼ線形関係にあります。相対光度 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。順方向電圧 vs. 順方向電流：
• ダイオードのIV特性曲線。順方向電圧 vs. 周囲温度：_F.
• Vの負の温度係数を示します。

スペクトル分布：

波長に対する強度をプロットしたグラフで、ピークは約518nm、帯域幅は約35nmを示します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

91-21パッケージの公称寸法は2.0mm（長さ）x 1.25mm（幅）x 1.1mm（高さ）です。特に指定がない限り、公差は±0.1mmです。図面には、カソード識別子、レンズ形状、端子位置の詳細が記載されています。

5.2 極性識別

パッケージには、カソード端子を識別するための視覚的マーカー（通常はカソード側の切り欠きまたは緑色のドット）が含まれており、これはPCBの正しい向きにとって重要です。

• 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（鉛フリー）
• 予熱：150-200°Cで60-120秒間。最大昇温速度：3°C/秒。
• 液相線以上時間（217°C）：60-150秒間。
• ピーク温度：最大260°C、最大10秒間保持。
• 255°C以上時間：最大30秒間。
• 冷却速度：最大6°C/秒。

リフローサイクル：

最大2回。

6.2 手はんだ付け

必要な場合は、先端温度<350°C、容量<25Wのはんだごてを使用し、端子ごとの接触時間を3秒以内に制限してください。各端子のはんだ付けの間には2秒間の間隔を空けてください。

• 6.3 保管および湿気感受性この部品は湿気感受性（MSL）です。
• 開封前：≤30°C / ≤90% RHで保管してください。
• 開封後（フロアライフ）：≤30°C / ≤60% RHで72時間以内。

再乾燥：

• 乾燥剤インジケータが変化した場合、またはフロアライフを超えた場合は、使用前に60±5°Cで24時間乾燥（ベーキング）してください。6.4 重要な注意事項電流制限：V_F.
• の負の温度係数による熱暴走や焼損を防ぐために、外部直列抵抗は必須
• です。応力回避：

はんだ付け中にLEDに機械的応力を加えないでください。また、組立後にPCBを反らせないでください。

修理：

• 推奨されません。やむを得ない場合は、両端子を同時に加熱するツインチップはんだごてを使用し、熱衝撃を避けてください。修理後は性能を確認してください。7. 梱包および発注情報
• 7.1 梱包仕様キャリアテープ：
• 幅12mm、直径7インチリール。リールあたり数量：

1000個。

防湿バッグ：

乾燥剤とともに密閉アルミ防湿バッグに梱包されています。

7.2 ラベル説明

• リールラベルには以下の情報が含まれます：顧客品番（CPN）、品番（P/N）、ロット番号（LOT No.）、梱包数量（QTY）、および光度（CAT）、主波長（HUE）、順方向電圧（REF）のビニングコード。
• 8. アプリケーション提案
• 8.1 代表的なアプリケーションシナリオ
• 民生電子機器（オーディオ/ビデオ機器、電池駆動デバイス）の状態表示。
• LCDパネル、メンブレンスイッチ、機器シンボルのバックライト。

オフィスオートメーション機器（プリンター、スキャナー）のインジケータおよびバックライト。

• 自動車内装のダッシュボードおよび制御パネルスイッチのバックライト。通信機器（電話、ファクシミリ）のインジケータランプ。_{8.2 設計上の考慮事項}ドライバ回路：_FLEDと直列に定電流源または電流制限抵抗を必ず使用してください。抵抗値は R = (V_F.
• 電源- V
• ) / Iで計算します。
• 熱管理：低電力ですが、高温環境または最大電流で動作する場合は、接合温度を限界内に維持するために、十分なPCB銅面積または熱ビアを確保してください。

ESD保護：

LEDがユーザーインターフェースにさらされる場合は、入力ラインにESD保護を実装してください。

• 光学設計：25°の視野角は集光ビームを提供します。より広い照明が必要な場合は、ライトパイプや拡散板を検討してください。
• 9. 技術比較と差別化従来のスルーホールLEDや大型SMDパッケージと比較して、91-21は以下を提供します：
• サイズの優位性：標準化されたSMD LEDパッケージの中で最も小型の一つであり、超小型化を可能にします。
• 輝度効率：InGaN技術により、そのサイズと消費電力に対して高い光度を実現しています。

自動化対応：

高速組立に最適化されたテープアンドリール梱包により、手挿入と比較して製造コストを削減します。

規制対応のリード：_F現代の環境規制（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への完全準拠は標準要件ですが、非準拠の従来部品に対する重要な差別化要因です。_F10. よくある質問（FAQ）

Q1: なぜ直列抵抗が絶対に必要なのですか？

A1: 順方向電圧（V_F）は、LEDの接合温度が上昇すると低下します。電流制限要素がないと、供給電圧のわずかな上昇またはV_Fの低下により、電流が制御不能に大きく増加し、急速な過熱と故障を引き起こす可能性があります。

Q2: 5V電源でこのLEDを直接駆動できますか？

A2: できません。代表的なV

が3.5Vの場合、5Vに直接接続すると非常に高い電流が流れようとし、瞬時に破壊されます。直列抵抗が必要です。例えば、I

=20mAを目標とする場合：R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75Ω（最寄りの標準値、例：75Ωまたは82Ωを使用）。

Q3: 72時間のフロアライフとはどういう意味ですか？

A3: 防湿バッグを開封した後、部品は工場の周囲条件（≤30°C/60% RH）で最大72時間、はんだ付けされる前に曝露できます。この時間を超えると、吸収した湿気が気化してリフロー中にポップコンクラックのリスクがあります。未使用部品は再乾燥（リベーキング）する必要があります。

Q4: 正しい極性をどのように識別しますか？

A4: パッケージ外形図を参照してください。カソードは通常、上面の緑色のドットまたはパッケージの片側の切り欠き/面取りでマークされています。PCBフットプリントのシルクスクリーンはこのマーキングを反映させる必要があります。11. 実践的な設計と使用例_OHシナリオ：携帯機器用の低バッテリーインジケータの設計。_F.

LEDは明るく、小型で、低消費電力である必要があります。91-21SUGCは優れた選択肢です。

実装：

マイクロコントローラのGPIOピンを使用してLEDを駆動します。ピンは最大20mAのシンク/ソースが可能です。LEDのアノードを電流制限抵抗を介してGPIOピンに接続します。カソードをグランドに接続します。抵抗値はMCUのV

（例：3.3V）に基づいて計算します。R = (3.3V - 3.5V) / 0.02A = -10Ω。この負の値は、3.3VではLEDを20mAで順方向バイアスするのに不十分であることを示しています。解決策：LEDをより低い電流（例：10mA: R = (3.3V-3.5V)/0.01A、これも問題あり）で駆動するか、GPIOを使用して、適切な直列抵抗を介してより高い電圧レール（例：バッテリー電圧）に接続されたトランジスタスイッチを制御します。このケースは、ドライバ電圧をLEDのVに一致させることの重要性を強調しています。12. 動作原理の紹介このLEDは、窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップに基づいています。ダイオードの接合電位を超える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、そこで再結合します。この材料系では、再結合中に放出されるエネルギーが光子（光）として放出されます。InGaN合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接放出光の波長（色）に対応します—この場合はブリリアントグリーン（約525 nm）です。ウォータークリアエポキシ樹脂は、保護封止材および一次レンズとして機能し、光出力ビームを形成します。13. 技術トレンド91-21パッケージのようなSMD LEDの開発は、いくつかの主要な業界トレンドに従っています：小型化は、光出力を維持または向上させながら、パッケージサイズを縮小し続けています。効率向上は、エピタキシャル成長とチップ設計の進歩により、ワットあたりのルーメンを高めています。信頼性向上