SMD LED グリーン拡散 120°視野角 - 3.2x1.6x1.1mm - 3.3V - 80mW - 日本語データシート

1. 製品概要

本資料は、拡散レンズとInGaN（窒化インジウムガリウム）技術を用いて緑色光を発光する表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。自動プリント基板（PCB）実装向けに設計されたこの部品は、様々な電子機器におけるスペース制約のある用途に最適です。主な機能は、民生、産業、通信機器における状態表示、信号灯、またはフロントパネルバックライトとしての役割を果たします。

LEDは、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープにパッケージングされており、高速ピックアンドプレース実装プロセスを容易にします。RoHS（有害物質の使用制限）を含む業界標準に準拠し、赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応しており、最新の無鉛製造ラインに適しています。

1.1 主な特長

• RoHS準拠の構成材料。
• 自動実装向けに7インチリール上の8mmテープにパッケージング。
• 標準EIAパッケージフットプリント。
• ロジックレベル互換（I.C.互換）の駆動要件。
• 自動実装装置との互換性を考慮した設計。
• 赤外線リフローはんだ付けプロファイルに耐性あり。
• JEDEC Moisture Sensitivity Level 3に事前調整済み。

1.2 対象用途

• 通信機器（例：コードレス/携帯電話）。
• オフィスオートメーション機器（例：ノートパソコン、ネットワークシステム）。
• 家電製品および屋内看板。
• 産業機器の状態表示灯。
• 汎用信号灯およびシンボル照明。
• フロントパネルバックライト。

2. パッケージ寸法および機械的情報

LEDは標準的なSMDパッケージ外形に準拠しています。主要寸法は、長さ約3.2mm、幅約1.6mm、高さ約1.1mmで、特に指定がない限り公差は±0.2mmです。部品は拡散レンズを備えており、発光パターンを広げます。アノード/カソード端子はPCBの正しい向きのために明確に指定されています。最適なはんだ接合部形成とリフローはんだ付けプロセス中の熱管理を確保するために、推奨PCB実装パッドレイアウトが提供されています。

3. 詳細技術パラメータ分析

3.1 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生じる可能性がある限界を定義します。動作は常にこれらの範囲内で維持されるべきです。

• 消費電力（Pd）：80 mW。これは周囲温度（Ta）25°Cにおいてデバイスが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：100 mA。これは最大瞬間順電流であり、過熱を防ぐためにパルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのみ許容されます。
• 連続順電流（I_F）：20 mA。これは信頼性の高い連続動作のための推奨最大DC電流です。
• 動作温度範囲：-40°C から +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で動作することが保証されています。
• 保管温度範囲：-40°C から +100°C。デバイスはこれらの限界内で劣化なく保管できます。

3.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、代表的な動作条件であるTa=25°C、I_F=20mAで測定されます。

• 光度（I_V）：355 - 1120 mcd（ミリカンデラ）。光出力は、人間の目の明所視応答に合わせてフィルタリングされたセンサーを使用して測定されます。広い範囲はビニングシステムによって管理されます。
• 視野角（2θ_1/2）：120度（標準）。これは光度がピーク軸値の半分に低下する全角です。拡散レンズがこの広く均一な視野パターンを作り出します。
• ピーク発光波長（λ_P）：523 nm（標準）。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（λ_d）：520 - 535 nm。これはCIE色度図から導き出され、LEDの色（緑）を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：25 nm（標準）。これはスペクトル純度を示します。25nmの値はInGaNベースのグリーンLEDの特徴です。
• 順電圧（V_F）：3.3V（標準）、3.8V（最大）。20mAで駆動したときのLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：10 μA（最大） V_R=5V時。デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。このパラメータはテスト目的のみです。

4. ビニングシステム説明

アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいて選別（ビニング）されます。設計者は、色と輝度の均一性に関する要件に合わせてビンを指定できます。

4.1 順電圧（V_f）ランク

I_F=20mAでビニング。ビンごとの公差は±0.1V。

ビン例：D7 (2.8-3.0V)、D8 (3.0-3.2V)、D9 (3.2-3.4V)、D10 (3.4-3.6V)、D11 (3.6-3.8V)。

4.2 光度（I_V）ランク

I_F=20mAでビニング。ビンごとの公差は±11%。

ビン例：T2 (355-450 mcd)、U1 (450-560 mcd)、U2 (560-710 mcd)、V1 (710-900 mcd)、V2 (900-1120 mcd)。

4.3 主波長（W_d）ランク

I_F=20mAでビニング。ビンごとの公差は±1nm。

ビン例：AP (520-525 nm)、AQ (525-530 nm)、AR (530-535 nm)。

5. 性能曲線分析

代表的な特性曲線は、様々な条件下でのデバイスの挙動を理解するのに役立ちます。これには、順電流（I_F）と順電圧（V_F）の関係（指数関数的であり、電流制限回路設計に重要）、光度と順電流の関係（動作範囲内では一般的に線形ですが、熱効果により高電流で飽和する可能性あり）、および光度の温度依存性（接合温度の上昇に伴い出力が低下する。高電力または高密度アプリケーションにおける熱管理の重要な要素）が含まれます。スペクトル分布曲線は、指定された半値幅を持つ523nmのピーク波長を中心としています。

6. 実装および取り扱いガイドライン

6.1 はんだ付けプロセス

本デバイスは、無鉛プロセス用の赤外線（IR）リフローはんだ付けに対応しています。J-STD-020Bに準拠した推奨プロファイルには、プリヒート段階（150-200°C、最大120秒）、260°Cを超えないピーク温度、および液相線以上時間（TAL）最大10秒が含まれます。はんだ付けは最大2回のリフローサイクルに制限してください。手動リワークの場合、最大300°Cのはんだごてを3秒以内、1回のみ適用できます。はんだペーストメーカーの仕様を遵守することが不可欠です。

6.2 洗浄

はんだ付け後の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されたアルコール系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エポキシパッケージを損傷する可能性があります。

6.3 保管および湿気感受性

湿気感受性レベル3（MSL3）デバイスとして、密封防湿バッグを開封後、条件≤30°C/60% RH下でフロアライフは168時間（1週間）です。この期間を超える保管または元の包装外での保管の場合、リフロー前に少なくとも48時間、60°Cでベーキングが必要です（はんだ付け時のポップコンクラックを防ぐため）。バッグ外での長期保管には、乾燥剤入り密閉容器または窒素雰囲気を使用してください。

7. 包装およびリール仕様

LEDは、幅8mmのエンボスキャリアテープに供給されます。テープは標準の7インチ（178mm）直径リールに巻かれています。各リールには2000個が含まれます。テープには部品ポケットを密封するカバーテープが付いています。包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。リール上で許容される連続欠品数は最大2個です。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。一貫した輝度と長寿命を確保するには、定電流源または電圧源と直列に接続した電流制限抵抗を使用する必要があります。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。5V電源から、標準的なV_F3.3Vおよび所望のI_F20mAを使用すると、R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ωとなります。標準の82Ωまたは100Ω抵抗が適切です。複数のLEDを並列接続する場合、V_F.

の自然なばらつきによる電流の偏りを防ぐために、各LEDに個別の電流制限抵抗を使用することを強く推奨します。

8.2 熱管理

消費電力は比較的低い（80mW）ですが、特に高周囲温度または密閉空間では、PCB上の効果的な熱設計が依然として重要です。推奨PCBパッドレイアウトは放熱を助けます。放熱パッド周囲の十分な銅面積の確保および可能であれば熱ビアの使用は、より低い接合温度を維持し、光出力とデバイス寿命を維持するのに役立ちます。

8.3 光学的統合

120度の拡散視野角は、複数の角度からの視認性が要求される表示用途に適した、広く柔らかい発光パターンを提供します。光導波路またはバックライト用途では、レンズの拡散特性により、所望の均一性を達成するために特定の光学設計が必要になる場合があります。主波長ビンによって定義される緑色は、状態表示（例：電源オン、動作モード）および色の識別が必要な一般的な照明に適しています。

9. 信頼性および動作上の注意

本製品は、標準的な商業用および産業用電子機器を対象としています。故障が安全性を脅かす可能性がある（例：航空、医療生命維持、交通制御）ような例外的な信頼性を必要とする用途では、設計導入前にメーカーとの特定の認定および協議が必要です。デバイスは逆バイアス条件下での動作用に設計されていません。絶対最大定格、特に順電流または消費電力を超えると、劣化を加速し、致命的な故障を引き起こす可能性があります。

10. 技術および市場背景

10.1 基礎技術原理

このLEDは、InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体材料に基づいています。順電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。合金中のインジウムとガリウムの特定の比率がバンドギャップエネルギー、したがって発光の波長（この場合は緑色スペクトル～523nm）を決定します。拡散レンズは、ビーム角を広げるために散乱粒子が埋め込まれたエポキシまたはシリコーンで作られています。

10.2 比較優位性

AlGaInPベースのグリーンLEDなどの旧来技術と比較して、InGaNはより高い効率と優れた性能安定性を提供します。SMDパッケージは、スルーホールLEDに比べて大きな利点があります：より小さなフットプリント、より低いプロファイル、自動実装への適合性、および大量リフローはんだ付けプロセスとの優れた互換性により、全体的な製造コストを削減します。

10.3 業界動向