SMD LED 17-21 ピュアグリーン データシート - 外形寸法 1.6x0.8x0.6mm - 電圧 1.55-2.35V - 電力 60mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

17-21 SMD LEDは、高密度電子実装向けに設計されたコンパクトな表面実装デバイスです。その主な機能はピュアグリーン光を発することで、様々なインジケータやバックライト用途に適しています。この部品の核心的な利点は、その極小フットプリントにあり、これにより基板サイズや機器寸法の大幅な削減が可能となります。軽量構造はさらに、スペースに制約のあるポータブルデバイスへの適合性を高めています。本製品は、鉛フリー、RoHS準拠、REACH準拠、ハロゲンフリーであり、厳しい規制要件のある世界市場での使用を保証する、現代的な環境基準に完全に準拠しています。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 絶対最大定格

本デバイスの最大逆電圧 (VR) 定格は5Vです。連続順方向電流 (IF) は25mAを超えてはならず、パルス条件下（デューティサイクル1/10、1kHz）ではピーク順方向電流 (IFP) 60mAが許容されます。最大許容損失 (Pd) は60mWです。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+90°Cと規定されています。LEDは、260°Cで最大10秒間のリフローはんだ付け、または350°Cで最大3秒間の手はんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気・光学特性

標準試験条件 (Ta=25°C, IF=20mA) 下では、光度 (Iv) は最小7.20 mcdから最大22.50 mcdの範囲です。本デバイスは140度の広い視野角 (2θ1/2) を特徴とし、広範囲の照明を提供します。ピーク波長 (λp) は561 nmで、主波長 (λd) の範囲は557.50 nmから567.50 nmの間であり、そのピュアグリーンの色を定義しています。スペクトル半値幅 (Δλ) は通常20 nmです。試験電流における順方向電圧 (VF) の範囲は1.55Vから2.35Vです。5Vの逆バイアスが印加された時の逆電流 (IR) は最大10 μAですが、本デバイスは逆動作用に設計されていません。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、アプリケーション設計における一貫性を確保するため、主要パラメータごとにビン（区分）に分類されています。

3.1 光度ビニング

光度は、K0 (7.20-11.50 mcd)、L1 (11.50-14.50 mcd)、L2 (14.50-18.00 mcd)、M1 (18.00-22.50 mcd) の4つのビンコードに分類されます。許容差は±11%です。

3.2 主波長ビニング

主波長は、C10 (557.50-559.50 nm)、C11 (559.50-561.50 nm)、C12 (561.50-563.50 nm)、C13 (563.50-565.50 nm)、C14 (565.50-567.50 nm) の5つのビンコードに分類されます。許容差は±1nmです。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、0 (1.75-1.95 V)、1 (1.95-2.15 V)、2 (2.15-2.35 V) の3つのビンコードに分類されます。許容差は±0.1Vです。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線が参照されていますが、典型的な性能傾向はパラメータから推測できます。順方向電圧は順方向電流に対して対数的な関係を示します。光度は規定範囲内では順方向電流に比例しますが、接合温度の上昇とともに減少します。主波長は、接合温度が上昇するとわずかにシフト（通常、より長い波長側へ）する可能性があります。これらの関係を理解することは、安定した効率的な駆動回路を設計する上で極めて重要です。

5. 機械的仕様・パッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

17-21 SMD LEDは、長さ約1.6mm、幅約0.8mm、高さ約0.6mm（許容差±0.1mm）のコンパクトなパッケージを有しています。パッケージには、実装時の正しい極性識別のための明確なカソードマークが含まれています。詳細な寸法図は、適切なはんだ付けと熱管理を確保するためのパッドレイアウト設計に必要な正確な寸法を提供します。

5.2 極性識別

パッケージ本体上の明確なマークがカソード端子を示しています。正しい向きは回路の機能性と、逆バイアスによる損傷を防ぐために不可欠です。

6. はんだ付け・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の場合、特定の温度プロファイルに従う必要があります：150-200°Cで60-120秒間の予熱、217°C以上での時間は60-150秒、ピーク温度は最大260°Cで最大10秒、加熱・冷却速度は制御（255°C以上の加熱は最大6°C/秒、冷却は最大3°C/秒）します。リフローはんだ付けは2回を超えて行わないでください。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、はんだごて先端温度を350°C以下に保ち、端子ごとに3秒を超えて適用しないでください。容量25W以下のはんだごてを使用してください。熱ダメージを防ぐため、各端子のはんだ付けの間には少なくとも2秒の間隔を空けてください。

6.3 保管・取り扱い

LEDは乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。部品を使用する準備ができるまで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%以下で保管し、168時間（7日）以内に使用してください。この期間を超過した場合、または乾燥剤インジケータが変色した場合は、使用前に60±5°Cで24時間のベーキング処理が必要です。

6.4 注意事項

LEDの指数関数的なI-V特性により電圧変動に非常に敏感で、過電流や故障を引き起こす可能性があるため、動作には外部の電流制限抵抗が必須です。加熱中にLEDに機械的ストレスを加えたり、はんだ付け後にPCBを曲げたりしないでください。はんだ付け後の修理は推奨されませんが、やむを得ない場合は、両端子を同時に加熱して熱ストレスを最小限に抑える専用の両頭はんだごてを使用してください。

7. 梱包・発注情報

LEDは8mm幅のキャリアテープに供給され、直径7インチのリールに巻かれています。1リールあたり3000個入りです。梱包には乾燥剤入りの防湿アルミバッグとラベルが含まれます。ラベルには、顧客品番 (CPN)、品番 (P/N)、梱包数量 (QTY)、光度ランク (CAT)、色度/主波長ランク (HUE)、順方向電圧ランク (REF)、ロット番号 (LOT No.) などの主要情報が記載されています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション例

このLEDは、自動車のダッシュボードやスイッチのバックライト用途に適しています。通信機器では、電話機やファクシミリの状態表示灯やキーパッドバックライトとして使用されます。また、LCD、スイッチ、シンボルのフラットバックライトや、汎用インジケータ用途にも適用可能です。

8.2 設計上の考慮点

設計者は、LEDと直列に適切な電流制限抵抗を組み込む必要があります。抵抗値は、電源電圧、LEDの順方向電圧ビン（安全のために最大値を使用）、および所望の動作電流（連続動作では≤20mA）に基づいて計算する必要があります。必要な輝度レベルを設計する際には、光度ビンを考慮してください。チップ部品の立ち上がり（トゥームストーニング）や不良はんだ接合を防ぐため、PCBパッドレイアウトがパッケージ寸法と一致していることを確認してください。

9. 技術比較・差別化

17-21 LEDの主な差別化要因は、従来のリード型LEDと比較した極小フォームファクタ (1.6x0.8mm) であり、これによりより高い実装密度が可能となります。AIGaInPチップ材料の使用は、効率的なピュアグリーン発光を実現します。140度の広い視野角は、狭角デバイスと比較してより均一な照明を提供します。鉛フリー、RoHS、REACH、ハロゲンフリーの各規格に完全準拠しているため、世界の電子機器製造における将来性のある選択肢となります。

10. よくあるご質問 (FAQ)

Q: ビニングコードの目的は何ですか？

A: ビニングは、ロット内での電気的・光学的な一貫性を確保します。設計者は特定のビン（例えば輝度や電圧用）を選択することで、特に複数のLEDをアレイで使用する場合に、最終製品で均一な性能を達成できます。

Q: なぜ電流制限抵抗が必須なのですか？

A: LEDは非線形なI-V曲線を持つダイオードです。順方向電圧をわずかに超える電圧の増加でも、電流が大きく、破壊的なレベルまで増加する可能性があります。直列抵抗は、動作電流を設定するための線形的で予測可能な方法を提供します。

Q: このLEDを自動車の外部照明に使用できますか？

A: できません。データシートには、事前の協議と認定なしでは、自動車の安全/保安システム、軍事/航空宇宙、医療機器などの高信頼性アプリケーションを意図していないという適用制限が記載されています。

Q: この部品をリフローはんだ付けできる回数は？

A: 推奨される最大回数は2回のリフローサイクルです。各サイクルで部品は熱ストレスを受け、内部材料やはんだ接合部の健全性が時間とともに劣化する可能性があります。

11. 実践的設計・使用事例

民生機器用の低消費電力状態表示パネルを設計する場合を考えます。ビンM1（最高輝度）およびビンC12（特定の緑色調）の17-21 LEDを使用することで、設計者は均一で明るい表示を作成できます。3.3V電源用の直列抵抗を計算し (R = (3.3V - 2.35V) / 0.02A ≈ 47.5Ω、47Ωを使用)、約20mAでの安定動作を保証します。LEDはテープ&リールに載せられ、指定のリフロープロファイルに従って自動ピック&プレース実装されます。最終的なパネルは、LEDの小さなサイズによる洗練されたデザインと、広い視野角による様々な位置からの視認性の高さの恩恵を受けます。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理で動作します。チップ材料はアルミニウムインジウムガリウムリン (AIGaInP) です。接合の内蔵電位を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が接合を横切って注入されます。それらの再結合により、エネルギーが光子（光）として放出されます。AIGaInP合金の特定のバンドギャップエネルギーが、この場合ピュアグリーン (~561 nm) という、発光の波長を決定します。透明樹脂封止材はチップを保護し、レンズとして機能して光出力を整形し、規定の140度の視野角を実現します。

13. 技術トレンドと発展

17-21のようなSMD LEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、高密度化のためのより小さなパッケージサイズ、温度や寿命にわたる色の一貫性と安定性の向上に向かって続いています。また、本製品が複数のグリーン規格に準拠していることからも明らかなように、環境に優しい材料と製造プロセスのより広範な採用に向けた強い動きもあります。スマート照明アプリケーション向けのインテリジェントドライバやコントロールとの統合も、もう一つの成長分野ですが、部品レベルでは、ますます小型化・低消費電力化が進む電子デバイス向けに、信頼性の高い高性能光源を提供することに焦点が当てられています。