オレンジ SMD LED データシート - EIAパッケージ - 5V逆耐圧 - 75mW消費電力 - 605nm主波長 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）チップ技術を採用した高輝度表面実装型オレンジLEDの仕様を詳細に説明します。本デバイスは自動実装プロセスおよび赤外線リフローはんだ付け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。RoHS指令に準拠したグリーン製品であり、7インチ径リールに8mmテープで梱包されています。

1.1 中核的な利点

• 超高輝度出力：コンパクトなパッケージから高い光度を実現します。
• プロセス互換性：自動実装装置および標準的な赤外線リフローはんだ付けプロファイルでの使用を想定して設計されています。
• IC互換性：集積回路との直接インターフェースに適しています。
• 標準化パッケージ：EIA（Electronic Industries Alliance）標準寸法に準拠しています。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、ステータスインジケータ、バックライト、パネル照明、および家電製品、オフィス機器、通信機器における装飾照明を含む、一般的な電子機器での使用を目的としています。

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値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 消費電力（Pd）：周囲温度Ta=25°C時、75 mW。
• ピーク順電流（I_F(peak)）：80 mA（パルス、1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）。
• 連続順電流（I_F）：30 mA DC。
• 減衰率：周囲温度50°C以上で、0.4 mA/°Cの割合で直線的に低下します。
• 逆電圧（V_R）：5 V。
• 動作温度範囲（T_opr）：-30°C ～ +85°C。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C ～ +85°C。
• 赤外線はんだ付け条件：ピーク温度260°Cを5秒間耐えます。

2.2 電気的・光学的特性

代表的な性能パラメータは、特に断りのない限り、周囲温度（Ta）25°C、順電流（I_F）5mAで測定された値です。

• 光度（I_V）：最小11.2 mcdから最大71.0 mcdの範囲で、代表値はビンコードによって定義されます。
• 指向角（2θ_1/2）：130度。これは、光度が軸上値の半分に低下する全角です。
• ピーク発光波長（λ_P）：代表値 611 nm。
• 主波長（λ_d）：597 nm から 612 nm の範囲で、代表値は605 nmです。これは知覚される色を定義します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：約17 nm。これは発せられるオレンジ光のスペクトル純度を示します。
• 順電圧（V_F）：代表値 2.3 V、I_F=5mA時最大2.3 V。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時、最大10 μA。
• 静電容量（C）：バイアス0V、周波数1 MHzで測定した代表値 40 pF。

3. ビニングシステムの説明

LEDの光度は、生産ロット内での一貫性を確保するためにビンに分類されます。ビンコードは、5mAで測定された最小および最大光度を定義します。

• ビンコード L：11.2 mcd（最小） ～ 18.0 mcd（最大）
• ビンコード M：18.0 mcd ～ 28.0 mcd
• ビンコード N：28.0 mcd ～ 45.0 mcd
• ビンコード P：45.0 mcd ～ 71.0 mcd

各光度ビンには+/-15%の許容差が適用されます。このシステムにより、設計者はアプリケーションに必要な輝度レベルを持つLEDを選択できます。

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：図1、図6）、代表的な性能傾向はパラメータから推測できます：

• 順電流対順電圧（I-V曲線）：LEDは特徴的な指数関数的I-V関係を示します。指定された5mA時のV_F約2.3Vが代表的な動作点です。
• 光度対順電流：光度は一般に順電流の増加とともに増加しますが、損傷や効率低下を防ぐため、絶対最大定格内での動作を維持する必要があります。
• 温度依存性：光度出力は一般に接合温度の上昇とともに減少します。順電流の減衰率（50°C以上で0.4 mA/°C）は、高温環境での熱管理において重要です。
• スペクトル分布：発光スペクトルは605-611 nm（オレンジ）を中心とし、比較的狭い半値幅17 nmを持ち、飽和した色を提供します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準EIA準拠の表面実装パッケージに収められています。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、一般公差は±0.10 mmです。レンズはウォータークリアです。

5.2 極性識別とパッド設計

データシートには、適切なはんだ接合部の形成とリフロー時の機械的安定性を確保するための推奨はんだ付けパッドレイアウト寸法が含まれています。極性はパッケージマーキングまたはカソード/アノードパッド設計（パッケージ図面参照）によって示されます。正しい極性接続はデバイス動作に不可欠です。

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

無鉛（SnAgCu）はんだプロセス向けに、推奨される赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています。主なパラメータは以下の通りです：

• 予熱：120-150°Cまで上昇。
• 予熱時間：最大120秒。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：ピーク温度で最大5秒。

LEDパッケージおよび内部ダイへの熱損傷を防ぐため、このプロファイルへの厳守が重要です。

6.2 保管・取り扱い

• 保管条件：30°C以下、相対湿度70%以下を推奨します。
• 湿気感受性：元の梱包から取り出したLEDは、1週間以内にリフローする必要があります。長期保管の場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気を使用してください。672時間以上未梱包で保管した場合は、実装前に60°Cで24時間ベーキングすることを推奨します。
• 洗浄：必要に応じて、室温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールで1分以内にのみ洗浄してください。指定外の化学薬品は避けてください。

7. 梱包・発注情報

• テープ＆リール：7インチ（178mm）径リールに8mm幅エンボスキャリアテープで供給されます。
• 1リールあたり数量：3000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• 梱包標準：ANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠。空のポケットはカバーテープでシールされています。

8. アプリケーション設計推奨事項

8.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するため、各LEDに直列の電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。個別の抵抗なしでLEDを直接並列に駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のLED間の順電圧（V_F）特性のわずかなばらつきが、電流分担、ひいては輝度に大きな差を生じさせる可能性があるためです。

8.2 静電気放電（ESD）保護

本デバイスは静電気放電に敏感です。ESD損傷は、高い逆リーク電流、低い順電圧、または低電流での点灯不良として現れる可能性があります。予防策は以下の通りです：

• 導電性リストストラップまたは帯電防止手袋の使用。
• すべての機器、作業台、保管ラックが適切に接地されていることを確認。
• LEDレンズ上の静電気を中和するためのイオナイザーの使用。

潜在的なESD損傷を確認するには、LEDが点灯することを確認し、低電流（例：0.1mA）でその順電圧（V_F）を測定します。\"良好な\"AlInGaP LEDは、この条件下で通常V_F> 1.4Vを持つはずです。

8.3 熱管理

消費電力は比較的低い（最大75mW）ですが、適切なPCBレイアウト、および必要に応じてサーマルビアは、特に高周囲温度または最大定格電流付近で動作する場合に、放熱を助けることができます。周囲温度50°C以上の電流減衰曲線を遵守してください。

9. 技術比較と差別化

従来の標準GaAsP（ガリウムヒ素リン）LEDなどの技術と比較して、このAlInGaPベースのLEDは、オレンジ色スペクトルにおいて大幅に高い発光効率と輝度を提供します。拡散または着色レンズとは対照的に、ウォータークリアレンズは光出力を最大化します。標準SMT実装およびリフロープロセスとの互換性により、手はんだ付けや特別な取り扱いを必要とするデバイスに比べてコスト面で優位性があります。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 このLEDを3.3Vまたは5Vのロジック出力から直接駆動できますか？

電流制限抵抗なしでは駆動できません。代表的な順電圧は約2.3Vです。V_Fより高い電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、LEDを破壊する可能性があります。常に、R =（V_電源- V_F） / I_F.

で計算された直列抵抗を使用してください。

10.2 光度にビニングシステムがあるのはなぜですか？

製造上のばらつきにより、光出力にわずかな差が生じます。ビニングはLEDを類似した性能のグループに分類し、設計者が製品に一貫した輝度レベルを選択し、隣接するLED間の目に見える差を回避できるようにします。

10.3 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？_Pピーク波長（λ_d）は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です（代表値611 nm）。主波長（λ

）はCIE色度図から導出され、LEDの知覚される色に一致する純粋なスペクトル色の単一波長を表します（代表値605 nm）。主波長は色仕様により関連性が高いです。

11. 実践的な設計ケーススタディシナリオ：
5V電源ラインから駆動される、10個の均一な明るさのオレンジLEDを使用したステータスインジケータパネルの設計。
1. 設計手順：ビン選択：
2. 中程度の輝度18-28 mcdのため、ビン\"M\"を選択。動作電流設定：_FI
3. = 5mAを選択（ビニングのテスト条件、指定輝度を確保）。直列抵抗計算：
4. R = (5V - 2.3V) / 0.005A = 540オーム。最も近い標準値（例：560オーム）を使用。LEDあたりの電力：_FP = V_F* I
5. ≈ 2.3V * 0.005A = 11.5 mW、75mW制限内に十分収まります。PCBレイアウト：
6. 推奨パッド寸法に従う。5V電源ラインからグランドへ、すべての10個のLEDとそれらの個別の560オーム抵抗を並列に配置。実装：

推奨IRリフロープロファイルに従う。開封したリールは、すぐに使用しない場合はドライキャビネットに保管。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、基板上に成長させたAlInGaP半導体材料に基づいています。順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP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、それが直接発せられる光の波長（色）に対応します—この場合はオレンジスペクトル（約605 nm）です。ウォータークリアエポキシレンズはチップを封止し、光取り出しを助けます。

13. 業界動向