SMD LED 95-21UYC/S530-XX/XXX データシート - スーパーイエロー - 2.0x1.25x0.8mm - 2.4V - 60mW - 技術文書

1. 製品概要

95-21UYC/S530-XX/XXXは、インジケータおよびバックライト用途向けに設計されたコンパクトな表面実装LEDです。AlGaInPチップ技術を採用し、ウォータークリア樹脂封止によりスーパーイエローの光を発します。主な利点は、リード部品と比較してフットプリントが大幅に小さく、PCB上の実装密度の向上、機器サイズの縮小、自動実装プロセスへの適合性を確保し、実装精度を高めることです。

2. 主な特徴と適合規格

本デバイスは、標準的な自動実装装置に対応した7インチ径リールに巻かれた12mmテープ上に梱包されています。単色タイプ、鉛フリーであり、主要な環境・安全規制に適合しています。これには、EU RoHS指令、EU REACH規則、およびハロゲンフリー規格（臭素<900 ppm、塩素<900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）への準拠が含まれます。製品自体はRoHS適合仕様内で維持されています。

3. 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のある限界を定義します。これらの条件下またはその近傍での動作は保証されません。

• 逆電圧（V_R）：5 V
• 順電流（I_F）：20 mA（連続）
• ピーク順電流（I_FP）：60 mA（デューティサイクル 1/10 @ 1kHz）
• 電力損失（P_d）：60 mW
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C
• 保管温度（T_stg）：-40°C ～ +90°C
• 静電気放電（ESD）：2000 V（人体モデル）
• はんだ付け温度（T_sol）：リフロー：最大260°Cで10秒；手はんだ：最大350°Cで3秒。

4. 電気光学特性

特に断りのない限り、すべてのパラメータは周囲温度（T_a）25°C、順電流（I_F）20mAで規定されています。

4.1 光度とビニング

光度（I_v）はランク（A2からA7）に分類され、設計の柔軟性のための輝度オプションの範囲を提供します。

• ランク A2：代表値 496 mcd（最小 198 mcd）
• ランク A3：代表値 714 mcd（最小 463 mcd）
• ランク A4：代表値 892 mcd（最小 661 mcd）
• ランク A5：代表値 1156 mcd（最小 793 mcd）
• ランク A6：代表値 1454 mcd（最小 991 mcd）
• ランク A7：代表値 1600 mcd（最小 1150 mcd）

4.2 スペクトルおよび電気的特性

• 指向角（2θ_1/2）：25°（代表値）
• ピーク波長（λ_p）：591 nm（代表値）
• 主波長（λ_d）：589 nm（代表値）
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm（代表値）
• 順電圧（V_F）：2.4 V（代表値）、2.0 V（最小） I_F=20mA時
• 逆電流（I_R）：10 μA（最大） V_R=5V時

注記：5Vの逆電圧定格は、I_Rの試験のみに適用されます。本デバイスは逆バイアス下での動作用には設計されていません。

5. パッケージ外形と機械的寸法

LEDは標準的なSMDパッケージです。主要寸法は詳細図面（データシート内TR7、TR9、TR10参照）に記載されています。特に指定のない限り、寸法公差は±0.1 mmです。

5.1 主要パッケージ寸法（代表値）

• パッケージ長：2.0 mm
• パッケージ幅：1.25 mm
• パッケージ高さ：0.8 mm
• ランドパターン：適切なはんだ付けと熱管理を確保するための設計ガイドラインが提供されています。

5.2 極性識別

カソードは通常、パッケージ上にマーキングされています。正確なマーキング方法については、詳細寸法図を参照してください。

6. ラベル説明と発注情報

製品ラベルには、トレーサビリティと仕様のためのいくつかのコードが含まれています：

• CPN：顧客品番
• P/N：品番（例：95-21UYC/S530-XX/XXX）
• LOT No：製造ロット番号
• QTY：梱包数量
• CAT：光度ランク（A2-A7）
• HUE：主波長ランク
• REF：順電圧ランク

7. 梱包仕様

部品は、自動ハンドリング用のエンボス加工キャリアテープ上で供給されます。

• キャリアテープ幅：12 mm
• リール直径：7インチ
• ポケットピッチ：4.0 mm
• 1リールあたりの数量：EIA仕様に準拠した標準数量。
• バルク梱包：1000個入り袋での供給も可能です。

8. 取り扱い、保管、およびはんだ付けガイドライン

8.1 過電流保護

外部の電流制限抵抗は必須です。LEDのV-I特性は指数関数的であり、電圧のわずかな増加が大きく破壊的な電流増加を引き起こす可能性があります。

8.2 湿気感受性と保管

この部品は湿気感受性（MSL）です。

• 開封前：30°C以下、90%RH以下で保管してください。
• 開封後：フロアライフは、30°C以下、60%RH以下の環境で72時間です。
• 再乾燥：防湿バッグが損傷した場合、または保管時間を超過した場合は、使用前に60±5°Cで24時間乾燥（ベーキング）してください。

8.3 リフローはんだ付けプロファイル（鉛フリー）

推奨温度プロファイルを以下に示します：

• 予熱：150-200°C、60-120秒（最大昇温速度3°C/秒）。
• 液相線以上（217°C）の時間：60-150秒。
• ピーク温度：最大260°C、10秒以内。
• 255°C以上の時間：最大30秒。
• 冷却速度：最大6°C/秒。

重要な注意点：リフローサイクルは2回を超えないでください。加熱中のLEDへの機械的ストレスを避けてください。はんだ付け後のPCBを曲げないでください。

8.4 手はんだ付けとリワーク

手はんだ付けが避けられない場合：

• 先端温度<350°Cのハンダゴテを使用してください。
• 端子ごとの接触時間を3秒以内に制限してください。
• 低出力のゴテ（<25W）を使用してください。
• はんだ付け端子間の間隔を最低2秒空けてください。
• リワークは避けてください。どうしても必要な場合は、両端子を同時に加熱して熱ストレスを最小限に抑えるため、両頭ハンダゴテを使用してください。リワーク後はデバイスの機能を確認してください。

9. 適用分野

このLEDは、特にスペースと重量に制約がある場所での、幅広い低電力インジケータおよびバックライト機能に適しています。

• 民生電子機器の状態表示（屋内使用）。
• LCDパネル、メンブレンスイッチ、シンボルのバックライト。
• オフィス機器（プリンター、コピー機）のインジケータおよびパネル照明。
• 電池駆動機器のインジケータ（リモコン、携帯機器）。
• オーディオ/ビデオ機器の状態表示灯。
• 自動車内装のダッシュボードおよびスイッチのバックライト。
• 通信機器（電話機、ファクシミリ）のインジケータおよびキーパッドのバックライト。

10. 設計上の考慮点と技術分析

10.1 駆動回路設計

代表的な順電圧が2.4Vであるため、直列抵抗は必須です。抵抗値（R_s）はオームの法則を用いて計算できます：R_s= (V_supply- V_F) / I_F。5V電源で目標I_Fを20mAとする場合、R_s≈ (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。適切な定格電力（P = I_F²* R_s）を持つ標準的な130Ωまたは150Ωの抵抗を使用してください。

10.2 熱管理

電力損失は低い（最大60mW）ですが、長期信頼性のためには適切なPCBレイアウトが重要です。特に最大電流付近または高温環境で動作する場合は、はんだパッドが十分な銅面積に接続され、ヒートシンクとして機能するようにしてください。

10.3 光学性能

25°の指向角は比較的集中したビームを提供し、指向性のあるインジケータ用途に適しています。スーパーイエロー色（λ_d~589nm）は高い視認性コントラストを提供し、注意や警告のインジケータによく使用されます。

10.4 代替技術との比較

従来のスルーホール型黄色LEDと比較して、このSMDバージョンはサイズと重量を大幅に削減し、現代的な小型化設計を可能にします。AlGaInP材料システムは、黄色発光に対して高い効率と良好な色純度を提供します。バックライトに使用される一部の白色LEDと比較して、蛍光体を必要とせずに飽和した色を提供し、特定の色要件に対する光学設計を簡素化する可能性があります。

11. よくある質問（FAQ）

11.1 抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

No.電流制限抵抗なしでの動作は、3Vコインセルのような小さな電源であっても、過電流によりほぼ確実にLEDを破壊します。

11.2 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_p）：スペクトルパワー分布が最大となる波長（代表値 591 nm）。主波長（λ_d）：人間の目が光の色と一致すると知覚する単一波長（代表値 589 nm）。このような単色LEDでは、両者は非常に近い値です。

11.3 適切な輝度ランク（CAT）はどのように選択しますか？

アプリケーションで必要な光度に基づいて選択してください。ランクA2が最も暗く、A7が最も明るいです。周囲光条件と視認距離を考慮してください。周囲光が強い状況では、より高いランク（A5-A7）が必要になる場合があります。

11.4 このLEDは屋外使用に適していますか？

データシートは適用分野を屋内と規定しています。動作温度範囲（-40°C ～ +85°C）は広いですが、屋外使用には、紫外線暴露、湿気シーリング、熱サイクルなどの要因に関する追加の設計検証が必要であり、これらは本書ではカバーされていません。

12. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：携帯型医療機器の低バッテリーインジケータの設計。

• 部品選定：明るく目を引く黄色光のため、ランクA5の95-21UYCを選択。
• 回路設計：デバイスは3.3Vレギュレータで駆動。直列抵抗47Ωを計算：(3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45Ω。最も近い標準値である47Ωを使用すると、順電流は約19.1mAとなり、安全で十分な輝度を提供します。
• PCBレイアウト：LEDは機器のディスプレイ近くに配置。PCBパッドは放熱を助けるため、トップ層の小さな銅面に接続。
• 実装：LEDは12mmテープリールからピックアンドプレース機で実装され、指定の鉛フリーリフロープロファイルではんだ付けされます。
• 結果：信頼性が高く、コンパクトで、明確に視認できる低バッテリー警告インジケータ。

13. 動作原理

これは半導体発光ダイオードです。特性順電圧（V_F）を超える順方向バイアス電圧が印加されると、AlGaInP半導体チップの活性領域で電子と正孔が再結合します。この再結合プロセスにより、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。AlGaInP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、これが直接発光の波長（色）を定義します—この場合は黄色（~589 nm）。ウォータークリア樹脂パッケージはレンズとして機能し、光出力を指定の25°指向角に形成します。

14. 業界の状況とトレンド

95-21シリーズのようなSMD LEDは、自動化互換性とスペース節約のため、インジケータ用途の業界標準となり、スルーホールLEDをほぼ置き換えています。トレンドは、超小型デバイス向けにさらに小さなパッケージサイズ（例：0402、0201メトリック）に向かって続いています。さらに、業界全体で、より高い効率（mAあたりの光出力の向上）とビン間での色の一貫性の改善が強く推進されています。ハロゲンフリーおよびRoHS規格への準拠は、電子業界の環境責任と材料安全性への継続的な取り組みを反映しています。このクラスのデバイスは、小型化と低消費電力が最重要であるモノのインターネット（IoT）および携帯電子機器の基本構成要素です。