SMD LED 19-217/T1D-CQ2R2TY/3T データシート - サイズ 3.2x1.6x1.1mm - 電圧 2.6-3.0V - 色 純白 - 日本語技術文書

1. 製品概要

19-217/T1D-CQ2R2TY/3Tは、InGaN技術を利用して純白色光を発する表面実装デバイス（SMD）LEDです。コンパクトな1206パッケージ（約3.2mm x 1.6mm x 1.1mm）に収められており、スペースと重量が重要な制約となる高密度PCBアプリケーション向けに設計されています。黄色の拡散樹脂レンズにより、広く均一な視野角を提供します。本製品は、鉛フリー、RoHS準拠、REACH準拠、ハロゲンフリー（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl <1500 ppm）であり、現代の環境規制に完全に準拠しています。8mmテープに実装され、7インチリールに巻かれて供給され、自動ピックアンドプレース組立ラインおよび標準的な赤外線または気相リフローはんだ付けプロセスに対応しています。

2. 技術仕様詳細

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生じる可能性がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 逆電圧 (V_R): 5 V。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。
• 連続順方向電流 (I_F): 10 mA。信頼性のある動作のための最大DC電流です。
• ピーク順方向電流 (I_FP): 40 mA。これは、1 kHzでデューティサイクル1/10のパルス条件下でのみ許容されます。
• 電力損失 (P_d): 40 mW。Ta=25°Cにおいてパッケージが放散できる最大電力です。
• 静電気放電（ESD）人体モデル（HBM）: 150 V。静電気に対する中程度の感度を示します。適切なESD取り扱い予防策が必要です。
• 動作温度 (T_opr): -40°C ～ +85°C。デバイスが正常に機能する周囲温度範囲です。
• 保管温度 (T_stg): -40°C ～ +90°C。
• はんだ付け温度 (T_sol): リフローはんだ付けのピーク温度は、10秒間260°Cを超えてはなりません。手はんだごての先端温度は、3秒間350°Cを超えてはなりません。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に指定がない限り、Ta=25°C、I_F=5mAの標準試験条件で測定されます。

• 光度 (I_v): 最小90.0 mcdから最大180.0 mcdの範囲です。代表値はこの範囲内に収まり、さらに特定のビン（Q2、R1、R2）に細分化されます。
• 視野角 (2θ_1/2): 130度（代表値）。この広い角度により、様々な視点から良好な視認性が確保されます。
• 順方向電圧 (V_F): I_F=5mAにおいて、2.60 Vから3.00 Vの範囲です。このパラメータもビニング（コード28-31）されています。一般的に、V_Fが低いほど効率が高くなります。
• 逆電流 (I_R): 逆電圧5Vを印加した場合、最大50 μAです。この試験は特性評価のみを目的としており、LED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

製造ロットの一貫性を確保するため、LEDは主要な性能パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

I_F=5mAで測定された光度に基づき、デバイスは3つのビン（Q2、R1、R2）に分類されます。これにより、設計者は用途に適した輝度グレードを選択でき、複数のLEDを使用するパネルでの視覚的一貫性を確保できます。

• ビン Q2: 90.0 mcd (最小) ～ 112.0 mcd (最大)
• ビン R1: 112.0 mcd (最小) ～ 140.0 mcd (最大)
• ビン R2: 140.0 mcd (最小) ～ 180.0 mcd (最大)

3.2 順方向電圧ビニング

LEDは順方向電圧降下によっても4つのグループ（28、29、30、31）にビニングされます。直列接続されたLEDでV_Fビンを一致させることで、均一な電流分布と輝度を実現するのに役立ちます。

• ビン 28: 2.60 V (最小) ～ 2.70 V (最大)
• ビン 29: 2.70 V (最小) ～ 2.80 V (最大)
• ビン 30: 2.80 V (最小) ～ 2.90 V (最大)
• ビン 31: 2.90 V (最小) ～ 3.00 V (最大)

3.3 色度座標ビニング

純白色は、CIE 1931色度図上の特定の領域内で定義され、許容差は±0.01です。データシートでは4つの色度ビン（C1、C2、C3、C4）を定義しており、それぞれが許容されるx、y座標の四角形領域を指定しています。この厳密な管理により、個々のLED間の色のばらつきを最小限に抑えます。

4. 性能曲線分析

提供されるグラフは、様々な条件下でのLEDの挙動についての洞察を提供します。

• 順方向電流 vs. 相対光度: 光出力は電流とともに増加しますが、定格最大値を超える非常に高い電流では飽和または劣化する可能性があることを示しています。
• 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）: 指数関数的な関係を示しており、電流制限回路の設計に不可欠です。
• 相対光度 vs. 周囲温度: 接合温度が上昇するにつれて光出力が減少する様子を示しています。効果的な熱管理は輝度を維持するための鍵です。
• 順方向電流デレーティング曲線: 過熱を防ぐために、周囲温度の関数としての最大許容順方向電流を指定します。
• 放射パターン図: 光強度の空間分布を視覚化する極座標プロットで、130度の視野角を確認できます。
• スペクトル分布: 波長に対する相対強度をプロットしたグラフで、発する白色光のピーク波長とスペクトル幅を示しています。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的な1206 SMDフットプリントに従います。主要寸法（mm単位、特に指定がない限り公差±0.1mm）には、本体長3.2、幅1.6、高さ1.1が含まれます。アノードとカソード端子はパッケージ上に明確にマーキングされています。適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、推奨PCBランドパターン（パッド設計）が提供されています。

5.2 極性識別

LEDのカソード側は、通常、緑色の色合いやパッケージの切り欠きなどでマーキングされています。正しい極性を実装時に確認し、正常な機能を確保する必要があります。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリーリフロープロファイルを推奨します：150-200°Cで60-120秒間の予熱を行い、その後立ち上げます。液相線以上（217°C）の時間は60-150秒とし、ピーク温度は10秒間最大で260°Cを超えないようにします。最大立ち上げ速度は3°C/秒、最大冷却速度は6°C/秒です。リフローは2回以上行わないでください。

6.2 保管と取り扱い

LEDは乾燥剤入りの防湿バリア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、未使用部品は≤30°C、≤60% RHで保管し、168時間（7日）以内に使用してください。この時間を超えた場合、または乾燥剤インジケータの色が変化した場合は、使用前に60±5°Cで24時間のベーキング処理が必要です。

6.3 回路設計上の注意点

重要：LEDには常に外部の電流制限抵抗を直列に接続する必要があります。順方向電圧は負の温度係数を持っており、抵抗によって適切に制限されない場合、電圧のわずかな増加が大きく、破壊的な可能性のある電流の増加を引き起こす可能性があります。

7. 梱包と発注情報

製品は防湿梱包で供給されます。部品は標準的な8mm幅用に指定された寸法のエンボス加工キャリアテープに配置されます。テープは直径7インチのリールに巻かれ、1リールあたり3000個です。リールとバッグのラベルには、顧客部品番号（CPN）、製品番号（P/N）、数量（QTY）、光度ランク（CAT）、色度ランク（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. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• バックライト: 広い視野角と均一な光により、ダッシュボードインジケータ、スイッチ照明、シンボルバックライトに最適です。
• 通信機器: 電話機やファクシミリなどの機器における状態表示灯やキーパッドバックライト。
• LCDフラットバックライト: アレイとして使用し、小型LCDパネルのエッジライト式バックライトを提供できます。
• 汎用表示: コンパクトで信頼性が高く、明るい白色の状態表示灯を必要とするあらゆるアプリケーション。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流駆動: 常に推奨される10mA連続電流以下で動作させてください。電源電圧とLEDの順方向電圧（保守的な設計のため、ビンからの最大V_Fを使用）に基づいて計算された直列抵抗を使用してください。
• 熱管理: パッケージは小型ですが、高温環境や高デューティサイクルで動作する場合は、接合温度を管理し、光出力と寿命を維持するために、十分なPCB銅面積またはサーマルビアを確保してください。
• ESD保護150V HBM定格を考慮し、LEDがユーザーがアクセス可能な領域にある場合は、入力ラインに基本的なESD保護を実装してください。

9. 技術比較と差別化

より大きなリードフレーム型LEDと比較して、19-217 SMD LEDは大きな利点を提供します：はるかに小さなフットプリントにより、より高い実装密度と小型化が可能になり、重量が軽減され、完全自動化された組立プロセスに対応することで製造コストが削減されます。純白色（InGaNによる）、明確に定義されたビニング構造、および最新の環境規格（ハロゲンフリー、REACH）への準拠という特定の組み合わせにより、一貫した視覚性能を必要とする現代の環境意識の高い電子設計に適した選択肢となっています。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 なぜ電流制限抵抗が必須なのですか？

LEDは電流駆動デバイスです。そのI-V特性は非常に急峻です。順方向電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こします。電流を設定する直列抵抗がないと、熱暴走が発生し、即時故障や寿命の短縮につながる可能性があります。

10.2 このLEDを連続点灯に使用できますか？

はい、最大10mAでの連続動作用に設計されています。時間の経過とともに輝度を維持するために、周囲温度とPCBレイアウトが適切な放熱を可能にしていることを確認してください。

10.3 型番内のビンコード（例：/CQ2R2TY）は何を意味しますか？

これらのコードは、その特定の発注に対して保証された性能ビンを指定します。これらは光度範囲（例：R2）、順方向電圧範囲、色度座標を定義し、特性が密にグループ化されたLEDを受け取ることを保証します。

10.4 データシートのCIE色度図はどのように解釈すればよいですか？

この図は、人間の色知覚の範囲を示しています。その上に描かれた小さな四角形のボックスは、この純白色LEDの許容される色のばらつき（ビンC1-C4）を表しています。製造されたすべてのユニットは、これらの定義された領域のいずれかに収まります。

11. 実践的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個の白色LED状態表示灯を備えたコントロールパネルの設計。
ステップ1 - 電流選択：良好な輝度と寿命のために、駆動電流として5mA（試験条件）を選択します。
ステップ2 - 抵抗計算：保守的な設計のために、ビン31からの最大V_F（3.00V）を使用します：R = (V_supply- V_F) / I_F= (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω。標準的な390 Ωまたは430 Ωの抵抗が適しています。
ステップ3 - 定格電力：抵抗の電力損失：P = I²* R = (0.005)²* 400 = 0.01W。標準的な1/10W（0.1W）抵抗で十分です。
ステップ4 - レイアウト：LEDは一貫した向きで配置してください。スペースが許せば、放熱を助けるためにグランドプレーンに接続された小さなサーマルリリーフパッドを追加してください。

12. 動作原理

このLEDは、InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体技術に基づいています。ダイオードの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体チップの活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN層の特定の組成は、パッケージ内の黄色蛍光体（青色LEDチップによって励起される）からの光変換と組み合わさって、純白色光の知覚をもたらす光子を生成するように設計されています。広い視野角は、光を散乱させる拡散黄色樹脂レンズによって実現されています。

13. 技術トレンド

1206パッケージのようなSMD LEDの市場は、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の向上）、白色LEDのための改良された演色評価数（CRI）、さらなる小型化を可能にするより小さなパッケージサイズ（例：0805、0603）に向けて進化し続けています。また、より広範な環境条件下でのより高い信頼性と長い動作寿命に向けた強い産業の推進力もあります。LEDパッケージ自体にオンボード電流調整または保護機能を統合することは、ドライバ設計を簡素化するための新たなトレンドです。