SMD LED 15-11/T1D-AQRHY/2T データシート - パッケージ 1.6x0.8x0.6mm - 電圧 2.7-3.15V - 電力 40mW - 白色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

15-11/T1D-AQRHY/2Tは、信頼性の高いインジケータまたはバックライト機能を必要とする現代の電子アプリケーション向けに設計された、コンパクトな表面実装LEDです。この単色の純白色LEDは、性能と小型化のバランスを提供し、設計者がより高い実装密度を達成し、機器全体のサイズを縮小することを可能にします。

1.1 主な利点

この部品の主な利点は、そのSMD（表面実装デバイス）パッケージに起因します。従来のリードフレーム型LEDよりも大幅に小型であり、これによりPCBの占有面積の縮小、保管スペースの削減、最終的にはよりコンパクトな最終製品が実現します。軽量構造であることも、小型・携帯機器アプリケーションに理想的です。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、様々な産業の多様なアプリケーションに適しています。一般的な用途には、自動車や産業環境における計器盤ダッシュボードやスイッチのバックライトが含まれます。通信分野では、電話機やファクシミリなどのデバイスにおけるインジケータやバックライトとして機能します。また、LCDのフラットバックライト、一般的なスイッチやシンボルの照明、その他の汎用インジケータ用途にも適用可能です。

2. 技術仕様の詳細解説

このセクションでは、データシートに定義された主要な技術パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらは推奨動作条件ではありません。

• 逆電圧 (V_R):5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 順方向電流 (I_F):10mA（連続）。
• ピーク順方向電流 (I_FP):40mA、パルス条件下でのみ許容されます（デューティサイクル 1/10 @ 1kHz）。
• 消費電力 (P_d):40mW。これは、熱的限界を超えることなくパッケージが放散できる最大電力です。
• 静電気放電 (ESD):2000V（人体モデル）。この定格は、取り扱いにおける基本的なESD耐性レベルを示しています。
• 動作・保管温度:-40°C ～ +85°C（動作）、-40°C ～ +90°C（保管）。
• はんだ付け温度:リフローはんだ付けピーク：最大10秒間 260°C。手はんだ付け：端子ごとに最大3秒間 350°C。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、周囲温度25°C、順方向電流(I_F) 5mAの標準試験条件で測定されます。

• 光度 (I_v):最小72.0 mcdから最大180.0 mcdの範囲。代表値は指定されておらず、性能はビニングシステムによって管理されていることを示しています。
• 指向角 (2θ_1/2):代表値140度で、広い発光角度を提供します。
• 順方向電圧 (V_F):5mA時で2.70Vから3.15Vの範囲。データシートには±0.1Vの許容差が記載されています。

逆電圧に関する重要な注意:データシートは、逆電圧条件が赤外線(IR)試験目的でのみ適用されることを明示しています。このデバイスは逆バイアスでの動作を想定していません。回路動作での逆電圧印加はサポートされていません。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは性能別にビンに仕分けられます。15-11 LEDは、光度、順方向電圧、色度の3次元ビニングシステムを使用しています。

3.1 光度ビニング

光度は、I_F= 5mAでの測定値に基づき、QとRの2つの主要ビンに仕分けられます。

• ビン Q:72.0 mcd (最小) ～ 112.0 mcd (最大)
• ビン R:112.0 mcd (最小) ～ 180.0 mcd (最大)

光度には±11%の一般的な許容差も記載されています。

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、電流制御のための回路設計を支援するために、3つのビン（15, 16, 17）に仕分けられます。

• ビン 15:2.70V ～ 2.85V
• ビン 16:2.85V ～ 3.00V
• ビン 17:3.00V ～ 3.15V

3.3 色度座標ビニング

純白色は、1931 CIE図上の色度座標(CIE x, y)によって定義されます。データシートは6つのビン（1から6）を定義しており、各ビンは色度図上の四角形の領域を指定します。各ビンのコーナーの座標が提供されています。色度座標の許容差は±0.01です。このビニングにより、異なる製造ロット間での色の一貫性が確保されます。

4. 機械的仕様とパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDは非常に小型の表面実装パッケージです。主要寸法（mm単位、特に記載のない限り許容差±0.1mm）には、本体サイズが長さ約1.6mm、幅0.8mm、高さ0.6mmが含まれます。パッケージ図面には、組立時の正しい極性方向を示すカソードマークが明確に示されています。

4.2 極性の識別

正しい極性はLEDの動作にとって極めて重要です。パッケージには明確なカソードマークが付いています。設計者は、このマークをPCBレイアウト上の対応するカソードパッドに合わせて、正しい電気的接続を確保しなければなりません。

5. はんだ付けと実装ガイドライン

適切な取り扱いとはんだ付けは、LEDの性能と信頼性を維持するために重要です。

5.1 リフローはんだ付けプロファイル

この部品は、赤外線および気相リフロー工程に対応しています。推奨される無鉛リフロープロファイルは以下の通りです：

• 予熱:150–200°C、60–120秒間。
• 液相線温度以上（217°C）の時間:60–150秒間。
• ピーク温度:最大260°C、10秒以内。
• 加熱速度:最大6°C/秒。
• 255°C以上の時間:最大30秒間。
• 冷却速度:最大3°C/秒。

重要:同一のLEDに対してリフローはんだ付けは2回までとします。

5.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります。はんだごて先端温度は350°C未満とし、端子ごとの接触時間は3秒を超えないようにしてください。低電力のごて（≤25W）を推奨します。熱ダメージを防ぐため、各端子のはんだ付けの間隔は少なくとも2秒空けてください。

5.3 保管と湿気感受性

LEDは乾燥剤入りの防湿バッグに梱包されています。

• 使用準備が整うまで防湿バッグを開封しないでください。
• 開封後、未使用のLEDは温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管してください。
• 開封後のフロアライフは168時間（7日間）です。
• この期間を過ぎて未使用の場合、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. 梱包と発注情報

6.1 テープ＆リール仕様

製品は、直径7インチのリールに巻かれた8mm幅のキャリアテープで供給されます。各リールには2000個が収容されています。自動実装機との互換性を確保するため、キャリアテープのポケットおよびリールの詳細寸法がデータシートに提供されています。

6.2 ラベルの説明

リールラベルには、トレーサビリティと検証のための主要情報が含まれています：

• CPN:顧客品番
• P/N:メーカー品番（例：15-11/T1D-AQRHY/2T）
• QTY:梱包数量
• CAT:光度ランク（例：Q, R）
• HUE:色度座標 & 主波長ランク（例：1-6）
• REF:順方向電圧ランク（例：15, 16, 17）
• LOT No:製造ロット番号

7. アプリケーション提案と設計上の考慮点

7.1 電流制限は必須

LEDは電流駆動デバイスです。データシートは、外部の電流制限抵抗をLEDと直列に必ず使用することを強く強調しています。順方向電圧には範囲（2.7-3.15V）があり、その負の温度係数は接合部が加熱されるにつれて電圧が低下することを意味します。抵抗がない場合、供給電圧のわずかな増加でも、順方向電流が大きく、破壊的なレベルまで増加する可能性があります。絶対最大連続電流は10mAです。

7.2 熱管理

パッケージは小さいですが、熱管理への注意は依然として重要です。最大消費電力は40mWです。LEDパッド周囲に十分なPCB銅面積を確保することで、放熱を助け、より低い接合温度を維持することができ、寿命の延長と安定した光出力に貢献します。

7.3 ESD対策

LEDは2000V HBMのESD定格を持っていますが、潜在的な損傷を防ぐために、組立および取り扱い中は標準的なESD取り扱い対策を遵守する必要があります。

8. 技術比較と差別化

15-11 LEDは、主にその極小サイズ（1.6x0.8x0.6mm）によって差別化されており、これは0603や0402などの一般的なLEDパッケージよりも小型です。140度の広い指向角は、集光ビームではなく広い照明を必要とするアプリケーションに適しています。光度、電圧、色の包括的なビニングシステムは、設計者に予測可能な性能を提供し、複数のユニット間で視覚的一貫性を必要とするアプリケーションにとって重要です。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 5V電源で使用する場合、抵抗値はいくつにすべきですか？

オームの法則（R = (V_電源- V_F) / I_F) を使用し、電流が10mAを超えないことを保証するために最悪ケースのV_Fを考慮します： V_電源=5V、最低V_F=2.7V（ビン15）、マージンを考慮して目標I_F=8mAとします。R = (5 - 2.7) / 0.008 = 287.5Ω。標準の270Ωまたは300Ωの抵抗が適切です。常に、使用する特定のビンの実際のV_Fで電流を確認してください。

9.2 定電流源を使用して、抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

はい、最大10mA（連続）に設定された定電流ドライバは、直列抵抗の優れた代替手段であり、電圧や温度変動にわたってより安定した性能を提供します。

9.3 色度ビンコード（1-6）はどのように解釈すればよいですか？

ビンコード（1-6）は、4組の(x,y)座標ペアによって定義されるCIE 1931色空間図上の特定の領域を表します。これらのビンは、白色光が制御された色範囲内に収まることを保証します。ほとんどの一般的な用途では、指定範囲内のどのビンでも許容されます。正確な色合わせを必要とする用途（例：マルチLEDバックライト）では、単一のビンまたは隣接するビンを指定する必要があります。

10. 実用的な使用例

シナリオ：携帯型医療機器のステータスインジケータパネルの設計

この機器は、いくつかのメンブレンスイッチをバックライトし、電源/ステータスを示すために、小型で信頼性が高く、色が一貫した白色LEDを必要としています。15-11 LEDはその極小サイズのために選択され、混雑したPCB上に密に配置することが可能です。設計者は、より高い輝度のためにビンRを、すべてのLEDを3.3Vラインから並列に接続する際の単一の電流制限抵抗計算を簡素化するために順方向電圧ビン16を指定します。LEDはパッケージ図面に従ってPCBレイアウト上に配置され、カソードマークが指定されたパッドに合うようにします。組立業者は提供されたリフロープロファイルを使用します。最終製品は、最小限の基板スペース消費で、クリーンで均一に照らされたインターフェースの恩恵を受けます。

11. 動作原理

このLEDは、半導体フォトニックデバイスです。InGaN（窒化インジウムガリウム）チップ材料を使用して構築されており、これは青から緑のスペクトルで光を生成することで知られています。白色光を実現するために、チップは黄色の蛍光体を含んだ拡散樹脂でコーティングされています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔がInGaN半導体接合部内で再結合し、青色光を放出します。この青色光が黄色蛍光体を励起し、黄色光を再放出します。青色光と黄色光の組み合わせは、人間の目には白色光として知覚されます。拡散樹脂は光を散乱させるのに役立ち、140度の広い指向角に貢献しています。

12. 業界動向と背景

15-11 LEDは、オプトエレクトロニクス業界における小型化、効率向上、信頼性向上への継続的なトレンドを代表しています。無鉛はんだ付け対応およびハロゲンフリー材料（Br <900ppm, Cl <900ppm）への移行は、RoHS、REACH、様々なグリーンイニシアチブなどの世界的な環境規制に沿っています。基本的なESD保護（2000V HBM）の統合は、自動製造環境での歩留まりと堅牢性を向上させるために、小型信号部品においても標準になりつつあります。詳細なビニングシステムは、単純な機能部品を超えて、エンジニアリングされた光源を提供するという業界の焦点を反映しており、大量生産で品質に敏感なアプリケーションに予測可能な性能を提供することに重点を置いています。