SMD LED 白色拡散 デュアルカラー（緑/黄）データシート - パッケージ寸法 - 順方向電圧 1.8-3.4V - 消費電力 72-102mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、自動プリント基板（PCB）実装向けに設計された白色拡散表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。この部品はコンパクトなサイズが特徴で、スペースに制約のある用途に適しています。大量生産に対応した自動実装システムおよび標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を考慮して設計されており、鉛フリー実装の業界標準に準拠しています。

1.1 主要機能とターゲット市場

このLEDは、現代の電子機器における適用性を高めるいくつかの主要機能を備えて設計されています。RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しています。業界標準の8mmテープに巻かれた7インチリールで供給され、ピックアンドプレースマシンによる効率的な取り扱いを容易にします。デバイスはI.C.互換であり、JEDEC Level 3の耐湿性レベルに事前調整されており、はんだ付けプロセス中の信頼性を確保します。主なターゲット市場は、通信機器、オフィスオートメーション機器、家電製品、および産業用制御システムです。典型的な用途は、ステータスインジケータやフロントパネルのバックライトから、信号やシンボルの照明まで多岐にわたります。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

LEDの性能は、周囲温度（Ta）25°Cで測定された包括的な電気的および光学的パラメータのセットによって定義されます。

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発生する可能性がある限界を定義します。黄色LEDの場合、最大消費電力は72 mWであり、緑色LEDの場合は102 mWです。両方の色で、最大連続DC順方向電流（IF）は30 mAで共通です。パルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）では、より高い80 mAのピーク順方向電流が許容されます。デバイスは-40°Cから+85°Cの温度範囲での動作が定格されており、-40°Cから+100°Cの環境で保管できます。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能指標は、IF = 20mAの試験条件下で規定されています。黄色LEDの光度（Iv）は、最小710 mcdから最大1800 mcdの範囲です。緑色LEDはより高い出力を提供し、1120 mcdから2800 mcdの範囲です。視野角（2θ1/2）（軸上値の半分の強度となる全角として定義）は、両方とも典型的に120度であり、広く拡散した発光パターンを示しています。ピーク発光波長（λP）は590 nm（黄）および524 nm（緑）であり、主波長（λd）はそれぞれ585-595 nmおよび518-528 nmの範囲内で規定されています。順方向電圧（VF）は色によって異なります：黄色LEDのVFは1.8Vから2.4Vの間であり、緑色LEDは20mAで2.6Vから3.4Vの間で動作します。最大逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vで10 μAであり、このデバイスは逆バイアス動作用に設計されていないことに注意してください。

3. ビンランクシステムの説明

発光出力の一貫性を確保するため、LEDは光度ビンに分類されます。各ビンには定義された最小および最大光度値があり、各ビン内で+/-11%の許容差が適用されます。

3.1 光度ビン分け

黄色LEDの場合、ビンコードはV1（710-900 mcd）、V2（900-1120 mcd）、W1（1120-1400 mcd）、W2（1400-1800 mcd）です。緑色LEDの場合、ビンはW1（1120-1400 mcd）、W2（1400-1800 mcd）、X1（1800-2240 mcd）、X2（2240-2800 mcd）です。このビン分けにより、設計者はアプリケーションの特定の輝度要件を満たす部品を選択できます。

4. 性能曲線分析

具体的なグラフィカルデータは原資料で参照されていますが、このようなデバイスの典型的な性能曲線は、一般に順方向電流と光度の関係（I-V曲線）、温度による順方向電圧の変化、ピーク波長とスペクトル半値幅を示すスペクトルパワー分布を説明します。これらの曲線は、非標準動作条件下でのデバイス動作を理解し、精密な回路設計を行うために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法とピン割り当て

LEDは標準的なSMDパッケージで提供されます。白色拡散レンズ内には2つの半導体チップが収められています。ピン割り当ては明確に定義されています：ピン1と2は緑色（InGaN）LED用、ピン3と4は黄色（AlInGaP）LED用です。すべての寸法図はミリメートル単位で測定値を指定しており、特に断りのない限り一般的な公差は±0.2 mmです。この情報はPCBフットプリント設計にとって重要です。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

赤外線または気相リフローはんだ付け用のPCB上の推奨銅パッドパターンを示す図が提供されています。このレイアウトに従うことで、実装後の適切なはんだ接合部の形成、熱管理、および部品の機械的安定性が確保されます。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

鉛フリープロセスに準拠したJ-STD-020Bに適合する推奨リフローはんだ付けプロファイルが提供されています。主要パラメータには、150-200°Cの予熱温度、最大120秒までの予熱時間、260°Cを超えないピーク温度、および液相線以上（またはピーク時）の時間を最大10秒に制限することが含まれます。最適なプロファイルは特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに依存するため、提供されたプロファイルは、特定の組立ラインで検証された一般的な目標として使用すべきであることが強調されています。

6.2 手はんだ

はんだごてによる手はんだが必要な場合、推奨される最大はんだごて先温度は300°Cで、接合部ごとはんだ付け時間は3秒を超えないようにしてください。これはLEDパッケージへの熱ダメージを防ぐため、1回のみ行うべきです。

6.3 保管条件

適切な保管ははんだ付け性を維持するために重要です。未開封の防湿バッグ（乾燥剤入り）は、温度≤30°C、相対湿度≤70%で保管し、保存期間は1年です。開封後は、LEDを温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管してください。元の包装から取り出した部品は、168時間以内にIRリフローを行う必要があります。この時間を超えた場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止することを推奨します。

6.4 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、エチルアルコールやイソプロピルアルコールなどの指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。LEDは常温で1分未満浸漬してください。指定外の化学薬品はパッケージ材料やレンズを損傷する可能性があります。

7. 包装と発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

LEDは、7インチ（178mm）直径のリールに巻かれた8mm幅のエンボス加工キャリアテープに包装されています。各リールには2000個が含まれています。テープはトップカバーで密封されています。包装はANSI/EIA 481仕様に従っており、自動化装置との互換性のためのポケット間隔やリール寸法などのパラメータを規定しています。残数注文の場合、最小包装数量は500個です。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このデュアルカラーLEDは、単一の部品フットプリントから複数のステータス表示を必要とするアプリケーションに最適です。例としては、電源/充電ステータスインジケータ（例：オンまたは満充電は緑、スタンバイまたは充電中は黄）、民生電子機器のモード選択フィードバック、制御パネルのシンボルやアイコンのバックライトなどがあります。その広い視野角は、オフアクシス角度からの視認性が重要なアプリケーションに適しています。

8.2 設計上の考慮事項

電流駆動：LEDは電流駆動デバイスです。電圧源から駆動する場合、各色チャネルに直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (電源電圧 - VF_LED) / IF。ここで、VF_LEDは所望の電流（例：20mA）における特定のLED色の順方向電圧です。データシートの最大VFを使用することで、部品のばらつきがあっても電流が制限値を超えないようにします。

熱管理：消費電力は低いですが、サーミカルパッド（存在する場合）周辺または一般的な配線幅に十分なPCB銅面積を確保することで放熱を助け、特に高周囲温度環境下でのLED性能と寿命を維持します。

回路レイアウト：2色の電流駆動経路は独立した制御を可能にするため、分離しておきます。

9. 技術比較と差別化

この部品の主要な差別化機能は、2つの異なるLED色（緑と黄）を単一のコンパクトな白色拡散パッケージ内に統合していることです。これにより、2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較してPCBスペースを節約できます。拡散レンズによって提供される120度の広い視野角は、パネルインジケータに最適な均一な照明を提供します。デバイスの標準SMD実装プロセス（JEDEC Level 3 MSL、鉛フリーリフロー）との互換性により、特別な取り扱いやプロセス変更を必要とせずに、既存の大量生産ラインにそのまま組み込むことができます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 両方のLED色を最大電流で同時に駆動できますか？

A: できません。絶対最大定格は各色個別の消費電力限界（黄：72mW、緑：102mW）を規定しています。両方を30mA DCで駆動すると、総電力がパッケージの熱容量を超える可能性が高く、過熱や寿命短縮を引き起こす可能性があります。同時使用する場合は、デレーティング曲線（利用可能な場合）を参照するか、より低い電流で動作させてください。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、発光光パワーが最も高くなる波長です。主波長（λd）は、標準的な人間の観察者にとってLEDの出力と同じ色に見える単色光の単一波長です。λdはCIE色度図から導出され、色指定により関連することが多いです。

Q: 順方向電圧の範囲がかなり広いです（例：緑で2.6V-3.4V）。これは回路設計にどのように影響しますか？

A: この変動は、半導体製造公差によるLEDでは典型的です。電流制限回路は、最悪の場合を処理できるように設計する必要があります。抵抗計算では最大VF（3.4V）を使用し、最高VFのLEDを受け取った場合でも電流が所望の値（例：20mA）を決して超えないようにします。これにより、より低いVFのLEDではわずかに暗い動作になりますが、安全な設計アプローチです。

11. 実用的なアプリケーション事例

シナリオ：携帯機器用デュアルステータス充電インジケータの設計

一般的な使用例は、充電中は赤、ほぼ満充電は黄、満充電は緑を示すインジケータです。この特定のLEDには赤は含まれていませんが、同様の設計原理が適用されます。2つの独立した駆動回路（例：直列抵抗を伴うマイクロコントローラのGPIOピン）が黄色と緑のLEDを制御します。ファームウェアは色を順序付けます：充電中は緑オフ/黄オン、充電完了時は緑オン/黄オフに切り替えます。白色拡散レンズは光が均一に混ざり合い、広い角度から見えることを保証し、明確なユーザーフィードバックを提供します。SMDパッケージにより、機器の高密度PCB上で最小限のフットプリントでこの機能を実現できます。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。p-n接合に順方向電圧が印加されると、n型材料からの電子がp型材料からの正孔と再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。光の特定の色は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。この部品では、緑色光はインジウムガリウムナイトライド（InGaN）チップによって生成され、黄色光はアルミニウムインジウムガリウムホスファイド（AlInGaP）チップによって生成されます。白色拡散エポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、出力ビームを広角に形成し、光を拡散させてグレアを低減し均一な外観を作り出します。

13. 業界動向と発展

インジケータ用途のSMD LEDのトレンドは、より高い効率（単位電力あたりのより多くの光出力）、ますます高密度化する電子機器のためのより小さなパッケージサイズ、および統合の増加に向かって続いています。単一パッケージ内のマルチカラーおよびRGB LEDはより一般的になりつつあり、フルカラーのプログラム可能性を可能にしています。また、色の一貫性を改善し、色合わせが重要なアプリケーションの要求を満たすためにビン分け仕様を厳格化することにも焦点が当てられています。さらに、パッケージ材料の進歩は、より高温のリフロープロファイル下での信頼性を向上させ、長期的なルーメンメンテナンスを改善することを目指しています。ここで説明した部品は、自動化された高信頼性製造に適した標準化された信頼性の高いSMDフォーマットでデュアルカラー機能を提供することで、これらのより広範なトレンドに適合しています。