SMD LED 0201 イエロー AlInGaP データシート - 外形寸法 1.6x0.8x0.6mm - 順電圧 1.8-2.4V - 消費電力 72mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、超小型表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。この部品は超コンパクトな0201フットプリントで設計されており、プリント基板（PCB）上のスペースが限られたアプリケーションに最適です。その主な機能は、多様な現代の電子機器において、視覚的なインジケータ、バックライト、または信号光源として機能することです。

1.1 中核的な利点とターゲット市場

このLEDは、自動化製造および高密度設計において、いくつかの重要な利点を提供します。自動実装機および標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに完全に対応しており、大量生産を容易にします。パッケージは、業界標準の12mmテープに載せられ、7インチリールに巻かれて供給されます。主なターゲット市場は、信頼性の高い小型インジケータが必要とされる、通信機器（コードレス電話、携帯電話など）、ポータブルコンピューティングデバイス（ノートパソコン）、ネットワークシステム、家電製品、および各種屋内標識アプリケーションを含みます。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

このセクションでは、LEDの電気的、光学的、および環境仕様に関する詳細な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、これらの限界を超えてデバイスを動作させてはなりません。主要な定格には、最大消費電力72mW、直流順電流30mA、およびピーク順電流80mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msのパルス条件下）が含まれます。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cと規定されており、過酷な環境下での信頼性を確保します。

2.2 電気的・光学的特性

周囲温度25°C、順電流（I_F）20mAの標準試験条件下で測定した場合、デバイスは以下の典型的な性能を示します。光度（I_V）は最小140.0 mcdから最大450.0 mcdの範囲にあり、正確な値はビンランクによって決定されます。広い視野角（2θ_1/2）110度を特徴とし、広範囲での視認性を提供します。発光は黄色スペクトルで、ピーク発光波長（λ_p）は591 nm、主波長（λ_d）の範囲は波長ビンによって定義されます。順電圧（V_F）は、試験電流において通常1.8Vから2.4Vの間にあります。

3. ビン分けシステムの説明

生産と設計の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は特定の回路および輝度要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順電圧（V_F）ランク

LEDは3つの電圧ビンに分類されます：D2（1.8V - 2.0V）、D3（2.0V - 2.2V）、D4（2.2V - 2.4V）。各ビンの許容差は±0.10Vです。適切なビンを選択することは、安定した電流制限回路の設計に役立ちます。

3.2 光度（I_V）ランク

輝度は5つの強度ビンに分類されます：R2（140.0-180.0 mcd）、S1（180.0-224.0 mcd）、S2（224.0-280.0 mcd）、T1（280.0-355.0 mcd）、T2（355.0-450.0 mcd）。各強度ビンの許容差は±11%です。このビン分けは、複数のインジケータ間で均一な輝度を必要とするアプリケーションにおいて重要です。

3.3 主波長（WD）ランク

黄色光の色合いは、波長ビン分けによって制御されます。4つのビンはH（584.5-587.0 nm）、J（587.0-589.5 nm）、K（589.5-592.0 nm）、L（592.0-594.5 nm）であり、各ビンの許容差は±1 nmです。これにより、定義された範囲内での色の一貫性が確保されます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフィカル曲線が参照されていますが、それらは通常、順電流と順電圧の関係（I-V曲線）、順電流に対する光度の変化、および周囲温度が光出力に及ぼす影響を示しています。これらの曲線は、非標準動作条件下でのデバイスの挙動を理解し、効率と寿命のために駆動回路を最適化するために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは業界標準の0201パッケージに収められています。主要寸法は、長さ約1.6mm、幅約0.8mm、高さ約0.6mmです。特に指定がない限り、すべての寸法公差は通常±0.1mmです。レンズはウォータークリアで、AlInGaPチップからの発光色は黄色です。

5.2 推奨PCB実装パッド

適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、ランドパターン設計が提供されています。推奨されるパッドレイアウトは、部品のサイズを考慮し、赤外線または気相リフローはんだ付けプロセスに最適化されており、トゥームストーニングを防止し、信頼性の高いはんだフィレットを確保します。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付け条件

鉛フリーはんだ付けプロセスの場合、J-STD-020Bに準拠した特定のIRリフロープロファイルを推奨します。主要パラメータには、150-200°Cの間の予熱温度、最大120秒までの予熱時間、260°Cを超えないピークボディ温度、およびはんだペーストで定義される液相線以上時間（TAL）が含まれます。ピーク温度での総はんだ付け時間は最大10秒に制限し、リフローは2回を超えて実行しないでください。

6.2 保管条件

湿気吸収（リフロー中のポップコーン現象の原因となる）を防ぐために、厳格な保管ガイドラインが提供されています。未開封の防湿バッグは、温度≤30°C、相対湿度≤70%で保管し、有効期限は1年です。開封後は、部品を温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管してください。バッグ開封後168時間（7日）以内にIRリフローを完了することを強く推奨します。この期間を超えて暴露された部品は、はんだ付け前にベーキング処理（例：60°Cで48時間）が必要です。

6.3 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。指定外の化学洗浄剤は、パッケージのエポキシ樹脂を損傷する可能性があります。

7. 包装および注文情報

7.1 テープおよびリール仕様

部品は、幅12mmのエンボスキャリアテープに載せられ、直径7インチ（178mm）のリールに巻かれて供給されます。各リールには4000個が含まれます。テープはトップカバーを使用して空のポケットを密封します。包装はANSI/EIA-481規格に従います。残数については、最小注文数量500個が適用される場合があります。

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LEDは、民生用電子機器（電源オン/オフ、バッテリー充電）の状態表示、フロントパネルボタンやシンボルのバックライト、ネットワーク機器や家電製品の信号光源に適しています。その小さなサイズは、現代の小型化されたデバイスに最適です。

8.2 設計上の考慮事項

設計者は、LEDと直列に適切な電流制限抵抗を実装する必要があります。抵抗値は、電源電圧、選択したビンからの順電圧（V_F）、および所望の動作電流（直流30mAを超えない）に基づいて計算する必要があります。複数LEDアレイで均一な輝度を得るためには、同じ光度（I_V）ビンからのLEDを選択することが重要です。接合温度限界を超えないように、PCBレイアウトの熱管理にも注意を払う必要があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λ_p）は、発光スペクトルが最も強い単一波長です。主波長（λ_d）はCIE色度図から導出され、光の知覚される色を表します。これは、LEDの色に一致する単一波長です。この黄色LEDのような単色LEDの場合、通常これらは非常に近い値になります。

Q: このLEDを電圧源で直接駆動できますか？

A: いいえ。LEDは電流駆動デバイスです。その順電圧には許容差があり、温度によって変化します。電圧源に直接接続すると、制御されない電流が流れ、最大定格を超えてデバイスを破壊する可能性が高いです。常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。

Q: 保管湿度条件がなぜそれほど重要ですか？

A: SMDパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのエポキシ樹脂を割れたり（ポップコーン現象またはデラミネーション）する可能性があります。保管およびベーキングのガイドラインを遵守することで、この故障モードを防止します。

10. 動作原理の紹介

このLEDは、リン化アルミニウムインジウムガリウム（AlInGaP）半導体材料に基づいています。LEDのアノードとカソード間に順方向バイアス電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、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、それが直接発光の波長（色）に対応します—この場合は黄色スペクトル（約590 nm）です。ウォータークリアのエポキシ樹脂レンズは、半導体チップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成します。