SMD LED イエロー AlInGaP 1206パッケージ データシート - 外形寸法 1.6x0.8x0.6mm - 電圧 1.8-2.6V - 電力 120mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、リン化アルミニウムインジウムガリウム (AlInGaP) 半導体材料を用いて黄色光を発する表面実装デバイス (SMD) 発光ダイオード (LED) の仕様を詳細に説明します。このデバイスは、コンパクトで業界標準の1206パッケージフォーマットに収められており、自動組立プロセスやスペースに制約のあるアプリケーションに適しています。その主な機能は、信頼性が高く効率的なインジケータ光源を提供することです。

1.1 特徴と主な利点

このLEDは、現代の電子機器製造においていくつかの重要な利点を提供します。環境規制に準拠し、7インチリール内の8mmテープ上での大量自動ピック＆プレース装置用に梱包され、標準的な赤外線リフローはんだ付けプロセスと互換性を持つように設計されています。その小さな占有面積と自動組立との互換性により、生産時間とコストを大幅に削減できます。

1.2 ターゲット市場と用途

この部品は、幅広い電子機器向けに設計されています。典型的な用途には、コードレス電話や携帯電話などの通信機器、ノートパソコンなどの携帯コンピューティングデバイス、ネットワークシステム機器、各種家電製品、屋内ディスプレイ、セミアウトドアディスプレイ、バス情報システムなどのサイン用途が含まれます。

2. 技術パラメータと特性

このセクションでは、デバイスの絶対限界値と標準動作条件を提供します。これらのパラメータを遵守することは、長期信頼性と性能を確保するために極めて重要です。

2.1 絶対最大定格

デバイスはこれらの限界を超えて動作させてはならず、永久損傷が発生する可能性があります。主な定格には、最大消費電力120 mW、連続DC順方向電流50 mA、パルス条件下（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）でのピーク順方向電流80 mAが含まれます。最大逆電圧は5 Vです。動作および保管温度範囲は-40°Cから+100°Cと規定されています。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、周囲温度 (Ta) 25°C、順方向電流 (IF) 20 mAの標準試験条件下で測定されます。

• 光度 (Iv):最小450 mcdから最大1120 mcdの範囲で、代表値は特定のビンに依存します。
• 指向角 (2θ1/2):120度の広い指向角で、軸上強度の半分となるオフ軸角度として定義されます。
• 順方向電圧 (Vf):20mA時で1.8 Vから2.6 Vの間。
• ピーク波長 (λp):代表値 591 nm。
• 主波長 (λd):584.5 nmから594.5 nmの範囲で、知覚される色を定義します。
• スペクトル半値幅 (Δλ):約15 nmで、黄色発光のスペクトル純度を示します。
• 逆電流 (Ir):逆電圧5V時で最大10 μA。

3. ビン分級システム

生産ロットの一貫性を確保するため、LEDは主要性能パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は電圧降下、輝度、色に関する特定の回路要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧 (Vf) グレード

LEDは、20mA時の順方向電圧に基づいてビン (D2からD5) に分類され、各ビンは0.2Vの範囲を持ちます (例: D2: 1.8-2.0V, D3: 2.0-2.2V)。各ビンには±0.1Vの許容差が適用されます。

3.2 光度 (Iv) グレード

輝度は、ビンU1、U2、V1、V2に分類されます。光度範囲は450-560 mcd (U1) から900-1120 mcd (V2) までです。各光度ビンには±11%の許容差が適用されます。

3.3 主波長 (Wd) グレード

主波長で定義される色は、HからLのビンに分類されます。範囲は584.5-587.0 nm (ビンH) から592.0-594.5 nm (ビンL) までです。各波長ビンには±1 nmの許容差が維持されます。

4. 機械的仕様とパッケージ情報

4.1 パッケージ外形寸法

デバイスはEIA標準1206パッケージサイズに準拠しています。主要寸法は、長さ1.6 mm、幅0.8 mm、高さ0.6 mmです。特に指定のない限り、すべての寸法公差は±0.2 mmです。レンズはウォータークリアで、光源色はAlInGaPイエローです。

4.2 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プロセスを使用した信頼性の高いはんだ付けのために、ランドパターン設計が推奨されます。このパターンは、プリント回路基板 (PCB) 上の部品の適切なはんだフィレット形成と機械的安定性を確保します。

5. 組立、取り扱い、およびアプリケーションガイドライン

5.1 はんだ付けプロセス

このLEDは、鉛フリープロファイルを含む赤外線リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。J-STD-020B規格に準拠した推奨リフロープロファイルが提供されています。主なパラメータには、150-200°Cの予熱温度、260°Cを超えないピーク温度、特定のはんだペーストと基板設計に合わせた液相線以上の時間が含まれます。手はんだの場合は、はんだごて温度300°C以下で最大3秒間が推奨されます。

5.2 洗浄

はんだ付け後に洗浄が必要な場合は、指定された溶剤のみを使用してください。LEDを常温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールに1分未満浸漬することは許容されます。指定外の化学薬品はパッケージを損傷する可能性があります。

5.3 保管条件

乾燥剤入りの未開封防湿バッグについては、30°C以下、相対湿度 (RH) 70%以下で保管し、推奨使用期限は1年です。元の梱包を開封した後は、保管環境は30°C、60% RHを超えないようにしてください。168時間以上暴露された部品は、リフロー中の湿気による損傷 ("ポップコーン現象") を防ぐために、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングする必要があります。

5.4 駆動方法と設計上の考慮点

LEDは電流駆動デバイスです。複数のユニット間で輝度を一貫させるためには、定電流源で駆動するか、直列構成で適切な電流制限抵抗を使用する必要があります。電流制御なしの定電圧源による駆動は推奨されません。過剰電流、熱暴走、寿命短縮を引き起こす可能性があります。所望の電流を維持するためには、回路設計においてビン間の順方向電圧変動を考慮に入れる必要があります。

5.5 アプリケーション上の注意

これらのLEDは、標準的な商業用および産業用電子機器を対象としています。故障が安全性を危険にさらす可能性のある、例外的な信頼性を必要とするアプリケーション (例: 航空、医療生命維持装置、輸送安全システム) では、使用前に特定の相談と認定が必要です。

6. 梱包および発注情報

6.1 テープ＆リール仕様

部品は、カバーテープで密封された8mm幅のエンボスキャリアテープに供給され、直径7インチ (178 mm) のリールに巻かれています。標準リール数量は2000個です。残数注文には最小梱包数量500個が利用可能です。梱包はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。

7. 性能分析と設計の背景

7.1 電気光学曲線の理解

順方向電流と光度または順方向電圧の関係などの代表的な性能曲線は、回路設計に不可欠です。IV曲線は非線形関係を示し、電流制御の必要性を強調しています。光度対電流曲線は、動作範囲内では一般的に線形ですが、熱効果により高電流で飽和します。

7.2 熱管理に関する考慮点

デバイスは100°Cまでの動作温度が規定されていますが、その性能は接合温度の上昇とともに低下します。光度は通常、温度が上昇すると減少します。高周囲温度または高駆動電流で動作するアプリケーションでは、輝度と寿命を維持するために、放熱のための適切なPCBレイアウト (サーマルビアや銅面の使用など) が推奨されます。

7.3 色点と波長安定性

主波長は、駆動電流と接合温度の変化に伴ってわずかにシフトする可能性があります。ビニングシステムは、制御された範囲を提供することでこれを管理するのに役立ちます。色が重要なアプリケーションでは、駆動条件と色度シフトの関係を理解することが重要です。

8. 比較と技術的背景

8.1 AlInGaP技術

リン化アルミニウムインジウムガリウム (AlInGaP) は、スペクトルの黄色、オレンジ、赤色領域で光を生成するのに特に効率的な半導体材料システムです。従来技術と比較して、より高い発光効率、優れた温度安定性、より長い動作寿命を提供し、高性能黄色LEDの標準となっています。

8.2 1206パッケージの利点

1206 (1.6mm x 0.8mm) パッケージは、サイズと取り扱い/製造の容易さの間で良好なバランスを提供します。0402のような超小型パッケージよりも大きく、組立に対してより頑丈で、しばしば検査が容易である一方、ほとんどの現代の携帯機器に十分なコンパクトさを維持しています。

9. よくある質問 (FAQ)

9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長 (λp) は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長 (λd) はCIE色度図から導出され、LEDの知覚される色に一致するスペクトルの単一波長を表します。単色光源の場合、これらは類似しています。ある程度のスペクトル幅を持つLEDの場合、色指定にはλdがより関連性の高いパラメータです。

9.2 このLEDを3.3Vまたは5Vのロジック電源から直接駆動できますか？

電流制限抵抗なしでは駆動できません。順方向電圧は1.8Vから2.6Vの範囲です。3.3V電源に直接接続すると、LEDの動的抵抗によって決まる電流が流れ、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。電源電圧、LEDの順方向電圧 (安全設計のために最大ビン値を使用)、および所望の動作電流に基づいて直列抵抗を計算する必要があります。

9.3 パッケージを開封して168時間以上経過した場合、なぜベーキングが必要なのですか？

SMDパッケージは大気中の湿気を吸収する可能性があります。高温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、パッケージを割れたり内部界面を剥離させたりする可能性があります。これは"ポップコーン現象"として知られています。ベーキングはこの吸収された湿気を取り除き、部品をリフローに安全にします。

10. 実用的なアプリケーション例

シナリオ: ネットワークルーター用ステータスインジケータパネルの設計

異なるネットワークアクティビティ状態を示すために、複数の黄色LEDが必要です。均一な輝度を確保するために、設計者は同じ光度ビン (例: V1) のLEDを選択します。各LEDに20mAを供給する定電流駆動回路を実装します。PCBレイアウトには、推奨パッド形状が含まれ、わずかな放熱のためにグランドプレーンへの小さなサーマルリリーフ接続が組み込まれています。部品はリール開封後は管理された環境で保管され、指定温度限界内に収まることが確認された鉛フリーリフロープロファイルを使用して組立されます。このアプローチにより、信頼性が高く、一貫性があり、長寿命なインジケータ機能が確保されます。