SMD LED 黄緑色 120度視野角 - パッケージ寸法 - 順電圧 2.0V 標準 - 消費電力 72mW - 日本語技術仕様書

1. 製品概要 本資料は、拡散レンズとAlInGaP (アルミニウムインジウムガリウムリン) 半導体材料を用いて黄緑色の光を出力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。このデバイスは自動化されたプリント基板 (PCB) 組立プロセス向けに設計されており、大量生産に適しています。そのコンパクトなフォームファクタと標準的なSMD実装装置との互換性は、様々な電子分野におけるスペース制約のある用途に対応します。

1.1 主要な特徴と利点

適合性:

• 本製品は関連する環境規制 (例: RoHS) に適合しています。梱包:
• 業界標準の8mmテープに巻かれた7インチ径リールで供給され、自動ピック&プレース作業を容易にします。プロセス互換性:
• 表面実装技術 (SMT) 組立ラインで一般的に使用される自動実装装置および赤外線 (IR) リフローはんだ付けプロセスと完全に互換性があります。電気インターフェース:
• 集積回路 (IC) 互換であり、適切な電流制限を伴う標準ロジックレベル出力からの直接駆動を可能にします。信頼性:
• JEDEC Level 3規格に加速された予備条件試験を実施し、はんだ付け時の湿気誘起ストレスに対する堅牢性を確保しています。1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、信頼性の高いコンパクトな状態表示または照明が必要とされる幅広い電子機器向けに設計されています。主な用途分野は以下の通りです:

通信機器:

• ルーター、モデム、携帯電話の状態表示灯。オフィスオートメーション:
• プリンター、コピー機、スキャナーのパネル表示灯。民生電子機器および家電:
• 電源、モード、または機能表示灯。産業機器:
• 機械の状態、故障、または動作モードの表示。汎用表示:
• シンボル、アイコン、または一般的な状態表示灯のためのフロントパネルバックライト。2. 詳細な技術パラメータ分析

以下のセクションでは、デバイスの性能範囲を定義する主要な電気的、光学的、および熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

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のある応力限界を定義します。信頼性の高い性能のため、これらの限界値付近または限界値での動作は推奨されません。

消費電力 (Pd):

• 72 mW。これは周囲温度 (Ta) 25°CにおいてLEDパッケージが熱として放散できる最大許容電力です。この限界を超えると、半導体接合部の過熱リスクがあり、劣化の加速や故障を引き起こす可能性があります。直流順電流 (IF):
• 30 mA。LEDに印加できる最大連続順電流です。ピーク順電流:
• 80 mA (パルス条件時: 1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅)。この定格は、短時間の高電流パルスに関連しますが、連続動作には使用すべきではありません。動作温度範囲:
• -40°C から +85°C。デバイスが正しく動作することが規定されている周囲温度範囲です。保管温度範囲:
• -40°C から +100°C。デバイスが通電されていない状態での安全な保管のための温度範囲です。2.2 電気光学特性

これらのパラメータは標準試験条件 (Ta=25°C, IF=20mA) で測定され、デバイスの典型的な性能を表します。

光度 (Iv):

• 最小56.0 mcdから最大180.0 mcdの範囲で、典型的な値はこのビニング範囲内に示唆されます。光度は、明所視 (人間の目) 応答曲線 (CIE標準) に一致するようにフィルタリングされたセンサーを使用して測定されます。視野角 (2θ1/2):
• 120度 (標準)。これは、光度が軸上で測定された値の半分に低下する全角です。120度の角度は、広い拡散光放射パターンを示し、広範囲の照明や広い角度からの視認に適しています。ピーク発光波長 (λP):
• 約575 nm。これは光放射スペクトルの最高点における波長です。主波長 (λd):
• 約571 nm (標準)。これは、LEDの色を定義する人間の目によって知覚される単一波長であり、CIE色度座標から導出されます。色指定のための主要なパラメータです。スペクトル線半値幅 (Δλ):
• 約15 nm (標準)。これはスペクトル純度を示します。15nmの値はAlInGaPベースの黄緑色LEDの特徴です。順電圧 (VF):
• 2.0V (標準)、20mA時最大2.4V。これは指定電流で動作するときのLED両端の電圧降下です。電流制限回路の設計に極めて重要です。逆電流 (IR):
• 逆電圧 (VR) 5V時、最大10 μA。このパラメータは試験目的のみであり、デバイスは逆バイアス下での動作向けに設計されていません。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は性能ビンに分類されます。これにより、設計者はアプリケーションに必要な特定の最小基準を満たす部品を選択できます。

3.1 順電圧 (Vf) ビニング

LEDは、20mA時の順電圧降下に基づいて分類されます。これは電源設計や、複数のLEDを並列接続する際の均一な輝度確保に役立ちます。

ビン D2:

• Vf = 1.8V から 2.0Vビン D3:
• Vf = 2.0V から 2.2Vビン D4:
• Vf = 2.2V から 2.4V各ビン内の許容差は ±0.1V です。

3.2 光度 (Iv) ビニング

これは輝度の主要なビニングです。部品は定義された最小および最大光度値を持つグループに分類されます。

ビン P2:

• 56.0 – 71.0 mcdビン Q1:
• 71.0 – 90.0 mcdビン Q2:
• 90.0 – 112.0 mcdビン R1:
• 112.0 – 140.0 mcdビン R2:
• 140.0 – 180.0 mcd各光度ビンの許容差は ±11% です。

3.3 主波長 (Wd) ビニング

このビニングは色の一貫性を確保します。LEDは主波長によってグループ化され、これは知覚される色合いに直接関連します。

ビン B:

• λd = 564.5 – 567.5 nmビン C:
• λd = 567.5 – 570.5 nmビン D:
• λd = 570.5 – 573.5 nmビン E:
• λd = 573.5 – 576.5 nm各波長ビンの許容差は ±1 nm です。

4. 性能曲線分析

データシートで特定のグラフが参照されていますが、その意味合いは設計にとって極めて重要です。

4.1 電流-電圧 (I-V) 特性

LEDのI-V曲線は指数関数的です。典型的な順電圧 (2.0V) は20mAで規定されています。設計者は、動作点が安定したままであることを保証するために、電流制限抵抗または定電流ドライバを使用する必要があります。電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こし、最大定格を超える可能性があるためです。

4.2 光度-順電流特性

動作範囲内では、光度は順電流にほぼ比例します。推奨直流電流 (20mA) を超えて動作すると、輝度が増加する可能性がありますが、接合温度も上昇し、寿命の短縮や色ずれを引き起こす可能性があります。

4.3 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。一般的に、順電圧は温度の上昇とともに減少し、光度も減少します。温度範囲の上限 (85°C) で動作すると、25°Cでの動作と比較して光出力が低下します。

5. 機械的・梱包情報

5.1 デバイス寸法と極性

LEDパッケージには、PCBフットプリント設計に重要な特定の物理的寸法があります。データシートには詳細な寸法図が含まれています。極性はカソードマーク (通常はパッケージ上の切り欠き、緑色の点、またはその他のマーキング) で示されます。回路動作には正しい向きが不可欠です。

5.2 推奨PCBパッド設計

PCB用のランドパターン (フットプリント) が提供されています。この推奨パッドレイアウトに従うことは、リフローはんだ付け時に信頼性の高いはんだ接合を達成し、適切な機械的固定と熱放散を確保するために極めて重要です。

5.3 テープ&リール梱包仕様

デバイスは、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに収められ、7インチ (178mm) 径のリールに巻かれて供給されます。主要仕様は以下の通りです:

ポケットピッチ:

• テープ寸法で定義されます。リールあたりの部品数:
• 2000個。欠品部品:
• 仕様上、連続する最大2つの空ポケットが許容されます。梱包は、部品梱包のためのANSI/EIA-481規格に準拠しています。
• 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プロファイル (鉛フリー)

鉛フリーはんだプロセス向けに、J-STD-020Bに準拠した推奨温度プロファイルが提供されています。主要パラメータは以下の通りです:

プリヒート:

• フラックスを活性化し、熱衝撃を最小限に抑えるための徐々の温度上昇。ソークゾーン:
• 組立全体が均一な温度に達するためのプラトー。リフロー (液相):
• ピーク温度は260°Cを超えてはならず、217°C (典型的な鉛フリーはんだの液相温度) 以上の時間は制御する必要があります (例: 最大10秒)。冷却:
• 制御された冷却速度。注意:

正確なプロファイルは、基板の厚さ、部品密度、使用するはんだペーストを考慮して、特定のPCB組立に対して特性評価を行う必要があります。6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意が必要です:

はんだごて温度:

• 最大300°C。はんだ付け時間:
• パッドあたり最大3秒。制限:
• プラスチックパッケージおよび内部ワイヤボンドへの熱損傷を避けるため、はんだ付けは一度だけ行うべきです。6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、LEDのプラスチックレンズやパッケージを損傷しないように指定された溶剤のみを使用してください。推奨される薬剤にはエチルアルコールやイソプロピルアルコールが含まれます。LEDは常温で1分未満浸漬する必要があります。

7. 保管および取り扱い上の注意

7.1 湿気感受性

LEDパッケージは湿気に敏感です。周囲湿度への長時間の暴露は、リフローはんだ付け時のポップコーンクラックを引き起こす可能性があります。

密封パッケージ:

• ≤30°C、≤70% RHで保管してください。梱包日から1年以内に使用してください。開封済みパッケージ:
• 防湿バッグから取り出した部品については、推奨保管環境は≤30°C、≤60% RHです。フロアライフ:
• 元の梱包を開封後、168時間 (7日) 以内にIRリフローはんだ付けを完了することが推奨されます。長期保管/ベーキング:
• 168時間以上暴露された部品は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングして吸収した湿気を除去する必要があります。7.2 駆動方法

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを接続する際に均一な輝度を確保するには、定電流源で駆動する必要があります。個々のデバイス間の順電圧 (Vf) のばらつきにより、電流、ひいては輝度に大きな差が生じる可能性があるため、単一の電圧源と抵抗でLEDを直接並列接続することは推奨されません。適切な電流制限抵抗を伴う直列接続、または並列接続された各LEDに個別の抵抗を使用することが望ましいです。

8. アプリケーションノートと設計上の考慮点

8.1 電流制限

常に直列抵抗または定電流ドライバを使用して、順電流を所望の値 (例: 20mA) に設定してください。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます: R = (電源電圧 - LEDのVf) / 所望電流。保守的な設計のため、データシートの最大Vf (2.4V) を使用して、低VfのLEDであっても電流が限界を超えないようにします。

8.2 熱管理

消費電力は低い (72mW) ですが、PCB上の効果的な熱管理は、特に高温環境や高電流駆動時に性能と寿命を維持するのに役立ちます。LEDパッドからPCBの銅への良好な熱接続を確保することで、放熱を助けることができます。

8.3 光学設計

120度の視野角と拡散レンズは、広く柔らかい光放射を提供します。これにより、このLEDは、領域全体に均一な照明が必要な用途や、多くの場合ライトパイプなどの二次光学系を必要とせずに、広い角度範囲から表示灯を見えるようにする必要がある用途に適しています。

9. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

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、LEDの発光スペクトルの最高強度点における物理的な波長です。主波長 (λd) は、知覚される色の単一波長を表す、人間の色知覚 (CIE座標) に基づく計算値です。設計目的、特に色合わせに関しては、主波長とそのビニングがより関連性があります。

9.2 このLEDを30mAで連続駆動できますか？

直流順電流の絶対最大定格は30mAですが、電気光学特性は20mAで規定されています。30mAで連続動作すると、より多くの熱が発生し、発光効率や寿命が低下する可能性があります。信頼性の高い長期動作のためには、典型的な試験条件である20mA以下での電流で設計することをお勧めします。

9.3 発注時にビニングコードをどのように解釈すればよいですか？

アプリケーションの電圧一貫性、輝度レベル、および色点の要件に基づいて、Vf、Iv、およびWdの所望のビンコードを指定する必要があります。例えば、中程度の電圧、高輝度、特定の黄緑色合いの部品を得るために、ビン D3 (Vf)、R1 (Iv)、D (Wd) を指定する発注があるかもしれません。

10. 動作原理と技術的背景

10.1 AlInGaP半導体技術

このLEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン (AlInGaP) 半導体材料を使用しています。この材料システムは、可視スペクトルの琥珀色、黄色、および緑色領域で光を生成するのに非常に効率的です。従来の技術と比較して、AlInGaP LEDはより高い輝度、より良い効率、および改善された温度安定性を提供します。

10.2 拡散レンズの機能

拡散 (非透明) レンズには、小さな半導体チップから発せられた光を混合する散乱粒子が含まれています。このプロセスにより、視野角が広がり (120度に)、透明レンズのLEDで典型的に見られる明るいホットスポットを排除することで、より均一で柔らかい外観を作り出します。これは、LEDを直接視認する用途に理想的です。

The diffused (non-clear) lens contains scattering particles that mix the light emitted from the small semiconductor chip. This process broadens the viewing angle (to 120 degrees) and creates a more uniform, softer appearance by eliminating the bright "hot spot" typically seen in LEDs with clear lenses. This is ideal for applications where the LED is viewed directly.