SMD ミドルパワーLED 67-22ST データシート - PLCC-2パッケージ - 2.0x1.6x0.7mm - 1.8-2.7V - 150mA - 遠赤色 (720-750nm) - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2パッケージに封止された表面実装型（SMD）ミドルパワーLEDの技術仕様を詳細に説明します。本デバイスは、AlGaInPチップ技術を利用し、遠赤色スペクトルで光を放射します。広い視野角を備えた効率的でコンパクトな光源を必要とする用途向けに設計されています。

1.1 主な特徴と利点

このLEDの主な利点は、高効率とミドルパワー消費特性にあり、性能と熱管理のバランスに優れています。パッケージは120度の広い視野角を提供し、広範囲な光分布を保証します。環境に配慮した材料で構成されており、鉛フリー、RoHS、EU REACH準拠、ハロゲンフリー規格（Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm）に適合しています。製品はまた、一貫した性能分類のためのANSIビニング規格に従っています。

1.2 対象アプリケーションと市場

このLEDは、遠赤色波長の恩恵を受ける特定の照明用途向けに設計されています。主な使用例としては、特定の色彩効果が求められる装飾照明やエンターテインメント照明が挙げられます。重要な用途として農業照明、特に植物工場（園芸）照明があり、遠赤色光（720-750nm）は植物の光形態形成（種子発芽、茎の伸長、開花などのプロセスに影響）において重要な役割を果たします。また、その特定のスペクトル出力が適用可能な一般照明用途にも適しています。

2. 技術仕様と詳細解釈

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生じる可能性がある限界値を定義します。これらは、はんだ付け点温度（T_{はんだ付け}）25°Cで規定されています。

• 順方向電流（I_F）：150 mA - 信頼性の高い動作のために推奨される最大連続DC電流です。
• ピーク順方向電流（I_FP）：300 mA - デューティサイクル1/10、パルス幅10msのパルス条件下でのみ適用可能です。連続電流定格を一時的にでも超えると、LEDの性能劣化を引き起こす可能性があります。
• 電力損失（P_d）：405 mW - パッケージが放散できる最大電力で、V_F* I_Fおよび熱的限界から計算されます。
• 動作温度（T_opr）：-40°C から +85°C - 通常動作時の周囲温度範囲です。
• 保存温度（T_stg）：-40°C から +100°C。
• 熱抵抗（R_{th J-S}）：50 °C/W - この重要なパラメータは、消費電力1ワットあたりの半導体接合部からはんだ付け点までの温度上昇を定義します。値が低いほど、チップからの熱伝達が優れていることを示します。
• 接合温度（T_j）：115 °C - 半導体接合部自体の最大許容温度です。
• はんだ付け温度：本デバイスは、リフローはんだ付けでは260°Cで10秒間、手はんだ付けでは350°Cで3秒間の耐性があります。静電気放電（ESD）に敏感であるため、適切な取り扱い手順が必要です。

2.2 電気光学特性

これらは、特に断りのない限り、T_{はんだ付け}= 25°C、I_F= 150mAで測定された代表的な性能パラメータです。

• 放射束（Φ_e）：80 から 160 mW - 放射される全放射束（光パワー）です。許容差は±11%です。
• 順方向電圧（V_F）：1.8 から 2.7 V - 指定電流におけるLED両端の電圧降下です。許容差は±0.1Vです。所定の電流でV_Fが低いほど、一般的に電気効率が高いことを示します。
• 視野角（2θ_1/2）：120 度 - 光度が最大強度（軸上）の半分になる全角度です。
• 逆方向電流（I_R）：10 µA（最大） V_R= 5V 時 - LEDは逆バイアス用に設計されていません。このパラメータはリーク電流を示します。

3. ビニングシステムの説明

製品は一貫性を確保するためにビンに分類されます。設計者は、アプリケーション要件に応じて適切なビンを選択する必要があります。

3.1 放射束ビニング

I_F=150mAでビニングされます。コードC1からC4は、出力パワーの増加する範囲（例：C1: 80-100mW、C4: 140-160mW）を表します。各ビン内で±11%の許容差が適用されます。

3.2 順方向電圧ビニング

I_F=150mAでビニングされます。コード25から33は、1.8-1.9V（ビン25）から2.6-2.7V（ビン33）までの0.1Vステップの電圧範囲を表します。±0.1Vの許容差が適用されます。狭い電圧ビンからLEDを選択することで、複数LEDアレイのドライバ設計を簡素化できます。

3.3 ピーク波長ビニング

I_F=150mAでビニングされます。これはスペクトル出力を定義します：

• FA3: 720 - 730 nm
• FA4: 730 - 740 nm
• FA5: 740 - 750 nm

4. 性能曲線分析

4.1 スペクトル分布

提供されたスペクトルグラフは、AlGaInP遠赤色LEDの代表的な発光曲線を示しています。ピークはビニング範囲（720-750nm）内にあり、この半導体材料に特徴的な比較的狭いスペクトル幅（半値全幅 - FWHM）を有し、色純度を保証します。

4.2 順方向電圧 vs. 接合温度（図1）

この曲線は、順方向電圧（V_F）が負の温度係数を持つことを示しています。接合温度（T_j）が25°Cから115°Cに上昇するにつれて、V_Fは減少します。これは半導体ダイオードの基本的な特性です。定電流ドライバでは大きな問題ではありませんが、熱設計や、V_FをT_j.

の代用として検知する回路では考慮する必要があります。

4.3 相対放射束 vs. 順方向電流（図2）

光出力は電流に対してサブリニア（直線以下）です。出力は電流とともに増加しますが、効率（mW/mA）は、発熱の増加と効率低下（ドループ）により、高電流では一般的に低下します。最大電流（例：150mA）を大幅に下回る（例：100mA）で動作させることで、効率と寿命を向上させることができます。

4.4 相対光度 vs. 接合温度（図3）_jこのグラフは熱消光を示しています。T

が上昇すると、放射出力は減少します。効果的な熱管理（例：良好な熱ビアを持つPCBとヒートシンクの使用）により低い接合温度を維持することは、安定した光出力と長寿命を維持するために重要です。

4.5 順方向電流 vs. 順方向電圧（図4）_Sこれはダイオードの典型的なI-V曲線で、指数関数的な関係を示しています。曲線は温度とともにシフトします（図1参照）。提供されたグラフはT

=25°Cでのものです。

4.6 最大駆動電流 vs. はんだ付け温度（図5）_{このデレーティング曲線は信頼性にとって不可欠です。これは、はんだ付け点（ひいては接合部）の温度が上昇した場合、最大許容順方向電流を減らさなければならないことを示しています。例えば、はんだ付け点が100°Cに達した場合、最大連続電流は150mAよりも大幅に少なくなります。このグラフは、与えられたR}th J-S

=50°C/Wに基づいています。

4.7 放射パターン図（図6）

極座標プロットは120度の視野角を視覚化し、0°（軸上）から90°までの異なる角度での相対強度を示しています。パターンはランバートまたはニアランバート型に見え、ウォータークリア樹脂ドームを備えたこのタイプのパッケージでは一般的です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

PLCC-2パッケージの公称寸法は、2.0mm（長さ）x 1.6mm（幅）x 0.7mm（高さ）です。寸法図には、アノードおよびカソードパッドの位置、レンズ、機械的許容差（特に記載のない限り通常±0.1mm）などの主要な特徴が規定されています。チップはリフレクターカップに実装されています。

5.2 極性識別

パッケージにはマークされたカソード（通常、カソードパッド上の緑色の着色、切り欠き、またはパッケージのその側面の面取りで示されます）があります。組立時の正しい極性は、損傷を防ぐために不可欠です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

本デバイスは、リフローはんだ付け中に最大260°Cで10秒間の耐性があります。熱衝撃を最小限に抑えるために十分に予熱し、はんだリフローに必要なピーク温度に達し、制御された速度で冷却するプロファイルに従うことが重要です。液相線以上温度時間（TAL）は、はんだペーストメーカーの仕様に従って制御する必要があります。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合、はんだごて先端温度は350°Cを超えてはならず、接触時間はパッドあたり3秒以内に制限する必要があります。細い先端の低電力ごて（例：30W）を使用してください。LED本体に直接ではなく、PCBパッドに熱を加え、その後はんだを供給します。

6.3 保管および取り扱い

部品は湿気に敏感です（防湿包装で示唆されるMSL定格）。保護袋が開封された場合、または暴露時間制限を超えた場合は、リフロー前にポップコーン現象による損傷を防ぐためにベーキングが必要です。常にESD対策を講じて取り扱ってください。

7. 包装および発注情報

7.1 リールおよびテープ仕様

LEDは、エンボス加工されたキャリアテープに巻き取られてリールで供給されます。リール寸法、ポケット間隔（ピッチ）、テープ幅は、標準的なSMD実装機と互換性があるように規定されています。各リールには4000個が含まれています。

7.2 防湿包装

リールは、乾燥環境を維持し、湿気感受性レベル（MSL）要件を満たすために、乾燥剤とともにアルミニウム防湿バッグ内に密封されています。

7.3 ラベル説明

リールラベルには、顧客品番（CPN）、品番（P/N）、包装数量（QTY）、および光束ランク（CAT）、主波長ランク（HUE）、順方向電圧ランク（REF）の特定のビンコード、ならびにロット番号（LOT No）が含まれています。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 熱管理_Rth J-S

が50°C/Wであることを考慮すると、全電流での信頼性の高い動作のためには、効果的な放熱は必須です。LEDの熱経路（多くの場合カソードパッド）に接続された専用の熱パッドを持つPCBを使用し、熱ビアを利用して熱を内部のグランドプレーンまたは外部のヒートシンクに伝達してください。デレーティング曲線（図5）を使用して、特定の基板の熱抵抗に対する最大安全動作電流を決定する必要があります。

8.2 電気的駆動

LEDは常に定電圧源ではなく、定電流源で駆動してください。これにより、安定した光出力が確保され、LEDが熱暴走から保護されます。ドライバは、所望の動作電流における選択したビンの順方向電圧範囲（1.8-2.7V）に対応する定格を持つべきです。アナログ（電流低減）調光で発生する可能性のある色ずれを避けるために、調光にはパルス幅変調（PWM）の実装を検討してください。

8.3 光学的統合

広い120度の視野角は、より集光したビームが必要な場合、二次光学部品（レンズ、リフレクター）を必要とする可能性があります。ウォータークリア樹脂は高い光取り出し効率を可能にします。園芸用途では、他の波長（例：深赤色660nm、青色）と組み合わせて、ターゲットエリア全体に均一な遠赤色光子束を提供する照明器具設計を確保してください。

9. 信頼性および品質保証

• データシートには、90%信頼水準および10%ロット許容不良率（LTPD）で実施された包括的な信頼性試験の一覧が記載されています。試験には以下が含まれます：
• 耐はんだ熱性（260°C/10s、3回）
• 温度サイクル（-40°C から +100°C）
• 高温高湿寿命（85°C/85% RH、1000時間）
• 高温・低温保存および動作寿命試験

これらの試験は、様々な環境ストレス下でのパッケージ構造、ワイヤーボンディング、半導体の完全性の堅牢性を検証します。

10. 技術原理とトレンド

10.1 動作原理

このLEDは、リン化アルミニウムガリウムインジウム（AlGaInP）半導体に基づいています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlGaInP合金の特定のバンドギャップエネルギーが、この場合は720-750nmの遠赤色範囲の発光波長を決定します。PLCC-2パッケージは、環境保護、光取り出しのための一次レンズ、および熱経路を提供します。

10.2 業界の状況とトレンド