SMD ミドルパワー イエローLED 67-21S 仕様書 - PLCC-2 パッケージ - 150mA - 2.8V - 590-600nm - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2パッケージ形式の表面実装型（SMD）ミドルパワー発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。本デバイスは、水色透明樹脂に封止されたAlGaInPチップ材料により実現された黄色発光が特徴です。性能、効率、コンパクトな形状のバランスが求められる一般照明用途向けに設計されています。

このLEDの中核的な利点は、高い発光効率、ミドルパワー用途に適した適度な消費電力、均一な光分布を確保する120度の広い視野角です。本製品は、鉛フリー（Pbフリー）、有害物質使用制限（RoHS）指令、EU REACH規則、ハロゲンフリー要件（Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm）に準拠しており、現代の環境および安全基準を遵守しています。そのコンパクトな設計は、スペースに制約のある照明ソリューションの理想的な構成部品となっています。

1.1 主な用途

このLEDの主な用途分野は多岐にわたり、その色と性能特性を活用します。主要な市場には、一貫した黄色出力が美的効果に望ましい装飾・エンターテインメント照明が含まれます。また、農業照明用途、特に特定の生育段階や補助照明にも適しています。最後に、そのバランスの取れた性能プロファイルは、様々な民生用および商用製品における一般用途照明にも適用可能です。

2. 技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、はんだ付け点温度（T_{はんだ付け}）が25°Cの条件下で定義されます。これらの定格を超えると、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 順方向電流（I_F）：150 mA（連続）。
• 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のパルス条件下で許容されます。
• 電力損失（P_d）：420 mW。
• 静電気放電（ESD）人体モデル（HBM）：2000 V。部品は静電気に敏感であり、適切なESD対策が必須です。この定格は参考値です。
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C。
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +100°C。
• 熱抵抗、接合部からはんだ付け点まで（R_{th J-S}）：50 °C/W。このパラメータは熱設計において極めて重要です。
• 最大接合温度（T_j）：115 °C。
• はんだ付け温度：デバイスは、260°Cで10秒間のリフローはんだ付け、または350°Cで3秒間の手はんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気光学特性

代表的な性能は、T_{はんだ付け}= 25°C、I_F= 150 mAで測定されます。

• 光束（Φ）：最小11 lmから最大27 lmの範囲で、代表的な許容差は±11%です。
• 順方向電圧（V_F）：指定電流において1.8 Vから2.8 Vの範囲で、代表的な許容差は±0.1Vです。
• 視野角（2θ_1/2）：120度（代表値）。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V印加時に最大50 µA。

3. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは主要な性能パラメータに基づいてビン（等級）に分類されます。これにより、設計者は輝度や電気的特性に関する特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光束ビニング

LEDは、I_F=150mAで測定された光出力によって分類されます。ビンコード（例：L2、L3、M3、N3）は、最小および最大光束範囲を定義します。例えば、ビンL2は11-12 lmを、ビンN3は24-27 lmをカバーします。各ビン内の許容差は±11%です。

3.2 順方向電圧ビニング

デバイスは、I_F=150mAにおける順方向電圧降下によってもビニングされます。ビンコード25から34は、0.1Vステップの電圧範囲を表し、1.8-1.9V（ビン25）から2.7-2.8V（ビン34）までです。許容差は±0.1Vです。

3.3 主波長ビニング

これは黄色光の知覚される色を定義します。Y53（590-595 nm）とY54（595-600 nm）の2つのビンが指定されています。主波長/ピーク波長の測定許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイスの挙動を示すいくつかのグラフが提供されています。

4.1 分光分布

このグラフは、約520 nmから680 nmまでの波長にわたる相対発光強度を示しています。曲線は黄色領域（約590-600 nm付近）でピークを持ち、主波長ビンを確認するとともに、可視スペクトルの他の部分での発光は最小限です。

4.2 熱特性および電気特性

• 順方向電圧 vs. 接合温度（図1）：V_Fが接合温度（T_j）の上昇に伴って直線的に減少する様子を示しています。これはLEDの一般的な特性であり、定電流駆動設計において重要です。
• 相対放射パワー vs. 順方向電流（図2）：光出力と駆動電流の間のサブリニアな関係を示しています。効率は非常に高い電流では通常低下します。
• 相対光束 vs. 接合温度（図3）：T_jの上昇に伴う光出力の減少を示しており、輝度を維持するための熱管理の重要性を強調しています。
• 順方向電流 vs. 順方向電圧（図4）：ダイオードの標準的なI-V特性曲線で、指数関数的な関係を示しています。
• 最大駆動順方向電流 vs. はんだ付け温度（図5）：周囲温度/はんだ付け点温度の上昇に伴い、最大許容連続順方向電流を減衰させる必要があることを示すデレーティング曲線です。これはT_j(max).
• を超えないようにするためです。放射パターン図（図6）：

光強度の空間分布を示す極座標プロットで、ランバートパターンに近い広い120度の視野角を確認できます。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なPLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）表面実装パッケージに収められています。寸法図には、長さ、幅、高さ、リード間隔、その他の重要な機械的特徴が規定されています。特に断りのない限り、寸法公差は±0.15 mmです。このパッケージは、自動実装機（ピックアンドプレース）および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います。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 はんだ付けパラメータ

デバイスは、標準的なはんだ付けプロセスに対応しています：ピーク温度260°Cで10秒間のリフローはんだ付け、または350°Cで3秒間の手はんだ付けです。パッケージの損傷や内部材料の劣化を防ぐため、これらのプロファイルに従う必要があります。

• 6.2 保管および取り扱い上の注意ESD感受性：
• 本製品は静電気放電に敏感です。組立および試験の全段階において、適切なESD対策手順を遵守しなければなりません。湿気感受性：
• 部品は防湿性のある材料（乾燥剤入りアルミ防湿バッグ）に梱包されています。バッグは、生産環境で使用する準備が整うまで開封しないでください。開封した場合、業界標準（具体的な条件はここでは詳細に記載されていません）に従ってベーキングが必要になる場合があります。電流保護：

外部の電流制限抵抗または定電流ドライバの使用が必須です。LEDは、順方向電圧をわずかに超える電圧の小さな増加で電流が急激に上昇する特性があり、適切に制御しないと熱暴走や故障を引き起こす可能性があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 リールおよびテープ仕様

LEDは、自動組立用にリールに巻かれたエンボスキャリアテープ上で供給されます。主要な仕様には、リール寸法、テープ幅、ポケット間隔、進行方向が含まれます。標準リールには4000個が収容されています。リール、キャリアテープ、カバーテープの寸法に関する詳細図面が提供されており、公差は通常±0.1 mmです。

7.2 ラベル説明

梱包ラベルには、CPN（顧客品番）、P/N（品番）、QTY（梱包数量）、CAT（光度ランク、光束ビンに対応）、HUE（主波長ランク）、REF（順方向電圧ランク）、LOT No（トレーサビリティのためのロット番号）などのコードが含まれています。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

• 8.1 設計上の考慮事項熱管理：_{熱抵抗（R}th J-S
• ）が50 °C/Wであるため、はんだパッドからの効果的な放熱が極めて重要です。特に最大電流150 mA付近で動作させる場合に重要です。高い周囲温度でのアプリケーションでは、デレーティング曲線（図5）を参照する必要があります。駆動回路：
• 常に定電流源、または直列抵抗を介した電圧源を使用して電流を設定してください。順方向電圧には範囲（1.8-2.8V）と負の温度係数の両方があるため、電圧駆動設計は不安定になります。光学設計：

広い120度の視野角は、二次光学系なしで広い照射が必要なアプリケーションに有益です。集光ビームが必要な場合は、適切な一次光学系（レンズ）を選択する必要があります。

8.2 アプリケーションの一貫性のためのビニング_F色や輝度の均一性が重要なアプリケーション（例：装飾照明における複数LEDアレイ）では、光束（Φ）、順方向電圧（V

）、主波長について厳しいビンを指定することが不可欠です。同じ製造ロットのLEDを使用することで、一貫性をさらに高めることができます。

9. 信頼性および品質保証

製品の長寿命と様々な環境ストレス下での堅牢性を確保するために、包括的な信頼性試験が実施されています。試験は信頼度90%、ロット許容不良率（LTPD）10%で実施されます。各試験のサンプルサイズは22個で、合格/不合格基準は0/1です。

9.1 信頼性試験項目

試験項目には以下が含まれます：リフローはんだ付け耐性、サーマルショック、温度サイクル、高温高湿保存、高温高湿動作、低温保存、高温保存、および異なる電流・温度条件下での複数の高温/低温動作寿命試験（例：25°C、55°Cでの150mA、85°Cでの90mA）。これらの試験は、実使用環境と加速劣化をシミュレートしています。

10. 技術比較およびポジショニング

PLCC-2パッケージのミドルパワーLEDとして、このデバイスは特定のニッチを占めています。低電力LED（例：0603、0805パッケージ）と比較して、はるかに高い光出力を提供し、単なるインジケータではなく主照明に適しています。高電力LED（例：金属基板PCB上の1W、3Wパッケージ）と比較して、より低い電流で動作し、熱管理要件がよりシンプルで、多くの場合PCBの配線パターンだけで放熱します。その主な差別化要因は、良好な効率、コンパクトで標準化されたパッケージ、広い視野角、厳格な環境規制への準拠を組み合わせた点です。

11. よくある質問（技術パラメータに基づく）

11.1 代表的な動作電流は？

電気光学特性は150 mAで規定されており、これは最大連続順方向電流でもあります。これは定格光束を達成するための標準試験および推奨動作点です。

11.2 なぜ定電流ドライバが必要なのですか？_F順方向電圧（V

）には製造ばらつき（1.8-2.8V）があり、温度の上昇とともに低下します。固定電圧で駆動すると、電流、ひいては光出力に大きなばらつきが生じ、絶対最大定格を超えて故障を引き起こす可能性があります。定電流源は安定した輝度を確保し、LEDを保護します。

11.3 発注時のビンコードはどのように解釈すればよいですか？_F完全な品番には、光束（例：L8）、順方向電圧（例：28）、主波長（例：Y54）のコードが含まれます。これは、光束17-18 lm、V

2.1-2.2V、波長595-600 nmのデバイスを指定します。設計者は、回路設計（電圧用）およびアプリケーション要件（輝度および色用）に一致するビンを選択する必要があります。

11.4 使用前の保管条件は？

部品は湿気に敏感です。元の未開封の防湿バッグに保管する必要があります。開封後は、指定された時間内に使用するか、関連する業界標準（例：IPC/JEDEC標準）に従ってベーキングを行い、リフローはんだ付け前に吸収した湿気を除去し、ポップコーン現象や剥離を防止する必要があります。

12. 実践的な設計および使用事例シナリオ：装飾用黄色LEDストリングライトの設計_F設計者は1ストリングあたり50個のLEDを必要としています。均一な外観を確保するため、厳しい光束ビン（例：L7: 16-17 lm）と単一の主波長ビン（Y54）を指定します。150 mAの定電流を供給する駆動回路を設計します。50 °C/Wの熱抵抗を考慮し、特に密閉型器具で使用される場合、LEDパッド下のPCBに十分な銅面積を確保して放熱板として機能させます。直列ストリングの総電圧降下は、最大V

ビン（例：ビン34: 2.8V）に基づいて計算し、電源を適切にサイジングします。広い120度の視野角は、ホットスポットのない拡散した発光効果を作り出すのに最適です。

13. 動作原理

光はエレクトロルミネセンスによって生成されます。ダイオードの内蔵電位を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体チップ（AlGaInPで構成）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、光子の形でエネルギーを放出します。AlGaInP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、それが今度は発光の波長（色）を定義します。この場合、黄色（590-600 nm）です。水色透明樹脂封止はチップを保護し、機械的安定性を提供し、光出力パターンを形成します。

14. 業界動向および背景