SMD5050N イエローLED データシート - 5.0x5.0x1.6mm - 2.2V - 0.234W - 技術文書

1. 製品概要

SMD5050Nシリーズは、信頼性の高い黄色照明を必要とする用途向けに設計された高輝度表面実装LEDです。5.0mm x 5.0mmのフットプリントを特徴とし、広い120度の視野角を提供し、様々な照明、看板、インジケータ用途に適しています。その主な利点は、一貫した性能と標準化されたビニングシステムにあり、生産ロット間での色と光束の均一性を保証します。

2. 技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

以下のパラメータは、LEDの動作限界を定義します。これらの値を超えると、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 順方向電流 (IF): 90 mA (連続)
• 順方向パルス電流 (IFP): 120 mA (パルス幅 ≤10ms、デューティ比 ≤1/10)
• 消費電力 (PD): 234 mW
• 動作温度 (Topr): -40°C ～ +80°C
• 保存温度 (Tstg): -40°C ～ +80°C
• 接合部温度 (Tj): 125°C
• はんだ付け温度 (Tsld): リフローはんだ付け、200°Cまたは230°Cで最大10秒。

2.2 代表的な電気的・光学的特性

標準試験条件 T_s=25°C、I_F=60mA で測定。

• 順方向電圧 (V_F): 代表値 2.2V、最大値 2.6V (±0.08V 許容差)
• 逆方向電圧 (V_R): 5V
• 主波長 (λ_d): 590 nm (代表値)
• 逆方向電流 (I_R): 最大 10 µA
• 視野角 (2θ_1/2): 120 度

3. ビニングシステムの説明

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選別（ビニング）されます。

3.1 光束ビニング

I_F=60mAでビニング。光束測定の許容差は±7%です。

• コード A6: 2.5 lm (最小)、3 lm (代表)
• コード A7: 3 lm (最小)、3.5 lm (代表)
• コード A8: 3.5 lm (最小)、4 lm (代表)
• コード A9: 4 lm (最小)、4.5 lm (代表)
• コード B1: 4.5 lm (最小)、5 lm (代表)

3.2 主波長ビニング

発せられる黄色光の特定の色調を定義します。

• コード Y1: 585 nm ～ 588 nm
• コード Y2: 588 nm ～ 591 nm
• コード Y3: 591 nm ～ 594 nm

4. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのLEDの挙動に関する洞察を提供します。

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流 (IV曲線)

この曲線は、印加された順方向電圧と結果として生じる電流の関係を示します。熱暴走を防ぐための適切な電流制限回路を設計するために不可欠です。

4.2 順方向電流 vs. 相対光束

このグラフは、光出力が駆動電流に応じてどのように変化するかを示します。通常、推奨動作範囲内ではほぼ線形の関係を示しますが、非常に高い電流では発熱の増加により効率が低下する可能性があります。

4.3 接合部温度 vs. 相対分光パワー

この曲線は、接合部温度がLEDの分光出力に及ぼす影響を示します。黄色LEDの場合、温度が上昇すると主波長がわずかにシフトし、全体的な光出力が減少する可能性があります。

4.4 分光パワー分布

このプロットは、可視スペクトル全体にわたって発せられる光の強度を示し、ピークが約590nm付近にある黄色LEDの単色性を確認します。

5. 機械的・梱包情報

5.1 外形寸法

SMD5050Nパッケージの寸法は、長さ5.0mm、幅5.0mm、高さ1.6mmです。寸法公差は、.X寸法に対して±0.10mm、.XX寸法に対して±0.05mmと規定されています。

5.2 推奨パッド・ステンシル設計

信頼性の高いはんだ付けのため、特定のランドパターンとステンシル開口設計が推奨されます。提供される図面は、適切なはんだ接合部の形成、良好な放熱、および機械的安定性を保証します。設計は通常、6つのパッド（一般的な3チップ構成では内部の各LEDチップに2つずつ）を特徴とします。

5.3 極性識別

LEDパッケージには、通常、カソードピン付近の切り欠きまたはドットとして極性マーキングが含まれています。回路動作には正しい向きが不可欠です。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 湿気感受性とベーキング

SMD5050N LEDは湿気感受性（MSL）に分類されます。元の密閉された防湿バッグが開封され、部品が規定限界を超える周囲湿度にさらされた場合、リフローはんだ付け前にポップコーン損傷を防ぐためにベーキングする必要があります。

• 保存条件（未開封）: 温度 <30°C、相対湿度 <85%。
• 保存条件（開封後）: 12時間以内に使用するか、乾燥キャビネット（<20% RHまたは窒素充填）に保管してください。
• ベーキング要件: 湿度指示カードが暴露を示している場合、または空気中に12時間以上さらされた場合は必要です。
• ベーキング方法: 元のリール上で60°C、24時間。60°Cを超えないでください。ベーキング後1時間以内に使用するか、乾燥保管に戻してください。

6.2 リフローはんだ付けプロファイル

このLEDは、標準的な赤外線または対流リフロー工程に耐えることができます。最高ピーク温度は230°Cまたは200°Cで、液相線以上の時間は10秒を超えてはなりません。使用するはんだペーストの特定のプロファイルを参照してください。

7. 静電気放電（ESD）保護

LEDは、静電気放電による損傷を受けやすい半導体デバイスです。

7.1 ESD損傷メカニズム

ESDは、潜在的な故障または致命的な故障を引き起こす可能性があります。潜在的な損傷はリーク電流を増加させ寿命を縮める可能性があり、致命的な故障は即座に動作しなくなる（LEDの死亡）結果をもたらします。

7.2 ESD対策

• 接地された静電気防止作業台と床を使用してください。
• 作業員は、接地されたリストストラップ、静電気防止スモック、手袋を着用する必要があります。
• 作業エリアの静電気を中和するためにイオナイザーを使用してください。
• すべての工具（例：はんだごて）が適切に接地されていることを確認してください。
• 取り扱いと梱包には導電性または帯電防止性の材料を使用してください。

8. アプリケーション・回路設計の提案

8.1 駆動方法

最適な性能と長寿命のため、LEDは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、電流スパイクや熱変動からLEDを保護します。定電圧源を使用する場合は、各LEDストリングに直列の電流制限抵抗が必須です。

8.2 推奨回路構成

構成 A（個別抵抗あり）: 各LEDまたは並列ストリングに独自の直列抵抗があります。これにより個別の電流調整が可能となり、LED間のV_Fのばらつきに対してより許容性があります。

構成 B（単一抵抗による直列ストリング）: 複数のLEDが1つの電流制限抵抗と直列に接続されます。これはより効率的ですが、より高い電源電圧が必要であり、ストリング内のすべてのLEDのV_F.

が密接に一致している必要があります。

• 8.3 組立上の注意点
• 常にESD保護を施してLEDを取り扱ってください。
• シリコーン樹脂レンズに素手で触れないでください。油や塩分による汚染を防ぎ、光出力の低下を回避します。
• 機械的に柔らかいシリコーン封止材やワイヤーボンドを損傷しないよう、真空ピックアップツールまたは先端が柔らかいピンセットを使用してください。

システムテスト中は、入力電源を印加する前にドライバをLED負荷に接続し、電圧トランジェントを回避してください。

9. 型番規則品番は構造化されたフォーマットに従います：.

T [形状コード] [チップ数] [レンズコード] - [光束コード][波長コード]

- T例：T5A003YA の解読：

- : メーカー接頭辞。5A

- 0: 5050Nパッケージの形状コード。

- 3: 内部コード。

- YA: パッケージ内の3つのLEDチップ。

: 黄色、特定の光束および波長ビン（光束用A、波長用Y）。

その他のコードは、レンズタイプ（00=なし、01=レンズあり）および様々な色オプション（R=赤、G=緑、B=青など）を定義します。

10. 代表的なアプリケーションシナリオ

- SMD5050N イエローLEDは、以下に適しています：建築・装飾照明

- : 暖かみのあるアクセント照明の作成。看板・チャネルレター

- : 均一なバックライトまたはイルミネーションの提供。自動車内装照明

- : ダッシュボードおよび足元灯。民生電子機器

- : 家電製品の状態表示灯およびバックライト。フルカラーRGBモジュール

: 調光可能な白色またはカラーミキシングシステム（適切な蛍光体変換または他の色のLEDと併用する場合）における黄色成分として。

11. 技術比較と考慮事項

3528などの小型パッケージと比較して、5050はその大きなサイズと複数のチップを収容できる能力により、より高い総光出力を提供します。その120度の視野角は、一部の集光レンズ付きLEDよりも広く、スポット照明ではなく面照明に理想的です。設計者は熱管理を考慮する必要があります。消費電力（最大234mW）は、特に高電流駆動時や高周囲温度環境では最大寿命のために十分なPCB銅面積または放熱を必要とします。

12. よくある質問（FAQ）

Q: 光束コード（A6、A7など）の違いは何ですか？

A: これらのコードは異なる輝度グレードを表します。より高いコード（例：B1）は、より高い最小および代表光束出力を示します。アプリケーションに必要な輝度に基づいてビンを選択してください。

Q: はんだ付け前には常にベーキングが必要ですか？

A: いいえ。ベーキングは、湿気感受性部品がバッグの湿度指示カードに規定された限界を超える湿潤環境にさらされた場合、または乾燥環境外での長期保存後にのみ必要です。

Q: このLEDを90mAで連続駆動できますか？

A: 90mAは絶対最大定格ですが、このレベルでの連続動作は大きな熱を発生させ、寿命を縮める可能性があります。信頼性の高い長期動作のためには、適切な熱管理とともに、代表試験電流である60mA以下でLEDを駆動することをお勧めします。

Q: なぜ抵抗付きの定電圧源よりも定電流ドライバが推奨されるのですか？_FA: 定電流ドライバは、LED間および温度変化に伴う順方向電圧（V

）のばらつきを補償し、一貫した光出力を確保し、熱暴走を防ぎます。特に直列ストリングの場合、より優れた安定性と効率を提供します。

13. 設計事例

1. シナリオ: 情報表示パネル用バックライトユニットの設計。要件

2. : 200mm x 100mmの領域に均一な黄色照明、目標照度150ルクス。LED選定

3. : 輝度と広い視野角から、SMD5050N（コードB1、代表5 lm）が選択されました。光学設計

4. : LEDはグリッドパターンに配置され、拡散シートが上に配置されて個々の点を均一な面に融合させます。間隔は、LEDの視野角と目標均一性に基づいて計算されます。電気設計_F: LEDは、4個直列の並列ストリングにグループ化されます。各ストリングに60mAを供給する定電流ドライバが選択されます。ドライバ出力電圧は、4個のLEDのV

5. の合計（約8.8V-10.4V）に余裕を加えた値を超える必要があります。熱設計

6. : PCBは、LEDの放熱パッドに接続された大きな銅面で設計されています。熱ビアが熱を底面の銅層に伝達します。計算により、40°Cの周囲環境で接合部温度が80°C未満に保たれることが確認されています。組立

: LEDはピックアンドプレースマシンを使用して実装されます。組立済み基板は、MSLガイドラインに従ってベーキングされた後、制御されたリフローはんだ付け工程を受けます。ESD対策は全工程で維持されます。

14. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスによって光を発する半導体デバイスです。p-n接合に順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子が活性層でp型領域からの正孔と再結合します。この再結合プロセスにより、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。光の色は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。SMD5050Nのような単色黄色LEDの場合、半導体材料（通常AlInGaPベース）は、約590ナノメートルの波長に対応するバンドギャップを持つように設計されています。

15. 技術トレンド

- LED業界は、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性、およびより高い信頼性に向けて進化し続けています。黄色のような単色LEDのトレンドには以下が含まれます：より狭い波長ビニング

- : より精密な色用途のための主波長の厳密な制御。より高い温度動作

- : より高い接合部温度で性能を維持する材料とパッケージングの開発。高出力での小型化

- : 従来の大型パッケージに匹敵する光出力を提供する小型パッケージサイズ。統合ソリューション

- : 内蔵電流調整、保護回路（ESD、過熱）、またはスマート照明アプリケーションのためのマイクロコントローラを備えたLED。高度な蛍光体