トップビューLED P-LCC-2パッケージ 技術データシート - ブリリアントレッド - 20mA - 120mW

1. 製品概要

本資料は、P-LCC-2パッケージを採用した表面実装型トップビューLEDの仕様を詳細に説明します。本デバイスは白色のパッケージ本体と無色透明のウィンドウを備え、インジケーター用途に理想的な広い視野角を提供します。蒸気相リフロー、赤外線リフロー、フローはんだ付けを含む現代の実装プロセスに対応し、自動実装装置での使用に適しています。製品は8mmテープ＆リールで供給され、鉛フリーおよびRoHS要件に準拠しています。

このLEDシリーズの主なアプリケーションは光学インジケーターです。内部反射器設計により実現された広い視野角と最適化された光結合は、光導波管（ライトパイプ）との併用に特に適しています。低い順方向電流要件は、バッテリー駆動または電力に敏感な携帯型電子機器の優れた選択肢でもあります。

2. 技術パラメータ

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えて動作させると、永久損傷が発生する可能性があります。

• 逆電圧 (V_R):5 V
• 連続順方向電流 (I_F):50 mA
• ピーク順方向電流 (I_FP):100 mA (デューティサイクル 1/10, 1 kHz)
• 電力損失 (P_d):120 mW
• 静電気放電 (ESD) HBM:2000 V
• 動作温度 (T_opr):-40°C ～ +85°C
• 保管温度 (T_stg):-40°C ～ +90°C
• はんだ付け温度 (T_sol):リフロー: 260°C、10秒; 手はんだ: 350°C、3秒。

2.2 電気光学特性 (T_a= 25°C)

標準試験条件下で測定された代表的な性能パラメータ。

• 光度 (I_v):360 - 900 mcd (I_F= 20mA)
• 視野角 (2θ_1/2):120° (I_F= 20mA)
• ピーク波長 (λ_p):632 nm (I_F= 20mA)
• 主波長 (λ_d):621 - 631 nm (I_F= 20mA)
• スペクトル帯域幅 (Δλ):20 nm (I_F= 20mA)
• 順方向電圧 (V_F):1.75 - 2.35 V (I_F= 20mA)
• 逆電流 (I_R):最大 10 μA (V_R= 5V)

注記:許容差は、光度が±11%、主波長が±1nm、順方向電圧が±0.1Vで規定されています。

3. ビニングシステム

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、主要パラメータに基づいてデバイスをビンに分類します。

3.1 光度ビニング

ビンはコード（例：T2、U1）で定義され、I_F=20mAにおける最小および最大光度値が設定されています。

• T2:360 - 450 mcd
• U1:450 - 565 mcd
• U2:565 - 715 mcd
• V1:715 - 900 mcd

3.2 主波長ビニング

波長は、赤色光の知覚色（色相）を制御するためにグループ化されます。

• グループ F, コード FF1:621 - 626 nm
• グループ F, コード FF2:626 - 631 nm

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、電流制御のための回路設計を支援するためにビニングされます。

• グループ B, コード 0:1.75 - 1.95 V
• グループ B, コード 1:1.95 - 2.15 V
• グループ B, コード 2:2.15 - 2.35 V

4. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのデバイスの挙動を理解するための洞察を提供します。

4.1 相対光度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が順方向電流とともにどのように増加するかを示します。一般的に非線形であり、非常に高い電流では効率が低下する可能性があります。設計者は、明るさと消費電力、デバイスの寿命をバランスさせる動作点を選択する必要があります。

4.2 光度 vs. 周囲温度

この曲線は、光出力の熱デレーティングを示しています。光度は一般的に周囲温度の上昇とともに減少します。周囲温度が高いアプリケーションでは、十分な明るさを確保するためにこのデレーティングを考慮に入れる必要があります。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-Vカーブ)

I-Vカーブはダイオードの特性です。順方向電圧は正の温度係数を示し、所定の電流に対して温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。

4.4 スペクトル分布

スペクトルプロットは、可視スペクトルのブリリアントレッド領域である632 nm付近を中心とした光の単色性を確認します。狭い帯域幅は良好な色純度を示しています。

4.5 放射パターン

極座標図は、ほぼランバート放射を示す広い120度の視野角を示しています。これは、広い視認性を必要とするアプリケーションに対するデバイスの適合性を確認します。

4.6 順方向電流デレーティング曲線

このグラフは、周囲温度の関数としての最大許容連続順方向電流を定義します。過熱を防ぐため、特定の温度（通常は60-70°C付近から開始）以上で動作する場合は電流を減らす必要があります。

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

P-LCC-2パッケージには、特定の機械的外形とパッドレイアウトがあります。重要な寸法には、全長、幅、高さ、およびカソード識別マークの位置が含まれます。未指定の公差はすべて±0.1 mmです。設計者は、PCBフットプリント作成のために詳細な寸法図を参照する必要があります。

5.2 極性識別

カソードは通常、パッケージ上の切り欠き、ドット、または角切りなどの視覚的マーカーで識別されます。正しい向きは回路動作にとって極めて重要です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

本デバイスは、最大10秒間、ピークリフロー温度260°Cに耐える定格です。鉛フリー実装用の標準IPC/JEDEC J-STD-020プロファイルが適用可能です。エポキシパッケージへの熱損傷を防ぐためには、液相線以上の時間を正確に制御する必要があります。

6.2 手はんだ

手はんだが必要な場合、はんだごて先端温度は350°Cを超えてはならず、リードごとの接触時間は3秒以下に制限する必要があります。

製品は防湿包装（乾燥剤入りアルミ袋）で出荷されます。密封袋を開封した後は、指定された時間枠内（明示されていませんが、標準的な実践ではレベル3、≤30°C/60%RHで168時間）に部品を使用するか、リフロー前に標準手順に従ってベーキングを行い、ポップコーン現象を防止する必要があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

デバイスは8mmキャリアテープで供給されます。標準リール数量は2000個です。その他の最小梱包数量には、リールあたり250、500、1000個が含まれます。自動ハンドリング装置のセットアップ用に、詳細なキャリアテープおよびリール寸法が提供されます。

7.2 ラベル説明

リールラベルにはいくつかのコードが含まれています:

CAT:

• 光度ビンコードに対応（例：V1）。HUE:
• 主波長ビンコードに対応（例：FF1）。REF:
• 順方向電圧ビンコードに対応（例：1）。これらのコードにより、特定の性能グレードのトレーサビリティと選択が可能になります。

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

通信機器:

• 電話機、ファクシミリ、ルーターなどのステータスインジケーターおよびキーやディスプレイのバックライト。民生電子機器:
• オーディオ/ビデオ機器、コンピュータ、周辺機器の電源、ミュート、接続インジケーター。産業用制御装置:
• 機械の状態、故障警報、動作モードのパネルインジケーター。光導波管（ライトパイプ）アプリケーション:
• 広い視野角と最適化された結合により、PCBからフロントパネルやディスプレイへ光を伝達する成形光導波管との併用に理想的です。汎用インジケーター:
• 明るく信頼性の高い低電力の視覚的インジケーターを必要とするあらゆるアプリケーション。8.2 設計上の考慮点

電流制限:

• 順方向電流を安全な値（標準的な明るさでは通常20mA、絶対最大値50mAを超えない）に制限するために、常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。熱管理:
• 高い周囲温度環境またはより高い電流で駆動する場合、接合温度を限界内に保つために十分なPCB銅面積またはその他の放熱を確保し、デレーティング曲線を参照してください。ESD保護:
• 2000V HBMの定格がありますが、実装および取り扱い中は標準的なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。光学設計:
• 光導波管アプリケーションでは、LEDの放射パターンと光導波管の入射点設計を考慮し、結合効率を最大化してください。9. 信頼性および品質保証

本製品は、信頼度90%、LTPD 10%で実施される包括的な信頼性試験一式を受けています。試験項目と条件は以下の通りです:

リフローはんだ付け耐性:

• 260°C ±5°C、最低10秒。温度サイクル:
• -40°C ～ +100°C間、300サイクル。熱衝撃:
• -10°C ～ +100°C間、300サイクル。高温・低温保管:
• +100°Cおよび-40°Cでそれぞれ1000時間。DC動作寿命:
• 20mA、25°Cで1000時間。高温高湿 (85/85):
• 85°C、相対湿度85%で1000時間。これらの試験は、電子製品で遭遇する典型的な環境的および動作的ストレス下でのデバイスの堅牢性を検証します。

10. 技術比較および差別化

このP-LCC-2 LEDは、インジケーターアプリケーションに関連するいくつかの重要な分野で差別化されています。より単純なチップLEDと比較して、成形P-LCCパッケージは優れた機械的保護、ピックアンドプレースマシンによる容易な取り扱い、より一貫した光学インターフェースを提供します。広い120度の視野角は、オフアクシス視認性が必要な場合に、狭い視野角のLEDに対する大きな利点です。赤色チップにAlGaInP半導体材料を使用することで、GaAsPなどの古い技術と比較してより高い発光効率と優れた温度安定性が得られ、より明るく一貫した赤色光出力を実現します。強度、波長、電圧の包括的なビニングシステムにより、エンド製品での色と明るさのより厳密なマッチングが可能となり、マルチインジケーターパネルや美的アプリケーションにとって重要です。

11. よくある質問 (FAQ)

11.1 推奨動作電流は？

標準試験条件および代表的なアプリケーション電流は20mAです。これは明るさと効率の良いバランスを提供します。デバイスは絶対最大値の50mAまで動作可能ですが、適切な熱管理が実施されない限り、より多くの熱を発生させ長期信頼性を低下させます。

11.2 ラベルのビニングコードはどのように解釈しますか？

CATコード（例：V1）は光度範囲を示します。HUEコード（例：FF1）は主波長範囲を示し、赤色の正確な色合いを制御します。REFコード（例：1）は順方向電圧範囲を示します。アセンブリ内の複数ユニット間で一貫した性能を得るには、同じビンコードの部品を指定または要求してください。

11.3 このLEDを電流制限抵抗なしで使用できますか？

LEDは電流駆動デバイスです。電圧源に直接接続すると過剰な電流が流れ、LEDを瞬時に破壊する可能性があります。直列抵抗または能動的な定電流回路が必須です。

No.11.4 このLEDは屋外使用に適していますか？

動作温度範囲は-40°C ～ +85°Cまで拡張されており、多くの屋外条件をカバーします。ただし、紫外線日光や天候（雨、湿度）への長期間の直接暴露については規定されていません。屋外使用では、LEDは保護レンズまたはカバーの後ろに配置し、アセンブリ全体を適切に密封し、環境暴露に耐えるように定格する必要があります。

12. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ:

24ポートを備えたネットワークスイッチのステータスインジケーターパネルを設計。各ポートに赤色のリンク/アクティビティLEDが必要。LEDは広い角度から視認可能で、色と明るさが一貫しており、設計は省電力である必要があります。実装:

部品選定:

1. 広い120°視野角、低い20mA駆動電流、厳密な性能ビンでの入手可能性から、このP-LCC-2ブリリアントレッドLEDを選択。回路設計:
2. 各LEDは、マイクロコントローラのGPIOピンから100Ωの直列抵抗を介して駆動（3.3V電源と典型的なV2.0Vを想定し、~13mA）。これは20mA試験点より低いが、十分な明るさを提供しつつ電力を節約。_FPCBレイアウト:
3. LEDはグリッド状に配置。データシートの推奨PCBフットプリントを使用。LED下部にははんだ吸い上げ防止のため小さなキープアウトエリアを確保。光学設計:
4. PCB上の各SMD LEDからフロントベゼルの個別の透明ウィンドウへ光を導くカスタム成形光導波管アレイを設計。LEDの広い視野角により、光導波管への効率的な結合が確保。ビニング:
5. 均一な外観を確保するため、単一の光度ビン（例：U2）および単一の主波長ビン（例：FF1）のLEDを発注書で指定。熱考慮:
6. 24個のLEDが同時に点灯する可能性があるが、総電力は低い（~0.75W）。PCB上で特別な熱管理は不要。このケースは、LEDの仕様がどのように直接的に成功し製造可能な設計を情報提供し可能にするかを強調しています。

このLEDは半導体フォトニックデバイスです。そのコアは、基板上に成長させたアルミニウムガリウムインジウムリン（AlGaInP）エピタキシャル層から作製されたチップです。ダイオードのオン閾値（約1.8V）を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がp-n接合を横切って注入されます。これらの電荷キャリアは半導体の活性領域内で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlGaInP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接放出光の波長（色）を決定します—この場合、約632 nmのブリリアントレッドです。生成された光は、チップ表面を通して取り出され、内部反射器とP-LCCパッケージの透明エポキシレンズによって成形・指向され、所望の広い視野角を達成します。

14. 技術トレンド

インジケーターLED市場は進化を続けています。一般的なトレンドには、さらなる高い発光効率（電力入力あたりのより多くの光出力）の追求が含まれ、携帯型およびIoTデバイスのエネルギー効率向上のために、より低い電流でより明るいインジケーターを可能にします。また、小型化への推進もあり、P-LCC-2より小さいパッケージがスペース制約のあるアプリケーションで一般的になっています。高温リフロープロファイル下での強化された信頼性は、先進的なPCB実装プロセスに合わせたもう一つの焦点領域です。さらに、定電流ドライバーや単純なロジックなどの制御電子機器をLEDパッケージに直接統合する（スマートLED）ことも成長傾向であり、エンドユーザーの回路設計を簡素化します。この特定のデバイスは成熟した信頼性の高い技術を表していますが、材料、パッケージング、統合におけるこれらの継続的な発展が、インジケーター部品の将来の景観を形作っています。

The indicator LED market continues to evolve. General trends include the pursuit of even higher luminous efficacy (more light output per watt of electrical input), enabling brighter indicators at lower currents for improved energy efficiency in portable and IoT devices. There is also a drive towards miniaturization, with packages smaller than P-LCC-2 becoming common for space-constrained applications. Enhanced reliability under higher temperature reflow profiles is another focus area, aligning with advanced PCB assembly processes. Furthermore, the integration of control electronics, such as constant-current drivers or even simple logic, directly into the LED package ("smart LEDs") is a growing trend, simplifying circuit design for the end user. While this particular device represents a mature and reliable technology, these ongoing developments in materials, packaging, and integration shape the future landscape of indicator components.