67-21シリーズ トップビューLED 技術データシート - PLCC-2パッケージ - 2.0x1.25x1.1mm - 最大2.35V - 50mA - ソフトオレンジ

1. 製品概要

67-21シリーズは、コンパクトなPLCC-2（プラスチック・リード・チップ・キャリア）パッケージに収められたトップビューLEDのファミリーです。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レンズが特徴です。重要な設計特徴として、パッケージ内に集積されたインターリフレクタがあり、光結合と出力効率を最適化する役割を果たします。この設計により、非常に広い視野角が実現され、ライトパイプを利用するアプリケーションや広い照射パターンを必要とする用途に特に適しています。低い順方向電流要件は、携帯型電子機器などの電力に敏感なアプリケーションでの魅力をさらに高めています。

このLEDの主な機能は、光学式インジケータまたはバックライト光源としてのものです。そのパッケージは、気相リフロー、赤外線リフロー、波はんだ付けなどの近代的な大量生産組立プロセスとの互換性を考慮して設計されています。また、自動実装機とも互換性があり、効率的な自動組立のために8mmテープ＆リールで供給されます。

本デバイスは、鉛フリー（Pbフリー）材料を使用して構築されており、関連するRoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠しており、電子部品に関する現代の環境および規制基準を満たしていることを保証します。

2. 技術仕様と客観的解釈

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発生する可能性のある応力限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されておらず、回路設計では避けるべきです。

• 逆電圧（V_R）：5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 順方向電流（I_F）：50mA DC。連続DC電流はこの値を超えてはなりません。
• ピーク順方向電流（I_FP）：100mA。これはパルス条件下（1kHz、1/10デューティサイクル）でのみ許容されます。
• 電力損失（P_d）：120mW。これは最大許容電力損失であり、V_F* I_F.
• 動作温度（T_opr）：-40°C から +85°C。信頼性のある動作のための周囲温度範囲です。
• 保存温度（T_stg）：-40°C から +100°C。
• 静電気放電（ESD）：2000V（人体モデル）。適切なESD取り扱い手順が必要です。
• はんだ付け温度：リフローの場合、最大10秒間、ピーク温度260°Cが規定されています。手はんだ付けの場合、350°Cで3秒が限界です。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、周囲温度25°C、順方向電流（I_F）20mAの標準試験条件で測定されます。

• 光度（I_V）：最小450ミリカンデラ（mcd）から最大1120 mcdの範囲です。代表値はこの範囲内に収まります。許容差は±10%が適用されます。
• 視野角（2θ_1/2）：120度（代表値）。これは光度がピーク値の半分に低下する全角であり、広視野角の主張を裏付けます。
• ピーク波長（λ_p）：591 nm（代表値）。これはスペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：586 nm から 594 nm。この波長が知覚される色（ソフトオレンジ）を定義します。±1 nmの厳しい許容差が規定されています。
• スペクトル帯域幅（Δλ）：20 nm（代表値）。これは発光のスペクトル純度を示します。
• 順方向電圧（V_F）：20mA時で1.75Vから2.35V。許容差は±0.1Vです。このパラメータは直列抵抗値と電力損失の計算に極めて重要です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧5V時、最大10 µA。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 主波長ビニング（HUE）

色の一貫性を定義します。ソフトオレンジ用の67-21シリーズは、コードFの下に4つのサブビンにグループ化されています：

• DD1: 586 - 588 nm
• DD2: 588 - 590 nm
• DD3: 590 - 592 nm
• DD4: 592 - 594 nm

3.2 光度ビニング（CAT）

明るさの出力を定義します。I_F=20mAにおいて4つのビンが定義されています：

• U1: 450 - 565 mcd
• U2: 565 - 715 mcd
• V1: 715 - 900 mcd
• V2: 900 - 1120 mcd

3.3 順方向電圧ビニング（REF）

回路設計を容易にするための電気的特性を定義します。グループBには、I_F=20mAにおいて3つのビンがあります：

• 0: 1.75 - 1.95 V
• 1: 1.95 - 2.15 V
• 2: 2.15 - 2.35 V

特定の組み合わせ（例：CAT: V2, HUE: DD3, REF: 1）は、製品ラベルおよびリールに表示されます。

4. 性能曲線分析

データシートには、非標準条件下でのデバイス動作を理解するために不可欠ないくつかの特性曲線が提供されています。

4.1 相対光度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が電流とともに増加するが線形ではないことを示しています。これは、設計者が明るさと効率、デバイス応力のバランスを取る動作点を選択するのに役立ちます。

4.2 順方向電流デレーティング曲線

この重要なグラフは、周囲温度の関数としての最大許容連続順方向電流を示しています。温度が上昇すると、120mWの電力損失限界内に収め、過熱を防ぐために最大電流を低減する必要があります。例えば、85°Cでは、最大I_Fは50mAよりも大幅に低くなります。

4.3 順方向電圧 vs. 順方向電流

このIV曲線は、ダイオードの指数関数的関係を示しています。電圧は電流とともに増加し、この関係は温度に依存します（25°Cでの曲線が示されています）。

4.4 スペクトル分布

グラフは、591 nm付近を中心とする単一のピークを示しており、代表的な帯域幅20 nmの単色オレンジ発光を確認できます。

4.5 放射パターン

極座標図は、広い120°の視野角を視覚的に確認し、広範囲の照明に適したほぼランバート型の放射特性を示しています。

5. 機械的およびパッケージング情報

5.1 パッケージ寸法

PLCC-2パッケージの本体サイズは、約2.0mm（長さ）x 1.25mm（幅）x 1.1mm（高さ）です。リードピッチは1.0mmです。PCBフットプリント設計のための公差（通常±0.1mm）付きの詳細な寸法図が提供されています。パッケージには、カソードの明確な識別（通常、図面では切り欠きまたは緑色のマークで示されます）が含まれています。

5.2 リールおよびテープパッケージング

部品は自動組立用に8mmキャリアテープに供給されます。リール寸法は標準化されています。各リールには2000個が含まれています。キャリアテープの寸法は、部品の適切な保持と供給を保証します。

5.3 湿気感受性および保存

部品は、リフローはんだ付け時のポップコーン現象を防ぐために重要な湿気吸収を防ぐため、乾燥剤を入れた防湿アルミ袋に梱包されています。袋には関連する製品情報がラベル付けされています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

本デバイスは、標準的なSMDはんだ付けプロセスに対応しています。

• リフローはんだ付け：最大10秒間、ピーク温度260°Cを超えない温度プロファイルが推奨されます。
• 手はんだ付け：必要な場合、はんだごて先端温度350°Cまでを、リードごとに最大3秒間使用できます。
• 赤外線（IR）および気相リフロー技術の両方と互換性があります。
• 寸法図から推奨されるランドパターンに従うことは、信頼性の高いはんだ接合部の形成とリフロー時の自己位置合わせに不可欠です。

7. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 車載インテリア：ダッシュボード計器、操作スイッチ、ステータスインジケータのバックライト。
• 通信機器：電話機、ファクシミリ、ネットワークハードウェアにおけるステータスインジケータおよびキーパッドバックライト。
• 民生電子機器：携帯機器、家電、オーディオ/ビデオ機器における電源インジケータ、ボタンバックライト、ステータスランプ。
• 一般的なパネルインジケータ：明るく広角の視覚的インジケータを必要とするあらゆるアプリケーション。

7.2 ライトパイプアプリケーション

広い視野角とインターリフレクタによる最適化された光結合により、このLEDはライトパイプとの併用に理想的です。この設計は、LEDチップからの光を効率的に捕捉し、最小限の損失でライトパイプに導き、実際のLED位置から離れた場所で明るく均一な照明を可能にします。

7.3 回路設計上の考慮事項

• 電流制限抵抗：直列抵抗は必須です。その値は R = (V_supply- V_F) / I_F を使用して計算します。すべての条件下で十分な電流を確保するために、ビンまたはデータシートからの最大V_Fを使用してください。
• 電力損失：積 V_F* I_F が120mWを超えないようにしてください。特に高温環境下では（デレーティング曲線を参照）。
• ESD保護：LEDがユーザーの接触にさらされる場合、その2kV HBM定格は比較的低いため、PCBトレースに基本的なESD保護を実装してください。

8. 信頼性試験

製品は、品質と長寿命を確保するために標準的な信頼性試験を受けています。試験計画は、90%の信頼水準と10%のLTPD（ロット許容不良率）に基づいています。指定された試験の一つはリフローはんだ付け耐性で、サンプルは260°C±5°Cで6サイクルにわたり最低5秒間さらされます。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 5V電源にはどの抵抗を使用すべきですか？

A: 最大V_F2.35Vと目標I_F20mAを使用すると：R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω。標準の130Ωまたは150Ωの抵抗が適切でしょう。常に測定されたV_F.

Q: 3.3VのマイクロコントローラピンでこのLEDを駆動できますか？

A: 可能ですが、LEDの実際のV_Fに依存します。もしV_Fが2.35Vに近い場合、3.3V電源からの電流制限抵抗にかかる電圧降下は非常に小さくなり、電流制御が不正確でV_Fの変動に敏感になります。3.3Vシステムでは、より低いV_Fのビンまたは専用のドライバ回路を使用することをお勧めします。

Q: 温度は明るさにどのように影響しますか？

A: ほとんどのLEDと同様に、光度は接合部温度が上昇すると減少します。デレーティング曲線は、高温環境下で熱を管理するために低い電流を必要とすることで、これを間接的に反映しています。一定の明るさを保つには、熱管理またはフィードバックが必要になる場合があります。

Q: これは屋外使用に適していますか？

A: 動作温度範囲（-40°C から +85°C）はほとんどの屋外条件をカバーしています。ただし、パッケージは防水や紫外線耐性について特に定格されていません。直接屋外にさらされる場合は、追加の環境保護（コンフォーマルコーティング、密閉筐体）が必要になります。

10. 技術比較とポジショニング

PLCC-2パッケージの67-21シリーズは、広角性能を強く重視した汎用的でコスト効率の高いインジケータLEDとして位置づけられています。より小型のチップLED（例：0402、0603）と比較して、より大きなダイと集積リフレクタにより、大幅に高い光出力と広い視野角を提供します。従来のラウンドドームLEDと比較して、現代の薄型電子機器に適したはるかに低いプロファイルを提供します。その重要な差別化要因は、良好な明るさ、非常に広い視野角、および自動SMT組立との互換性を組み合わせたものであり、広く均一な照明が求められるインジケータおよびライトパイプバックライトの両方のタスクにおいて汎用性の高い選択肢となっています。