67-21シリーズ トップビューLED 技術データシート - P-LCC-2パッケージ - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V - 60mW - 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P-LCC-2（プラスチック・リード・チップ・キャリア）表面実装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。このデバイスは光学インジケータとして設計され、広く均一な発光パターンを提供する無色透明ウィンドウを備えた白色パッケージボディが特徴です。その中核的な利点は、ライトパイプへの効率的な光結合に最適化された非常に広い視野角と、低い順方向電流要件であり、これにより電力に敏感なアプリケーションに特に適しています。主なターゲット市場は、自動車内装照明（例：ダッシュボードバックライト）、通信機器インジケータ、スイッチやシンボルの一般的なバックライト、およびスペースと電力効率が重要なあらゆる携帯型電子機器です。

1.1 主な特長と適合規格

• パッケージ：P-LCC-2、白色ボディ、無色透明レンズ。
• 光学性能：広視野角、ライトパイプアプリケーションに理想的。
• 製造互換性：気相リフローはんだ付けに適し、自動実装装置と互換性あり。
• 供給形態：自動組立用の8mmテープ＆リールで供給可能。
• 環境適合性：鉛フリー製品、RoHS指令に準拠。
• カラーオプション：本シリーズは、ソフトオレンジ（本シートで詳細）、グリーン、ブルー、イエローで提供可能。

2. 技術パラメータ詳細

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のあるストレスの限界を定義します。これらの限界値付近での動作は推奨されず、信頼性に影響を与える可能性があります。

• 逆電圧 (V_R)：5 V - 逆方向に印加可能な最大電圧。
• 順方向電流 (I_F)：25 mA - 最大連続DC順方向電流。
• ピーク順方向電流 (I_FP)：60 mA - 最大パルス順方向電流（デューティサイクル1/10、1 kHz）。
• 電力損失 (P_d)：60 mW - 周囲温度25°Cにおいてパッケージが放散可能な最大電力。
• 静電気放電 (ESD)：2000 V（人体モデル）- 中程度のESD感受性を示す。適切な取り扱い手順が必要。
• 動作温度 (T_opr)：-40°C ～ +85°C - 通常動作時の周囲温度範囲。
• 保存温度 (T_stg)：-40°C ～ +90°C。
• はんだ付け温度：リフロー：最大10秒間 260°C；手はんだ：最大3秒間 350°C。

2.2 電気光学特性 (T_a= 25°C)

これらは標準試験条件（I_F= 20 mA）における代表的な性能パラメータです。

• 光度 (I_v)：90 ～ 180 mcd（ミリカンデラ）。光出力はビニングされており、代表値はこの範囲の中間付近です。許容差は±11%。
• 視野角 (2θ_1/2)：120度（代表値）。これは光度がピーク強度の半分となる全角です。広い角度はインジケータアプリケーションの重要な特徴です。
• ピーク波長 (λ_p)：611 nm（代表値）。スペクトル放射が最も強い波長。
• 主波長 (λ_d)：603 ～ 609 nm。これは光の知覚される色であり、一貫性のためにビニングされています。許容差は±1 nm。
• スペクトル帯域幅 (Δλ)：20 nm（代表値）。最大強度の半分における放射スペクトルの幅。
• 順方向電圧 (V_F)：1.75 ～ 2.35 V。20 mA時のLED両端の電圧降下で、これもビニングされています。許容差は±0.1 V。
• 逆電流 (I_R)：10 μA（最大） V_R= 5 V 時。

3. ビニングシステム説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはビンに分類されます。特定のデバイスコード（例：Q2R2 B/2T）は、そのビン割り当てを示します。

3.1 光度ビニング (CATコード)

• ビン Q2：90 - 112 mcd
• ビン R1：112 - 140 mcd
• ビン R2：140 - 180 mcd

3.2 主波長ビニング (HUEコード)

• グループ F, ビン EE1：603 - 606 nm
• グループ F, ビン EE2：606 - 609 nm

3.3 順方向電圧ビニング (REFコード)

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

4. 性能曲線分析

データシートには、設計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. 周囲温度

この曲線は、光度が-40°Cから約25°Cまで比較的安定していることを示しています。25°Cを超えると、温度の上昇に伴い光度は徐々に減少します。これは効率低下によるLEDの典型的な挙動です。85°Cでは、出力は25°C時の値の約80-85%になる可能性があります。高温環境ではこれを考慮する必要があります。

4.2 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

この非線形曲線は、電流制限抵抗の選択に不可欠です。20 mA時、代表的なV_Fは約2.0Vですが、ビンと温度に応じて1.8Vから2.2Vの間で変動する可能性があります。曲線は20 mAを超えると急勾配になり、電流のわずかな増加が電圧の大きな増加を必要とすることを示しています。

4.3 相対光度 vs. 順方向電流

光出力は、定格の20 mAまでは電流に対してほぼ線形です。この電流を超えて動作させると、輝度は増加しますが、電力損失の増加、効率の低下、および寿命の短縮化の代償を伴います。デレーティング曲線は、周囲温度が25°Cを超えて上昇すると、接合温度を安全限界内に保つために許容される最大順方向電流が減少することを示しています。

4.4 スペクトル分布

スペクトルは611 nm（ピーク）を中心とした狭帯域で、代表的な帯域幅は20 nmであり、単色のソフトオレンジ色を確認できます。この帯域外の放射は最小限です。

4.5 放射パターン

極座標図は、非常に広い120°の視野角を持つランバート型に近い放射パターンを確認しています。強度は広い正面領域でほぼ均一であり、広角インジケータに優れています。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

P-LCC-2パッケージの主要寸法は以下の通りです（特に記載のない限り許容差±0.1 mm）：

• 全長：2.0 mm
• 全幅：1.25 mm
• 全高：0.8 mm
• リードピッチ：1.0 mm（2本のリード中心間距離）
• リード幅：0.4 mm（代表値）
• ランドパターン推奨：PCB設計のための詳細なフットプリントが提供されており、適切なはんだ付けと機械的安定性を確保します。

5.2 極性識別

カソード（負極）側は、通常、パッケージボディの切り欠きまたは緑色のマーキングで識別されます（上面図参照）。回路動作には正しい向きが重要です。

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プロファイル

本デバイスは、気相または赤外線リフローはんだ付けに対応しています。重要なパラメータは、パッケージボディのピーク温度が260°C（±5°C）で最大10秒間です。標準的な鉛フリーリフロープロファイル（温度上昇、予熱、リフロー、冷却）が適用可能です。液相温度範囲での過度な時間を避けてください。

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を超えず、リードとの接触時間はパッドごとに3秒以下に制限してください。細い先端の低電力（約30W）のこてを使用してください。

6.3 保管条件

湿気敏感デバイス（MSD）として、LEDは乾燥剤入りの防湿アルミ袋に梱包されています。密封袋を開封したら、特定の時間内（本シートでは指定されていませんが、通常レベル3では<30°C/60%RHで168時間）に部品を使用するか、はんだ付け時のポップコーン現象を防ぐためにリフロー前にベーキング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

• テープ幅：8 mm
• ポケットピッチ：4.0 mm
• リール寸法：ハブ径13インチ（330 mm）の標準7インチリール（直径178 mm）。
• 1リールあたり数量：2000個。

7.2 ラベル説明

リールラベルには、CPN（顧客部品番号）、PN（内部部品番号）、数量、ロット番号、および3つの主要なビニングコード：CAT（光度）、HUE（主波長）、REF（順方向電圧）が含まれます。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーション回路

最も一般的な駆動回路は、単純な直列抵抗です。抵抗値（R_s）は次のように計算されます：R_s= (V_supply- V_F) / I_F。5V電源、20 mA時の代表的なV_F2.0Vの場合：R_s= (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。抵抗の定格電力は少なくともI_F²* R_s= 0.06Wであるべきです。1/8Wまたは1/4Wの抵抗が適しています。電圧範囲や温度にわたって一定の輝度を得るには、定電流ドライバが推奨されます。

8.2 ライトパイプの設計上の考慮事項

• 位置合わせ：LEDとライトパイプ入口の正確な位置合わせは、光結合効率を最大化するために重要です。
• 距離：LEDレンズとライトパイプの間の距離は、可能な限り小さく（理想的には<0.5 mm）して、光損失を最小限に抑えてください。
• 材料：高透過率の光学グレード材料（例：PMMA、PC）で作られたライトパイプを使用してください。

9. 信頼性と品質保証

本製品は、信頼度90%、ロット許容不良率（LTPD）10%で包括的な信頼性試験を実施しています。試験項目は以下の通りです：

• リフローはんだ付け耐性（260°C）
• 温度サイクル（-40°C ～ +100°C）
• サーマルショック（-10°C ～ +100°C）
• 高温・低温保管
• DC動作寿命（20mA、1000時間）
• 高温高湿動作寿命（85°C/85% RH、1000時間）

これらの試験により、自動車および産業アプリケーションに典型的な過酷な環境条件下でのデバイスの堅牢性が確保されています。

10. よくある質問（技術データに基づく）

10.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_p）は、スペクトルパワー出力が最も高い物理的な波長（611 nm）です。主波長（λ_d）は、同じ知覚色（603-609 nm）を生み出す単色光の単一波長です。λ_dは色仕様により関連性が高いです。

10.2 より明るくするために、このLEDを30 mAで駆動できますか？

30 mAでの駆動は、連続順方向電流の絶対最大定格（25 mA）を超えています。短時間は動作するかもしれませんが、接合温度を大幅に上昇させ、光束維持率の低下を加速し、早期故障を引き起こす可能性が高いです。より高い輝度が必要な場合は、より高い光度のビンからLEDを選択するか、より高い電流に対応した製品を選択してください。

10.3 デバイスコード67-21/S2C-F Q2R2 B/2T (SLO)をどのように解釈すればよいですか？

これは完全な部品番号です。67-21はシリーズです。S2C-Fはおそらくパッケージと色（ソフトオレンジ）を示します。Q2R2は光度ビン（サブ範囲を指定する組み合わせ）を示します。B/2Tは順方向電圧ビン（グループB、ビン2）を示します。SLOはソフトオレンジ色を確認します。

11. 実践的設計ケーススタディ

11.1 ダッシュボードインジケータクラスタの設計

シナリオ：自動車アプリケーションで5つのダッシュボードアイコンのバックライトを設計。電源電圧は12V（車両バッテリー）、周囲温度は85°Cに達する可能性あり。

設計手順：

1. 駆動方法：シンプルさとコストのために、各LEDに直列抵抗を使用。全電圧範囲にわたって正確な電流制御には、リニアレギュレータまたは専用LEDドライバICの方が優れています。
2. 電流選択：高温での長寿命を確保するために、電流をデレートします。20 mAの代わりに15 mAを使用することで安全マージンを確保します。デレーティング曲線を確認：85°Cでは、最大許容I_Fは依然として20 mAを超えているため、15 mAは安全です。
3. 抵抗計算：最悪ケース設計のために、ビン2の最大V_F（2.35V）を使用し、電流が目標値を超えないようにします。R_s= (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643 Ω。最も近い標準値、620 Ωを使用。
4. 抵抗定格電力：P = (12-2.35)^2 / 620 ≈ 0.15W。1/4W（0.25W）抵抗で十分です。
5. PCBレイアウト：推奨ランドパターンに従ってLEDを正確に配置します。カソードマーキングの向きが一貫していることを確認します。PCBに大きな銅面がある場合は、パッドに小さなサーマルリリーフを設けますが、はんだ付けを妨げる過度な放熱は避けてください。
6. ライトパイプ設計：120°の放射コーンを捕捉するようにライトパイプをモデル化します。ライトパイプの入口は、LEDの発光領域よりわずかに大きくする必要があります。

12. 技術紹介とトレンド

12.1 P-LCC-2パッケージ技術

P-LCC-2パッケージは、SMD LEDの標準です。リードフレーム上に実装されたLEDチップ、光出力効率を高めるための白色反射プラスチックボディ（多くの場合PPAまたはPCT）による封止、および透明または拡散エポキシレンズで構成されています。トップビューという名称は、主な発光が実装面に対して垂直であることを意味します。広い視野角は、チップ技術、反射カップ設計、およびレンズ形状の組み合わせによって実現されています。

12.2 業界トレンド

67-21シリーズのようなインジケータLEDのトレンドは、より高い効率（mAあたりのより多くの光出力）、より厳密なビニングによる色の一貫性の向上、および自動車および産業グレードのための信頼性の強化に向かっています。また、光学性能を維持または向上させながら小型化（0402のようなより小さなパッケージ）への動きもあります。さらに、取り扱いと組立時の堅牢性を向上させるために、オンチップESD保護の統合がより一般的になっています。