トップビュー 白色LED 67-21/T2C-ZV1W2E/2T - P-LCC-2 パッケージ - 2.75-3.65V - 110mW - 技術データシート

1. 製品概要

本資料は、青色LEDチップと蛍光体コーティングを組み合わせた高性能白色発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。本デバイスは、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ており、発光が実装面に対して垂直方向となるトップビュー用途向けに設計されています。中核技術は、青色LEDが黄色蛍光体を励起するものであり、その結果生じる青色光と黄色光の混合により白色光が生成されます。このアプローチは、固体光源から白色光を生成する標準的な方法であり、効率と色調の調整において利点を提供します。

このLEDは、高い光度と効率を特徴としています。鉛フリー（Pbフリー）材料を使用して構築され、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー規格（Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm）を含む主要な環境規制に準拠しています。デバイスは、湿気感受性レベル3規格（JEDEC J-STD-020D）に従ってプリコンディショニングされており、標準的な表面実装組立プロセスに対する堅牢性を示しています。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、デバイスはこれらの限界を超えて動作させてはなりません。主要な定格には、最大逆電圧（VR）5V、連続順電流（IF）30mA、およびパルス条件下（1kHz、1/10デューティサイクル）でのピーク順電流（IFP）100mAが含まれます。最大許容損失（Pd）は110mWです。動作温度範囲は-40°Cから+85°Cで、保管温度範囲はわずかに広い-40°Cから+90°Cです。はんだ付けに関しては、ピーク温度260°Cで10秒間のリフロー・プロファイル、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。静電気放電（ESD）耐圧は1000V（人体モデル）です。

2.2 電気光学特性

周囲温度25°C、順電流20mAの標準試験条件下で測定された主要な性能パラメータが定義されています。光度（Iv）は、最小715ミリカンデラ（mcd）から最大2240 mcdまでの典型的な範囲を持ち、指定された許容差は±11%です。半値角（2θ1/2）は、強度が半減する全角として定義され、典型的に120度で、広いビームパターンを提供します。順電圧（VF）は、20mA時に2.75Vから3.65Vの範囲で、許容差は±0.05Vです。逆電流（IR）は、逆バイアス5Vが印加された時に最大50µAと規定されています。

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、設計者は輝度と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することができます。

3.1 光度ビニング

光束出力は、5つの異なるビンに分類されます：V1（715-900 mcd）、V2（900-1120 mcd）、W1（1120-1420 mcd）、W2（1420-1800 mcd）、BA（1800-2240 mcd）。すべての測定はIF=20mAで行われます。

3.2 順電圧ビニング

順電圧は、一般的なグループVの下で3つのビンにグループ化されます：E5（2.75-3.05V）、6（3.05-3.35V）、7（3.35-3.65V）。このビニングの許容差は±0.1Vです。

3.3 色度座標ビニング

白色光の色は、CIE 1931色度図上の座標に従って精密に制御され、ビニングされます。ビンは（例：A0-1、A0-2、A0+1、A0+2など）とラベル付けされ、x,y色空間上の特定の四角形領域を定義します。これらの座標には±0.01の許容差が適用されます。通常、色度図上でこれらのビンを視覚化するための図が提供され、発光する白色光が所望の色温度と色合いの範囲内に収まることを保証します。

4. 特性曲線分析

グラフィカルデータは、様々な条件下でのLEDの動作に関するより深い洞察を提供します。

• 順電流対順電圧（IV特性曲線）：この曲線は、電流と電圧の非線形関係を示しています。定電流回路の設計に不可欠です。
• 相対光度対順電流：このグラフは、光出力が電流とともにどのように増加するかを示しており、高電流では効率低下により典型的に準線形の傾向を示します。
• 相対光度対周囲温度：この重要な曲線は、接合温度が上昇するにつれて光出力が減少する様子を示しています。このデレーティングを理解することは、アプリケーションにおける熱管理にとって極めて重要です。
• 順電流デレーティング曲線：これは、許容損失の限界内に収まるように、周囲温度の関数としての最大許容順電流を定義します。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、特徴的な広い黄色蛍光体の発光ピークと、より狭い青色LEDのピークが組み合わさった様子を示しています。
• 指向性特性図：光強度の空間分布を示す極座標プロットで、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

P-LCC-2パッケージには、その長さ、幅、高さ、リード寸法、および推奨PCBランドパターンを詳細に記した機械図面があります。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準許容差は±0.1mmです。パッケージは電気接続用に2本のリードを備え、明確な極性表示（通常は切り欠きまたはマークされたカソード）があります。

5.2 極性識別

ラベル説明図は、LED上面の製品マーキングがその性能ビン（光度ランク（CAT）、主波長/色度ランク（HUE）、順電圧ランク（REF）の各1コード）にどのように対応するかを示しています。

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SMT組立ラインに適しています。最大はんだ付け温度定格は厳守する必要があります：リフローはんだ付け時はピーク温度260°Cで10秒間、手はんだ付けの場合は350°Cで3秒間です。湿気感受性レベル（MSL）は3であり、部品は乾燥剤入りの防湿バッグに梱包され、工場条件（<30°C/60%RH）でバッグを開封した後のフロアライフは168時間（1週間）です。

7. 梱包および発注情報

LEDは、自動実装用のエンボス加工されたキャリアテープに供給されます。各リールには2000個が収容されています。キャリアテープのポケットおよびリール全体の詳細寸法が提供されます。部品は乾燥剤入りの密封アルミ防湿バッグに梱包され、外部には適切な湿度指示剤および警告ラベルが貼付されて出荷されます。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

この高輝度白色LEDは、コンパクトで効率的な照明を必要とする様々なアプリケーションに適しています。主な用途には、民生電子機器および産業用パネルにおけるフルカラー液晶ディスプレイ（LCD）のバックライト、オフィスオートメーション（OA）機器のインジケータランプおよび状態表示照明、自動車内装照明およびインジケータ、看板や装飾照明における小型の従来型白熱電球または蛍光灯の代替などが含まれます。

8.2 設計上の考慮事項

電流駆動：LEDは電流駆動デバイスです。熱暴走を防止し、安定した光出力を確保するためには、定電流源または電圧源と直列に接続された電流制限抵抗が必須です。設計では、順電圧ビンとその温度変化を考慮する必要があります。
熱管理：効率的ではありますが、LEDは接合部で熱を発生します。過度の温度は光出力と寿命を低下させます。特に最大電流付近または最大電流で駆動する場合は、PCBが十分な放熱対策を提供していることを確認してください。
光学設計：120度の視野角は、広く拡散したビームを提供します。集光が必要な場合は、二次光学系（レンズ、リフレクター）が必要となります。ウォータークリア樹脂色は、LEDチップ自体に色が付かないことが望ましいアプリケーションに最適です。

9. 技術比較および差別化

従来のスルーホール白色LEDと比較して、このSMT P-LCC-2パッケージは、基板スペースの節約、自動組立への適合性、およびPCBへのより良い熱経路の可能性において大きな利点を提供します。指定された高光度ビン（W2、BA）は、小さなフットプリントで高輝度を必要とするアプリケーションに適した性能を提供します。光度、電圧、色度に関する包括的なビニングシステムは、設計者にコスト最適化または性能重視の設計に適した部品を選択する柔軟性を与え、組立品内での色と輝度の一貫性を保証します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDの典型的な動作電流は何ですか？
A: 標準試験条件およびデータシートのほとんどの仕様は20mAで与えられています。絶対最大定格である30mAの連続電流まで動作させることは可能ですが、光出力と効率は特性曲線から確認する必要があり、熱管理がより重要になります。

Q: 色度ビンコード（例：A0+2）はどのように解釈すればよいですか？
A: これらのコードは、データシートで定義されたCIE色度図上の特定の領域に対応します。これらは、白色点（相関色温度と色合い）が制御された範囲内にあることを保証します。設計者は、自社製品の色の一貫性要件に合致するビンを選択する必要があります。

Q: 5V電源からこのLEDを直接駆動できますか？
A: 電流制限機構なしでは駆動できません。順電圧は通常3.0-3.4V程度です。5Vを直接接続すると過大電流が流れ、最大定格を超えてLEDを破壊します。直列抵抗または定電流ドライバが必要です。

11. 実用的なアプリケーション事例

シナリオ：産業機器用の状態表示パネルの設計複数の白色LEDが、半透明アイコンの照明に使用されます。均一な輝度を確保するためには、同じ光度ビン（例：W1）のLEDを選択する必要があります。12V電源ラインと各LED用の直列抵抗を使用した簡単な駆動回路を設計できます。抵抗値は R = (電源電圧 - LEDのVF) / LED電流 で計算されます。ビン6からの典型的なVF 3.2Vと希望電流20mAを使用すると、R = (12V - 3.2V) / 0.02A = 440オームとなります（標準的な470オーム抵抗を使用すると約18.7mAとなり、許容範囲内です）。広い120度の視野角により、ホットスポットなしでアイコンが均一に照らされます。

12. 動作原理の紹介

これは蛍光体変換型白色LEDです。基本光源は、窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られた半導体チップであり、順バイアスが印加されると（エレクトロルミネセンス）青色光を発します。この青色光は、チップ上に塗布されたセリウム添加ヤグ（YAG:Ce）蛍光体層によって部分的に吸収されます。蛍光体は高エネルギーの青色光子を吸収し、光ルミネセンスと呼ばれるプロセスを通じて低エネルギーの黄色光を再放出します。吸収されずに残った青色光は、放出された黄色光と混合されます。人間の目は、これらのスペクトル成分の組み合わせを白色光として知覚します。白色光の正確な色合いまたは色温度は、蛍光体の組成と厚さを調整することで調整できます。

13. 技術トレンド

白色LEDの開発は、固体照明革命の中心となってきました。現在進行中のトレンドは、発光効率（ルーメン毎ワット）の向上、より自然な光のための演色評価数（CRI）の改善、および信頼性と寿命の向上に焦点を当てています。量子ドットや複数蛍光体ブレンドの使用を含む蛍光体技術の進歩により、発光スペクトルのより細かい制御が可能になっています。マイクロLEDに見られるように、光出力を維持または増加させながら小型化を進める動きもあります。さらに、スマート照明アプリケーション向けに制御電子機器をLEDパッケージに直接統合することは、成長している開発分野です。