PLCC-2 サイドビュー 黄色LED データシート - パッケージ 3.2x2.8x1.9mm - 電圧 2.2V - 電力 0.11W - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、PLCC-2（Plastic Leaded Chip Carrier）表面実装パッケージを採用した高性能黄色発光サイドビューLEDの仕様を詳細に説明します。主に過酷な環境向けに設計されており、堅牢な構造、高い光度、広い視野角を特徴とし、スペースが限られ信頼性が最優先されるバックライトやインジケータ用途に理想的な選択肢です。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLED部品の主な利点は、PCBの端面から照明を可能にするコンパクトなサイドビュー形状、パッケージサイズに対して優れた光出力、および強化された信頼性認証を含みます。長期的な耐久性と性能安定性を要求する市場向けに特別に設計されています。主要なターゲットアプリケーションは、車載インテリア照明（スイッチのバックライト、ダッシュボードインジケータ、制御パネルなど）です。その認定により、硫黄や高温動作などの環境要因に対する耐性が必要な他のアプリケーションにも適しています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

電気的、光学的、熱的パラメータを十分に理解することは、適切な回路設計と長期的な信頼性の確保に不可欠です。

2.1 測光・光学特性

LEDのコア性能は、順方向電流（I_F）50mAの標準試験条件下で定義されます。

• 代表光度（I_V）：2800 ミリカンデラ（mcd）。これは特定方向における知覚される明るさの尺度です。保証される最小値は2240 mcd、最大値は4500 mcdに達する可能性があり、ビニングシステムでカバーされるユニット間のばらつきを示しています。
• 視野角（2θ_½）：120度。この広い視野角により、広い領域にわたって均一な照明が確保され、光を横方向に分散させる必要があるサイドビューアプリケーションにおいて不可欠です。
• 主波長（λ_d）：591 nm（代表値）、範囲は588 nmから594 nm。このパラメータは黄色光の知覚される色を定義します。厳しい公差（±1nm）により、異なる製造ロット間で一貫した色出力が保証されます。

光束測定値の公差は±11%と規定されており、すべての測定は25°Cの熱パッド温度を基準としています。

2.2 電気的・熱的パラメータ

• 順方向電圧（V_F）：50mA時で2.20V（代表値）、範囲は1.75Vから2.75V。このパラメータは定電流回路の設計に極めて重要です。測定公差は±0.05Vです。
• 順方向電流（I_F）：このデバイスは、5 mA（動作最小値）から70 mA（絶対最大値）の連続順方向電流に対して定格されています。代表動作電流は50mAです。
• 熱抵抗：2つの値が提供されています：
  • 実測熱抵抗 R_thJS:85 K/W（代表値）、100 K/W（最大値）。これは半導体接合部からはんだ付け点までの実際の熱抵抗を表します。
  • 電気的熱抵抗 R_thJS:60 K/W（代表値）、85 K/W（最大値）。これはしばしば電気的測定方法から導出され、通常は実測値よりも低くなります。設計者は、接合温度（T実測熱抵抗 R_thJS値（85 K/W）を正確な熱管理計算に使用し、接合温度（T_J）が最大定格を超えないようにする必要があります。

3. 絶対最大定格と信頼性

これらの制限を超えると、デバイスに永久的な損傷を与える可能性があります。

• 消費電力（P_d）：192 mW。
• 接合温度（T_J）：125 °C。
• 動作温度（T_opr）：-40 °C から +110 °C。この広い範囲は車載アプリケーションに不可欠です。
• 保存温度（T_stg）：-40 °C から +110 °C。
• ESD耐性（HBM）：2 kV。これは中程度の静電気放電保護レベルを示します。組み立て時には適切なESD取り扱い手順に従う必要があります。
• サージ電流（I_FM）：非常に低いデューティサイクル（D=0.005）でパルス幅≤10 μsの場合、100 mA。
• 硫黄耐性：クラスA1。この認定は、LEDの樹脂および材料が硫黄を含む雰囲気による腐食に耐性があることを示し、特定の産業および車載環境で一般的な問題に対応します。
• はんだ付け：260°Cで30秒間のリフローはんだ付けに耐えます。
• 適合規格：本コンポーネントはRoHS、REACHに準拠し、ハロゲンフリー（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）です。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイスの動作を示すいくつかのグラフが提供されています。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

このグラフはLEDに典型的な指数関数的関係を示しています。推奨される50mAの動作点では、電圧は約2.2V付近に集中しています。設計者は、駆動回路がこの電圧ウィンドウ内で安定した電流を供給できることを確認する必要があります。

4.2 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、より高い電流（70mAに近づく）では飽和の兆候を示し始めることを示しています。50mAで動作させることは、明るさと効率/発熱の間の良好なバランスを提供します。

4.3 温度依存性

3つの重要なグラフが熱的影響を示しています：相対光度 vs. 接合温度：温度が上昇すると光出力は減少します。最大接合温度125°Cでは、出力は25°C時の値の約60-70%になります。これは高温環境での明るさ計算に考慮する必要があります。相対順方向電圧 vs. 接合温度：順方向電圧は負の温度係数を持ち、約2mV/°C減少します。この特性は、間接的な温度センシングに使用できる場合があります。相対波長 vs. 接合温度：主波長は温度とともにわずかにシフトします（約+0.1 nm/°C）。これは黄色のインジケータ用途では一般に無視できますが、色が重要な用途では注意が必要です。

4.4 順方向電流デレーティング曲線

これは信頼性にとって重要なグラフです。これは、はんだパッド温度（T_S）の関数として許容される最大連続順方向電流を示しています。例えば、パッド温度110°Cでは、最大許容電流は55mAに低下します。絶対最大パッド温度では、電流を5mAに減らす必要があります。この曲線を使用して、動作温度に対してLEDが過駆動されないようにする必要があります。

4.5 許容パルス処理能力

このグラフは、様々なデューティサイクルで、LEDが非常に短い時間（マイクロ秒からミリ秒）に処理できる最大単一パルス電流を定義します。これは、短時間の高輝度フラッシュを必要とする設計を可能にします。

5. ビニングシステムの説明

製造ばらつきを管理するために、LEDは性能ビンに分類されます。部品番号には、主要パラメータのビンを指定するコードが含まれている可能性があります。

5.1 光度ビニング

提供された表は、L1（11.2-14 mcd）からGA（18000-22400 mcd）までの広範なビニング構造を示しています。代表的な部品（2800 mcd）は、CAビン（2800-3550 mcd）に分類されます。設計者は、製品内のすべてのユニットで一貫した明るさを確保するために、必要な光度ビンを指定する必要があります。

5.2 主波長ビニング

波長は3nmステップでビニングされます。代表値591 nmは、8891ビン（588-591 nm）または9194ビン（591-594 nm）に対応します。特に複数LEDアレイでは、色の一貫性のために厳しい波長ビンを指定することが重要です。

5.3 順方向電圧ビニング

スニペットは、1.0Vから1.2Vの範囲を持つ電圧ビンコード1012を示していますが、これは代表的な2.2Vと矛盾しているようです。これは提供されたテキストの誤りであるか、別の製品バリアントを参照している可能性があります。通常、V_Fは0.1Vまたは0.2Vステップ（例：2.0-2.2V、2.2-2.4V）でビニングされます。

6. 機械的仕様、パッケージングおよび実装情報

6.1 機械的寸法と極性

このLEDは標準のPLCC-2表面実装パッケージを使用します。正確な寸法（長さ、幅、高さ）およびパッドレイアウトは機械図面セクションで定義されています。パッケージには120度の視野角を実現するための成形レンズが含まれています。極性はパッケージ本体上のカソードマークで示されており、逆バイアスで接続することは動作用に設計されていません。

6.2 推奨はんだパッドおよびリフロー・プロファイル

適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、推奨ランドパターン（はんだパッド設計）が提供されています。リフローはんだ付けプロファイルは、最大30秒間のピーク温度260°Cとして規定されています。このプロファイルに従うことは、プラスチックパッケージおよび内部ダイアタッチへの熱的損傷を防ぐために不可欠です。

6.3 パッケージング情報

LEDは、自動ピックアンドプレース組立装置との互換性のためにテープアンドリールで供給されます。リール仕様（テープ幅、ポケット間隔、リール直径）は、一般的なSMT組立機に適合するように標準化されています。

7. アプリケーションガイドラインと設計上の考慮点

7.1 代表的なアプリケーション回路

このLEDには、電源と直列に定電流源または電流制限抵抗が必要です。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。この計算には最大V_F(2.75V)を使用することで、ユニット間のばらつきがあっても電流が制限を超えないようにします。5V電源と50mA目標の場合：R = (5V - 2.75V) / 0.05A = 45 オーム。47オームの標準抵抗が適切です。抵抗の定格電力は少なくともP = I²R = (0.05)²* 47 = 0.1175Wである必要があるため、1/4W抵抗で十分です。

7.2 熱管理

効果的な放熱は、明るさと寿命を維持するために不可欠です。実測熱抵抗 R_thJS85 K/Wを使用します：LEDがP_d= V_F* I_F= 2.2V * 0.05A = 0.11Wを消費する場合、接合部からはんだ付け点までの温度上昇はΔT = R_th* P = 85 * 0.11 ≈ 9.4°Cです。PCBはんだパッド温度が80°Cの場合、接合温度T_Jは約89.4°Cとなり、125°Cの制限内です。設計者は、PCB自体が熱を放散してパッド温度を可能な限り低く保つことができることを確認する必要があります。

7.3 使用上の注意

• 損傷を防ぐために、常に極性を確認してください。
• デレーティング曲線に示されているように、5mA以下で動作させないでください。
• 取り扱いおよび組立中は適切なESD保護を実施してください。
• 推奨リフロープロファイルを正確に遵守してください。
• 最終アプリケーションにおける温度が光度および波長に及ぼす影響を考慮してください。
• 車載用途では、回路設計が車両の電気システムに特有のロードダンプやその他の過渡現象に対応できることを確認してください。

8. 技術比較とFAQ

8.1 標準LEDとの違い

このLEDは、サイドビュー形状, 高輝度（2800mcd）小型パッケージでの実現、および堅牢性認定（AEC-Q102、硫黄A1）の組み合わせによって差別化されています。標準的なトップビューPLCC-2 LEDと比較して、側面から光を放射し、ユニークな光学設計を可能にします。他のサイドビューLEDと比較して、そのAEC-Q102認定は、車載電子機器の厳格な信頼性要件に特化しています。

8.2 パラメータに基づくよくある質問

Q: このLEDを抵抗なしで3.3Vで駆動できますか？

A: できません。代表的なV_Fが2.2Vであるため、3.3Vに直接接続すると過剰な電流が流れ、絶対最大定格を超えてLEDを破壊する可能性があります。常に電流制限抵抗またはレギュレータが必要です。

Q: なぜ光度はルーメンではなくmcdで測定されるのですか？

A> ミリカンデラ（mcd）は光度を測定し、特定方向に放射される光の量です。ルーメンは全光束（全方向の光）を測定します。定義された視野角を持つサイドビューLEDのような指向性コンポーネントでは、mcdがより関連性の高い指標です。全光束は、角度分布が既知であれば近似できます。

Q: 硫黄耐性クラスA1は私の設計にとって何を意味しますか？

A> これは、LEDの封止樹脂および材料が、硫化水素やその他の硫黄ガスによる黒化または腐食に耐えるように配合されていることを意味します。これは、車載（特定のキャビン材料が硫黄ガスを放出する可能性がある）、産業環境、または高汚染地域などのアプリケーションで重要です。これは長期的な信頼性を高め、光出力を維持します。

Q: 部品番号のビニングコードをどのように解釈すればよいですか？

A> 部品番号（例：57-21R-UY0501H-AM）には埋め込みコードが含まれています。完全な内訳はここでは提供されていませんが、UYのようなセグメントは色（黄色）を示し、他の文字は光度ビン（例：2800mcdのCA）および波長ビンを指定している可能性があります。正確なデコードについては、メーカーの完全な注文ガイドを参照してください。

9. 動作原理とトレンド

9.1 基本的な動作原理

これは半導体発光ダイオードです。バンドギャップエネルギーを超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体チップ（黄色光の場合は通常AlInGaPなどの材料に基づく）の活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。特定の材料組成とドーピングが、放出される光の主波長（色）を決定します。

9.2 業界トレンド

このようなコンポーネントのトレンドは、高効率化（電気入力ワット当たりの光出力の向上）、小型パッケージでの高出力密度化、および車載（AEC-Q102）、産業、屋外アプリケーションの要求を満たすための強化された信頼性仕様