目次
- 1. 製品概要
- 1.1 一般的な説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 2. パッケージ寸法とはんだ付けパターン
- 2.1 機械的寸法
- 2.2 推奨はんだ付けパターン
- 3. 電気的および光学的特性
- 3.1 順方向電圧ビニング
- 3.2 主波長ビニング
- 3.3 光度ビニング
- 3.4 視野角と逆電流
- 3.5 熱抵抗
- 4. 絶対最大定格
- 5. 代表的な光学特性曲線
- 5.1 順方向電圧対順方向電流
- 5.2 順方向電流対相対強度
- 5.3 ピン温度対相対強度
- 5.4 順方向電流対主波長
- 5.5 相対強度対波長
- 5.6 放射パターン
- 6. パッケージ情報
- 6.1 キャリアテープ寸法
- 6.2 リール寸法
- 6.3 ラベル情報
- 6.4 防湿梱包
- 6.5 段ボール箱
- 7. 信頼性試験項目と判定基準
- 7.1 信頼性試験
- 7.2 故障基準
- 8. SMTリフローはんだ付け手順
- 8.1 リフロープロファイル
- 8.2 手はんだ付け
- 8.3 修理
- 8.4 注意事項
- 9. 取り扱い注意事項と保管
- 9.1 環境配慮事項
- 9.2 揮発性有機化合物(VOC)
- 9.3 回路設計
- 9.4 熱設計
- 9.5 保管条件
- 9.6 ESD保護
- LED仕様用語集
- 光電性能
- 電気パラメータ
- 熱管理と信頼性
- パッケージングと材料
- 品質管理とビニング
- テストと認証
1. 製品概要
1.1 一般的な説明
本製品はアンバーチップを使用したアンバー色のSMD LEDです。パッケージ寸法は1.6mm×0.8mm×0.7mmで、コンパクトな電子機器の組み立てに適しています。140度の非常に広い視野角を備え、インジケーターや表示用途で均一な光分布を実現します。
1.2 特長
- 140°の非常に広い視野角。
- すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応。
- 耐湿性レベル:レベル3(IPC/JEDEC J-STD-020準拠)。
- RoHS準拠。
1.3 用途
- 光学インジケーター。
- スイッチ、記号、ディスプレイ。
- 汎用照明および信号表示。
2. パッケージ寸法とはんだ付けパターン
2.1 機械的寸法
LEDパッケージは長方形のボディで、寸法は1.6mm(長さ)×0.8mm(幅)×0.7mm(高さ)です。上面図は発光領域の配置を示し、下面図は極性マーク付きの2つのはんだパッドを示しています。寸法は特に記載がない限りミリメートル単位で公差±0.2mmです。
側面図は高さ0.7mmと極性識別のための一角の微小な面取りを示しています。極性は底面のマークによっても示されます。
2.2 推奨はんだ付けパターン
最適なはんだ接合部の信頼性を得るために、推奨PCBランドパターンを提供します。パターンは0.8mm間隔で配置された2つの長方形パッドで構成され、各パッド幅は0.8mm、全幅2.4mmです。適切なはんだ量を得るためにはんだペーストステンシルを設計する必要があります。
3. 電気的および光学的特性
3.1 順方向電圧ビニング
試験電流20mA、温度Ts=25℃において、順方向電圧(VF)は3つのビンに分類されます:
- ビンB0:1.8V~2.0V(標準1.9V)
- ビンC0:2.0V~2.2V(標準2.1V)
- ビンD0:2.2V~2.4V(標準2.3V)
順方向電圧の測定公差は±0.1Vです。これらのビンにより、顧客は並列または直列構成で一貫した電圧のLEDを選択できます。
3.2 主波長ビニング
主波長(λD)は20mA、25℃で測定され、アンバースペクトルをカバーする2つのビンがあります:
- ビンA00:600nm~605nm
- ビンB00:605nm~610nm
測定公差は±2nmです。スペクトル半値幅は標準で15nmで、単色インジケーターに適した比較的狭い色スペクトルを示します。
3.3 光度ビニング
光度(IV)は20mAで4つのグループにビニングされます:
- F20:80~100 mcd
- G10:100~120 mcd
- G20:120~150 mcd
- H10:150~180 mcd
測定公差は±10%です。
3.4 視野角と逆電流
視野角(2θ1/2)は標準で140度で、広い放射パターンを保証します。VR=5Vにおける逆電流は最大10μAで、良好な接合品質を示しています。
3.5 熱抵抗
接合部からはんだ点までの熱抵抗(RTHJ-S)は最大450℃/Wです。このパラメーターは大電流アプリケーションにおける熱管理に重要です。
4. 絶対最大定格
Ts=25℃において、LEDは以下の絶対最大定格を超えて動作させてはなりません:
- 消費電力:72 mW
- 順方向電流:30 mA(連続)
- ピーク順方向電流(パルス):60 mA(デューティ比1/10、パルス幅0.1ms)
- 静電気放電(HBM):2000 V
- 動作温度:-40~+85℃
- 保管温度:-40~+85℃
- 接合部温度:95℃
これらの限界値を超えないように注意する必要があります。超えた場合、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。
5. 代表的な光学特性曲線
以下の曲線は、さまざまな条件下でのLEDの代表的な性能を示しています(特に記載がない限りTs=25℃で測定):
5.1 順方向電圧対順方向電流
順方向電流が0から30mAに増加するにつれて、順方向電圧は約1.8Vから2.4V(ビンに依存)にほぼ直線的に増加します。この関係はドライバー設計にとって重要です。
5.2 順方向電流対相対強度
相対光度は順方向電流とともに30mAまでほぼ直線的に増加し、より高い電流では飽和が生じます。
5.3 ピン温度対相対強度
ピン温度が高くなると相対強度は低下します。曲線は、85℃では強度が25℃時の約70%に低下する可能性があることを示しています。
5.4 順方向電流対主波長
主波長は順方向電流とともにわずかにシフトします。20mAでは波長は指定ビン内にありますが、より高い電流では小さな赤色シフトが発生する可能性があります。
5.5 相対強度対波長
スペクトル分布は約605nmでピーク強度を示し、半値幅は約15nmです。
5.6 放射パターン
放射パターンはランバート型に近く、広い140°の視野角を持ちます。相対強度は軸外70°で50%に低下します。
6. パッケージ情報
6.1 キャリアテープ寸法
LEDは幅8.0mm、ポケットピッチ4.0mmのキャリアテープに梱包されています。各ポケットには極性方向を示して1個のLEDが収納されています。テープは上部カバーテープで密封されています。寸法は幅8.00mm、ポケットピッチ4.00mm、ポケット深さ0.95mm、スプロケット穴までの距離2.00mmです。
6.2 リール寸法
各リールの直径は178mm±1mm、幅8.0mm±0.1mm、ハブ径60mm±1mm、中心穴径13.0mm±0.5mmです。リール1巻きあたり4000個のLEDが収納されています。
6.3 ラベル情報
ラベルには、品番、規格番号、ロット番号、ビンコード(光束、色度、順方向電圧、波長を含む)、数量、日付が記載されています。ビンコードはトレーサビリティのための特定の性能カテゴリーをエンコードしています。
6.4 防湿梱包
リールは乾燥剤と湿度インジケーターカードとともに防湿バッグに入れられます。バッグは密封されラベルが貼られます。耐湿性レベルは3で、バッグ開封後、温度30℃以下、相対湿度60%以下の条件下で168時間のフロアライフがあります。
6.5 段ボール箱
密封されたバッグは出荷用に段ボール箱に梱包されます。箱は機械的保護と積み重ね機能を提供します。
7. 信頼性試験項目と判定基準
7.1 信頼性試験
LEDはJEDEC規格に従ってさまざまな信頼性試験で認定されています。これらには以下が含まれます:
- リフローはんだ付け:260℃最大10秒、2回
- 温度サイクル:-40℃~100℃、100サイクル
- 熱衝撃:-40℃~100℃、300サイクル
- 高温保管:100℃、1000時間
- 低温保管:-40℃、1000時間
- 寿命試験:25℃、20mA、1000時間
すべての試験は22個のサンプルで実施され、合格基準は0故障、1拒否です。
7.2 故障基準
ストレス後、以下の場合にLEDは故障とみなされます:
- 順方向電圧が上限規格値の1.1倍を超える。
- 逆電流が上限規格値の2.0倍を超える。
- 光束が下限規格値の0.7倍を下回る。
8. SMTリフローはんだ付け手順
8.1 リフロープロファイル
推奨リフローはんだ付けプロファイルは以下の通りです(JEDEC J-STD-020準拠):
- 平均昇温速度(Tsmax~TP):最大3℃/秒
- 予熱:150℃~200℃、60~120秒
- 217℃(TL)以上の時間:最大60秒
- ピーク温度(TP):260℃
- ピークの5℃以内の時間:最大30秒
- 降温速度:最大6℃/秒
- 25℃からピークまでの時間:最大8分
リフローはんだ付けは2回を超えて行わないでください。2回のはんだ付けの間に24時間以上経過した場合、LEDが吸湿するためベーキングが必要になる場合があります。
8.2 手はんだ付け
手はんだ付けが必要な場合は、はんだごての温度を300℃未満、接触時間を3秒未満にしてください。手はんだ付けは1回のみに制限されます。
8.3 修理
リフロー後の修理は推奨しません。やむを得ない場合は、双頭はんだごてを使用し、LED特性への影響を確認してください。
8.4 注意事項
- 反ったPCB部分にLEDを実装しないでください。
- はんだ付け後の冷却中に機械的力を加えたり振動を与えたりしないでください。
- デバイスを急冷しないでください。
9. 取り扱い注意事項と保管
9.1 環境配慮事項
動作環境および接触材料は、銀メッキリードフレームの腐食を防ぐために、硫黄およびその化合物を100PPM未満に抑える必要があります。また、臭素と塩素の含有量はそれぞれ900PPM未満、総含有量は1500PPM未満とする必要があります。
9.2 揮発性有機化合物(VOC)
器具材料から放出されるVOCはシリコーン封止材に浸透し、熱や光の下で変色を引き起こし、大きな光損失につながる可能性があります。メーカーはデバイスの性能に悪影響を及ぼす可能性のある化学薬品の使用を避けるよう推奨しています。LEDと接触するすべての材料について適合性試験を推奨します。
9.3 回路設計
各LEDに流れる電流は絶対最大定格を超えてはなりません。軽微な電圧変動による損傷を防ぐために電流制限抵抗を使用してください。回路は動作中にのみ順方向電圧を印加してください。逆電圧はマイグレーションや損傷を引き起こす可能性があります。
9.4 熱設計
熱管理は重要です。発熱により発光効率が低下し、色がシフトします。接合部温度を最大定格95℃以下に保つために、適切な放熱とPCB設計が必要です。
9.5 保管条件
- アルミバッグ開封前:30℃以下、75%RH以下で、製造日から最大1年保管可能。
- 開封後:30℃以下、60%RH以下で最大168時間保管可能。
- 保管条件を超えた場合やバッグが破損した場合は、使用前に60±5℃で24時間以上ベーキングしてください。
9.6 ESD保護
LEDは静電気放電および電気的過負荷に敏感です。取り扱いおよび実装時には、適切なESD対策(接地された作業台、帯電防止バッグなど)を講じてください。
詳細については、メーカーの該当するアプリケーションノートを参照してください。
LED仕様用語集
LED技術用語の完全な説明
光電性能
| 用語 | 単位/表示 | 簡単な説明 | なぜ重要か |
|---|---|---|---|
| 発光効率 | lm/W (ルーメン毎ワット) | 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 | エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。 |
| 光束 | lm (ルーメン) | 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 | 光が十分に明るいかどうかを決定する。 |
| 視野角 | ° (度)、例:120° | 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 | 照明範囲と均一性に影響する。 |
| 色温度 | K (ケルビン)、例:2700K/6500K | 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 | 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。 |
| 演色性指数 | 無次元、0–100 | 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 | 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。 |
| 色差許容差 | マクアダム楕円ステップ、例:「5ステップ」 | 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 | 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。 |
| 主波長 | nm (ナノメートル)、例:620nm (赤) | カラーLEDの色に対応する波長。 | 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。 |
| 分光分布 | 波長 vs 強度曲線 | 波長全体の強度分布を示す。 | 演色性と色品質に影響する。 |
電気パラメータ
| 用語 | 記号 | 簡単な説明 | 設計上の考慮事項 |
|---|---|---|---|
| 順電圧 | Vf | LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 | ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。 |
| 順電流 | If | LEDの正常動作のための電流値。 | 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。 |
| 最大パルス電流 | Ifp | 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 | パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。 |
| 逆電圧 | Vr | LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 | 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。 |
| 熱抵抗 | Rth (°C/W) | チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 | 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。 |
| ESD耐性 | V (HBM)、例:1000V | 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 | 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。 |
熱管理と信頼性
| 用語 | 主要指標 | 簡単な説明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接合温度 | Tj (°C) | LEDチップ内部の実際の動作温度。 | 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある;高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。 |
| 光束減衰 | L70 / L80 (時間) | 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 | LEDの「サービス寿命」を直接定義する。 |
| 光束維持率 | % (例:70%) | 時間経過後に残った明るさの割合。 | 長期使用における明るさの保持能力を示す。 |
| 色ずれ | Δu′v′またはマクアダム楕円 | 使用中の色変化の程度。 | 照明シーンでの色の一貫性に影響する。 |
| 熱劣化 | 材料劣化 | 長期的な高温による劣化。 | 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。 |
パッケージングと材料
| 用語 | 一般的な種類 | 簡単な説明 | 特徴と応用 |
|---|---|---|---|
| パッケージタイプ | EMC、PPA、セラミック | チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 | EMC:耐熱性が良く、低コスト;セラミック:放熱性が良く、寿命が長い。 |
| チップ構造 | フロント、フリップチップ | チップ電極配置。 | フリップチップ:放熱性が良く、効率が高い、高電力用。 |
| 蛍光体コーティング | YAG、珪酸塩、窒化物 | 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 | 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。 |
| レンズ/光学 | フラット、マイクロレンズ、TIR | 光分布を制御する表面の光学構造。 | 視野角と配光曲線を決定する。 |
品質管理とビニング
| 用語 | ビニング内容 | 簡単な説明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光束ビン | コード例:2G、2H | 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 | 同じロット内で均一な明るさを保証する。 |
| 電圧ビン | コード例:6W、6X | 順電圧範囲でグループ化される。 | ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。 |
| 色ビン | 5ステップマクアダム楕円 | 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 | 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。 |
| CCTビン | 2700K、3000Kなど | CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 | 異なるシーンのCCT要件を満たす。 |
テストと認証
| 用語 | 標準/試験 | 簡単な説明 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光束維持試験 | 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 | LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。 |
| TM-21 | 寿命推定標準 | LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 | 科学的な寿命予測を提供する。 |
| IESNA | 照明学会 | 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 | 業界で認められた試験基盤。 |
| RoHS / REACH | 環境認証 | 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 | 国際的な市場参入要件。 |
| ENERGY STAR / DLC | エネルギー効率認証 | 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 | 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。 |