目次
- 1. 製品概要
- 1.1 主な特長
- 1.2 対象アプリケーション
- 2. 詳細技術パラメータ解析
- 2.1 電気光学特性
- 2.2 絶対最大定格
- 3. ビニングシステムの説明
- 3.1 順方向電圧ビン(橙色)
- 3.2 順方向電圧ビン(青色)
- 3.3 波長ビン
- 3.4 光度ビン
- 4. 性能曲線解析
- 4.1 順方向電圧 vs 順方向電流(IV曲線)
- 4.2 相対光度 vs 順方向電流
- 4.3 温度が光度と順方向電流に与える影響
- 4.4 波長シフト vs 順方向電流
- 4.5 スペクトル分布
- 4.6 放射パターン
- 5. 機械的・パッケージ情報
- 5.1 パッケージ寸法
- 5.2 キャリアテープとリール
- 5.3 極性識別
- 6. はんだ付けと実装ガイド
- 6.1 リフローはんだ付けプロファイル
- 6.2 手はんだ付け
- 6.3 洗浄
- 6.4 保管条件
- 7. 包装と注文情報
- 8. アプリケーション推奨事項
- 9. 単色LEDとの技術比較
- 10. よくある質問(FAQ)
- 11. 実用的なアプリケーション事例
- 12. 原理の紹介
- 13. 開発動向
- 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
この二色LEDは、別個の青色チップと橙色チップを用いて製造されたコンパクトな表面実装デバイスです。パッケージ寸法は3.2mm×1.0mm×1.48mmで、スペースに制約のあるアプリケーションに適しています。本デバイスは、単一パッケージに2つの発光波長を組み合わせており、多色表示やインジケータ用途での設計の柔軟性を提供します。
1.1 主な特長
- 140°の極めて広い視野角により、均一な光分布を実現。
- すべての標準的なSMT実装およびリフローはんだ付けプロセスに対応。
- JEDEC規格に準拠した耐湿性レベル:レベル3(MSL 3)。
- RoHS準拠、有害物質を含まない。
- 二色出力:橙色(主波長約620nm)および青色(主波長約465nm)。
- 低順方向電圧:橙色約2.0V、青色約3.0V(20mA時)。
1.2 対象アプリケーション
- 民生機器、家電製品、産業機器向けの光インジケータ。
- スイッチやシンボルのバックライト、表示パネル。
- 二色で明確な視覚的フィードバックを提供する汎用状態表示。
2. 詳細技術パラメータ解析
特に指定がない限り、すべての電気・光学特性はTs=25°C、IF=20mAで測定されています。本製品は、規定範囲内で信頼性の高い動作を実現するように設計されています。
2.1 電気光学特性
主波長(λd):橙色チップ:615-630nm、標準620nm(20mAテスト)。青色チップ:460-475nm、標準465nm。両チップのスペクトル半値幅(Δλ)は15-30nmで、比較的純粋な色出力を示します。
順方向電圧(VF):橙色チップのVFビン範囲は1.8V~2.2V、標準2.0V。青色チップのVFビン範囲は2.8V~3.6V、標準3.0V。低い順方向電圧により電源要件が低減され、発熱が最小限に抑えられます。
光度(IV):橙色チップの光度ビン範囲は100mcd~350mcd、標準150-230mcd。青色チップの光度ビン範囲は100mcd~350mcd、標準150-230mcd。光度はビンによって異なります。設計者は均一な明るさのために適切なビンを選択する必要があります。
視野角(2θ1/2):140度で広範囲の視認性を実現。エッジライトインジケータや広い照明を必要とする用途に有利です。
逆電流(IR):VR=5V時、10µA未満で、逆バイアス時のリークを最小限に抑えます。
熱抵抗(RTHJ-S):450°C/Wと比較的高い値です。接合部温度を制限内に維持するためには適切な熱管理が不可欠です。
2.2 絶対最大定格
| パラメータ | 記号 | 橙色 | 青色 | 単位 |
|---|---|---|---|---|
| 消費電力 | Pd | 48 | 64 | mW |
| 順方向電流 | IF | 20 | mA | |
| ピーク順方向電流(1/10デューティ、0.1ms) | IFP | 60 | mA | |
| ESD(HBM) | ESD | 1000 | V | |
| 動作温度 | Topr | -40~+85 | °C | |
| 保存温度 | Tstg | -40~+85 | °C | |
| 接合部温度 | Tj | 95 | °C | |
ピーク電流と消費電力がこれらの制限を超えないように設計する必要があります。適切な電流制限抵抗が必須です。
3. ビニングシステムの説明
本製品は、順方向電圧(VF)、主波長(WLD)、光度(IV)によってLEDを分類するビニングシステムを採用しています。各リールには特定のビンからの部品が含まれており、単一注文内での一貫性が保証されます。
3.1 順方向電圧ビン(橙色)
橙色チップVFビン:B0(1.8-2.0V)、C0(2.0-2.2V)、D0(2.2-2.4V)。標準的によく使用されるビンはB0またはC0です。
3.2 順方向電圧ビン(青色)
青色チップVFビン:G0(2.8-3.0V)、H0(3.0-3.2V)、I0(3.2-3.4V)、J0(3.4-3.6V)。一般的なビンはH0です。
3.3 波長ビン
橙色波長ビン:D00(615-620nm)、E00(620-625nm)、F00(625-630nm)。青色波長ビン:C00(460-465nm)、D00(465-470nm)、E00(470-475nm)。
3.4 光度ビン
橙色光度ビン:B0(100-150mcd)、C0(150-230mcd)、D0(230-350mcd)。青色光度ビン:G00(100-150mcd)、H00(150-230mcd)、I00(230-350mcd)。
4. 性能曲線解析
データシートには、設計者がデバイスの動作を理解するのに役立ついくつかの特性曲線が記載されています。
4.1 順方向電圧 vs 順方向電流(IV曲線)
IV曲線は典型的な指数関数的関係を示します。20mAでは、順方向電圧は橙色が約2.0V、青色が約3.0Vです。曲線が急峻であるため、電圧駆動ではなく電流制御の必要性が強調されます。
4.2 相対光度 vs 順方向電流
相対光度は、20mAまでは順方向電流にほぼ比例して増加します。それ以上では、発熱により効率が低下する可能性があります。定格電流での動作により最適な出力が保証されます。
4.3 温度が光度と順方向電流に与える影響
周囲温度が高い場合(最大100°C)、相対光度は約10-15%低下します。ピン温度が25°Cを超えると、最大許容順方向電流をディレーティングする必要があります。
4.4 波長シフト vs 順方向電流
主波長は電流によってわずかにシフトします:橙色では0~30mAで約1nm増加、青色では同じ範囲で約2nm増加。色に敏感なアプリケーションではこの影響を考慮する必要があります。
4.5 スペクトル分布
スペクトルは約465nm(青色)と約620nm(橙色)に2つの明確なピークを示し、半値幅は狭くなっています。有意な二次発光はありません。
4.6 放射パターン
放射パターンは対称で、半値角は140°です。強度分布はランバート型に近く、広い角度にわたって均一なカバレッジを提供します。
5. 機械的・パッケージ情報
5.1 パッケージ寸法
LED本体の寸法は3.20mm(長さ)×1.00mm(幅)×1.48mm(高さ)です。下面図には正しい方向を示す極性マーク(カソード)があります。4つのはんだパッドが用意されています:各チップのアノード/カソード用に2つずつ。推奨されるはんだ付けパターンには、2.00mmピッチで0.35mm幅の配線が含まれます。
5.2 キャリアテープとリール
LEDは幅8.00mm、ピッチ4.00mmのキャリアテープに包装され、1リールあたり3000個入っています。リール寸法:外径178mm、ハブ径60mm、ハブスロット幅13mm。テープ送り方向は表示されています。
5.3 極性識別
底面の極性マークは共通カソードまたは共通アノードを示していますか?下面図によると、ピン1は橙色アノード、ピン2は橙色カソード/青色アノード?実際には図面にO(橙色)とB(青色)のラベルが付いています。詳細な接続:LEDは個別のチップを持ち、各チップに独自のアノードとカソードがあります。設計者は逆バイアスを避けるためにピン配置図を参照する必要があります。
6. はんだ付けと実装ガイド
6.1 リフローはんだ付けプロファイル
推奨リフロープロファイル:予熱ゾーン150°C~200°Cで60~120秒、昇温速度≤3°C/秒。217°C(液相線)以上での時間は60~150秒。ピーク温度260°C最大、保持時間≤10秒。冷却速度≤6°C/秒。リフローは2回までとし、サイクル間が24時間を超える場合はベーキングが必要です。
6.2 手はんだ付け
手はんだ付けが必要な場合は、こて温度≤300°C、1接合あたり3秒未満で行います。一度だけの接触が許可されます。加熱中に機械的ストレスを加えないでください。
6.3 洗浄
洗浄溶剤としてイソプロピルアルコールを使用してください。超音波洗浄はLEDを損傷する恐れがあるため推奨しません。溶剤がシリコーン封止材を侵さないように注意してください。
6.4 保管条件
開封前:≤30°C、≤75% RHで最長1年間保管可能。開封後:≤30°C、≤60% RHの条件で24時間以内に使用してください。吸湿が疑われる場合は、60±5°Cで≥24時間ベーキングしてください。
7. 包装と注文情報
標準包装:帯電防止キャリアテープに1リールあたり3000個のLEDを密封し、乾燥剤入り防湿袋に入れ、段ボール箱に詰めます。ラベルには品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード(VF、波長、光度)、数量、製造コードが含まれます。注文はフルリール数量および特定のビンコードに基づきます。
8. アプリケーション推奨事項
代表的な用途:状態表示(例:警告に橙色、電源に青色)、二色バックライト、表示サイン。設計上の考慮事項:必ず電流制限抵抗を使用し、電源電圧とVFビンに基づいて抵抗値を計算してください。周囲温度が50°Cを超える場合、または複数のLEDを密集して配置する場合は、適切な放熱を提供してください。直並列アレイの場合は、VFビンを合わせて電流分担を均一にしてください。
9. 単色LEDとの技術比較
この二色LEDは2つの個別LEDを置き換え、基板スペースと実装コストを節約します。独立したチップにより各色を個別に完全制御でき、より複雑な表示方式が可能です。ただし、単一チップパッケージと比較して熱抵抗が高いため(450°C/W vs 標準200-300°C/W)、熱設計にさらなる注意が必要です。
10. よくある質問(FAQ)
Q:両方の色を同時に駆動できますか?A:はい、ただし各チップの合計消費電力が絶対最大定格を超えないようにしてください。電流の合計により接合部温度が85°C以上に上昇しないように注意してください。
Q:複数のLED間で均一な明るさを確保するにはどうすればよいですか?A:同じ光度ビン(例:青色のH00)のLEDを注文してください。適切な駆動電流(例:20mA)を使用し、温度を一定に保ってください。
Q:ESD感受性はどのくらいですか?A:HBM 1000V クラス1Cです。取り扱いおよび実装中は標準的なESD予防措置を講じてください。
11. 実用的なアプリケーション事例
ネットワークスイッチでは、二色LEDがリンクステータス表示に使用されます:100Mbpsでは橙色点灯、1Gbpsでは青色点灯、アクティビティ時は橙色点滅。コンパクトな3.2x1.0mmサイズにより、2.54mmピッチのフロントパネルに取り付け可能です。広い140°視野角により、すべての方向から視認性が確保されます。
12. 原理の紹介
青色チップは通常InGaN(インジウムガリウム窒化物)で約465nmを発光します。橙色チップは通常AlInGaP(アルミニウムインジウムガリウムリン化物)で約620nmを発光します。両チップは共通基板上に実装され、個別のワイヤボンディングが行われます。封止には透明なシリコーンが使用され、高い光取り出し効率を維持し、黄変に耐性があります。
13. 開発動向
二色LEDのトレンドは、より高い発光効率(単色で最大200 lm/W)とより小さなパッケージサイズ(例:2.5x0.5mm)に向かっています。スマートドライバとの統合やアドレッサビリティ(WS2812など)も一般的です。本製品は、小型化と多機能化に向けた業界の動きに合致しています。
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。 |