デュアルカラーLED 1.6x1.6x0.7mm 1.8V-2.4V 48mW イエロー/イエローグリーン RF-P1S196TS-B51 技術仕様書

1. 製品概要

1.1 概要説明

RF-P1S196TS-B51は、イエローチップとイエローグリーンチップを用いたコンパクトなデュアルカラー表面実装LEDです。1.6mm x 1.6mm x 0.7mmのパッケージにより、スペースに制約のある用途に適しています。本LEDは、汎用光学表示、スイッチ、シンボル、ディスプレイ向けに設計されています。すべての標準SMT実装およびはんだ付けプロセスに対応し、RoHS準拠です。耐湿性レベルはJEDEC規格に基づきレベル3です。

1.2 特長

• 非常に広い視野角（標準140°）。
• すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに適する。
• 耐湿性レベル：レベル3。
• RoHS準拠。
• 小型フットプリント：1.6mm x 1.6mm。
• 低背：0.7mm。

1.3 用途

光学インジケーター、スイッチおよびシンボル照明、ディスプレイバックライト、家庭用電子機器、自動車内装、産業用制御盤における汎用信号表示。

2. 技術パラメータの解釈

2.1 電気・光学特性 (T_s=25℃、I_F=20mA時)

本LEDはイエロー(Y)とイエローグリーン(YG)の2色チャンネルを提供します。主要パラメータは、20mA順電流、25℃周囲温度の試験条件下で規定されています。

2.2 絶対最大定格

これらの値を超えると永久的な損傷を引き起こす可能性があります。推奨条件を超えた動作は避けてください。

3. ビニングシステム

本LEDは、ドミナント波長、光度、順方向電圧に関してビニングされ、一貫性が確保されています。イエローチャンネルはD00（585-590nm）とE00（590-595nm）にビニングされます。イエローグリーンチャンネルはB10（565-567.5nm）、B20（567.5-570nm）、C10（570-572.5nm）、C20（572.5-575nm）にビニングされます。イエローの光度ビンは70～200 mcd（1DW、1AP、G20、1AW）で、イエローグリーンの光度ビンは18～100 mcd（C00、D00、E00、F00、F20）です。順方向電圧は1つのコード（1L）にビニングされ、標準範囲1.8-2.4Vです。ビニング情報はリールラベルにBIN CODEとして、波長（WLD）と順方向電圧（VF）の個別コードと共にエンコードされています。

4. 性能曲線の解析

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流

低電流（0-5mA）では、順方向電圧は急速に増加します。5mA以上では勾配が減少します。この曲線はGaP系LEDに典型的です。20mAでは、両方のチップの順方向電圧は約2.0Vです。

4.2 順方向電流 vs 相対強度

相対強度は、順方向電流に対して20mAまで直線的に増加し、推奨範囲内では飽和は見られません。より高い電流ではより高い光出力が得られますが、絶対最大定格内に留める必要があります。

4.3 温度依存性

周囲温度が上昇すると相対強度は低下します。100℃では、出力は室温の約80%に低下します。接合部温度制限（95℃）を超えないように、60℃以上では順方向電流のディレーティングが必要です。ピン温度対順方向電流曲線は、25℃の20mAから約115℃のゼロまで直線的なディレーティングを示しています。

4.4 波長シフト vs 電流

両色とも、順方向電流の増加に伴いドミナント波長はわずかに増加します。イエローの場合、0mAで約589nmから30mAで約596.5nmにシフトします。イエローグリーンの場合、同じ電流範囲で約567nmから約575nmにシフトします。この効果は接合部の発熱とバンドギャップの狭まりによるものです。

4.5 スペクトル分布と放射パターン

イエローチップは590-595nm付近にピークを持ち、イエローグリーンチップは565-575nm付近にピークを持ちます。両方ともスペクトル半値幅は約15nmで、比較的純粋な色を提供します。放射パターンはランバート型に近く、半値角140°の広い範囲をカバーし、広いエリアで均一な照明を保証します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDパッケージのサイズは1.6mm（長さ）×1.6mm（幅）×0.7mm（高さ）です。上面図は1.1mm×0.9mmの発光領域を示しています。側面図は0.3mmの基板厚さを示します。底面図は4つの半田パッドを示しています：パッド1（イエローのカソード？極性マーク）、パッド2（イエローのアノード）、パッド3（イエローグリーンのアノード）、パッド4（イエローグリーンのカソード）。推奨半田パターンは0.8mmのパッドピッチと0.6mmのパッド間隔を使用します。極性はコーナーマーク（ピン1識別）で示されます。

5.2 キャリアテープとリール

テープ寸法：幅8.0mm、ピッチ4.0mm、ポケットサイズ1.83×1.83mm、深さ0.95mm。リール径：178mm（7インチ）、幅8.0±0.1mm、ハブ径60±1mm、アーバーホール13.0±0.5mm。各リールには4000個が収納されています。リールラベルには部品番号、規格番号、ロット番号、ビンコード、数量、日付が含まれています。

5.3 防湿梱包

リールは乾燥剤と湿度インジケーターカードを同梱した防湿バッグに密封されています。外箱は機械的保護のための標準的な段ボール箱です。保管条件：開封前は製造日から1年間、≤30℃、≤75% RH。開封後は≤30℃、≤60% RHで168時間以内。保管条件を超えた場合は、60±5℃で24時間以上のベーキングが必要です。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

6.1 SMTリフローはんだ付け

鉛フリーリフロープロファイル：予熱150℃～200℃で60～120秒；最大3℃/sで217℃（TL）まで上昇；217℃以上を60～150秒維持；ピーク温度260℃、260℃以上（tp）は最大10秒；冷却速度最大6℃/s。25℃からピーク温度までの総時間は8分を超えないこと。リフローは2回以上行わないこと。リフロー間隔が24時間を超える場合はベーキングが必要です。

6.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付け：こて先温度≤300℃、時間≤3秒、1回のみ。リフロー後の修理は避けるべきですが、必要な場合は両頭はんだごてを使用し、LED機能を確認してください。

6.3 一般的な注意事項

• 反ったPCBにLEDを実装したり、はんだ付け後に基板を曲げたりしないでください。
• はんだ付け後の冷却中に機械的ストレスや振動を与えないでください。
• はんだ付け後にデバイスを急冷しないでください。
• 適切な洗浄剤（イソプロピルアルコール推奨）を使用し、超音波洗浄は避けてください。
• 動作環境は、硫黄化合物を<100 ppm、臭素を<900 ppm、塩素を<900 ppm、ハロゲン総量を<1500 ppmに制限してLEDの損傷を防ぐ必要があります。
• 適切なESD対策を講じてください。本LEDは2kV HBMに対応しています。

7. 梱包と注文情報

標準梱包：テープ＆リール形式で1リールあたり4000個。外箱には複数のリールが含まれます（数量は変動可能）。各リールには部品番号、規格番号、ロット番号、ビンコード（波長および光度用）、数量、日付コードがラベル表示されています。防湿バッグには乾燥剤パックと湿度インジケーターが含まれており、暴露を監視します。注文時には、厳しい許容差が必要な場合、波長と光度の希望するビン組み合わせを指定してください。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的な用途

ステータスインジケーター、押しボタンバックライト、小型ディスプレイ、および小さなフットプリントで二色が必要なあらゆるアプリケーションに最適です。広い視野角により、エッジライトや拡散パネルに適しています。

8.2 設計上の考慮事項

• 放熱：熱抵抗が450℃/Wであるため、接合部温度を95℃未満に保つために、十分なPCB銅面積とビアを推奨します。周囲温度が60℃を超える場合は、順方向電流をディレーティングしてください。
• 電流制限：熱暴走を防ぐために、必ず直列抵抗を使用してください。IV曲線が急峻なため、電圧のわずかな変化（0.1Vなど）で電流が大きく変動する可能性があります。
• 逆電圧保護：駆動回路が逆バイアスを印加しないようにしてください。LEDを損傷する可能性があります。
• 接着剤との互換性：有機蒸気を放出する接着剤は避けてください。シリコーン封止材を変色させる可能性があります。
• 洗浄：洗浄が必要な場合、イソプロピルアルコールは安全です。パッケージを攻撃する溶剤は避けてください。

9. 競合製品との技術比較

他のデュアルカラー1.6×1.6mm LEDと比較して、RF-P1S196TS-B51は非常に広い視野角（140°、通常120°）と低い熱抵抗（このパッケージサイズでは450℃/Wは競争力があります）を提供します。ビニングオプションはイエローに2つの波長ビン、イエローグリーンに4つの波長ビンを提供し、お客様が狭い色範囲を選択できます。絶対最大ESD定格2kVはチップLEDとして標準的です。ハロゲンおよび硫黄に関する明確なガイドラインは、堅牢な信頼性設計を示しています。一部の競合製品はより高い光度ビンを提供する場合がありますが、多くの場合、視野角の狭さや電圧の高さを犠牲にしています。全体として、本LEDは汎用表示において性能、サイズ、信頼性のバランスが良好です。

10. よくある質問

Q: 両方のチップを同時に駆動できますか？はい、イエローとイエローグリーンの両方のチップは独立して、または同時に動作させることができます。総駆動電流は各チップの絶対最大定格を超えないようにしてください。

Q: 最長寿命のための推奨電流は？15～20mAで動作させることで、良好な明るさと長寿命が得られます。高温環境ではディレーティングが必要です。

Q: シリコーン封止材の取り扱いはどうすればよいですか？レンズ表面に直接触れないでください。パッケージの側面をピンセットで扱ってください。シリコーンは柔らかく、ほこりを吸着しやすいです。

Q: 防湿バッグが膨らんでいる場合はどうすればよいですか？バッグが膨らんでいる場合、乾燥剤が消耗している可能性があります。使用前に60±5℃で24時間以上ベーキングしてください。

Q: このLEDは屋外用途で使用できますか？動作温度範囲（-40～+85℃）は屋外使用を可能にしますが、紫外線、高湿度、腐食性ガスへの直接暴露は避けてください。適切なコンフォーマルコーティングが必要な場合があります。

11. 実用的な応用例

スマートホームサーモスタットの二色ステータスインジケーター：コンパクトなサーモスタットはデュアルカラーLEDを使用してシステムステータスを示します：イエローは暖房、イエローグリーンは冷房。広い140°の視野角により、部屋の反対側からでも視認性を確保します。小型の1.6mmフットプリントは細いベゼルに収まります。サーモスタットはMCUを使用して、個別のGPIOピンを介して各チャンネルを電流制限抵抗で制御します。熱管理のために、PCBには各LEDの下に銅パッドとサーマルビアが含まれています。LEDは他の表面実装部品と一緒に標準プロファイルでリフローはんだ付けされます。耐湿性は、未開封の新しいリールを使用することで管理されています。20mAで1000時間以上の寿命試験では劣化は見られず、信頼性が確認されました。

12. 動作原理

本デュアルカラーLEDは、2つの個別のLEDチップ（イエロー（AlGaInP/GaP、波長約590nm）とイエローグリーン（GaP、波長約570nm））を単一のエポキシまたはシリコーンパッケージに統合しています。各チップは独自のアノードとカソード接続を持っています。順方向電流がチップに流れると、p-n接合で電子と正孔が再結合し、半導体材料のバンドギャップに対応するエネルギーを持つ光子を放出します。光は透明な封止材を通して取り出されます。各チップへの電流を独立して制御することで、どちらかの色を生成したり、両方を同時に動作させて混色（オレンジ色など）を作り出すことができます。広いビーム角は、拡散性の封止材またはレンズ設計によって達成されています。

13. 開発動向

二色SMD LEDの市場は、より小型のパッケージ（例：1.0×1.0mm）と高効率化に向けて進化し続けています。グリーンとブルー向けにはシリコン上のInGaNなどの新しい材料が開発されていますが、イエローとイエローグリーンにはAlGaInPが高効率のため支配的です。より細かいビニングと厳しい許容差を持つ複数チップの1パッケージへの統合が期待されています。さらに、このデータシートの明示的な制限に見られるように、硫黄やハロゲンへの暴露に対する信頼性の向上が標準になりつつあります。自動車や産業用途へのトレンドは、より広い動作温度範囲と改善された熱管理を要求しており、本製品は95℃の接合部温度で部分的に対応しています。将来の設計では、チップ直下にサーマルパッドを組み込み、熱抵抗を300℃/W未満に低減する可能性があります。