LED RGB SMD 1.6x1.7x1.6mm - 電圧 R:1.7-2.4V G:2.5-3.3V B:2.5-3.3V - 消費電力 48-49.5mW - フルカラー 英語 テクニカルデータシート

1. 製品概要

本フルカラーLEDデバイスは、全黒色表面を備えた高コントラスト用途向けの共通アノードRGB SMD（表面実装デバイス）です。製品サイズは1.6mm×1.7mm×1.6mmで、屋内外のフルカラービデオスクリーンにおける高密度ピッチに適しています。110°の非常に広い視野角により、大型ディスプレイ全体で均一な光分布を実現します。本LEDは、高輝度、低消費電力、高い信頼性、長い動作寿命を特長としています。IPX6の耐水性を備え、はんだ付け前の慎重な取り扱いが必要なMSL5a（耐湿性レベル5a）に適合しています。本コンポーネントはRoHS準拠であり、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応しています。マットな表面はグレアを低減し、直射日光下での視覚的なコントラストを向上させます。

2. 技術パラメータ分析

2.1 電気的および光学的特性

試験温度25°C（Ts=25°C）において、各カラーチップ（R、G、B）の電気的・光学的パラメータを規定します。全チャンネルにおいて、VR=5V時の逆電流（IR）は最大6 μAに制限され、低リークを実現します。順方向電圧（VF）の範囲は、赤：最小1.7V～最大2.4V、緑：最小2.5V～最大3.3V、青：最小2.5V～最大3.3Vです。主波長（λD）のビンは、赤：617～628 nm（1ビンあたり5nm）、緑：520～545 nm（1ビンあたり3nm）、青：460～475 nm（1ビンあたり3nm）です。スペクトル放射半値幅（Δλ）は、赤：24 nm、緑：38 nm、青：30 nmです。試験電流（赤10mA、緑10mA、青5mA）における光度（IV）は、最小値、平均値、最大値を示します：赤：最小120 mcd、平均195 mcd、最大310 mcd；緑：最小290 mcd、平均470 mcd、最大750 mcd；青：最小20 mcd、平均35 mcd、最大55 mcd。各色のビン比率は1:1.3です。視野角（2θ1/2）は110°で対称です。

2.2 絶対最大定格

Ts=25°Cにおける絶対最大定格は、安全な動作限界を定義します。順方向電流（IF）最大値：赤 20 mA、緑 15 mA、青 15 mA。逆電圧（VR）最大値：チャンネルあたり5 V。動作温度範囲：-30°C～+85°C。保存温度範囲：-40°C～+100°C。消費電力（PD）最大値：赤 48 mW、緑 49.5 mW、青 49.5 mW。全チップの接合部温度（TJ）最大値：100°C。静電気放電（ESD）保護（HBM）は1000V定格であり、取り扱い時には標準的な帯電防止対策が必要です。

2.3 ビニングシステムの説明

LEDは、主波長と光度によってビンに分類されます。赤色の波長ビンは5nm単位、緑色と青色は3nm単位です。光度ビンは1:1.3の比率に従い、各光度ランクは下限の1.3倍を上限とする範囲をカバーします。このビン分類システムにより、ディスプレイ内の複数のLED間で色と明るさの均一性が保証されます。特定のビンコードは製品ラベルに印刷されています。お客様は、均一な視覚性能を実現するために、アプリケーションに適したビンを選択する必要があります。

3. 性能曲線分析

3.1 順方向電圧対順方向電流（I-V曲線）

代表的なI-V曲線は、LEDに特有の非線形関係を示します。低い順方向電圧では電流は最小限ですが、しきい値電圧（赤色で約1.8V、緑色/青色で約2.6V）を超えると、電流は急激に増加します。これらの曲線は赤色、緑色、青色の各チップについて提供され、順方向電圧が色によって異なることを示しています。設計者は、LEDを直列または並列構成で駆動する際に、これらの差異を考慮する必要があります。

3.2 順方向電流対相対光度

相対光度は順方向電流の増加に伴って上昇しますが、高電流では飽和を示します。赤色チップの場合、60mAにおける相対光度は10mA時の約500%です。緑色と青色も同様の傾向を示しますが、傾きが異なります。PWM調光や定電流駆動方式を設計する際には、この非線形性を考慮する必要があります。

3.3 光度対周囲温度

周囲温度が上昇すると、光度は低下します。85°Cでは、相対光度は色に応じて25°C時の約60～70%まで低下します。赤色の劣化が最も少なく、緑色と青色はより大きく劣化します。温度範囲全体にわたって輝度の安定性を維持するには、熱管理が重要です。

3.4 スペクトル分布

スペクトル分布曲線は、波長に対する相対発光強度を示します。赤色は約620～625 nm、緑色は約530 nm、青色は約465 nmにピークがあります。スペクトル幅（半値全幅）は、記載されたΔλ値と一致しています。このスペクトル純度により、ディスプレイ用途において良好な色域が確保されます。

3.5 放射角

指向性曲線（X-X軸およびY-Y軸）は、角度に対する相対強度を示します。視野角110°（半値角）は、強度が軸上値の50%に低下する角度に相当します。放射パターンはほぼランバート分布であり、屋外スクリーンに適した広く均一な配光を提供します。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法と極性

パッケージ寸法：上面図は1.6 mm x 1.7 mmの本体と1.15 mmの高さを示します。側面図は全高1.6 mmを示します。底面図には、1+（アノード共通）、2R-（レッドカソード）、3G-（グリーンカソード）、4B-（ブルーカソード）とラベル付けされた4つのパッドが含まれます。極性マーク（PIN-MARK）が明確に示されています。はんだ付けパターン（推奨PCBフットプリント）は、0.7 mm x 0.5 mmのパッドと特定の間隔で提供されます。接着剤充填推奨：充填高さは0.65 mm以上である必要があります。特に記載がない限り、すべての公差は±0.1 mmです。

4.2 キャリアテープとリール寸法

LEDは、標準的なピックアンドプレース装置に対応したキャリアテープに梱包されています。リール寸法：A=400±2 mm、B=100.0±0.4 mm、C=14.3±0.3 mm、D=2.6±0.2 mm、E=12.4±0.3 mm、F=8.6+0.2/-0.3 mm、T=1.9±0.2 mm。各リールには15,500個が収納されています。テープのポケット設計により、輸送中の適切な向きと保護が確保されています。

4.3 ラベルと防湿バッグ

Each reel is labeled with part number, lot number, luminous intensity bin, forward voltage bin, wavelength bin, forward current, quantity, and date. The packaging includes desiccant and a humidity indicator card (HIC) inside a moisture-proof anti-static aluminum foil bag. The bag is vacuum-sealed to maintain low humidity (<10% RH) during storage. Storage conditions: temperature ≤30°C, humidity ≤60% RH before opening; after opening, use within 12 hours and store at ≤30°C / ≤10% RH with baking required before next use.

5. はんだ付けと実装ガイドライン

5.1 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は、ピーク温度（TP）245°C（最大10秒）の鉛フリーはんだ付けに基づいています。予熱は150°Cから200°Cまで60～120秒かけて行います。TPまでの昇温速度は≤4°C/s、冷却速度は≤6°C/sとします。217°C（TL）以上の時間は60秒を超えてはなりません。25°Cからピークまでの総時間は≤8分です。リフローサイクルは1回のみ許可されます。酸化と光学特性の劣化を防ぐため、窒素雰囲気の使用を推奨します。

5.2 手はんだ付けと補修

If hand soldering is necessary, use a soldering iron at <300°C for less than 3 seconds, and perform only once. For repair, a double-head soldering iron should be used, and the effect on LED characteristics must be verified beforehand. Repair after reflow is discouraged.

5.3 洗浄

水、ベンゼン、シンナーは使用しないでください。推奨洗浄溶剤はイソプロピルアルコール（IPA）です。塩素（Cl）や硫黄（S）元素を含む溶剤は避けてください。洗浄時にLED表面やパッケージを損傷しないように注意してください。

6. 梱包および注文情報

標準梱包：1リールあたり15,500個。各リールは乾燥剤とHICと共に防湿バッグに入れられ、密封後、段ボール箱（データシートに記載の指定寸法）に梱包されます。ラベル形式には必要なすべての追跡コードが含まれます。ご注文の際は、完全な品番にビンコードが含まれます。お客様は用途に応じて必要な波長と強度のビンを指定してください。本製品はMSL5aに分類されるため、厳格な防湿管理が必須です。

7. アプリケーションガイダンス

7.1 代表的なアプリケーション

屋外用フルカラービデオスクリーン（ファインピッチ）、屋内・屋外装飾照明、遊戯施設、一般看板向け。高コントラストの黒色表面により、屋外環境での視認コントラストが向上。IPX6の防水性能により、雨や水しぶきがかかる露出場所でも使用可能。

7.2 設計上の考慮事項

各LEDチップは定電流源で駆動し、順方向電流は絶対最大定格を超えてはならない。マトリックス駆動では、逆電圧が5Vを超えないようにする。熱管理：長期信頼性のため、LED表面温度は55°C未満、はんだ接合部温度は75°C未満に保つこと。適切な放熱設計と、十分な銅面積を備えたPCBレイアウトを行う。順方向電圧が異なるため、異色LEDの直列接続は避け、色ごとに独立した定電流ドライバを使用する。大規模ディスプレイでは、均一性を確保するためにビニングとエージングを検討する。高湿度または腐食性環境（沿岸部、温泉地）では、追加のコンフォーマルコーティングが必要となる場合がある。

8. 競合ソリューションとの技術比較

黒色表面を持たない標準的なRGB SMD LEDと比較して、本製品はオールブラックパッケージにより、太陽光下でのコントラスト比が高い。IPX6等級は、一般的なIPX4や非防水LEDよりも優れている。広視野角（110°）は屋外ディスプレイの業界標準に適合する。ただし、MSL5aの感度は一般的なMSL3よりも要求が厳しく、厳格な湿度管理が必要となる。ビニングの粒度（赤色5nm、緑色/青色3nm、強度比1:1.3）は、高品質ディスプレイ用LEDと同等である。

9. よくある質問

Q: 開封前の推奨保管期間はどのくらいですか？
A: 30°C以下、相対湿度60%以下の環境で最長6ヶ月です。

Q: このLEDをマルチプレックス方式のマトリックス駆動で使用できますか？
A: はい、ただし逆電圧が5Vを超えないようにし、適切な電流制限を行ってください。

Q: 経年によるルーメン維持率はどのくらいですか？
A: 標準的なL70寿命は駆動電流と熱条件に依存します。信頼性データ（85°C/85%RHで1000時間試験、故障なし）を参照してください。

Q: この製品は屋外での使用に適していますか？
A: はい、IPX6等級と広い温度範囲を備えており、屋外スクリーン向けに設計されています。

Q: このLEDのはんだリフローは2回可能ですか？
A: いいえ、リフローサイクルは1回のみ許可されています。

10. 実践的な応用例

ケース1：ファインピッチ屋外用LEDディスプレイ（P4-P8）
あるメーカーは、64×32ピクセル（RGB各ピクセル）を使用した320×160mmモジュールを設計しました。このLEDを使用することで、20%のデューティサイクルで5000ニトの輝度を達成しました。黒色表面は直射日光下でも高いコントラストを提供しました。適切なビニングにより、画面全体で色の均一性が確保されました。

ケース2：建築物ファサード用の装飾ライン照明
ある建築照明会社は、フレキシブル基板上にこのLEDを使用してRGBストリップを作成しました。IPX6保護により、追加のポッティングなしで建物外壁にストリップを設置できました。広い視野角（110°）により、ファサードに沿った均一な照明が実現されました。

11. 動作原理の解説

本LEDは、単一パッケージ内に3つの独立した半導体ダイ（赤、緑、青）を共通アノード構成で内蔵しています。各ダイはp-n接合であり、順方向バイアス時に発光します。発光波長は半導体材料によって決まり、赤色にはAlInGaP、緑色と青色にはInGaNが使用されています。黒色エポキシ樹脂による封止は外光を吸収し、オン/オフのコントラストを向上させます。リードははんだ付け性を高めるために銀メッキが施され、パッケージは表面実装に対応した設計となっています。共通アノード構成は、RGB制御に1つの正電源と3つの負極チャンネルを使用することで駆動回路を簡素化します。

12. 技術動向と将来展望

フルカラーSMD LEDは、明るさとコントラストを向上させながら、小型化が進んでいます。この1.6x1.7mmのパッケージは、屋外用ファインピッチディスプレイにおける現在の標準的な製品を示しています。今後の動向としては、更なる小型化（例：1.0x1.0mm）、高効率化、および熱管理の改善が挙げられます。順方向電圧低減のための共通カソードアーキテクチャの採用も見られ始めています。しかしながら、マルチプレックス駆動のディスプレイでは共通アノードが依然として主流です。屋外用途ではIPX6以上の防水等級（IPX8）が標準となりつつあります。マイクロLED技術の進展は、超ファインピッチの分野でSMD LEDに挑戦する可能性がありますが、コストと信頼性の面から、SMDは中～大型ディスプレイの大半で引き続き支配的です。