RGBフルカラーSMD LED 1.6x1.7x1.6mm - 電圧R:1.7-2.4V G/B:2.5-3.3V - 光度最大320mcd - IPX6防水 - 技術仕様書

1. 製品概要

REFOND RF-C1SA15HS-A56は、高コントラストと防水用途向けに設計されたコンパクトなフルカラーRGB SMD（表面実装デバイス）発光ダイオードです。コモンアノード構成を採用し、1.6mm x 1.7mm x 1.6mmの黒色表面パッケージに収められ、光反射を最小限に抑え、ディスプレイでの優れたコントラストを実現します。このLEDはIPX6定格で、強力な水流に対する保護を提供するため、屋外看板や装飾照明に適しています。非常に広い視野角110度、高光度、低消費電力、優れた信頼性を備え、RoHS準拠で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。耐湿性レベル（MSL）は5aで、吸湿を避けるために適切な取り扱いが必要です。

1.1 主な特長

• 反射防止表面 - マット仕上げによりコントラストを向上。
• 非常に広い視野角（110°）。
• 低消費電力で高光度。
• IPX6規格の耐水性。
• 耐湿性レベル：5a。
• RoHS準拠、鉛フリーリフローはんだ付け対応。

1.2 想定用途

• 屋外フルカラービデオスクリーンおよびデジタルサイネージ。
• 屋内・屋外装飾照明（例：建築照明、イベント照明）。
• 遊園地照明およびエンターテイメント器具。
• 汎用フルカラー表示およびバックライト。

2. 技術パラメータの解釈

2.1 電気的・光学的特性（Ts=25°C）

このLEDは、コモンアノードで3つの独立した色チャンネル（赤、緑、青）を提供します。以下の表は、指定されたテスト電流で測定された主要パラメータをまとめたものです。

注：順方向電圧許容差±0.05V、波長許容差±1nm、光度許容差±10%。すべての測定はRefondの標準化環境下で実施されています。

2.2 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、以下の制限を超えないよう注意する必要があります。

順方向電流値は連続動作に基づいています。ピーク電流は低デューティサイクルでのみ許容されます。各チャンネルの消費電力は絶対最大定格を超えてはなりません。

3. ビニングシステムの説明

製品は光度（IV）、主波長（λD）、順方向電圧（VF）に基づいてビンに分類されます。リールのラベルには、各色（R、G、B）の正確なグレードを示すBIN CODEが含まれています。例えば、ビンコードは特定の光度範囲（例：IV(mcd)）、波長範囲（例：λD(nm)）、電圧範囲（VF(V)）を示す場合があります。これにより、均一なディスプレイのために一貫した光学特性と電気特性を持つLEDを選択できます。典型的なビニングパラメータは以下の通りです：

• 光度ビン：R: 142-185 mcd（最小-平均）; G: 245-320 mcd; B: 27-35 mcd。
• 主波長ビン：R: 618-628 nm; G: 518-530 nm; B: 460-470 nm。
• 順方向電圧ビン：R: 1.7-2.4 V; G: 2.5-3.3 V; B: 2.5-3.3 V。

各リールには、品番、ロット番号、ビンコード、数量、製造日コードがラベル表示されています。重要な色合わせを必要とする用途では、同一ビンのLEDを使用することを推奨します。

4. 性能曲線の分析

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

特性曲線（図1-6）は、3色すべてにおいて順方向電圧が順方向電流とともに単調に増加することを示しています。典型的な動作電流（R:10mA、G:10mA、B:5mA）では、電圧は指定範囲内にあります。この情報は、電流制限抵抗や定電流ドライバの設計に重要です。

4.2 順方向電流 vs. 相対光度

図1-7に示すように、相対光度は順方向電流とともに増加し、低電流ではほぼ線形関係を示しますが、高電流では飽和します。赤チャンネルは最も高い相対光度の成長を示し、緑と青はやや低くなります。より高い電流で動作させると明るさは向上しますが、熱管理とのバランスをとる必要があります。

4.3 光度 vs. 周囲温度

図1-8は、周囲温度が上昇するにつれて相対光度が減少することを示しています。85°Cでは、光度は25°C時の約50〜60%に低下します。この温度依存性は、高温環境が一般的な屋外用途で考慮する必要があります。

4.4 はんだ温度 vs. 順方向電流（ディレーティング曲線）

図1-9は、周囲温度の関数としての最大許容順方向電流を示しています。高温（>70°C）では、熱暴走や損傷を避けるために電流を低減する必要があります。例えば、85°Cでは、推奨順方向電流は赤で約10mA、緑/青で8mAです。

4.5 スペクトル分布

スペクトル曲線（図1-10）は、赤（中心約625nm）、緑（約525nm）、青（約465nm）の鋭いピークを示し、半値全幅（FWHM）はそれぞれ24nm、38nm、30nmです。狭い帯域幅は、ディスプレイ用途で良好な色純度を保証します。

4.6 放射パターン（指向性）

角度分布曲線（図1-11および1-12）は、光強度がX-X方向とY-Y方向の両方で対称であり、半値角が軸外約55°、これは110°の視野角に相当することを示しています。この広いビームにより、LEDは大面積照明やディスプレイに適しています。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と極性

LEDパッケージの寸法は1.6mm×1.7mm×1.6mm（長さ×幅×高さ）です。上面図には、ピン1（コモンアノード）を示すカソードマーク（PIN-MARK）があります。底面図（図1-4）はパッド割り当てを示しています：1+（コモンアノード）、2R-（赤カソード）、3G-（緑カソード）、4B-（青カソード）。はんだ付けパターン（図1-5）は、推奨パッド寸法（各はんだパッド0.7mm×0.5mm、間隔0.4mm）を提供します。特に記載がない限り、すべての寸法の許容差は±0.1mmです。

5.2 キャリアテープとリール寸法

LEDはEIA-481規格に従いキャリアテープにパッケージングされています。テープ寸法には、1.6×1.7mmのボディに対応するピッチとキャビティサイズが含まれます。リールの外径は320.2mm（±2mm）、ハブ径79.5mm（±0.2mm）、幅14.3mm（±0.2mm）です。各リールには10,500個が含まれています。

5.3 防湿パッケージ

製品は、乾燥剤と湿度インジケーターカード（CF-HIC）を含む密閉された帯電防止・防湿アルミホイルバッグで出荷されます。このバッグは保管中や輸送中の吸湿を防ぎます。開封後は湿度カードを確認してください。湿度が30%以上の場合は、はんだ付け前にベーキングが必要です。

5.4 段ボール箱とラベル

リールは機械的保護のため頑丈な段ボール箱に梱包されています。各箱には、品番、ロット番号、ビンコード、数量、製造日コードがラベル表示されています。ラベルにはRoHS準拠マークも含まれています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

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は鉛フリー規格に従い、ピーク温度245°C（217°C以上の時間は最大10秒）です。予熱ゾーンは150°C〜200°Cで60〜120秒です。冷却速度は6°C/秒以下にしてください。リフローサイクルは1回のみ許可されています。LEDへの熱ストレスを最小限に抑えるため、中温はんだペーストの使用をお勧めします。

6.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付けが必要な場合は、パッドあたり300°C未満のこて温度で3秒未満とします。手はんだ付けは1回のみ行ってください。修理は推奨しませんが、やむを得ない場合は両頭はんだごてを使用して両方のパッドを同時に加熱し、部品を取り外してください。修理後にLED特性が劣化していないことを確認することが重要です。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄を避けるため、ノークリーンはんだペーストの使用が推奨されます。洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコール（IPA）を使用してください。超音波洗浄やLEDパッケージを損傷する可能性のある溶剤は使用しないでください。

7. 取り扱いおよび保管上の注意

7.1 保管条件

未開封のパッケージは30°C以下、相対湿度60%以下で保管してください。保存期間は包装日から1年間です。開封後は24時間以内にはんだ付けする必要があります。すぐに使用しない場合は、30°C以下、<相対湿度10%以下で保管してください。湿度インジケーターカードが30% RHを超えている場合、または保管期間が経過した場合は、使用前にLEDを65±5°Cで24時間ベーキングしてください。

7.2 静電気対策

このLEDはESD（静電気放電）に敏感なデバイスです（HBM 1000V）。ESD損傷を防ぐため、すべての生産機械と試験機器は適切に接地する必要があります。作業者は帯電防止リストバンドと帯電防止服を作業エリアで着用しなければなりません。ESD敏感部品を取り扱うワークステーションは、静電位を150V以下に維持する必要があります。

7.3 逆電圧保護

逆方向電流は非常に小さい（≤6 µA）ですが、絶対最大定格（5V）を超える逆電圧を印加するとLEDが損傷する可能性があります。回路設計では、直列ダイオードや適切な極性保護を使用して逆電圧を10V未満（推奨）に保つことを推奨します。

7.4 安全動作温度

高温は光度を大幅に低下させ、LEDの寿命を縮める可能性があります。高密度アレイや密閉器具では、LED表面温度を55°C未満、はんだ脚温度を75°C未満に保ってください。適切な放熱と空気の流れを確保する必要があります。

8. アプリケーション設計推奨事項

8.1 代表的な応用回路

屋外フルカラービデオスクリーンでは、各LEDピクセルは定電流ドライバIC（例えば16チャンネルLEDドライバ）で駆動され、R、G、Bそれぞれに個別のPWM制御が行われます。コモンアノードは電源に接続され（赤は通常2.5-5V、緑/青は3.3-5V）、電流制限と明るさ調整のために直列抵抗が含まれることがよくあります。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流ディレーティング：過熱を防ぐため、高温環境ではディレーティング曲線を使用してください。
• 混色：順方向電圧が異なるため、均一な明るさを実現するには、各色チャンネルに個別の電圧レギュレータまたはブーストコンバータが必要になる場合があります。
• 防水：屋外で使用する場合、IPX6定格を維持するためにモジュール全体をポッティングまたはシールする必要があります。
• レイアウト：推奨されるはんだ付けパターンに従い、適切なはんだ接合部を形成し、ブリッジを避けてください。

9. 類似製品との比較優位性

IPX6定格のない標準的なRGB LEDと比較して、この部品は湿気環境での耐久性が向上しています。マットブラック表面は反射を低減し、光沢パッケージと比較して最大30%コントラストを向上させます。広い視野角（110°）は、多くのコンパクトRGB LED（通常90〜100°）よりも広いです。さらに、MSL 5a定格は慎重な取り扱いを必要としますが、保管中の吸湿を低減します。また、信頼性を損なうことなく高温リフロー（245°C）をサポートします。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: 緑と青チャンネルの連続動作最大電流はいくつですか？

A: 絶対最大連続順方向電流は、緑と青で15mA、赤で20mAです。ただし、長寿命と熱安定性のため、テスト条件に従って赤10mA、緑/青5mAで動作させることを推奨します。

Q2: このLEDを電流制限なしで5Vシステムで使用できますか？

A: いいえ。緑/青の順方向電圧は最大3.3Vです。所望の電流レベルに制限するために直列抵抗または定電流ドライバが必要です。

Q3: 開封したリールはどのように保管すればよいですか？

A: 未使用のLEDはドライキャビネット（<相対湿度10%）に入れ、24時間以内に使用してください。それが不可能な場合は、はんだ付け前にベーキングしてください。

Q4: このLEDは自動車の外部照明に適していますか？

A: 動作温度範囲（-30〜+85°C）とIPX6定格により、一部の自動車用途に適していますが、AEC-Qには準拠していません。具体的な要件についてはメーカーにお問い合わせください。

11. 実用的な応用例

• 屋外LEDビデオウォール：これらのRGB LEDを2〜4mmピッチで配列し、マイクロコントローラとシフトレジスタで駆動することで、高解像度のカラーディスプレイが作成できます。IPX6定格により、雨天や降雪時でも動作が保証されます。
• 建築ファサード照明：建物のエッジや窓枠に沿って設置すると、広い視野角により均一な照明が得られます。マット表面はグレアを防ぎ、建物の外観を向上させます。
• 遊園地の乗り物照明：堅牢なパッケージは振動や断続的な水しぶきに耐えるため、回転または移動するアトラクションに最適です。

12. 動作原理の説明

このデバイスは、InGaN（青と緑）とAlInGaP（赤）技術を使用した化合物半導体発光ダイオードです。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。波長（色）は半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。コモンアノード構成は、3つのカソードすべてを個別に制御し、アノードを共通にすることで、電源への接続数を減らして駆動回路を簡素化します。

13. 業界動向と将来展望

小型・高輝度RGB LEDへの需要は、サイネージやエンターテイメント分野で引き続き成長しています。トレンドとしては、より高画素密度の小型パッケージ（1.0×1.0mmまで）、先進的な基板材料による熱管理の改善、強化された環境保護（IP67/IP68）が挙げられます。この部品はサイズ、性能、堅牢性のバランスが取れており、ミッドレンジからハイエンドのアプリケーションに適しています。今後の開発では、より高い効率（ルーメン/ワット）と、さらに優れた色の一貫性のためのより厳密なビニングが含まれる可能性があります。