目次
- 1. 製品概要
- 1.1 一般説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 2. 技術パラメータ
- 2.1 電気的・光学的特性
- 2.2 絶対最大定格
- 3. ビン分類システム
- 3.1 順方向電圧ビン
- 3.2 波長ビン
- 3.3 光度ビン
- 4. 性能曲線の分析
- 4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流(図1-6)
- 4.2 順方向電流 vs. 相対光度(図1-7)
- 4.3 温度依存性(図1-8 & 1-9)
- 4.4 スペクトル分布(図1-11)
- 4.5 放射パターン(図1-12)
- 5. 機械的仕様およびパッケージ情報
- 5.1 パッケージ寸法
- 5.2 キャリアテープとリール
- 6. はんだ付けおよび実装ガイド
- 6.1 リフローはんだ付けプロファイル
- 6.2 はんだごてによる手はんだ付け
- 6.3 注意事項
- 7. 梱包および注文情報
- 7.1 梱包仕様
- 7.2 防湿梱包
- 7.3 段ボール箱
- 8. アプリケーション推奨事項
- 9. 技術比較
- 10. よくある質問
- 10.1 推奨駆動電流は?
- 10.2 ESD感度の取扱方法は?
- 10.3 はんだ付け後にLEDを洗浄できますか?
- 11. 実践的な使用例
- 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
1.1 一般説明
この表面実装LEDは緑色チップを使用して製造され、コンパクトな2.0mm x 1.25mm x 0.7mmのフォームファクターにパッケージ化されています。主波長510nm~525nmの緑色光を放射します。パッケージは広い140度の視野角を備えており、広範囲な光分布を必要とする用途に適しています。
1.2 特長
- 非常に広い視野角(標準140°)
- 全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(MSL 3)
- RoHS指令準拠
1.3 用途
代表的な用途としては、光学インジケータ、スイッチ及びシンボル、ディスプレイ、一般照明用途が挙げられます。
2. 技術パラメータ
2.1 電気的・光学的特性
LEDはIF=20mA、Ts=25°Cで試験されます。主要なパラメータは以下の通りです。
- 順方向電圧(VF):ビン(G1~J2ビン)に応じて2.8V~3.5Vの範囲
- 主波長(λD):510nm~525nm(ビンC10~E20)
- 光度(IV):260 mcd~1000 mcd(ビン1AU~LB0)
- スペクトル半値幅:標準15nm
- 視野角:標準140°
- 逆電流:VR=5V時最大10μA
- 熱抵抗:最大450°C/W
2.2 絶対最大定格
いかなる動作条件下でも最大定格を超えてはなりません。
- 消費電力:105 mW
- 順方向電流:30 mA
- ピーク順方向電流(パルス):60 mA(デューティ1/10、パルス幅0.1ms)
- ESD(HBM):1000 V
- 動作温度:-40°C~+85°C
- 保管温度:-40°C~+85°C
- 接合部温度:95°C
3. ビン分類システム
このLEDは、順方向電圧、主波長、光度に基づいて複数のビンに分類され、一貫した性能を確保します。
3.1 順方向電圧ビン
IF=20mAにおいて、順方向電圧はG1(2.8-2.9V)からJ2(3.3-3.4V)までのビンに分類されます。各ビンは0.1V幅です。
3.2 波長ビン
主波長ビンは緑色スペクトルをカバーします:C10(510-512.5nm)、C20(512.5-515nm)、D10(515-517.5nm)、D20(517.5-520nm)、E10(520-522.5nm)、E20(522.5-525nm)。
3.3 光度ビン
光度ビンは1AU(260-330 mcd)からLB0(900-1000 mcd)までの範囲です。各ビンには最小/最大範囲が定義されています。
4. 性能曲線の分析
仕様書には、設計を支援するための代表的な光学特性曲線がいくつか含まれています。
4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流(図1-6)
IV曲線は典型的な指数関数的関係を示しています。20mAの順方向電流では、順方向電圧はビン範囲内にあります。この曲線は、所定の電流に必要な駆動電圧を決定するのに役立ちます。
4.2 順方向電流 vs. 相対光度(図1-7)
相対的な光出力は順方向電流とともに増加しますが、線形ではありません。低電流では効率が高く、高電流では熱効果により増加率が低下します。
4.3 温度依存性(図1-8 & 1-9)
相対光度は周囲温度の上昇とともに減少します。ピン温度が上昇するにつれて、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。100°Cのピン温度では、推奨順方向電流は25°C時よりも大幅に低くなります。
4.4 スペクトル分布(図1-11)
相対光度 vs. 波長曲線は、緑色LEDに典型的な520nm付近の狭いピークを示しています。スペクトル半値幅は約15nmで、良好な色純度を示しています。
4.5 放射パターン(図1-12)
放射図は、約140°の広いビーム角を示し、視野角全体にわたって均一な光度分布を示しています。
5. 機械的仕様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2.0mm x 1.25mm x 0.7mm(長さ x 幅 x 高さ)です。上面図は、2つのパッドを備えた長方形の外形を示しています。底面図はパッド寸法を示しています:パッド1は1.00mm x 1.20mm、パッド2も同様です。極性はドットまたはノッチでマークされています。推奨はんだ付けパターンは、3.20mm x 1.20mmのパッドと0.80mmの間隔を提供します。
5.2 キャリアテープとリール
LEDは、ピッチ4.0mm、幅8.0mmのキャリアテープに供給されます。テープには極性マークとトップカバーテープが付いています。リールの直径は178mm(標準7インチ)、ハブ直径は60mm、テープ幅は8.0mmです。各リールには4000個が収納されています。
6. はんだ付けおよび実装ガイド
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は、昇温速度最大3°C/s、予熱150°C~200°Cを60~120秒、その後最大260°Cのピーク温度に10秒以内で到達します。冷却速度は最大6°C/sとします。25°Cからピークまでの総時間は8分を超えないようにします。
6.2 はんだごてによる手はんだ付け
手はんだ付けが必要な場合、こて温度は300°C未満、接触時間は3秒未満とします。手はんだ付けは1回のみ許可されます。
6.3 注意事項
LEDの封止材は柔らかいシリコーンです。ピックアンドプレース中はレンズ表面に圧力を加えないでください。反った基板に実装したり、はんだ付け後に機械的応力を加えたりしないでください。リフロー後の急冷は推奨しません。
7. 梱包および注文情報
7.1 梱包仕様
標準梱包:1リールあたり4000個。キャリアテープとリールの寸法は仕様書に詳細が記載されています。リールには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード、光束、色度ビン、順方向電圧、波長、数量、日付を含むラベルが貼付されます。
7.2 防湿梱包
リールは、乾燥剤と湿度表示カードとともに防湿バッグに入れられます。バッグは真空密封され、ESD警告ラベルが貼付されます。開封前の最大保管期間:30°C以下、75% RH以下で1年。開封後は、部品を168時間以内に使用する必要があります(30°C以下、60% RH以下)。それを超えた場合は、60±5°Cで24時間以上ベークしてください。
7.3 段ボール箱
密封されたバッグは輸送用に段ボール箱に梱包されます。各箱には取扱説明書のラベルが貼付されます。
8. アプリケーション推奨事項
この緑色LEDは、広い視野角と高輝度により、光学インジケータ、スイッチのバックライト、ディスプレイパネルに最適です。設計者は、接合部温度を95°C未満に保つために十分な放熱を確保する必要があります。過電流を防ぐために、直列に電流制限抵抗を使用する必要があります。パルス動作の場合は、デューティ比とピーク電流が絶対最大定格を遵守する必要があります。
9. 技術比較
標準的な緑色LEDと比較して、この部品は140°の非常に広い視野角を提供し、均一な光分布が必要な用途に有利です。コンパクトな2.0x1.25mmのフットプリントにより、高密度実装が可能です。複数のビンオプションにより、アレイ内での色と明るさのマッチングに柔軟性を提供します。
10. よくある質問
10.1 推奨駆動電流は?
標準テスト電流は20mAですが、最大連続順方向電流は30mAです。最適な効率と信頼性のためには、20mAを推奨します。より高い輝度が必要な場合は、デューティ比10%で60mAのパルス駆動を使用できます。
10.2 ESD感度の取扱方法は?
このLEDはESD 1000V(HBM)に定格されています。取扱いおよび実装中は、標準的なESD予防措置(接地されたワークステーション、リストストラップ、導電性パッケージ)を遵守する必要があります。
10.3 はんだ付け後にLEDを洗浄できますか?
はい、ただしイソプロピルアルコールなどの承認された溶剤のみを使用してください。超音波洗浄はLEDを損傷する可能性があるため推奨しません。シリコーン封止材は柔らかく、ほこりを吸着する可能性があるため、洗浄は慎重に行う必要があります。
11. 実践的な使用例
- 車載内装インジケータ:広い角度により複数の座席からの視認性を確保。
- 民生電子機器:ポータブル機器の電源オンインジケータとして使用。
- 産業用制御パネル:高輝度により高周囲光下でも可読性を実現。
12. 原理の紹介
このLEDは、ガリウムベースの半導体(GaNまたはInGaNが有力)における電界発光により緑色光を放出します。順方向バイアスが印加されると、活性層内で電子と正孔が再結合し、緑色波長(510-525nm)に対応するエネルギーを持つ光子を放出します。波長は材料のバンドギャップによって決まります。
13. 開発動向
緑色LEDは効率と色安定性の点で改善を続けています。トレンドとしては、より小さなパッケージ(例:0603、0402)、屋外での可読性のための高輝度化、優れた熱管理が挙げられます。この2.0x1.25mmパッケージはすでにコンパクトで、小型化設計に適しています。
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。 |