緑色LED 2.0x1.25x0.7mm 仕様書 - 順方向電圧2.8-3.5V - 消費電力105mW - 波長515-530nm - 日本語技術文書

1. 製品概要

本仕様書は、緑色チップを用いたコンパクトな2.0mm×1.25mm×0.7mmパッケージの表面実装型LEDモデルRF-GNB170TS-CFについて説明します。本LEDは、汎用の光学表示、スイッチや記号のバックライト、その他の一般的な表示用途向けに設計されています。極めて広い視野角（標準140°）を備え、あらゆるSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応可能です。MSL（耐湿性レベル）3に適合し、RoHS準拠です。

2. 光学特性および電気特性

2.1 順方向電圧（VF）

試験電流20mAにおいて、順方向電圧は複数のグループに選別されます：G1 (2.8-2.9V)、G2 (2.9-3.0V)、H1 (3.0-3.1V)、H2 (3.1-3.2V)、I1 (3.2-3.3V)、I2 (3.3-3.4V)、J1 (3.4-3.5V)。代表的な順方向電圧は明記されていませんが、これらの範囲内に収まります。測定許容差は±0.1Vです。

2.2 主波長（λD）

20mAにおける主波長は515.0nm～530nmの範囲で、次のビンに分類されます：D10 (515.0-517.5nm)、D20 (517.5-520.0nm)、E10 (520.0-522.5nm)、E20 (522.5-525.0nm)、F10 (525.0-527.5nm)、F20 (527.5-530nm)。これは緑色の発光色に相当します。測定許容差は±2nmです。

2.3 光度（IV）

20mAにおける光度は次のように選別されます：1AU (260-330 mcd)、1AV (330-430 mcd)、1CG (430-560 mcd)、1CL (560-700 mcd)、1CM (700-900 mcd)。半値角は標準140°です。測定許容差は±10%です。

2.4 その他の光学パラメータ

スペクトル半値幅（Δλ）は標準15nmです。逆方向電流（IR）はVR=5Vで10μA未満です。接合部からはんだ接合部までの熱抵抗（RthJ-S）は20mA時で450°C/Wです。

3. 絶対最大定格

最大許容消費電力は105mW、順方向電流は30mA（直流）、ピーク順方向電流は60mA（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）です。静電気放電耐量（HBM）は1000Vです。動作温度範囲は-40°C～+85°C、保存温度範囲は-40°C～+85°C、接合部最高温度は95°Cです。消費電力が絶対最大定格を超えないように注意する必要があります。

4. 選別システム（ビニング）

4.1 波長ビニング

515nm～530nmの範囲で6つの主波長ビン（D10、D20、E10、E20、F10、F20）が用意されています。各ビンは2.5nmの範囲をカバーし、特定の緑色の色合いを選択することが可能です。

4.2 光度ビン

260 mcd から 900 mcd までの5つの光度ビン（1AU、1AV、1CG、1CL、1CM）があります。上位ビンほど明るい部品であることを示します。

4.3 順方向電圧ビン

2.8V～3.5Vの範囲で7つの電圧ビン（G1、G2、H1、H2、I1、I2、J1）があります。これにより、直列・並列回路でLEDを整合させ、均一な明るさを実現できます。

5. 代表的な性能曲線

5.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

この曲線は、順方向電圧が5mAで約2.5Vから30mAで3.0V以上まで上昇することを示しており、InGaNグリーンLEDに典型的な特性です。

5.2 順方向電流 vs. 相対強度

相対強度は、30mAまでは順方向電流にほぼ比例して増加し、それ以上の電流ではわずかに飽和します。

5.3 温度の影響

相対強度は周囲温度の上昇に伴って低下し、100°Cでは25°C時の約70%まで低下します。最大許容順方向電流も、ピン温度の上昇に伴ってディレーティングされ、25°Cで30mAから120°Cではほぼゼロになります。

5.4 波長 vs. 順方向電流

主波長は、バンドフィリング効果により、10mAで約521nmから30mAで約527nmへとわずかにシフトします。この電流増加に伴うブルーシフトは、InGaN LEDに典型的な現象です。

5.5 スペクトルと放射パターン

スペクトル分布は520～530nm付近にピークを持ち、半値幅は約15nmです。放射ダイアグラムは140°の広い視野角を示し、相対強度は±70°で50%まで低下します。

6. 機械的パッケージと寸法詳細

パッケージ寸法は2.00mm×1.25mm×0.70mm（公差±0.2mm）です。上面図では角に面取り（R0.20）のある長方形形状を示しています。下面図は極性を示し（パッド1がカソード、パッド2がアノード）。はんだ付けパターンは3.2mm×1.2mmのパッド、ピッチ0.8mmを推奨します。推奨はんだ付けパターン寸法はデータシートに記載されています。

7. はんだ付けおよび取り扱いガイドライン

7.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨リフローカーブ：予熱150°C～200°Cを60～120秒間；昇温速度≤3°C/s；217°C（TL）以上の保持時間60～120秒間；ピーク温度260°C、最大10秒間；冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は≤8分。最大2回のリフローサイクル。加熱中は機械的ストレスを加えないでください。

7.2 手はんだ付けおよびリワーク

手はんだごての温度は300°C未満、時間は3秒未満、1回のみとします。リワークが必要な場合は、両頭はんだごてをご使用ください。はんだ付け後の急冷は避けてください。

7.3 注意事項

反ったPCB部分にはLEDを取り付けないでください。冷却中は機械的な力や振動を加えないでください。LEDを硫黄化合物にさらさないでください（硫黄分は<100ppmに制限）。外部材料中の臭素と塩素の含有量はそれぞれ<900ppm、合計<1500ppm以下。ガス発生する接着剤は避けてください。適切なESD対策が必要です。

8. パッケージおよび注文情報

パッケージ数量：1リールあたり4000個。キャリアテープ寸法：幅8mm、ピッチ4mm、カバーテープ付き。リール径178mm±1mm、ハブ径60mm±0.1mm。耐湿性レベル3の部品には、乾燥剤入りの防湿バッグを使用します。ラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、光束・色度・順方向電圧・波長のビンコード、数量、日付が記載されます。

9. 信頼性試験データ

信頼性試験はJEDEC規格に準拠：リフロー（260°C、10秒、2回）－22個；温度サイクル（-40°C～100°C、30分保持、100サイクル）－22個；熱衝撃（-40°C～100°C、15分保持、300サイクル）－22個；高温保存（100°C、1000時間）－22個；低温保存（-40°C、1000時間）－22個；寿命試験（Ta=25°C、IF=20mA、1000時間）－22個。合格基準：順方向電圧は規格上限（USL）の1.1倍以下、逆方向電流は規格上限（USL）の2倍以下、光束は規格下限（LSL）の0.7倍以上。

10. アプリケーションノート

10.1 代表的な用途

光学表示、スイッチや記号のバックライト、民生用電子機器の一般照明、家電製品、自動車内装照明に最適です。

10.2 熱設計

接合部温度が95°Cを超えないようにするため、放熱が重要です。適切なPCB銅箔面積とサーマルビアを推奨します。熱抵抗450°C/Wは小型パッケージであることを示しており、高電流動作には優れた熱管理が不可欠です。

10.3 回路設計上の考慮事項

各LEDには電流制限抵抗が必要です。逆電圧による損傷を防ぐため、逆電圧保護（例：並列ダイオード）が必要です。直列ストリングを設計する際は、ビン間の順方向電圧ばらつきを考慮してください。

11. 代替グリーンLEDとの比較

本製品の2.0x1.25mmパッケージはコンパクトな実装面積を提供し、140°の広い視野角を持ちます。これは、標準的な0603（1.6x0.8mm）や0805（2.0x1.25mm）の代替品が通常120°の視野角であるのに対し、より広角です。波長範囲（515-530nm）は純粋なグリーンからイエローグリーン領域をカバーし、特定の色要件に適合します。光度は最大900mcdであり、インジケータ用途に十分な明るさを提供します。ただし、熱抵抗は大型パッケージのLEDと比較して比較的高いため、注意深い熱管理が必要です。

12. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを連続30mAで駆動できますか？
A: はい、ただし接合部温度が95°C未満である場合に限ります。適切な放熱が必要です。高温環境ではディレーティングが必要です。

Q: 密封袋を開封する前の保存期間は？
A: 未開封の状態で30°C/75%RHの条件で最長1年です。開封後は30°C/60%RHの条件で168時間以内に使用する必要があり、それを超える場合はベーク（60°C、24時間）が必要です。

Q: スペクトル半値幅15nmとはどういう意味ですか？
A: 発光スペクトルの半値全幅（FWHM）を示します。狭いほど色が純粋であり、15nmはInGaNグリーンLEDとして標準的です。

Q: 屋外用途で使用できますか？
A: 動作温度範囲-40°C～+85°Cは多くの屋外用途に適していますが、コンフォーマルコーティングなしで高湿度（>75%RH）に直接さらされると信頼性に影響を与える可能性があります。硫黄やハロゲン汚染も避ける必要があります。

13. 実用的な使用例

スマートホームコントロールパネルでは、複数の緑色LEDを使用してデバイスの状態を示します。ビンF10（525-527.5nm、560-700mcd）を使用することで、均一な緑色バックライトを実現できます。5V電源に対して150Ωの直列抵抗で電流を20mAに制限します。140°の広い視野角により、さまざまな角度から視認性が確保されます。コンパクトな2.0x1.25mmパッケージは小型PCBへの高密度実装を可能にします。このLEDは耐湿性レベル3であり、防湿バッグ開封後168時間以内にパネル組み立てが完了しない場合はベークが必要です。

14. 動作原理

本SMD LEDはInGaN（インジウム・ガリウム・ナイトライド）グリーンチップをベースとしています。順方向バイアス時、活性層で電子と正孔が再結合し、緑色波長（515-530nm）に対応するエネルギーを持つ光子を放出します。チップは透明シリコーンまたはエポキシレンズで封止され、光を効率的に取り出し、広いビーム角を提供します。パッケージは標準的なサイドビューSMT設計で、電気接続用に2つのはんだパッドを備えています。

15. 技術動向

InGaNベースの緑色LEDは、効率の継続的な向上が見られます。最近の傾向としては、高効率化（プレミアム品で200 lm/W超）、色純度向上のための狭スペクトル化、小型化のためのパッケージ縮小などがあります。本製品は、コスト重視の量産に適した成熟技術を代表します。今後の展開としては、同一フットプリント内での熱管理の改善やESD耐性の強化が考えられます。