Green-Yellow LED RF-GSB170TS-BC データシート - 2.0x1.25x0.7mm - 1.8-2.4V - 72mW - 英語技術文書

1. 製品概要

1.1 一般説明

本仕様書は、RF-GSB170TS-BC黄緑色発光ダイオード（LED）について規定します。本デバイスは黄緑色チップを用いて作製され、2.0 mm x 1.25 mm x 0.7 mmのコンパクトな表面実装型フォームファクタにパッケージされています。広い視野角と低消費電力が求められる汎用の光学表示及び照明用途向けに設計されています。

1.2 特長

• 非常に広い視野角：標準140°
• あらゆるSMT実装およびリフローはんだ付けプロセスに対応
• 耐湿性レベル：レベル3（JEDEC規格準拠）
• RoHS指令準拠 – 有害物質を含まない

1.3 用途

• 光学インジケータとステータスランプ
• スイッチのバックライトとシンボル照明
• ディスプレイのバックライト
• 汎用電子機器

2. 技術パラメータ

2.1 電気的・光学的特性（特に記載がない限り、Ts=25°C、IF=20mA）

以下のパラメータは、指定された試験条件下で測定されます。順方向電圧の許容差は±0.1V、ドミナント波長は±2nm、光度は±10%です。

• スペクトル半値幅： 標準値 15 nm
• 順方向電圧 (VF)： ビンB0、C0、D0で利用可能。20mA時の値：B0 最小/標準/最大 = 1.8/2.0/2.0V；C0 = 2.0/2.2/2.4V；D0 = 2.2/2.2/2.4V
• ドミナント波長 (λD)： ビンA10（560.0–562.5 nm）、A20（562.5–565.0 nm）、B10（565.0–567.5 nm）、B20（567.5–570.0 nm）、C10（570.0–572.5 nm）、C20（572.5–575.0 nm）で利用可能
• 光度（IV）： ビンC00（18–28 mcd）、D00（28–43 mcd）、E00（43–65 mcd）、F00（65–100 mcd）で利用可能
• 指向角（2θ1/2）： 140° 標準
• VR=5Vにおける逆電流（IR）： 最大10 μA
• 熱抵抗（RTHJ-S）： 最大 450 °C/W

2.2 絶対最大定格（Ts=25°C）

• 消費電力 (Pd): 72 mW
• 順方向電流 (IF): 30 mA
• ピーク順方向電流 (IFP, 1/10 duty, 0.1ms pulse): 60 mA
• 静電気放電 (HBM): 2000 V
• 動作温度 (Topr): -40 ~ +85°C
• 保存温度 (Tstg): -40～+85°C
• 接合部温度 (Tj): 95°C

設計上、接合部温度が95°Cを超えないようにする必要があります。信頼性の高い動作には、適切な熱管理と電流制限抵抗が不可欠です。

3. ビニングシステム

3.1 波長ビン

主波長は、560 nmから575 nmの範囲をカバーする6つのビンに分類されます。各ビンは2.5 nm幅で、色の一貫性を確保します。ビンはA10、A20、B10、B20、C10、C20と指定されています。

3.2 光度ビン

光度は4つのビンに分類されます：C00（18–28 mcd）、D00（28–43 mcd）、E00（43–65 mcd）、F00（65–100 mcd）。これにより、顧客は用途に適した明るさレベルを選択できます。

3.3 順方向電圧ビン

20 mAにおける順方向電圧は3つのビンに分類されます：B0（1.8–2.0 V）、C0（2.0–2.4 V）、D0（2.2–2.4 V）。なお、C0とD0の代表値は2.2 V、B0の代表値は2.0 Vです。

4. 性能曲線

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

図1-6に示すように、順方向電圧は順方向電流とともに非線形的に増加します。20 mAにおける代表的な順方向電圧は、約2.2 V（C0/D0ビン）または2.0 V（B0ビン）です。低電流では、順方向電圧はそれに応じて低下します。

4.2 相対光度 vs. 順方向電流

図1-7は、相対光度が約15 mAまでは順方向電流とほぼ直線的に上昇し、その後飽和し始めることを示しています。20 mAを超えてLEDを動作させると、光出力の増加率が低下し、接合部温度が上昇します。

4.3 温度依存性

図1-8は、周囲温度の上昇に伴い相対光度が低下することを示しています。85°Cでは、光度は25°C時よりも約20%低くなります。図1-9は、接合部温度を95°C未満に保つために、ピン温度が高い場合には最大許容順方向電流をディレーティングする必要があることを示しています。ピン温度が60°Cを超える場合は、電流を直線的に低減する必要があります。

4.4 スペクトル分布

図1-11は、波長に対する相対強度を示しています。発光スペクトルは約570 nm付近にピークを持ち、半値幅は約15 nmです。色は黄緑色として知覚されます。

4.5 放射パターン

図1-12は放射特性を示しています。視野角（2θ1/2）は140°であり、広範囲の角度からの視認性が求められるインジケータ用途に適した、非常に広いビームであることを示しています。

5. 機械的寸法とパッケージ

5.1 パッケージ寸法

LEDパッケージの寸法は2.0 mm x 1.25 mm x 0.7 mmです。上面図は、円形レンズを備えた長方形のボディを示しています。底面図は、極性マーク付きの2つの半田パッドを示しています。詳細な機械図面はデータシート（図1-1～1-4）に記載されています。特に指定がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、公差は±0.2 mmです。

5.2 はんだ付けパターン

推奨される半田付けパッドをFig. 1-5に示します。パッド寸法は3.20 mm x 1.20 mm、間隔は0.80 mmです。適切なパッド形状により、信頼性の高い半田接合部の形成と良好な熱伝導が確保されます。

5.3 極性マーキング

カソードはパッケージの切り欠きまたはマーキング（Fig. 1-4）で識別されます。逆電圧による損傷を防ぐため、実装時には正しい向きを守る必要があります。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨されるリフローはんだ付けプロファイルを図3-1に示します。主要パラメータ：

• 平均昇温速度（Tsmax～TP）：最大3°C/s
• 予熱：150°C～200°C、60～120秒
• 217°C（TL）以上の時間：60～150秒
• ピーク温度（TP）：260°C
• ピーク温度±5°C以内の時間（tp）：最大10秒
• 冷却速度: 最大6°C/秒
• 25°Cからピーク温度までの総時間: 最大8分

リフローはんだ付けは2回までとし、2回のはんだ付けの間に24時間以上経過した場合、LEDが吸湿する可能性があるため、2回目のリフロー前にベークが必要です。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、こて先温度300°C未満、滞留時間3秒以内のはんだごてを使用し、LED1個につき1回のみのはんだ付けとしてください。

6.3 保管とベーキング

LEDは防湿バッグで出荷されます。開封前の保管：≤30°C、≤75% RH、保存期間1年。開封後：≤30°C、≤60% RH、168時間以内に使用可能。乾燥剤が期限切れになった場合、または湿度インジケーターに変化が見られた場合は、使用前にLEDを60±5°Cで24時間以上ベーキングしてください。

7. 包装情報

7.1 キャリアテープとリール

LEDはピッチ4.0 mm、幅8.0 mmのキャリアテープに梱包されています。1リールあたり4000個入り。リール寸法は外径178 mm、内径60 mm、ハブ穴13.0 mmです。

7.2 ラベリング

各リールには、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、および日付がラベル表示されています。サンプルラベルを図2-3に示します。

7.3 防湿バッグ

リールは、乾燥剤と湿度インジケーターカードと共に防湿バッグに入れられます。その後、保管および輸送中の低湿度を維持するためにバッグは密封されます。

8. 信頼性試験

本LEDは、以下の試験（該当する場合はJEDEC規格に準拠）に基づき認定されています。

• リフローはんだ付け（260°C max, 10 s, 2回）：22サンプル中0不良
• 温度サイクル（-40°C～100°C、5分間の遷移、30分間の保持、100サイクル）：0不良
• 熱衝撃（-40°C～100°C、保持時間15分、300サイクル）：不良0件
• 高温保存（100°C、1000時間）：不良0件
• 低温保存（-40°C、1000時間）：不良0件
• 寿命試験（Ta=25°C、IF=20 mA、1000時間）：不良0件

合格基準：順方向電圧変動 ≤ 上限規格値の1.1倍、逆方向電流 ≤ 上限規格値の2.0倍、光束 ≥ 下限規格値の0.7倍

9. 取り扱い注意事項

9.1 化学的適合性

LEDは、100 ppmを超える硫黄化合物を含む環境にさらしてはなりません。周辺材料中のハロゲン含有量（臭素および塩素）は、それぞれ900 ppm未満、合計で1500 ppm未満でなければなりません。揮発性有機化合物（VOC）はシリコーン封止材に浸透し、変色を引き起こす可能性があります。有機蒸気を放出する接着剤は避けてください。

9.2 機械的取り扱い

ピンセットまたは適切な工具を使用して、LEDを側面から持ち上げてください。シリコーンレンズ表面に直接触れたり押したりしないでください。内部回路を損傷する可能性があります。はんだ付け後は、冷却中にPCBを曲げたり、機械的ストレスを加えたりしないでください。

9.3 電気的過負荷とESD

LEDは静電気放電（ESD）および電気的過負荷（EOS）に敏感です。適切なESD保護対策（接地された作業台、リストストラップ、導電性パッケージ）を使用してください。本デバイスは2000 V HBMに耐えられますが、それでも注意が必要です。

9.4 熱管理

接合部温度を95°C未満に保つため、PCBレイアウトに適切な放熱設計を行ってください。周囲温度が高い場合は電流をディレーティングしてください。熱抵抗450°C/Wは、理想条件下で30 mAがはんだ付けポイントに対して13.5°Cの温度上昇を引き起こすことを意味します。

10. アプリケーションノート

10.1 代表的なアプリケーション

広い視野角と黄緑色により、このLEDは民生用電子機器、自動車のダッシュボード、産業用制御盤、医療機器の状態表示灯に最適です。そのコンパクトなサイズは、スペースに制約のある設計に適合します。

10.2 回路設計上の考慮事項

LEDには必ず電流制限抵抗を直列に接続してください。抵抗値は R = (Vcc - VF) / IF で計算できます（Vccは電源電圧）。順方向電圧はビンによって異なるため、該当するビン値を使用するか、マージンを確保してください。並列接続の場合は、各LEDに個別の抵抗を設けて電流を均一にしてください。回路が逆バイアスになる可能性がある場合は、逆電圧保護（例：ブロッキングダイオード）を推奨します。

11. 動作原理

LEDは、電子と正孔が再結合する際に発光する半導体p-n接合です。再結合時に放出されるエネルギーが、発光波長を決定します。本デバイスでは、黄緑色チップに約560～575 nmに相当するバンドギャップエネルギーの材料を使用しています。光は、放射パターンを整形する透明シリコーンレンズを通して取り出されます。広い視野角（140°）は、特定のレンズ形状とチップ配置によって実現されています。

12. 開発動向

可視光LED市場は、高効率化、小型パッケージ化、色むら低減へと進化を続けています。次世代の黄緑色LEDは、エピタキシャル構造の改善や蛍光体変換により、より高い発光効率（lm/W）を達成する可能性があります。携帯機器の小型化トレンドは、この2.0×1.25 mmサイズのような超小型パッケージを促進しています。さらに、過酷な環境（高温、高湿度）に対する堅牢性の向上も継続的な焦点です。