目次
- 1. 製品概要
- 1.1 一般説明
- 1.2 特長
- 1.3 アプリケーション
- 2. 技術仕様
- 2.1 電気的・光学的特性（Ts=25°C、IF=100mA時）
- 2.2 絶対最大定格（Ts=25°C時）
- 2.3 VF、Ie、ドミナント波長のビン範囲（IF=100mA時）
- 3. 性能曲線
- 3.1 順方向電圧 vs 順方向電流（図1-7）
- 3.2 相対強度 vs 順方向電流（図1-8）
- 3.3 はんだ温度 vs 相対強度（図1-9）
- 3.4 はんだ温度 vs 最大順方向電流（図1-10）
- 3.5 順方向電圧 vs はんだ温度（図1-11）
- 3.6 放射パターン（図1-12）
- 3.7 順方向電流 vs ドミナント波長（図1-13）
- 3.8 スペクトル分布（図1-14）
- 4. 機械的情報
- 4.1 パッケージ寸法（図1-1～1-4）
- 4.2 はんだパターン（図1-5）
- 5. 梱包情報
- 5.1 テープ＆リール寸法（図2-1、2-2）
- 5.2 ラベル情報（表2-2）
- 5.3 防湿梱包
- 6. 信頼性試験
- 6.1 信頼性試験項目（表2-3）
- 6.2 不合格基準
- 7. はんだ付けガイドライン
- 7.1 SMTリフローはんだ付けプロファイル
- 7.2 手はんだ付け
- 7.3 修理
- 8. 取り扱い上の注意
- 8.1 保管条件
- 8.2 環境に関する考慮事項
- 8.3 機械的取り扱い
- 8.4 静電放電（ESD）対策
- 8.5 熱設計
- 9. アプリケーションに関する考慮事項
- 9.1 車載照明
- 9.2 設計のヒント
- 10. 準拠
- 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
この赤外線LEDは、基板上にAlGaAsエピタキシャル技術を用いて作製され、近赤外線スペクトルで高効率の発光を実現します。デバイスは3.5mm x 2.8mm x 1.85mmのPLCC4パッケージに収められ、コンパクトな設計と表面実装アセンブリに適しています。LEDは通常940nmのピーク波長で発光し、リモコン、暗視、車載照明などの用途に最適です。
1.2 特長
- SMT対応のPLCC4パッケージ
- 非常に広い120°の視野角
- すべてのSMTアセンブリおよびはんだ付けプロセスに対応
- 自動実装用のテープ＆リール供給
- 耐湿性レベル：レベル3
- RoHSおよびREACH指令に準拠
- 車載用ディスクリート半導体向けAEC-Q102ストレステストに合格
1.3 アプリケーション
- 車載内装・外装照明（例：アンビエント照明、センサー照明）
- 赤外線リモコンシステム
- 光学センサーおよびエンコーダ
- 暗視装置
2. 技術仕様
2.1 電気的・光学的特性（Ts=25°C、IF=100mA時）
| パラメータ | 記号 | 条件 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧 | VF | IF=100mA | 1.3 | 1.5 | 1.9 | V |
| 逆方向電流 | IR | VR=5V | — | — | 10 | μA |
| 放射強度 | Ie | IF=100mA | 11.2 | 20 | 45 | mW/sr |
| ピーク波長 | λp | IF=100mA | 930 | 940 | 960 | nm |
| 視野角（半値角） | 2θ1/2 | IF=100mA | — | 120 | — | 度 |
| 熱抵抗（接合部-はんだ部） | RTHJ-S | IF=100mA | — | — | 130 | °C/W |
2.2 絶対最大定格（Ts=25°C時）
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | PD | 190 | mW |
| 順方向電流 | IF | 100 | mA |
| ピーク順方向電流（1/10デューティ、10msパルス） | IFP | 700 | mA |
| 逆方向電圧 | VR | 5 | V |
| ESD（HBM） | ESD | 2000 | V |
| 動作温度 | TOPR | -40～+100 | °C |
| 保存温度 | TSTG | -40～+100 | °C |
| 接合部温度 | TJ | 120 | °C |
2.3 VF、Ie、ドミナント波長のビン範囲（IF=100mA時）
LEDは順方向電圧、放射強度、波長ごとにビン分けされ、一貫性が確保されます。利用可能なビンは以下の通りです。
| パラメータ | ビンコード | 範囲 |
|---|---|---|
| 順方向電圧 (VF) | 0 | 1.2～1.8 V |
| 放射強度 (Ie) | L | 11.2～18 mW/sr |
| M | 18～28.5 mW/sr | |
| N | 28.5～45 mW/sr | |
| ドミナント波長 (λd) | F2 | 930～940 nm |
| G1 | 940～950 nm | |
| G2 | 950～960 nm |
3. 性能曲線
3.1 順方向電圧 vs 順方向電流（図1-7）
標準的なVF-IF曲線は非線形関係を示し、低電流（10mA）では約1.2V、100mAで約1.5V、200mAで約1.7Vに上昇します。この指数関数的な挙動は赤外線LEDの特徴であり、定電流ドライバを設計する際に考慮する必要があります。
3.2 相対強度 vs 順方向電流（図1-8）
放射出力は100mAまでほぼ直線的に増加します。100mAでは相対強度を100%とし、50mAでは約60%となります。100mAを超える動作（パルスモードのみ）はより高いピーク出力を得られますが、デューティ比による制限が必要です。
3.3 はんだ温度 vs 相対強度（図1-9）
はんだ部温度が上昇するとLEDの効率が低下します。100°Cでは相対強度は25°C時の約70%に低下します。光学性能を維持するためには適切な熱管理が不可欠です。
3.4 はんだ温度 vs 最大順方向電流（図1-10）
接合部温度を120°C未満に保つため、最大許容順方向電流は周囲温度の上昇に伴ってディレーティングする必要があります。25°Cでは100mAをフルに印加できますが、100°Cでは許容電流は約20mAに減少します。
3.5 順方向電圧 vs はんだ温度（図1-11）
順方向電圧は温度に対して約-2.5 mV/°Cの割合で直線的に減少します。この負の温度係数は電流制御ループを設計する際に考慮する必要があります。
3.6 放射パターン（図1-12）
このLEDはランバート型に類似した放射パターンを示し、50%電力角は±60°、全体の視野角は120°に相当します。放射は対称的で広角に均一に広がり、広いカバレッジを必要とする用途に適しています。
3.7 順方向電流 vs ドミナント波長（図1-13）
ドミナント波長は電流によってわずかにシフトし、65mAで940nm、105mAで946nmになります。この約0.2 nm/mAの赤方シフトは赤外線エミッタに典型的であり、波長に敏感なアプリケーションでは補償が必要な場合があります。
3.8 スペクトル分布（図1-14）
発光スペクトルは940nmでピークとなり、半値全幅（FWHM）は約40nmです。スペクトルは二次ピークがなくクリーンで、フィルタリングおよび検出において高いスペクトル純度を確保します。
4. 機械的情報
4.1 パッケージ寸法（図1-1～1-4）
LEDパッケージはPLCC4で、全体寸法は3.5mm x 2.8mm x 1.85mmです。上面図は4つの端子を示しており、カソード（ピン1）は極性ノッチでマークされ、アノード（ピン2）、および熱放散を改善するためにヒートシンクに電気的に接続された2つの追加端子（ピン3、4）があります。下面図は2.6mm x 1.6mmのヒートパッドを示しています。推奨されるはんだパターンは、4.6mm x 2.6mmの中央パッドと0.8mm x 0.7mmのピンパッドで構成されます。
4.2 はんだパターン（図1-5）
適切なPCBレイアウトは熱的および電気的性能にとって重要です。推奨されるランドパターンには、パッケージ下部に大きなサーマルパッドが含まれ、熱を逃がします。特に記載がない限り、すべての寸法はミリメートルで公差は±0.2mmです。
5. 梱包情報
5.1 テープ＆リール寸法（図2-1、2-2）
LEDは1リールあたり2000個のテープ＆リールで梱包されます。キャリアテープのポケットピッチは4.0mm、幅は12.0mm、PLCC4パッケージに最適化された部品深さです。リールの直径は330mm、ハブ直径は60mm、幅は12.6mmです。
5.2 ラベル情報（表2-2）
各リールには、部品番号、仕様番号、ロット番号、光束ビンコード、色度ビン、順方向電圧ビン、波長ビン、数量、日付コードが表示されています。ビンコードはセクション2.3で説明された分類範囲に対応します。
5.3 防湿梱包
LEDは乾燥剤と湿度インジケーターカードとともに防湿袋で出荷されます。耐湿性レベル（MSL）はレベル3で、袋開封後の床寿命は≤30°C/60%RHの条件下で168時間です。床寿命を超えた場合、または袋が破損した場合は、使用前に60±5°Cで24時間以上のベーキングが必要です。
6. 信頼性試験
6.1 信頼性試験項目（表2-3）
| 試験項目 | 規格 | 条件 | 期間 | 合格/不合格 |
|---|---|---|---|---|
| リフロー（3回） | JESD22-B106 | 260°C max、10秒 | 2サイクル | 0/1 |
| MSL 2（プリコンディショニング） | JESD22-A113 | 85°C/60%RH | 168時間 | 0/1 |
| サーマルショック | JEITA ED-4701 | -40°C 15分 ↔ 125°C 15分 | 1000サイクル | 0/1 |
| 寿命試験 | JESD22-A108 | Ta=100°C、IF=100mA | 1000時間 | 0/1 |
| 高温高湿寿命試験 | JESD22-A101 | 85°C/85%RH、IF=100mA | 1000時間 | 0/1 |
6.2 不合格基準
信頼性試験後、次の制限値のいずれかを超えた場合、LEDは不合格と見なされます：順方向電圧 > 1.1×上限仕様限界（USL）、逆方向電流 > 2.0×USL、または放射強度<0.7×下限仕様限界（LSL）。
7. はんだ付けガイドライン
7.1 SMTリフローはんだ付けプロファイル
リフローはんだ付けは推奨温度プロファイルに従う必要があります：プリヒート150°C～200°Cを60～120秒、昇温速度≤3°C/s、217°C（液相線）以上の時間は最大60秒、ピーク温度260°Cでピークの5°C以内の時間は30秒以内（実際のピークで最大10秒）、冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は8分未満とします。リフローは2回までとし、リフロー間が24時間以上経過した場合はベーキングが必要です。
7.2 手はんだ付け
手はんだ付けは、こて先温度300°C以下、接触時間3秒未満で1回のみ許可されます。はんだ付け中にシリコンレンズに圧力を加えないでください。
7.3 修理
修理は推奨されません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LED特性が劣化していないことを慎重に評価してください。
8. 取り扱い上の注意
8.1 保管条件
防湿袋開封前：≤30°C、≤75% RHで保管、保存期間1年。開封後：≤30°C、≤60% RHで24時間以内に使用。その時間内に使用しない場合は、60±5°Cで24時間以上のベーキングを行ってください。
8.2 環境に関する考慮事項
LED周辺で100 ppmを超える硫黄含有化合物への曝露を避けてください。また、腐食を防ぐために臭素と塩素の高濃度（それぞれ900 ppm未満、合計1500 ppm未満）を避けてください。シリコン封止材を変色させる可能性のある揮発性有機化合物（VOC）を放出しない材料を使用してください。
8.3 機械的取り扱い
シリコンレンズに直接圧力を加えないでください。パッケージの側面を持って取り扱ってください。適切なピックアンドプレースノズルを使用し、力を制御してください。反ったPCBにLEDを取り付けたり、はんだ付け後に基板を曲げたりしないでください。
8.4 静電放電（ESD）対策
LEDはESDに敏感です。接地された作業台、リストストラップ、イオナイザーを使用してください。HBMしきい値は2000Vですが、このレベルでは90%以上のデバイスが合格するため、慎重な取り扱いが必要です。
8.5 熱設計
接合部温度は120°Cを超えてはなりません。はんだ部までの熱抵抗は130°C/Wです。はんだ部温度を低く保つために、十分な銅面積と放熱を備えたPCBを設計してください。周囲温度が高い場合は電流のディレーティングを検討してください。
9. アプリケーションに関する考慮事項
9.1 車載照明
AEC-Q102認証により、このLEDは車載内装・外装照明アプリケーションに適しています。広い視野角により、アンビエント照明やインジケーター機能に最適です。車載EMCおよび熱的要件への準拠を確認してください。
9.2 設計のヒント
- 定電流ドライバを使用して、順方向電圧の変動による並列ストリングの電流不均衡を回避してください。
- 熱暴走を防ぐために、各ストリングに直列抵抗を含めてください。
- サーマルパッドの下に十分なサーマルビアを設けてください。
- パルス動作（例：通信）の場合、最大ピーク電流（700mA）とデューティ比（1/10）を遵守してください。
- IR出力をフィルタリングまたはシールドして、他のIR感受性デバイスとの干渉を回避してください。
10. 準拠
この製品は、RoHS（有害物質使用制限）およびREACH（化学物質の登録、評価、認可及び制限）規制に準拠するよう設計されています。また、車載グレードのストレステスト向けAEC-Q102の信頼性要件を満たしています。MSL分類はJEDEC J-STD-020に基づくレベル3です。デバイスはハロゲンフリーおよびアンチモンフリーです。
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。 |