LED 2.7x2.0x0.6mm 白色 3.4V 714mW 仕様書 RF-A3E27-W60E-B1

1. 製品概要

RF-A3E27-W60E-B1は、自動車の内装および外装照明用途向けに設計された高性能白色発光ダイオード（LED）です。青色チップと蛍光体変換層を組み合わせて白色光を生成します。本コンポーネントは、優れた熱管理と信頼性を提供するコンパクトな2.7mm x 2.0mm x 0.6mmのEMC（エポキシ成形コンパウンド）パッケージに収められています。標準順方向電流150mA、最大消費電力714mWで、55.3～83.7ルーメンの光束を実現します。AEC-Q102応力試験規格に基づく車載グレード個別半導体の認定を受けており、過酷な環境下での堅牢性を保証します。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 電気的・光学的特性 (Ts=25°C)

• 順方向電圧（VF）： 2.8V – 3.4V (標準3.1V) at IF=150mA。
• 逆電流 (IR): ≤10 µA at VR=5V。
• 光束 (Φ): 55.3 lm – 83.7 lm at IF=150mA。
• 指向角 (2θ½): 120° (標準値)。
• 熱抵抗 (RTHJ-S real): 21°C/W 標準、32°C/W 最大；(RTHJ-S el)：13°C/W 標準、20°C/W 最大。

2.2 絶対最大定格

• 消費電力 (PD)： 714 mW
• 順方向電流 (IF)： 210 mA（連続）
• ピーク順方向電流 (IFP)： 300 mA（1/10 デューティサイクル、10ms パルス幅）
• 逆電圧 (VR): 5 V
• ESD (HBM): 8000 V (90% yield)
• 動作温度 (TOPR): -40°C ～ +125°C
• 保存温度 (TSTG): -40°C ～ +125°C
• 接合部温度 (TJ): 最大150°C

25°C、パルスモード試験において、光電変換効率ηe = 39%。順方向電圧の測定許容差は±0.1V、色度座標の許容差は±0.005、光束の許容差は±10%。

3. ビニングシステム

本LEDは、IF=150mAにおける順方向電圧と光束のビンによって分類されます。

3.1 順方向電圧ビン

• G0: 2.8 – 3.0V
• H0: 3.0 – 3.2V
• I0: 3.2 – 3.4V

3.2 光束ビン

• PA: 55.3 – 61.2 lm
• PB: 61.2 – 67.8 lm
• QA: 67.8 – 75.3 lm
• QB: 75.3 – 83.7 lm

色度ビン（VM1～VM7）は、CIE 1931ダイアグラムに基づいて定義され、その座標はデータシートに記載されています。これらのビンは、自動車用照明規格（例：ECE）における色の一貫性を保証します。

4. 性能曲線分析

代表的な光学特性および電気特性の曲線は、様々な条件下でのLEDの挙動を示しています。

• 順方向電圧 vs. 順方向電流（図1-7）： 順方向電圧は電流の増加に伴って上昇し、30mAで約2.8V、210mAで約3.4Vとなります。この関係はInGaN系LEDに典型的なものです。
• 順方向電流 vs. 相対光束（図1-8）： 光束は210mAまでは電流にほぼ比例して増加しますが、それ以上の電流ではわずかに飽和します。
• 接合温度 vs. 相対光束（図1-9）： 接合温度が-40°Cから140°Cに上昇すると、相対光束は約20%低下し、熱管理の重要性が示されます。
• はんだ温度 vs. 順方向電流（図1-10）： 過熱を防ぐため、許容最大順方向電流ははんだ温度の上昇に伴い減少します。
• 電圧シフト vs. 接合温度（図1-11）： 順方向電圧は温度に対して約-2～-4 mV/°Cの割合で低下します。
• 放射特性図（図1-12）： 本LEDは半値角±60°の広いランバート配光を示し、均一照明に最適です。
• 温度および電流に対する色度座標シフト（図1-13、1-14）： 色ずれは動作範囲内でCIE単位±0.02以内と最小限です。
• スペクトル分布（図1-15）： 発光スペクトルは約450nm（青色）にピークを持ち、500～700nmをカバーする広い蛍光体変換帯域を有し、これは蛍光体変換型白色LEDに典型的です。

5. 機械的およびパッケージング情報

5.1 パッケージ寸法

本LEDパッケージの寸法は、特に指定がない限り、2.70mm（長さ）×2.00mm（幅）×0.60mm（高さ）で、公差は±0.2mmです。底面図には1.20mm×1.30mmのサーマルパッドとアノード/カソードのマーキングが示されています。適切な放熱と電気的接続を確保するために、推奨される半田付けパターンの寸法が提供されています。

5.2 極性

カソードはパッケージの小さな切り欠きで示されています。組み立て時には正しい極性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プロファイルはJEDEC規格に基づいています：

• 平均昇温速度：≤3°C/s
• 予熱：150°C～200°Cで60～120秒
• 217°C以上の時間：最大60秒
• ピーク温度：260°Cで最大10秒
• 冷却速度：≤6°C/s

リフローはんだ付けは2サイクルを超えないこと。サイクル間に24時間以上経過した場合、LEDが吸湿して損傷する可能性があります。

6.2 取り扱い上の注意事項

• 加熱または冷却時に機械的ストレスを加えないでください。
• はんだ付け後、PCBの反りを避けてください。
• 修理が必要な場合は、両頭はんだごてを使用してください。
• ピックアンドプレースノズルは、シリコーン表面に最小限の圧力のみを加えるようにしてください。

6.3 保管と耐湿性

耐湿性レベルはレベル2（MSL 2）です。保管条件：

• 開封前：30°C以下、75%RH以下、製造日から1年以内。
• After opening: ≤30°C, ≤60% RH, recommended use within 24 hours. If exceeded, bake at 60±5°C for >24 hours.
• 防湿バッグが破損した場合は、営業部にご連絡ください。

7. 梱包および注文情報

LEDはテープ＆リール（キャリアテープ幅8mm、リール径180mm）で供給され、1リールあたり4,000個入りです。キャリアテープの寸法は、A0=2.10±0.1mm、B0=3.05±0.1mm、K0=0.75±0.1mmです。各リールは防湿バッグに密封され、品番、ロット番号、光束（Φ）、色度（XY）、順方向電圧（VF）、波長（WLD）、数量、製造日のビンコードが記載されたラベルが貼付されています。

8. アプリケーション推奨事項

RF-A3E27-W60E-B1は、車載照明向けに特別に設計されており、室内（例：ルームランプ、マップランプ）および室外（例：サイドマーカー、ターンシグナル）の両方に使用できます。広い視野角（120°）と温度極限下での高い信頼性により、過酷な環境に適しています。AEC-Q102認証により、自動車業界の要件への準拠が保証されています。最適な性能を得るため、設計者は以下を考慮すべきです。

• 露出したサーマルパッドを使用して適切な放熱を行ってください。システム設計では熱抵抗を考慮し、ジャンクション温度を150°C未満に保つ必要があります。
• 過電流を防ぐために、電流制限抵抗を含めてください。
• Avoid using materials containing sulfur, bromine, or chlorine above specified limits (S<100ppm, Br<900ppm, Cl<900ppm, total Br+Cl<1500ppm) to prevent LED degradation.
• 残渣がある場合はイソプロピルアルコールなどの洗浄剤を使用してください。超音波洗浄は推奨されません。

9. 技術比較と差別化

標準的なミッドパワーLEDと比較して、EMCパッケージは優れた機械的強度と熱特性を提供します。AEC-Q102認証により、本製品は民生用LEDとは一線を画し、安全が重視される用途に適しています。色度と光束の厳格なビニングにより、マルチLEDアレイにおける均一性が確保されます。

10. よくある質問

Q: 最大接合部温度はいくつですか？
A: 絶対最大接合部温度は150°Cです。長期信頼性を確保するには、TJを125°C未満に保つことを推奨します。

Q: このLEDを300mAで連続駆動できますか？
A: いいえ、300mAはデューティ比1/10、パルス幅10msでのみ許容されるピーク順方向電流です。連続電流は210mAを超えてはなりません。

Q: ESD感受性にはどのように対処すべきですか？
A: 90%のユニットが8kV HBMに合格しますが、取り扱い時には適切なESD対策（接地された作業台、帯電防止リストストラップ）を講じる必要があります。

Q: 期待される寿命はどのくらいですか？
A: AEC-Q102試験に基づき、本LEDは自動車のストレス条件下での長期動作寿命を想定して設計されています。実際の寿命は駆動条件と熱管理に依存します。

11. アプリケーション事例研究

一般的な自動車内装アンビエント照明モジュールでは、6個のRF-A3E27-W60E-B1 LEDが10mm間隔でリニアアレイ状に配置されます。150mAに設定された定電流ドライバを使用することで、モジュールは30cmの距離で500ルクスの均一な照度を達成します。熱シミュレーションでは、適切に設計されたアルミPCB（サーマルパッドはんだ付け）により、ジャンクション温度85°Cが示されています。本システムは自動車規格に従った熱衝撃試験および振動試験に合格します。

12. 動作原理

白色LEDは、青色発光のInGaNチップと黄色発光の蛍光体（YAG:Ceまたは類似材料）を組み合わせて動作します。青色光の一部は蛍光体に吸収され、黄色光として再放出されます。残りの青色光が黄色光と混ざり合い、白色光が生成されます。色温度と演色評価数は、蛍光体の組成と厚さによって決まります。

13. 開発動向

自動車用照明は、エネルギー効率、設計の柔軟性、長寿命を理由に、完全LED化へと移行しています。その動向には、高発光効率（150 lm/W超）、小型パッケージ（2.7x2.0mmなど）、および強化された信頼性基準（AEC-Q102）が含まれます。将来の開発では、複数波長の直接発光を用いた蛍光体フリーの白色LEDが登場する可能性もありますが、現時点では蛍光体変換型LEDが市場を支配しています。