オレンジ SMD LED RF-OUB190TS-CF データシート - サイズ 1.6x0.8x0.7mm - 電圧 1.8-2.4V - 電力 72mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装型オレンジLEDの完全な技術仕様を提供します。このデバイスは、広い視野角と標準的なSMT実装プロセスとの互換性を備え、汎用インジケータ用途向けに設計されています。現代の電子設計に適した、コンパクトでRoHS準拠の部品です。

1.1 製品説明

このLEDは、オレンジ色の半導体チップを用いて製造された発光ダイオードです。寸法1.6mm（長さ）x 0.8mm（幅）x 0.7mm（高さ）の超小型表面実装パッケージに収められています。この小型フォームファクタは、携帯機器、制御パネル、シンボルのバックライトなど、スペースが限られた用途に最適です。

1.2 主な特長と利点

• 極めて広い視野角：本デバイスは、典型的な視野角（2θ1/2）が140度であり、様々な位置からの高い視認性を確保します。
• SMT互換性：すべての標準的な表面実装技術（SMT）の組立およびリフローはんだ付けプロセスに完全に適合します。
• 湿気感受性：湿気感受性レベル（MSL）3に格付けされており、はんだ付け前の具体的な取り扱いおよびベーキング要件が定義されています。
• 環境適合性：本製品は、RoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠しています。

1.3 対象用途

このLEDは汎用性が高く、以下のような多数の用途に使用できます（これらに限定されません）：

• 民生電子機器および産業機器における状態表示および電源インジケータ。
• 制御パネル上のスイッチ、ボタン、シンボル表示のバックライト。
• コンパクトなオレンジ光源が必要な一般的な照明。

2. 詳細な技術パラメータ分析

以下のセクションでは、指定された試験条件（Ts=25°C）におけるLEDの性能特性について詳細に説明します。

2.1 電気的・光学的特性

主要な性能指標は以下の表で定義されています。特に断りのない限り、すべての測定は順方向電流（IF）20mAで行われます。

• 順方向電圧（V_F）：LED動作時の両端電圧降下です。これは3つのカテゴリにビニングされています：B0（1.8-2.0V）、C0（2.0-2.2V）、D0（2.2-2.4V）。これにより、設計者は回路に適した一貫した電圧特性を持つLEDを選択できます。
• 主波長（λ_D）：光の知覚色を定義します。E00（620-625nm）およびF00（625-630nm）にビニングされ、特定のオレンジ色の色調に対応します。
• 光度（I_V）：発せられる可視光の量で、ミリカンデラ（mcd）で測定されます。複数のビンで提供されます：G20（120-150 mcd）、1AW（150-200 mcd）、1AT（200-260 mcd）、1AU（260-330 mcd）。このグレーディングシステムにより、輝度要件に基づいた選択が可能です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：典型的に15nmであり、オレンジ光のスペクトル純度を示します。
• 視野角（2θ_1/2）：140度であり、広角発光を確認します。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5Vにおける最大リーク電流は10 μAです。
• 熱抵抗（R_THJ-S）：接合部からはんだ付け点までの熱抵抗は450 °C/Wであり、熱設計計算において重要です。

2.2 絶対最大定格

これらの定格は、それを超えると永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。

• 電力損失（P_d）：72 mW
• 連続順方向電流（I_F）：30 mA
• ピーク順方向電流（I_FP）：60 mA（パルス条件時：0.1msパルス幅、1/10デューティサイクル）
• 静電気耐圧（ESD）：2000V（人体モデル）
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +85°C
• 最大接合温度（T_j）：95°C

重要な設計上の注意：最大許容連続電流は、接合温度が95°Cを超えないことを保証するために、アプリケーションの実際の熱条件（PCBレイアウト、周囲温度）に基づいて決定する必要があります。

3. 性能曲線分析

提供されるグラフは、様々な条件下でのLEDの動作に関する貴重な知見を提供します。

3.1 IV曲線と相対強度

順方向電圧対順方向電流曲線は、典型的な指数関数的関係を示しています。相対強度対順方向電流曲線は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示しており、推奨動作範囲内ではほぼ線形に増加し、非常に高い電流では飽和や効率低下の可能性があります。

3.2 温度依存性

ピン温度対相対強度およびピン温度対順方向電流のグラフは、熱設計において重要です。これらは、LEDのピン（接合部の代理）温度が上昇するにつれて光出力がどのように減少するかを示しています。同様に、順方向電圧は負の温度係数を持ち、温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。

3.3 スペクトル特性

主波長対順方向電流曲線は、電流によるシフトが最小限であり、良好な色安定性を示しています。相対強度対波長グラフは、指定された15nmの半値幅を持つ主波長（例：625nm）を中心としたスペクトルパワー分布を示しています。

3.4 放射パターン

放射パターン図（図1-12）は、140度の視野角を持つランバート型に近い広い放射パターンを視覚的に確認し、中心軸からの角度の関数として相対強度を示しています。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法と公差

LEDのフットプリントは1.6mm x 0.8mmの長方形です。全高は0.7mmです。図面に特に記載がない限り、すべての寸法公差は±0.2mmです。詳細な上面図、底面図、側面図により正確な形状が定義されています。

4.2 極性識別とパッド設計

カソード（負）端子は、パッケージの底面図において、マークされた角または緑色のインジケータで識別されます。信頼性の高いはんだ付けとピックアンドプレース組立時の適切な位置合わせを確保するために、推奨はんだパッドレイアウトが提供されています。パッド設計は、はんだフィレットの形成と熱放散を考慮しています。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 SMTリフローはんだ付け手順

このLEDは、標準的な赤外線または対流式リフローはんだ付けプロセス用に設計されています。MSLレベル3の格付けのため、防湿バッグを開封後、工場内環境条件（≤30°C/60%RH）下で168時間（7日）以内に使用する必要があります。この時間を超えた場合、はんだ付け前にIPC/JEDEC標準に従って指定された手順（例：125°Cで8時間）でベーキングを行い、吸収した湿気を除去してから安全にリフローはんだ付けする必要があります。

5.2 取り扱いおよび保管上の注意

• LEDは常にESD（静電気放電）対策を施して取り扱ってください。
• レンズやリードに機械的ストレスを加えないでください。
• 指定された保存温度範囲（-40°C ～ +85°C）内の涼しく乾燥した環境で、元の防湿包装にて保管してください。
• エポキシレンズを損傷する可能性のある溶剤や化学薬品にLEDをさらさないでください。
• はんだ付け時には、はんだごて先の温度を制御し、接触時間を最小限に抑えて熱損傷を防止してください。

6. 包装および発注情報

6.1 標準包装仕様

LEDは、自動化ハンドリング用の業界標準のエンボス加工キャリアテープで供給されます。テープ寸法は、標準的なピックアンドプレース装置のフィーダーとの互換性を確保するために指定されています。部品はリールに巻かれており、各リールには4000個が含まれています。リール寸法（直径、幅、ハブサイズ）は、機械設定と在庫計画のために提供されています。

6.2 防湿包装およびラベリング

リールは、輸送および保管中のMSL格付けを維持するために、乾燥剤と湿度指示カードとともに密封された防湿バッグに包装されています。バッグおよびリールラベルには、品番、数量、ロット番号、日付コードなどの重要な情報が記載されています。

7. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

7.1 典型的なアプリケーション回路

ほとんどのアプリケーションでは、LEDは定電流源によって駆動されるか、電源と直列に接続された電流制限抵抗を介して駆動されます。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。例えば、5V電源、C0ビンのLED（V_F~2.1V）、および所望のI_F20mAの場合、抵抗値は約（5 - 2.1）/ 0.02 = 145オームとなります。標準の150オーム抵抗が適しています。

7.2 PCBレイアウトと熱管理

• 熱放散パッド：推奨されるはんだパッドパターンを使用してください。熱放散パッド（該当する場合）またはカソード/アノードパッドをPCB上のより広い銅面積に接続することで、放熱が促進され、接合温度が低下し、寿命と光出力の安定性が向上します。
• 電流駆動：最大の信頼性と安定した光出力を得るために、定電圧ではなく定電流でLEDを駆動してください。調光にPWM（パルス幅変調）を使用する場合は、可視フリッカーを避けるために周波数が十分に高い（通常 >100Hz）ことを確認してください。
• ESD保護：静電気放電が発生しやすい環境では、LED自体が2kV HBMに格付けされていても、LEDラインに過渡電圧サプレッションデバイスや直列抵抗を追加して追加の保護を考慮してください。

8. 信頼性と品質保証

本製品は、様々な環境ストレス下での性能を確保するために、一連の信頼性試験に供されています。標準的な試験項目には、以下のようなものがあります（文書で参照される通り）：

• 高温保存寿命試験。
• 低温保存試験。
• 温度サイクル試験。
• 耐湿性試験。
• 耐はんだ熱性試験。
• リード強度試験。

製品の堅牢性を保証するために、具体的な試験条件および合否判定基準（例：順方向電圧または光度の許容変化）が定義されています。故障判定基準は通常、試験後の最大許容パラメータシフト（例：ΔV_F <±0.2V、ΔI_V <±30%）を指定します。

9. 技術比較と差別化

一般的なLEDと比較して、このデバイスは、順方向電圧、主波長、光度に関する包括的なビニングシステムにより明確な利点を提供します。これにより、ステータスバーやバックライトアレイなど、複数のLEDを必要とするアプリケーションにおいて、より厳密な色と輝度のマッチングが可能になります。140度の広い視野角は、多くの標準LEDがより狭いビームを持つことが多いのに対して優れており、オフアクシス視認性が重要なアプリケーションに適しています。指定されたMSLレベルと詳細な取り扱い説明は、高歩留まり製造のための明確な指針を提供します。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: B0、C0、D0の電圧ビンの違いは何ですか？

A1: これらのビンは、20mA時のLEDの順方向電圧降下を分類します。B0 LEDは最も低い電圧（1.8-2.0V）を持ち、D0は最も高い電圧（2.2-2.4V）を持ちます。同じビンからLEDを選択することで、同じ電圧で駆動される並列回路またはアレイにおいて、均一な輝度と電流消費を確保できます。

Q2: このLEDを最大連続電流の30mAで駆動できますか？

A2: 可能ですが、輝度のために必要な場合を除き、最適な寿命と安定性のためには推奨されません。典型的な20mAでの駆動は、光出力、効率、熱負荷のより良いバランスを提供します。30mAを使用する場合は、接合温度を95°C未満に保つために優れたPCB熱設計を確保する必要があります。

Q3: LEDが予想よりも暗く見えます。原因は何でしょうか？

A3: まず、直列抵抗値または定電流源設定を確認して駆動電流が正しいことを確認してください。次に、極性が正しいことを確認してください。第三に、過度の加熱がないか確認してください。高い接合温度は光出力を大幅に減少させます。最後に、適切な光度ビン（例：最高輝度の1AU）を選択していることを確認してください。

Q4: 湿気感受性レベル3は、私の生産にとって何を意味しますか？

A4: MSL 3は、防湿バッグを開封後、部品を工場内環境条件（≤30°C/60%RH）下で最大168時間（7日間）曝露できることを意味します。この時間内にはんだ付けされない場合、安全にリフローはんだ付けする前に、指定された手順（例：125°Cで8時間）に従って乾燥炉でベーキングし、吸収した湿気を除去する必要があります。

11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ: ネットワークルータ用のマルチLEDステータスインジケータパネルの設計。

パネルには、異なるポートのリンクアクティビティを示すために10個のオレンジLEDが必要です。プロフェッショナルな外観のためには、均一な色と輝度が重要です。

• 部品選択：同じ主波長ビン（例：F00: 625-630nm）および同じ光度ビン（例：1AT: 200-260 mcd）からLEDを指定して、視覚的一貫性を確保します。
• 回路設計：PCB上の5Vレールを使用します。20mAの駆動電流に対する直列抵抗を計算します。平均V_Fを2.1V（C0ビン）と仮定すると、R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145Ωとなります。各LEDに150Ω、1%公差の抵抗を使用して電流変動を最小限に抑えます。
• PCBレイアウト：LEDを一列に配置します。各LEDのカソードパッドをトップ層の専用のグランドポアに接続して放熱を助けます。マイクロコントローラからの5V電源および個々の制御信号を配線します。
• 製造：SMT組立を計画し、LEDのリールをピックアンドプレースマシンにロードし、バッグ開封後の168時間のMSL3ウィンドウ内で使用します。

12. 動作原理

これは半導体発光ダイオードです。特性順方向電圧（V_F）を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がオレンジ発光チップ（通常はAlGaInPなどの材料に基づく）の活性領域で再結合します。この再結合プロセスにより、可視スペクトルのオレンジ部分（約620-630nm）に対応する波長の光子（光）としてエネルギーが放出されます。エポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成して140度の広い視野角を実現します。

13. 技術トレンド

このようなSMDインジケータLEDの一般的なトレンドは、さらなる高効率化（mAあたりの光出力向上）、より厳密なビニングによる色の一貫性の向上、信頼性を維持または向上させながらのさらなる小型化に向かっています。また、自動車および産業用途向けに、より広い動作温度範囲への重点も高まっています。パッケージング技術は、チップ接合部からPCBへのより良い熱管理を提供し、より高い駆動電流または標準電流での寿命向上を可能にするために進化し続けています。