赤色LED 0402仕様書 - 1.0x0.5x0.4mm - 順方向電圧1.6-2.4V - 消費電力48mW - 技術データシート

1. 製品概要

1.1 一般説明

本LEDは赤色チップを使用した表面実装型赤色発光ダイオードです。パッケージ寸法は1.0mm×0.5mm×0.4mmで、コンパクトな設計に適しています。広い視野角を持ち、標準的なSMT実装プロセスに対応します。本デバイスは汎用インジケータおよび表示用途向けに設計されています。

1.2 特長

• 140度の超広視野角。
• あらゆるSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応。
• 耐湿性レベル：レベル3（JEDEC準拠）。
• RoHS準拠、有害物質不含。

1.3 用途

• 民生電子機器の光学インジケータ。
• スイッチおよびシンボルのバックライト。
• 汎用電子看板および表示モジュール。

2. 技術パラメータ

2.1 電気・光学特性（Ts=25°C、IF=5mA時）

以下は順方向電流5mA、周囲温度25°Cで測定した主要な電気・光学パラメータです。

• スペクトル半値幅：15nm（代表値）。これは最大強度の半分における発光スペクトルの幅を示します。
• 順方向電圧（VF）：1.6Vから2.4Vまで0.1V刻みで8つの範囲にビン分類。ビンはA1（1.6-1.7V）、A2（1.7-1.8V）、B1（1.8-1.9V）、B2（1.9-2.0V）、C1（2.0-2.1V）、C2（2.1-2.2V）、D1（2.2-2.3V）、D2（2.3-2.4V）です。
• ドミナント波長（λD）：F00（625–630nm）、G00（630–635nm）、H00（635–640nm）の3つのビンから選択可能。
• 光度（IV）：A00（8–12mcd）、B00（12–18mcd）、C00（18–28mcd）、D00（28–43mcd）、E00（43–65mcd）、F00（65–100mcd）の6つのビンに分類。
• 視野角（2θ1/2）：140度（代表値）で、広い放射パターンを提供。
• 逆電流（IR）：逆電圧VR=5V時、最大10μA。
• 熱抵抗（RTHJ-S）：最大450°C/W。接合部とはんだ接点間の熱抵抗を示します。

2.2 絶対最大定格

損傷を防ぐため、LEDを以下の限界を超えて動作させないでください。

• 消費電力（Pd）：48mW。
• 順方向電流（IF）：20mA（連続）。
• ピーク順方向電流（IFP）：60mA（パルス幅0.1ms、デューティ比1/10）。
• 静電気放電（ESD、HBM）：2000V。
• 動作温度（Topr）：-40～+85°C。
• 保存温度（Tstg）：-40～+85°C。
• 接合部温度（Tj）：95°C。

3. ビン分類システム

3.1 電圧ビン

順方向電圧はビン分類により厳密に管理され、直列・並列回路での一貫した性能を保証します。1.6Vから2.4Vまで0.1V刻みの8つの電圧ビンがあり、ビンコードはA1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2です。

3.2 波長ビン

ドミナント波長は特定の色要件を満たすために3つのグループにビン分類されます：F00（625–630nm、深赤）、G00（630–635nm、標準赤）、H00（635–640nm、やや長波長赤）。

3.3 光度ビン

光度は明るさ選択の柔軟性を提供するために6つのビンに分割されています。ビンはA00（最低）からF00（最高）まで、8mcdから100mcdの範囲です。

4. 性能曲線

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流

曲線は対数関係を示します：順方向電流が増加するにつれて、順方向電圧も徐々に上昇します。5mAでは、代表電圧はビンに応じて約1.8～2.0Vです。

4.2 順方向電流 vs 相対光度

相対光出力は順方向電流とともに増加します。20mAまではほぼ直線的であり、代表的な駆動電流で良好な効率を示します。

4.3 ピン温度 vs 相対光度

ピン温度が上昇すると、相対光度は低下します。85°Cでは、電流に応じて光度は25°C時の約80～90%に低下する可能性があります。

4.4 ピン温度 vs 順方向電流

高温では、最大接合部温度を超えないように順方向電流をディレーティングする必要があります。

4.5 順方向電流 vs ドミナント波長

順方向電流を増加させると、ドミナント波長がわずかにシフトし、通常は長波長側に数ナノメートル移動します。

4.6 相対光度 vs 波長

発光スペクトルは625～640nm付近にピークを持ち、半値幅15nmの狭い赤色を提供します。

4.7 放射パターン

放射図は140度の広い角度を示し、インジケータ用途での広域照明に適しています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDパッケージは1.0mm×0.5mm×0.4mm（長さ×幅×高さ）です。上面図にはアノードとカソードの2つの電極があります。下面図には識別を容易にするために異なるサイズのはんだパッドが示されています。極性は上面のノッチまたはドットでマークされています。

5.2 極性とはんだ付けパターン

推奨はんだ付けパターンは2つのパッドで構成されます：アノード用（大きい方）とカソード用（小さい方）。適切な位置合わせにより正しい極性が保証されます。レイアウト寸法はデータシートに記載：各パッド0.6mm、間隔0.5mm。

5.3 テープ&リール寸法

キャリアテープは8mm幅、部品ポケットのピッチは2.00mmです。リール径は178mm、幅8.0mm。1リールあたり4000個入り。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 SMTリフローはんだ付け

推奨リフロープロファイル：昇温速度最大3°C/s、予熱150～200°Cで60～120秒、その後260°C（最大）のピーク温度まで昇温し10秒保持。冷却速度最大6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は8分を超えないこと。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、300°C未満のこて先温度で3秒以内に接合を完了してください。1つのLEDに対して手はんだ付けは1回のみ許可されます。

6.3 修理・リワーク

はんだ付け後の修理は推奨しません。やむを得ない場合は両頭こてを使用し、LED特性が損なわれないことを確認してください。冷却中の機械的ストレスを避けてください。

6.4 一般的注意事項

反った基板上にLEDを実装しないでください。はんだ付け後、基板を反らせたり振動を加えたりしないでください。リフロー後の急冷は禁止です。

7. 梱包・注文情報

7.1 キャリアテープとリール

標準梱包は8mmキャリアテープ、1リールあたり4000個です。テープには送り穴とトップカバーテープがあります。リールには品番、ロット番号、ビンコード、数量、日付がラベル表示されます。

7.2 防湿梱包

LEDは乾燥剤入りの防湿バッグで出荷され、低湿状態を維持します。MSLレベル3では、開封後は30°C/60%RH以下で保存し、168時間以内に使用する必要があります。期限を過ぎた場合は60°Cで24時間のベークが必要です。

7.3 信頼性試験サマリー

本製品は以下の標準信頼性試験に合格しています：リフローはんだ付け（260°C、10秒、2サイクル）、温度サイクル（-40°C～100°C、100サイクル）、熱衝撃（-40°C/100°C、300サイクル）、高温保存（100°C、1000時間）、低温保存（-40°C、1000時間）、寿命試験（25°C、5mA、1000時間）。不合格基準：VFシフト>10%、IR>2倍限度、または光度低下>30%。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的な応用回路

インジケータ用途では、直列の電流制限抵抗を使用してください。例えば、5V電源、5mA電流の場合、抵抗値は約640Ω（VF≈1.8V時）が適切です。より高い輝度が必要な場合は、適切な熱管理のもとで20mAまで駆動可能です。

8.2 ESD保護

LEDのESD耐圧は2000V（HBM）です。ただし、取り扱いおよび実装中は標準的なESD対策（接地、リストストラップ、イオナイザー）を推奨します。

8.3 熱設計

熱抵抗は比較的高い（450°C/W）ものの、消費電力が低いため熱管理は容易です。良好なはんだ接合を確保し、LEDを高出力熱源の近くに配置しないでください。

9. 技術比較

9.1 標準的な0402赤色LEDとの比較

本LEDは一般的な120°のデバイスと比較して広い視野角（140°）を提供します。厳密なビン分類オプションにより、より優れた色および輝度の一貫性が得られます。ESD定格2kVは多くの標準LED（通常1kV）よりも高いです。熱抵抗は同様のパッケージと同等です。

10. よくある質問

10.1 推奨順方向電流は？

代表的な試験電流は5mAですが、LEDは連続20mAまで駆動可能です。パルス駆動の場合、デューティ比10%で最大60mAまで可能です。

10.2 開封後のLEDの保管方法は？

30°C以下、60%RH以下で保管し、168時間以内に使用してください。使用しない場合は、使用前に60°Cで24時間ベークしてください。

10.3 屋外用途で使用できますか？

動作温度範囲は-40～+85°Cであり、湿気や機械的ストレスから適切に保護されていれば、多くの屋外用途に適しています。

11. 実用的な応用例

11.1 スマートフォンケースのステータスインジケータ

0402赤色LEDは充電状態を示すために使用されます。5mA駆動で十分な視認性を提供します。広い視野角により、さまざまな角度からインジケータが確認できます。

11.2 自動車コンソールのバックライト付き押しボタン

複数の0402LEDをシンボルの後ろに配置し、均一な赤色バックライトを実現します。コンパクトなサイズにより高密度実装が可能です。

12. 動作原理

12.1 赤色LEDの動作原理

LEDは赤色発光材料（一般的にAlGaInPまたはGaAsP）を用いた半導体接合に基づいています。順方向バイアスが印加されると、活性領域で電子と正孔が再結合し、赤色波長範囲（625–640nm）に対応するエネルギーを持つ光子を放出します。光度は電流に比例します。チップは透明なエポキシまたはシリコーンパッケージに封入され、光を外部に導きます。

13. 開発動向

13.1 小型化と高効率化

LEDパッケージのトレンドは、明るさや信頼性を犠牲にすることなく、0402さらには0201のようなより小さなフットプリントへの移行です。チップ設計と蛍光体技術（白色LED用）の進歩により、効率はさらに向上しています。赤色LEDでは、改良されたAlGaInP構造により、より高い発光効率と優れた温度安定性が実現されています。今後の開発では、小型パッケージへのESD保護統合や高電力対応が期待されます。