赤色LED 2.7x2.0x0.6mm - 順方向電圧 2.0-2.6V - 消費電力 2.184W - 波長 617nm - 車載グレード

1. 製品概要

1.1 一般説明

赤色光源デバイスは、AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン化物）を基板上に用いた発光ダイオードで構成されています。製品のパッケージ寸法は2.7 mm x 2.0 mm x 0.6 mm（長さx幅x高さ）です。LEDはEMC（エポキシ成形コンパウンド）パッケージに封入されており、優れた信頼性と熱特性を提供します。

1.2 特長

• 堅牢な機械的および熱的特性を備えたEMCパッケージ
• 120度の非常に広い視野角
• すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに適合
• 自動ピックアンドプレース用にテープ&リールで提供
• 耐湿性レベル: レベル2 (MSL 2)
• RoHSおよびREACH規制に準拠
• 車載グレードディスクリート半導体向けAEC-Q102ストレステスト認証に基づく認定

1.3 用途

車載照明の内装および外装用途（室内アンビエント照明、外部信号灯、テールライト、ウインカー、その他高信頼性が要求される照明機能）

2. 技術パラメータ詳細解析

2.1 電気光学特性 (Ts=25°C)

順方向電流700 mAにおいて、LEDは以下の代表的な電気光学特性を示します。

• 順方向電圧 (VF): 2.0 V (最小) ～ 2.6 V (最大)。この電圧範囲はビニングによる管理が行われています。
• 逆方向電流 (IR): 逆電圧5 V時、最大10 μA
• 光束 (Φ): 700 mA時、105 lm (最小) ～ 140 lm (最大)。高効率なチップ設計により高い光束効率が実現されています。
• ドミナント波長 (Wd): 612.5 nm (最小)、617 nm (標準)、620 nm (最大)。これにより可視スペクトルの赤色領域に発光します。
• 視野角 (2θ1/2): 120度 (標準)。広いビーム角により均一な配光を実現。
• 熱抵抗 (RTHJ-S): 最大15 °C/W。低熱抵抗によりソルダージョイントへの放熱を助けます。

2.2 絶対最大定格

恒久的な損傷を避けるため、本デバイスは以下の制限を超えて動作させてはなりません:

• 消費電力 (PD): 2184 mW
• 順方向電流 (IF): 840 mA
• ピーク順方向電流 (IFP): 1000 mA (デューティ比1/10、パルス幅10 ms)
• 逆方向電圧 (VR): 5 V
• 静電放電 (ESD、HBM): 2000 V (歩留まり90％、適切な取り扱いが必要)
• 動作温度 (TOPR): -40 °C ～ +125 °C
• 保存温度 (TSTG): -40 °C ～ +125 °C
• 接合部温度 (TJ): 150 °C (最大)

2.3 順方向電圧および光束のビン範囲

一貫性を確保するため、各LEDはIF=700 mAにおける順方向電圧、光束、波長に基づいてビンに分類されます:

順方向電圧ビン:

• C0: 2.0 V – 2.2 V
• D0: 2.2 V – 2.4 V
• E0: 2.4 V – 2.6 V

光束ビン:

• SA: 105 lm – 117 lm
• SB: 117 lm – 130 lm
• TA: 130 lm – 140 lm

ドミナント波長ビン:

• 612.5 – 615 nm
• 615 – 617.5 nm
• 617.5 – 620 nm

お客様は用途に応じたビンを指定してください。ラベルのビンコード（例：VF:D0、光束:SB、波長:615-617.5）によりトレーサビリティが確保されます。

3. 性能曲線解析

3.1 順方向電圧 vs 順方向電流 (I-V カーブ)

特性曲線は、順方向電圧に対する順方向電流の指数関数的な増加を示します。700 mAでは、VFは2.0 Vから2.6 Vの間にあります。曲線形状はAlGaInPダイオードに典型的です。

3.2 順方向電流 vs 相対光度

相対光度は低電流で直線的に増加し、高電流では発熱により徐々に飽和します。700 mAでは相対光度は約100％に達し、最適な効率を提供します。

3.3 はんだ温度 vs 相対光度

はんだ接点温度(Ts)が20°Cから120°Cに上昇すると、相対光度は約80%に低下し、熱による低下が顕著であることを示します。明るさを維持するには適切な放熱が必要です。

3.4 はんだ温度 vs 順方向電流 (ディレーティング)

接合部温度を150°C未満に保つために、温度上昇に伴い最大許容順方向電流をディレーティングする必要があります。Ts=100°Cでは、約600 mAが許容されます。

3.5 順方向電圧 vs はんだ温度

順方向電圧は温度上昇に伴い直線的に減少します（負の温度係数）。これにより並列ストリングの電流バランスが保たれますが、設計時に考慮する必要があります。

3.6 放射図

LEDは120°の広い角度（半値全幅）で光を放射します。放射パターンはランバート型に近く、均一面照明に適しています。

3.7 順方向電流 vs ドミナント波長

順方向電流を0から250 mAに増加させると、約2 nmのわずかな赤方偏移が生じます。この影響は最小限ですが、色が重要な用途では考慮してください。

3.8 スペクトル分布

発光スペクトルは約617 nmをピークとし、半値全幅(FWHM)は約20 nmと狭く、赤色AlGaInP LEDに典型的です。UVやIR域に副次的なピークはありません。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDパッケージの上面寸法は2.70 mm x 2.00 mm、高さは0.60 mmです。底面には2つのアノード(A)およびカソード(C)パッドがあり、寸法は1.30 mm x 0.45 mm、間隔は1.20 mmです。極性はパッケージに表示されています。推奨はんだ付けパターンには放熱用のサーマルパッドが含まれます。

4.2 キャリアテープ寸法

キャリアテープのポケット寸法: A0=2.10±0.1 mm、B0=3.05±0.1 mm、K0=0.75±0.1 mm。テープ幅W=8.0±0.2 mm。スプロケット穴: D0=1.55±0.05 mm、E=1.75±0.1 mm、P0=4.0±0.1 mm、P1=4.0±0.1 mm、P2=2.0±0.1 mm、F=3.5±0.1 mm、D1=1.0±0.1 mm。

4.3 リール寸法

リール寸法: ハブ径12±0.1 mm、外径180±1 mm、幅60±1 mm、スピンドル穴13.0±0.5 mm。

4.4 ラベル仕様

各リールおよび防湿バッグには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード（光束、色度、電圧、波長）、数量、および日付コードがラベル表示されます。

5. はんだ付けおよび実装ガイド

5.1 SMTリフローはんだ付けプロファイル

推奨リフローはんだ付けプロファイルにより、LEDに損傷を与えることなく信頼性の高いはんだ接合が確保されます。主要パラメータ: 予熱150°C～200°Cで60～120秒; 217°Cまで昇温; 217°C以上の時間: 最大60秒; ピーク温度260°Cで最大10秒; 冷却速度最大6°C/s。リフローは2回までとしてください。2回のリフロー間に24時間以上が経過した場合、LEDが吸湿し損傷する可能性があります。

5.2 リペア

はんだ付け後のリペアは推奨しません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LED特性への影響を確認してください。

5.3 注意事項

• シリコーン封止材は柔らかいため、上面に圧力をかけないでください。
• 反ったPCBに実装したり、はんだ付け後に曲げたりしないでください。
• 冷却中は機械的ストレスや振動を避けてください。
• はんだ付け後、デバイスを急冷しないでください。

6. 包装および注文情報

6.1 包装仕様

標準包装: 1リールあたり4000個。各リールは乾燥剤と湿度インジケータカードとともに防湿バッグに密封されます。

6.2 防湿包装

リールはラベル付き防湿バッグに入れられます。バッグは真空シールされ、湿気の侵入を防ぎます。

6.3 段ボール箱

出荷のため、複数のリールを段ボール箱に梱包します。箱には製品情報がラベル表示されます。

6.4 信頼性試験項目および条件

判定基準: VF変化 ≤ USLの10%、IR ≤ USLの200%、光束 ≥ LSLの70%。

6.5 損傷判定基準

信頼性試験後、順方向電圧が上限仕様限界(USL)の1.1倍を超える、逆方向電流がUSLの2.0倍を超える、または光束が下限仕様限界(LSL)の0.7倍未満となった場合、LEDは不合格とみなされます。

7. アプリケーションに関する推奨事項

この赤色LEDを使用した設計では、以下を考慮してください。

• 熱管理:PCB上に十分な銅面積を確保し、良好な熱接触を実現してはんだ接合部温度を制限内に保ってください。接合部温度は150°Cを超えてはなりません。
• 電流制限:VFの負の温度係数による電流暴走を防ぐため、電流制限抵抗または定電流ドライバが必須です。
• ESD保護:ESD保護デバイス（TVSダイオードなど）を使用し、ESD対策手順に従ってください。
• 環境制限:環境および接触材料の硫黄含有量は100 ppm未満、臭素と塩素はそれぞれ900 ppm未満、合計1500 ppm未満でなければなりません。シリコーンを変色させる可能性のあるVOCは避けてください。
• 保管:未開封バッグは30°C以下、75%RH以下で最長1年保管可能です。開封後は30°C以下、60%RH以下で24時間以内に使用してください。これらの制限を超えた場合は、60±5°Cで24時間以上のベークを行ってください。

8. 技術比較

PPAやPCTパッケージを使用した従来の赤色LEDと比較して、このEMCパッケージデバイスは優れた熱安定性、より広いビーム角、低い熱抵抗を提供します。AEC-Q102認証により車載グレードの信頼性が保証されます。電圧、光束、波長の厳格なビニングにより、量産時の均一性が向上します。

9. よくある質問

1. Q: 700 mAにおける標準的な順方向電圧は?A: ビンによりますが2.0 V～2.6 Vです。最も一般的なビンは2.2～2.4 Vです。
2. Q: パルス電流で駆動できますか?A: はい、デューティ比1/10、パルス幅10 msでピーク電流1000 mAまで許容されます。
3. Q: このLEDは車外照明に適していますか?A: はい、AEC-Q102に適合し、-40°C～+125°Cに耐えられます。
4. Q: 耐湿性対策はどうすればよいですか?A: MSL2の手順に従ってください。必要に応じてベークを行ってください。
5. Q: 超音波洗浄は使用できますか?A: 推奨しません。洗浄が必要な場合はイソプロピルアルコールを使用してください。

10. 実用的なアプリケーション事例

事例1: 車載テールライト必要なテールライトの明るさを達成するために、複数の赤色LEDをアレイ状に配置します。電流バランス抵抗を用いた直並列構成。メタルコアPCBによる適切な放熱。

事例2: 室内アンビエント照明赤色LEDをムード照明に使用。PWM調光をマイコンで制御。広い視野角により均一な照明を実現。

11. 動作原理

LEDはGaAs基板上に成長させたAlGaInPヘテロ構造に基づいています。順方向電圧が印加されると、n側からの電子とp側からの正孔が活性領域で再結合し、バンドギャップに相当するエネルギーの光子を放出します。AlGaInP層の組成を調整することで、約617 nmの赤色発光を実現しています。基板は短波長を吸収し、EMCパッケージがチップを保護し光取り出しを提供します。

12. 開発動向

車載照明業界は、高効率、小型化、スマート機能の統合へと進んでいます。本製品のような小型パッケージ（2.7x2.0 mm）のLEDにより、より薄型のライトモジュールが可能になります。チップ技術の進歩により光束効率は向上し続けています。また、フルLEDテールライトやマトリックスヘッドライトの採用拡大により、信頼性の高いAEC-Q102認定部品への需要が高まっています。本製品は、厳格なビニング、高信頼性、コンパクトなフットプリントを提供することで、これらの動向に対応しています。