赤色LED 3030 - 寸法 3.0x3.0x0.55mm - 電圧 2.0-2.6V - 電力 520mW - 技術仕様書

1. 製品概要

1.1 概要

この赤色LEDは、基板上にAlGaInP技術を用いて製造され、高効率と高輝度を実現しています。パッケージはEMCタイプで、寸法は3.0 mm x 3.0 mm x 0.55 mmであり、コンパクトな設計と優れた熱特性を可能にします。このデバイスは自動車用途向けに設計され、AEC-Q102信頼性規格に準拠しています。

1.2 特長

• 堅牢な性能を発揮する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対応
• 自動実装用のテープ＆リールで提供
• 耐湿性レベル：レベル2
• RoHS準拠
• AEC-Q102認定済み（自動車グレード）

1.3 用途

このLEDは、自動車照明（内装および外装）を対象としています。例として、ダッシュボードインジケーター、マップランプ、ブレーキランプ、方向指示灯、アンビエント照明などがあります。

2. 技術パラメータの詳細解説

2.1 電気的・光学的特性

テスト電流150 mA、はんだ温度25°Cにおいて、順方向電圧（VF）は2.0 V～2.6 Vの範囲で、ビニングにより代表値は指定されていません。5 Vでの逆電流（IR）は10 µA未満です。光束（Φ）は17.7 lm～24.2 lmの範囲です。主波長（λD）は627.5 nm～635 nmで、赤色光の特徴を示します。視野角（2θ1/2）は120度で、広い配光を提供します。ジャンクションからはんだまでの熱抵抗（Rth JS real）は標準40 °C/W、最大55 °C/Wです。電気的热抵抗は標準23 °C/W、最大31 °C/Wです。

2.2 絶対最大定格

はんだ温度25°Cにおける絶対最大定格：消費電力（PD）520 mW、順方向電流（IF）200 mA、ピーク順方向電流（IFP）350 mA（デューティ比10%、パルス幅10 ms）、逆電圧（VR）5 V、ESD（HBM）2000 V、動作温度範囲 -40°C～+125°C、保存温度 -40°C～+125°C、ジャンクション温度（TJ）150°C。これらの限界を決して超えないことが重要です。

2.3 熱特性

熱抵抗はLEDの信頼性における重要なパラメータです。実熱抵抗（Rth JS real）は伝導経路と対流経路の両方を考慮します。電気的热抵抗（Rth JS el）は電気的測定から導出されます。適切な放熱が必要で、ジャンクション温度を最大値以下に保つ必要があります。パルスモードでの25°Cにおける光電変換効率は45%です。

3. ビニングシステム

3.1 順方向電圧ビン

150 mAにおける順方向電圧のビン：C0: 2.0-2.2 V、D0: 2.2-2.4 V、E0: 2.4-2.6 V。

3.2 光束ビン

光束ビン：JB: 17.7-19.6 lm、KA: 19.6-21.8 lm、KB: 21.8-24.2 lm。

3.3 主波長ビン

主波長ビン：F2: 627.5-630 nm、G1: 630-632.5 nm、G2: 632.5-635 nm。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流

I-V曲線は典型的な指数関数的関係を示します。低電流（30 mA）では電圧は約1.9 V、200 mAでは電圧は約2.6 Vに達します。この曲線はドライバ回路の設計に不可欠です。

4.2 順方向電流 vs 相対光束

相対光束は順方向電流の増加に伴い、約150 mAまではほぼ直線的に増加し、その後飽和し始めます。200 mAでは、相対光束は100 mA時より約80%増加します。これは高電流でのドループを示します。

4.3 ジャンクション温度 vs 相対光束

ジャンクション温度が上昇すると、相対光束は減少します。125°Cでは、光束は25°C時の約60%になります。この熱ドループは熱設計において考慮する必要があります。

4.4 はんだ温度 vs 順方向電流

この曲線は、はんだ温度に対する最大許容順方向電流を示します。25°Cでは電流は200 mA可能ですが、125°Cでは過熱を避けるために約50 mAにディレーティングする必要があります。

4.5 電圧シフト vs ジャンクション温度

順方向電圧は温度上昇に伴って減少し、約-2 mV/°Cです。150°Cでは、VFは25°C時と比較して約0.3 V低下します。

4.6 放射図

放射パターンは、最大強度が0度、半値強度が±60度の広いランバート分布を示し、120度の視野角を確認できます。

4.7 主波長シフト vs ジャンクション温度

主波長は温度とともにわずかにシフトし、約+0.03 nm/°Cで、高温ではわずかに赤色側にシフトします。

4.8 スペクトル分布

スペクトルは約630 nmをピークとし、半値全幅（FWHM）は約20 nmです。発光は狭く、高い色純度に貢献します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

パッケージ外形：3.00 mm x 3.00 mm x 0.55 mm。公差は特記なき限り±0.2 mmです。詳細図面には、上面図（カソードとアノードのマーキング）、側面図（高さ）、底面図（パッドレイアウト）が示されています。

5.2 はんだ付けパターン

推奨はんだ付けパターン寸法：パッドサイズ0.65 mm x 1.55 mm、間隔2.30 mm、全体パターン幅2.40 mm。適切な位置合わせにより、良好なはんだ接合の信頼性が確保されます。

5.3 極性

極性はパッケージ上のマーキングで示されます。カソードは通常、ノッチまたはドットで示されます。実装時には正しい方向を確認してください。

5.4 キャリアテープ寸法

キャリアテープ幅は8.00 mm、ポケットピッチは4.00 mmです。コンポーネントは極性が特定の方向を向くように配置されます。公差は±0.1 mmです。

5.5 リール寸法

リール径180 mm、ハブ径60 mm、幅12 mm。各リールには4000個が収納されています。

5.6 ラベル仕様

ラベルには、部品番号、仕様番号、ロット番号、ビンコード、光束、色度ビン、順方向電圧、波長、数量、および日付コードが含まれます。

5.7 防湿包装

LEDは乾燥剤と湿度インジケーターカードを同梱した防湿バッグに包装されています。開封後は24時間以内に使用するか、60°Cで24時間ベークしてください。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 SMTリフローはんだ付けプロファイル

推奨される鉛フリーリフロープロファイル：昇温速度 最大3°C/s、プリヒート 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 最大6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は8分以内とします。リフローは2回までとし、リフロー間の間隔は24時間以内にしてください。

6.2 修理

はんだ付け後の修理は推奨しません。必要な場合は、両頭はんだごてを使用してください。LED特性に損傷がないことを確認してください。

6.3 注意事項

• シリコーン封止材は柔らかいため、ハンドリングやピックアンドプレース時に上面に圧力を加えないでください。
• 反ったPCBへの実装や、はんだ付け後のPCBの曲げは避けてください。
• 冷却中の機械的ストレスや振動を避けてください。
• リフロー後はデバイスを急冷しないでください。

7. 包装および注文情報

7.1 包装数量

標準包装は1リールあたり4000個です。大口注文は複数リールを収納した段ボール箱で梱包されます。

7.2 注文コード

部品番号は、製品シリーズ、パッケージ、およびビンオプションをエンコードします。お客様は、アプリケーション要件に合わせて、順方向電圧、光束、および波長の希望ビンを指定できます。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的な用途

このLEDは、ドームランプ、読書灯、アンビエント照明などの自動車内装照明、およびテールランプ、方向指示灯、ブレーキランプなどの外装照明に最適です。広い視野角と高輝度により、標識や装飾照明にも適しています。

8.2 設計上の考慮事項

• 熱管理：適切なPCB銅領域とサーマルビアを使用して、ジャンクション温度を150°C以下に保ってください。
• 電流制御：定電流ドライバ（直列抵抗またはLEDドライバIC）を使用して、最大電流を超えないようにしてください。
• ESD保護：高ESD環境で使用する場合は、ESD保護デバイスを実装してください。
• 材料適合性：LED近くでは、硫黄（>100 ppm）、臭素（>900 ppm）、塩素（>900 ppm）、または総ハロゲン（>1500 ppm）を含む材料を避けてください。これらは腐食や変色を引き起こす可能性があります。
• アウトガス：シリコーンレンズに浸透する可能性のある揮発性有機化合物（VOC）を放出する接着剤は使用しないでください。

9. 技術比較（オプション）

標準のプラスチックリードLEDと比較して、このEMCパッケージは優れた熱伝導率、小型サイズ、およびリフローはんだ付けとの互換性を提供します。広い120度の視野角は、多くの標準SMD LED（通常110度）よりも広くなっています。AEC-Q102認定は、温度や振動が過酷な自動車環境での信頼性を保証します。

10. よくある質問

1. Q: このLEDの最大電流は？ A: 絶対最大順方向電流はDC 200 mA、またはパルス350 mA（デューティ10%、10 ms）です。
2. Q: 高温環境で使用できますか？ A: 動作温度範囲は-40°C～+125°Cですが、高温では電流のディレーティングが必要です（ディレーティング曲線を参照）。
3. Q: 保管条件は？ A: 元の密封袋で≤30°C、≤75% RHで最長1年間保管可能。開封後は24時間以内に使用するか、60°Cでベークしてください。
4. Q: リフローはんだ付けは何回可能ですか？ A: 最大2回まで、間隔は<24時間以内。
5. Q: 屋外での使用に適していますか？ A: はい、適切な封止により可能ですが、保護なしで過酷な化学物質や紫外線にさらさないでください。

11. 実用例

自動車のブレーキランプ用途では、6～8個のLEDを直列に配置することで100ルーメン以上の光束が得られ、規制の明るさ要件を満たします。適切な熱管理により、LEDは車両の寿命にわたって安定した光出力を維持します。別の例として、広い視野角により車室内の均一な照明を実現するアンビエント照明があります。

12. 原理紹介

AlGaInP赤色LEDは、半導体の活性層における電子と正孔の再結合によって動作します。この材料系はバンドギャップを調整して赤色光（約630 nm）を放射することを可能にします。EMCパッケージはチップを保護するとともに、光取り出し用の光学レンズを提供します。このデバイスは直接バンドギャップによる高い量子効率を示します。

13. 開発動向

自動車照明のトレンドは、より小型で高効率かつ信頼性の高いLEDに向かっています。EMCパッケージはその堅牢性から標準になりつつあります。また、必要なLED数を減らすために、1チップあたりの光束を増やす動きもあります。さらに、統合フォトニックモジュールや通信機能を備えたスマート照明も登場しています。