赤色LED 2.7x2.0x0.6mm 順方向電圧2.0-2.6V 消費電力1.1W 主波長612.5-625nm 技術データシート

1. 製品概要

RF-A4E27-R15H-S1は、AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）半導体技術に基づく高性能赤色LEDです。コンパクトなEMC（エポキシ成型コンパウンド）パッケージに収められ、寸法は2.7 mm × 2.0 mm × 0.6 mmです。主波長範囲は612.5 nm～625 nmで、赤色信号表示や車室内外の自動車照明用途に適しています。120°の非常に広い視野角とMSL2の耐湿性レベルを備え、信頼性の高い表面実装およびリフローはんだ付けプロセスに対応します。RoHS要件に完全準拠し、認定試験計画は車載グレードディスクリート半導体向けAEC-Q102規格に従っています。

1.1 主な特長

• 堅牢な機械的・熱的性能を実現するEMCパッケージ
• 均一な配光のための広い120°視野角
• すべてのSMT実装および複数回のリフローはんだ付けサイクルに適合
• テープ＆リール包装（4000個/リール）
• 耐湿性レベル：2（MSL2）
• RoHS準拠、AEC-Q102認定

1.2 対象アプリケーション

自動車照明 – 車内（アンビエント、インジケーター）および車外（テール、ストップ、ターンシグナル）用途。広い視野角と高い信頼性により、過酷な車両環境での使用に最適です。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 電気的および光学的特性（Ts=25°C、IF=350mA時）

2.2 絶対最大定格

注：順方向電圧の測定公差は±0.1V、色座標公差は±0.005、光束公差は±10%です。すべての測定はメーカーの標準環境下で実施されます。最大動作電流は実際の放熱を考慮し、ジャンクション温度を150°C未満に保つ必要があります。25°Cパルスモードでは、光電変換効率は47%です。

2.3 熱特性

熱抵抗値は実（Rth JS real）と電気的（Rth JS el）の2形式で提供されます。実熱抵抗は標準12°C/Wで、ジャンクションからはんだ部までの実際の熱経路を表します。電気的熱抵抗は標準6°C/Wで、周囲温度25°C一定、試験電流350mAで測定されます。性能維持と早期劣化防止には適切な熱管理が重要です。

3. ビニングシステム

IF=350mAにおいて、LEDは順方向電圧、光束、主波長ごとにビン分けされ、アプリケーションでの一貫性を確保します。

3.1 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

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
• RA: 83.7 – 93.2 lm

3.3 主波長ビン

• C2: 612.5 – 615 nm
• D1: 615 – 617.5 nm
• D2: 617.5 – 620 nm
• E1: 620 – 622.5 nm
• E2: 622.5 – 625 nm

ビンにより、お客様は特定の設計に必要な電圧、光束、または波長の範囲を正確に選択できます。ビンコードは梱包ラベルに表示されています。

4. 性能曲線の分析

データシートには、さまざまな条件下でのLEDの挙動を理解するのに役立つ代表的な曲線が複数掲載されています。

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流（図1-6）

順方向電圧は電流に比例して増加します。約350mAでは電圧は約2.3Vです。この曲線は電流制御回路の設計に不可欠です。

4.2 相対光束 vs. 順方向電流（図1-7）

光出力は電流とともに増加しますが、完全な線形ではありません。350mAでは相対光束は100%に正規化されています。低電流では効率が高くなります。

4.3 ジャンクション温度 vs. 相対光束（図1-8）

ジャンクション温度が上昇すると光出力は低下します。125°Cでは光束は25°C時の約80%になります。高温での光束損失を最小限に抑えるには、良好な熱設計が必要です。

4.4 はんだ部温度 vs. 順方向電流（図1-9）

はんだ部温度が上昇すると、最大許容順方向電流は減少します。例えば、はんだ温度120°Cでは最大電流は約200mAです。

4.5 電圧シフト vs. ジャンクション温度（図1-10）

順方向電圧には負の温度係数があります。100°C上昇ごとに電圧は約0.2V低下します。定電流ドライバでは電流ドリフトを防ぐためにこれを考慮する必要があります。

4.6 放射特性図（図1-11）

放射パターンは非常に広く（半値全幅120°）、ほぼランバート分布に近く、広範囲の照明が必要な用途に最適です。

4.7 主波長シフト vs. ジャンクション温度（図1-12）

主波長は温度上昇に伴い長波長側（赤色シフト）にわずかにシフトし、その割合は約0.05 nm/°Cです。

4.8 スペクトル分布（図1-13）

スペクトル発光は約620nmを中心とし、半値全幅は約20nmと狭くなっています。ピーク波長は主波長に近く、飽和した赤色を実現しています。

5. 機械的および梱包情報

5.1 パッケージ寸法

LEDはコンパクトな外形：2.70 mm × 2.00 mm × 0.60 mmです。上面図は長方形の発光領域を示し、底面にカソードマーク（C）があります。詳細な側面図および底面図は極性を示します：アノード（A）およびカソード（C）パッド。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ています。

5.2 極性とはんだ付けパッドレイアウト

底面図（図1-3）から、カソードパッドは大きく（1.30 mm × 0.60 mm）、アノードパッドは小さい（1.20 mm × 0.45 mm）。はんだ付けパターン（図1-5）は推奨銅領域を示します：カソード用1.40 mm × 1.30 mm、アノード用1.20 mm × 1.30 mm、ギャップ0.50 mm。特に指定がない限り、すべての寸法公差は±0.2 mmです。

5.3 梱包とラベリング

LEDはテープ＆リール包装で供給され、1リールあたり4000個です。キャリアテープ寸法：ポケットピッチP0=4.0 mm、P1=4.0 mm、P2=2.0 mm、幅W=8.0 mm。リール外径は180 mm、ハブ径は60 mmです。各リールは防湿バッグにシリカゲル乾燥剤と湿度インジケーターカードとともに密封されます。ラベルには品番、ロット番号、ビンコード、数量、日付が記載されています。

6. はんだ付けと実装ガイド

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨リフロープロファイル（鉛フリー、JEDEC規格準拠）：

• 昇温速度：最大3°C/秒
• 予熱：150°C～200°C、60～120秒
• 217°C（TL）以上での時間：最大60秒
• ピーク温度（TP）：260°C、TPでの最大10秒
• TPの5°C以内での時間：最大30秒
• 冷却速度：最大6°C/秒
• 25°Cからピークまでの総時間：最大8分

LEDは最大2回のリフローサイクルに耐えられます。サイクル間で24時間以上経過した場合は、吸湿した水分を除去するためにベーク（60±5°C、24時間以上）が必要です。加熱中はシリコーン表面に力を加えないでください。

6.2 取り扱い注意事項

• 硫黄およびハロゲン管理：環境および接触材料は、硫黄100 ppm未満、臭素および塩素各900 ppm未満、臭素＋塩素合計1500 ppm未満である必要があります。これによりLEDパッケージへの化学的攻撃を防ぎます。
• VOC排出：治具材料からの揮発性有機化合物はシリコーン封止材に浸透し、光と熱により変色を引き起こす可能性があります。ガスを放出しない適合性のある接着剤やポッティング材のみを使用してください。
• 静電気放電（ESD）保護：このLEDは静電気放電（ESD HBM 2 kV）に敏感です。接地された作業台と帯電防止包装を使用してください。
• 洗浄：必要に応じてイソプロピルアルコールを使用して洗浄してください。超音波洗浄はLEDを損傷する可能性があるため推奨されません。
• 保管：未開封の袋は30°C以下/75%RH以下で最大1年間保管できます。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。乾燥剤の色が変わった場合、または保管時間を超えた場合は、使用前に60±5°Cで少なくとも24時間ベークしてください。

6.3 熱設計

LEDの光出力と色安定性はジャンクション温度に依存するため、適切な放熱が不可欠です。絶対最大ジャンクション温度は150°Cです。意図された動作環境でTJを最大値以下に保つために、十分なPCB銅領域、サーマルビア、必要に応じて強制冷却を使用してください。

7. 信頼性と試験

本製品はAEC-Q102ガイドラインに従って厳格な信頼性試験を実施しています。主な試験は以下の通りです：

• リフローはんだ付け（260°C、10秒、2回）– 0/1不良
• MSL2プリコンディショニング（85°C/60%RH、168時間）– 0/1
• 熱衝撃（-40°C～125°C、1000サイクル）– 0/1
• 寿命試験（Ta=105°C、IF=350 mA、1000時間）– 0/1
• 高温高湿寿命試験（85°C/85%RH、IF=350 mA、1000時間）– 0/1

判定基準：順方向電圧がUSLの1.1倍以下、逆方向電流がUSLの2倍以下、光束がLSLの0.7倍以上であること。これらの試験により、自動車用途に対するLEDの堅牢性が確認されています。

8. アプリケーション例と設計上の考慮事項

自動車室内照明：広い視野角により、均一なダッシュボード照明やアンビエントライトストリップが可能です。ターンシグナル用途では、適切な光学設計により、350mAで最大93 lmの高輝度がSAE要件を満たすことができます。

電流ディレーティング：絶対最大順方向電流は420mAですが、このレベルでの連続動作には優れた熱管理が必要です。多くの自動車設計では、周囲温度に基づいてディレーティングを行い、LEDは200～350mAで駆動されます。直列抵抗または定電流ドライバは熱暴走を防ぐために不可欠です。

複数LEDストリング：複数のLEDを直列に駆動する場合、順方向電圧のビニング（例：D0）により電圧を整合させ、電流レギュレータでの消費電力を低減できます。並列ストリングの場合、各ストリングに独自の電流制限素子を設け、電流アンバランスを防止してください。

9. 技術原理

このLEDは活性材料としてAlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）を使用しています。この四元化合物半導体はGaAs基板に格子整合し、赤色および琥珀色の波長に対して高い内部量子効率を実現します。EMCパッケージは従来のPPA材料と比較して低熱抵抗経路と黄変耐性を提供します。順方向電圧2.0～2.6Vは赤色AlGaInP LEDに典型的です。主波長は量子井戸内のインジウム含有量によって決まり、バンドギャップが狭いほど波長が長くなります。

10. 業界動向と今後の展望

赤色LEDはその効率性と長寿命により、自動車照明において重要性を増し続けています。小型化（2.7×2.0 mmのような小型パッケージ）へのトレンドは設計の柔軟性を高めます。AEC-Q102認定はティア1自動車サプライヤーにとって必須要件になりつつあります。ADASや自動運転の普及に伴い、赤色信号LEDはさらに厳しい信頼性と性能基準を満たす必要があります。RF-A4E27-R15H-S1はこれらの新たなニーズに十分対応できる製品です。

11. よくある質問

Q1: このLEDを700mAのピーク電流で連続駆動できますか？
いいえ。700mAのピーク電流は1/10デューティサイクル、10msパルス幅でのみ許容されます。連続動作は420mAを超えてはなりません。

Q2: 自動車条件下での一般的な寿命はどのくらいですか？
本LEDは1000時間の寿命試験に合格していますが、実際の現場での寿命は熱条件に依存します。適切な熱管理により、5万時間以上の寿命が期待できます。

Q3: アセトンや他の溶剤でLEDを洗浄できますか？
イソプロピルアルコールのみ推奨します。他の溶剤はシリコーン封止材を攻撃する可能性があります。洗浄剤を使用する前に適合性を確認してください。

Q4: 高温時の輝度が25°C時より低いのはなぜですか？
温度上昇により非放射再結合が増加するため、LED効率が低下します。ジャンクション温度をできるだけ低く保ってください。

12. 注文情報

標準梱包数量は1リールあたり4000個です。リール径は180 mmで、防湿バッグに密封されています。カスタムビニング要件（特定のVF、光束、波長範囲）については、販売店またはメーカーにお問い合わせください。品番はRF-A4E27-R15H-S1、ビンコードはラベルに表示されています。常にMSL2ガイドラインに従って保管してください。