RF-H**HI32DS-EF-2N 白色LED仕様書 - 2.8x3.5x0.7mm PLCC-2 - 順方向電圧2.6-3.0V - 60mA - 2700K-6500K - 80+ CRI

1. 製品概要

RF-H**HI32DS-EF-2Nシリーズは、一般室内照明向けに設計された高性能白色LEDです。青色LEDチップと黄色蛍光体を組み合わせ、高演色性（CRI≧80）の白色光を実現します。デバイスは2.8mm×3.5mm×0.7mmのコンパクトなPLCC-2パッケージに収められ、表面実装アセンブリに対応し、標準的なリフローはんだ付けプロセスと互換性があります。主な利点として、120度の極めて広い視野角、優れた熱抵抗（15°C/W）、およびMSL（耐湿性レベル）3を備えています。本製品はRoHS準拠で、テープ＆リール包装（4,000個/リール）で提供されます。2700K（温白色）から6500K（昼光色）までの複数の色温度ビンに対応し、60mA駆動電流時における標準光束は29～36ルーメンです。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 電気的特性

試験電流60mA、はんだ温度Ts=25°Cにおいて、順方向電圧（VF）は2.6V～3.0Vの範囲であり、標準値は2.77Vです。このVF範囲の狭さにより、異なるビン間での輝度と消費電力の一貫性が保証されます。逆電圧5V印加時の逆電流（IR）は最大10µAと規定されており、接合部の完全性が良好であることを示しています。絶対最大定格は、連続順方向電流180mA、ピーク順方向電流300mA（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）、消費電力540mWを許容します。接合部温度は125°Cを超えてはならず、動作温度範囲は-40°C～+85°Cです。ESD耐量は2000V（HBM）です。

2.2 光学特性

本LEDは、7つの相関色温度（CCT）ビンで提供されます：27H（2570-2870K）、30H（2870-3220K）、35H（3230-3660K）、40H（3640-4260K）、50H（4640-5350K）、57H（5300-6110K）、65H（6070-7120K）。40Hビンはさらに4つのサブビン（40H-1～40H-4）に細分化され、CIE 1931色度図上で精密な色度座標が提供されます。60mAにおける標準光束は、31lm（暖色系ビン）から36lm（寒色系ビン）まで変動します。配光角（2θ1/2）は120度であり、電球や屋内照明に適した広いビーム拡がりを提供します。演色評価数（Ra）は標準81.5、最小80です。

2.3 熱特性

ジャンクションからはんだパッドまでの熱抵抗（RTHJ-S）は15°C/Wであり、良好な放熱能力を示しています。適切な熱管理は、ジャンクション温度を125°C未満に維持し、加速劣化を防ぐために重要です。LEDの性能（光束や順方向電圧を含む）は、光学曲線に示されるように、はんだ温度に応じて変化します。

3. ビニングシステムの説明

3.1 順方向電圧ビン

順方向電圧は、F1（2.6-2.7V）、F2（2.7-2.8V）、G1（2.8-2.9V）、G2（2.9-3.0V）の4つのビンに分類されます。この厳密なビニングにより、並列回路における均一な電流分配が促進され、熱設計が簡素化されます。

3.2 光束ビン

光束ビンは、REC（29-30lm）、RFD（30-31lm）、RFE（31-32lm）、RFF（32-33lm）、RGB（33-34.5lm）、RGC（34.5-36lm）とラベル付けされています。製品ラベルのビンコードはVFと光束範囲の両方を示しており、特定の明るさ要件に応じた容易な選択を可能にします。

3.3 色温度ビン

各CCTビンの色度座標は表1-4に規定されています。例えば、40Hビンには4つのサブビンがあり、その座標(x,y)は精密に定義されています。これにより、製造ロット間での色の一貫性が保証されます。色座標測定の許容誤差は±0.003です。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

図1-7は、順方向電圧と電流の線形関係を示しています。60mAではVFは約2.77V、210mAではVFは約3.05Vまで上昇します。設計者は駆動電流を設定する際に、この変動を考慮する必要があります。

4.2 順方向電流 vs. 相対強度

相対光度は約150mAまでは電流にほぼ比例して増加し、その後飽和し始めます。180mAでは、相対光度は60mA時の約250%になります。これにより、電流を減らすことで予測可能な明るさ変化による調光が可能です。

4.3 はんだ温度 vs. 相対強度および順方向電流

図1-9は、はんだ温度が25°Cから100°Cに上昇すると、相対光束が約30%低下することを示しています。同様に、高温時には許容最大順方向電流をディレーティングする必要があります（図1-10）。例えば、はんだ温度80°Cでは、接合部温度を125°C未満に保つため、最大電流は約120mAに低減されます。

4.4 順方向電圧とはんだ温度の関係

順方向電圧は温度上昇に伴い、約-2.5mV/°Cの割合で直線的に低下します。85°CではVFは約2.5Vとなり、25°Cの2.8Vと比較されます。この負の温度係数は、定電流ドライバ設計において考慮する必要があります。

4.5 放射パターンとスペクトル

放射特性図（図1-12）は、半値角±60°の典型的なランバート分布を示しており、120°の視野角を確認できます。スペクトル（図1-13）は、450nm付近の青色ピークと、500nmから700nmにかけてのブロードな蛍光体発光帯を示しています。異なるCCTは蛍光体濃度の変化により生じ、6500Kでは青色成分が強く、3000Kではよりバランスの取れたスペクトルとなります。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDパッケージの寸法は2.80mm×3.50mm×0.70mm（長さ×幅×高さ）です。底面図には、カソードパッド（2.10mm×1.82mm）とアノードパッド（2.10mm×0.48mm）が示され、極性マークでカソードコーナーが示されています。PCBレイアウトに推奨される半田付けパターンは、2.10mm×1.10mmのパッドを0.5mm間隔で配置し、良好な半田フィレット形成を保証します。

5.2 キャリアテープとリール寸法

キャリアテープのピッチは4.00mm、幅は8mmで、キャビティサイズは3.84mm×5.24mmです。リール寸法は、外径178±1.0mm、内径59±1.0mm、ハブ径13.5±0.3mm、幅8.5±0.3mmです。各リールには4000個が収納されます。送り方向は矢印で示され、極性はテープにマークされています。

5.3 ラベル情報

リールラベルには、品番、規格番号、ロット番号、ビンコード（フラックス、色度、VF、波長を含む）、数量、および日付が記載されています。防湿保管のため、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が使用されています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

表3-1に推奨リフロープロファイルを示します：予熱は150°Cから200°Cで60～120秒、昇温速度は3°C/s以下、217°C（液相線）以上の温度は最大60秒、ピーク温度は260°Cでピーク時の保持時間は10秒以下、冷却速度は6°C/s以下とします。25°Cからピークまでの総時間は8分を超えないようにしてください。リフローサイクルは2回まで許可されており、初回リフロー後24時間以上経過した場合、LEDが損傷する可能性があります。

6.2 手はんだ付けと修理

手半田付けが必要な場合、こて先温度は300°C未満、接触時間は3秒未満とし、1回のみに制限してください。修理は避けるべきですが、やむを得ない場合は両頭半田ごてを推奨します。シリコーン封止材は柔らかいため、実装時やリワーク時に過度な圧力がかかると損傷する可能性があります。

6.3 保管とベーキング

アルミバッグ開封前は、シール日から1年間、≤30°C / ≤75% RHで保管可能です。開封後は、≤30°C / ≤60% RHの条件下で24時間以内に使用してください。湿度インジケーターカードが過度の湿気を示す場合、または保管時間が制限を超えた場合は、60±5°Cで24時間以上のベーキングが必要です。

7. 梱包と注文情報

標準パッケージング：1リールあたり4000個、乾燥剤とラベル付き防湿バッグに密封。段ボール箱（図2-5）は輸送中の機械的保護を提供します。信頼性試験（表2-3）には、リフロー半田付け、熱衝撃（-40°C～100°C）、高温保管（100°C/1000h）、低温保管（-40°C/1000h）、寿命試験（25°C/60mA/1000h）、高温高湿寿命試験（60°C/90%RH/60mA/1000h）、温湿度保管（85°C/85%RH）が含まれます。受入基準（表2-4）では、VFはU.S.L.の1.1倍まで、IRはU.S.L.の2.0倍まで、光束はL.S.L.の0.7倍以上を許容します。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション

RF-H**HI32DS-EF-2Nは、LED電球、ダウンライト、パネルライトなど、高い演色性（CRI）と広い配光角が求められる屋内照明および一般照明に最適です。小型フットプリントにより、高ルーメン密度設計のための高密度実装が可能です。幅広い色温度範囲により、電球色と昼光色の両方の市場に対応します。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限： 負のVF温度係数による熱暴走を防ぐため、必ず電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。
• 熱管理： はんだ温度を85°C未満に保つために十分な放熱を施し、ルーメン出力と寿命を維持してください。
• 直列/並列構成： 電流分布を均等化するためVFビニングを考慮し、並列ストリングには個別のドライバを使用すること。
• ESD保護： LEDラインにはESD保護デバイス（例：ツェナーダイオード）を使用すること。特に高ESD環境では必須。
• 化学的適合性： Avoid materials that outgas volatile organic compounds (VOCs) or contain sulfur (limit 100ppm), bromine (<900ppm), chlorine (<900ppm), total halogens <1500ppm.
• 機械的応力： シリコンレンズに圧力を加えないこと。ピンセットで側面を持って取り扱うこと。

9. 代替技術との比較

他社の従来型2835 LEDと比較して、RF-H**HI32DS-EF-2Nには以下の利点があります。(1) より高いCRI（標準の一般的な70に対し最小80）により、優れた演色性を実現。(2) 標準の110°に対し120°の広い視野角で、より均一な照明を提供。(3) 低い熱抵抗（15°C/W）により、放熱性が向上。(4) 厳格な色ビニング（±0.003）により、色の一貫性を確保。ただし、最大定格電流（連続180mA）は中程度であり、競合部品の中には効率を犠牲にして光束を増やすためにより高い電流に対応できるものもあります。

10. よくある技術質問

Q: このLEDを150mAで連続駆動できますか？

A: 絶対最大連続電流は180mAですが、はんだ温度がディレーティング曲線（図1-10）を超えないようにする必要があります。25°Cの周囲温度で適切な熱管理が行われている場合、150mAは許容範囲です。ただし、光束は60mA時の約2倍となり、接合部温度は125°C未満に保つ必要があります。

Q: 高温環境下では、このLEDはどのように動作しますか？

A: 周囲温度85°Cでは、TJmaxを超えないように最大許容順方向電流が約60mAに低減されます。光束は25°C時と比較して約30%低下します（図1-9）。高温用途では熱設計が重要です。

Q: 同一灯具内で異なるCCTビンを混在させてもよいですか？

A: 色度のずれが目立つため推奨されません。色の均一性を確保するため、常に同じビンコードを発注してください。±0.003の座標公差は、ほとんどの商業用途で十分に厳しいものです。

Q: 安全な洗浄溶剤は何ですか？

A: イソプロピルアルコールを推奨します。シリコーン封止材を侵す可能性のある溶剤（例：アセトン、トルエン）は避けてください。超音波洗浄はワイヤーボンドを損傷する恐れがあるため推奨しません。

11. アプリケーション設計例

設計目標： A 7W LED bulb with 800lm output, 3000K CCT, CRI>80.
解決策： Use 24 LEDs in a 12S2P configuration (12 series, 2 parallel). Each LED runs at 60mA, total current 120mA. With VF typical 2.77V, total voltage ~33.2V. Power = 33.2V × 0.12A ≈ 4W. To reach 800lm, considering optical losses (~85% efficiency), need about 941lm from the LEDs. Each LED delivers ~32lm at 60mA (30H bin), so 24 LEDs give 768lm, insufficient. Increase current to 80mA per LED: relative intensity ~130% → ~41.6lm each → 998lm total, power ~33.2V × 0.16A = 5.3W, still within thermal limits if heat sink is adequate. Adjust bin selection to RFF (32-33lm) for higher flux. Thermal simulation required to ensure junction temperature <125°C.

12. 白色光生成原理

このLEDは、蛍光体変換によって白色光を生成します。青色InGaN/GaN LEDチップが青色光（ピーク約450nm）を放射し、その青色光が黄色発光蛍光体（一般的にYAG:Ce）を励起します。この蛍光体は青色光子の一部をより長い波長（緑色から赤色領域）にダウンコンバートします。残った青色光とブロードな黄色発光の組み合わせが、人間の目には白色に見えます。蛍光体の組成と濃度を調整することで、暖色（より黄/赤）から寒色（より青）までの異なる相関色温度が実現されます。また、R9値を向上させるために赤色発光を追加した蛍光体を使用することで、演色評価数が向上します。

13. 技術動向

The LED industry continues to push for higher efficacy (lm/W), better color quality (CRI >90, R9 >50), and smaller packages. This product represents a mature PLCC-2 technology, but future trends include: (1) Chip-scale packages (CSP) for even smaller size. (2) Multi-chip or chip-on-board (COB) modules for high-power applications. (3) Full-spectrum LEDs with violet or near-UV chips and RGB phosphors for ultimate color rendering. (4) Smart LED modules with integrated drivers and wireless control. The demand for high-CRI LEDs (Ra>90) is growing in retail and museum lighting. This specific series may be updated with higher efficiency and better thermal performance in future revisions.