RF-AU0402TS-EB-B アンバーLED仕様書 - サイズ1.0×0.5×0.4mm - 電圧1.6-2.6V - 電力26mW - テクニカルデータ (日本語)

1. 製品概要

1.1 一般説明

RF-AU0402TS-EB-Bは、高効率アンバーチップを用いて製造されたアンバー色の表面実装LEDです。その超小型パッケージ寸法1.0mm×0.5mm×0.4mmにより、市販されているアンバーLEDの中で最も小さなものの一つであり、スペースに制約のある用途に適しています。本デバイスは自動SMT実装およびリフローはんだ付けプロセス向けに設計されており、現代のPCB組立ラインとの優れた互換性を備えています。

1.2 特長

• 極めて広い視野角140度により、広い範囲に均一な光分布を実現します。
• リフローはんだ付けや手はんだ付けを含む、あらゆるSMT実装およびはんだ付けプロセスに適しています。
• 耐湿性レベル：JEDEC規格によるレベル3。開封後は適切な取り扱いが必要です。
• RoHS準拠、有害物質を含まず、グローバルな環境規制を満たしています。
• 低順方向電流動作（標準5mA）により、バッテリ駆動デバイスでの低消費電力を実現します。
• 一貫性が要求される用途において、微調整されたマッチングのために、複数の輝度および波長ビンで提供されます。

1.3 用途

• 光学インジケータ：状態表示、スイッチのバックライト、シンボル表示。
• ディスプレイバックライト：スペースが限られた小型LCDまたはキーパッドバックライト。
• 汎用：おもちゃの照明、装飾照明、ポータブル電子機器。

2. 技術パラメータ

2.1 電気的および光学的特性

特に指定のない限り、すべてのパラメータははんだパッド温度(Ts)25°C、順方向電流5mAで測定されます。以下の主要特性が本LEDの性能を定義します：

• スペクトル半値幅(Δλ)：標準15nm。アンバー波長領域を中心とした比較的狭い発光スペクトルを示します。
• 順方向電圧(VF)：ビンコード(A1～E2)に応じて1.6V～2.6Vの範囲。ビニングは5mAで行われ、各ビンは0.1Vステップです。低い順方向電圧により、低電圧電源からの動作が可能です。
• ドミナント波長(λD)：A10（600-602.5nm）およびA20（602.5-605nm）の2つの範囲、さらにB10（605-607.5nm）、B20（607.5-610nm）のビンが利用可能です。これにより、正確なアンバー色合いの選択が可能です。
• 光度(IV)：5つの範囲にビニング：A00（8-12mcd）、B00（12-18mcd）、C00（18-28mcd）、D00（28-43mcd）、E00（43-65mcd）。より高い輝度ビンは、より高い明るさを必要とする用途に適しています。
• 視野角(2θ1/2)：標準140度。非常に広い放射パターンにより、広い面積に均一な照明を提供します。
• 逆方向電流(IR)：VR=5Vで最大10μA。逆バイアスでの漏れ電流が非常に低いことを保証します。
• 熱抵抗(RTHJ-S)：最大450°C/W、接合部からはんだ接点まで。この比較的高い熱抵抗は小型パッケージLEDに典型的であり、高電流で動作させる場合には注意深い熱管理が必要です。

2.2 絶対最大定格

絶対最大定格を超えてはなりません。一瞬でも超えると永久的な損傷を引き起こす可能性があります：

• 消費電力(Pd)：26 mW
• 順方向電流(IF)：連続10 mA；パルス動作時（1/10デューティ、パルス幅0.1ms）で60 mA。
• ESD耐圧(HBM)：2000 V
• 動作温度(Topr)：-40°C～+85°C
• 保存温度(Tstg)：-40°C～+85°C
• 接合部温度(Tj)：最大95°C

これらの制限は、Refondの実験室での標準化された測定に基づいています。実際の最大電流は熱条件に基づいてディレーティングする必要がある場合があります。接合部温度は95°Cを超えてはなりません。

2.3 ビニングシステム

本LEDは、順方向電圧、ドミナント波長、光度を厳密に管理するために複数のビンに分類されています。これにより、顧客は特定の要件に対して一貫した性能を持つデバイスを選択できます。順方向電圧では、ビンA1からE2が1.6V～2.6Vを0.1V刻みでカバーします。波長では、ビンA10、A20、B10、B20が600nm～610nmを2.5nmステップでカバーします。光度ビンA00～E00は8mcd～65mcdのオプションを提供します。ビンコードはトレーサビリティのためリールラベルに明確に表示されています。

3. 性能曲線の分析

3.1 順方向電圧 vs 順方向電流（I-V曲線）

I-V特性曲線（図1-6）は、順方向電圧と順方向電流の間の典型的な指数関数的関係を示しています。標準ビンでは、5mAでの順方向電圧は約2.0Vです。電流が増加すると、直列抵抗により電圧がわずかに上昇します。この曲線は、設計者が特定の電源電圧に対して適切な電流制限抵抗を選択するのに役立ちます。

3.2 順方向電流 vs 相対光度

図1-7は、低電流領域では相対光度が順方向電流に比例して増加しますが、高電流では飽和し始めることを示しています。5mAでの動作は10mAでの光度の約50%であり、明るさと熱放散のバランスが良好です。

3.3 温度の影響

図1-8および図1-9は、ピン温度が相対光度と順方向電流にどのように影響するかを示しています。接合部温度が上昇すると、光度は徐々に低下します。例えば、85°Cでは光度は25°Cの値の約80%まで低下する可能性があります。LEDを最大電流近くで駆動する場合や周囲温度が高い場合、熱管理が重要です。

3.4 順方向電流 vs ドミナント波長

図1-10は、ドミナント波長が順方向電流によってわずかにシフトすることを示しています（動作範囲で約1-2nm）。この効果はほとんどのインジケータ用途では無視できますが、正確な色合わせが必要な場合には考慮すべきです。

3.5 スペクトル分布と放射パターン

図1-11は、波長に対する相対スペクトル強度を示し、600-610nm付近でピークとなり、半値幅は15nmです。放射パターン（図1-12）は、非常に広い140度の放射角を示し、光軸から±70度までほぼ均一な強度です。

4. 機械的およびパッケージング情報

4.1 パッケージ寸法

本LEDは標準的な0402 SMDパッケージに収容され、寸法は長さ1.0mm、幅0.5mm、高さ0.4mmです。パッケージには2つの端子があります：アノード（極性表示あり）とカソードです。データシートの図面（図1-1～1-3）は、特に指定がない限り±0.2mmの公差で上面、底面、側面図を示しています。

4.2 はんだパッド設計

推奨されるはんだ付けパターン（図1-5）が提供されており、信頼性の高いはんだ接合と適切な放熱を確保します。各端子のパッド寸法は0.5mm×0.6mmで、パッド間隔は0.6mmです。パッド設計をパッケージフットプリントに合わせることが重要で、ツームストン現象や弱いはんだ接合を防ぎます。

4.3 極性マーク

カソードはパッケージ上の小さなマーク（図1-4）で識別されます。アノードは底面の大きい方のパッドです。逆バイアス損傷を避けるため、極性を正しく守る必要があります。

4.4 キャリアテープとリール寸法

LEDはエンボスキャリアテープで供給され、テープ幅8mm、ピッチ2.0mmです。1リールあたり4,000個収納されます。テープにはトップカバーテープと送り方向の極性表示があります。リール寸法：外径178±1mm、幅8.0±0.1mm、ハブ径60±1mm、スピンドル穴13.0±0.5mm。

4.5 ラベル情報

リールラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード（順方向電圧、波長、光度）、数量、デートコードが含まれています。これにより完全なトレーサビリティが確保されます。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

5.1 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は図3-1および表3-1に示されています。主要パラメータ：予熱150°C～200°Cで60～120秒；昇温速度≤3°C/s；217°C（TL）以上で最大60秒；ピーク温度（TP）260°Cで最大10秒；冷却速度≤6°C/s。許可されるリフローサイクルは最大2回です。サイクル間で24時間以上経過した場合、LEDが吸湿して損傷する可能性があります。

5.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付けは、こて温度≤300°C、時間≤3秒で許可され、1回のみ行えます。修理には、LEDへの熱ストレスを避けるため、両頭こてが推奨されます。

5.3 実装時の注意事項

反ったPCB部分にLEDを実装しないでください。はんだ付け中またははんだ付け後に機械的ストレスを加えないでください。リフロー後の急冷を避けてください。短絡を防ぐため、適切な位置合わせを確保してください。

6. 保管と取り扱い

6.1 保管条件

防湿袋開封前は、30°C以下、相対湿度75%以下で、密封日から最大1年間保管可能です。開封後は、30°C以下、相対湿度60%以下の条件で168時間以内に使用する必要があります。保管時間を超えた場合は、使用前に60±5°Cで24時間以上のベーキングを行ってください。

6.2 耐湿性

MSLレベル3は注意深い取り扱いが必要です。袋が破損しているか、乾燥剤が期限切れの場合は、リフロー中のポップコーン割れを防ぐためにベーキングが必須です。

6.3 ESD保護

LEDは静電気放電(ESD)および電気的過ストレス(EOS)に敏感です。接地された作業台、リストストラップ、イオナイザーを使用してください。HBM定格は2000Vですが、適切なESD予防措置を推奨します。

6.4 環境に関する考慮事項

LEDは環境中の硫黄やハロゲンの影響を受ける可能性があります。硫黄化合物は以下に制限する必要があります。<100ppm。臭素<900ppm、塩素<900ppm、総ハロゲン<1500ppm。揮発性有機化合物(VOC)はシリコーン封止材に浸透し、変色を引き起こす可能性があります。灯具には適合材料のみを使用してください。

7. アプリケーションノート

7.1 電流制限抵抗

LEDは急峻なI-V曲線を持つため、所望のレベルに順方向電流を制限するために常に直列抵抗を使用してください。標準動作電流5mAの場合、最悪の電源電圧変動でも電流が絶対最大10mA未満に保たれる抵抗値を選択してください。

7.2 熱管理

熱設計は重要です。熱抵抗450°C/Wは、5mA、2Vでは消費電力10mWとなり、周囲温度より約4.5°Cの温度上昇をもたらします。より高い電流では、温度上昇は比例して増加します。PCB上の適切な銅面積または強制空冷が必要になる場合があります。

7.3 回路設計の考慮事項

逆電圧に対する保護が必要です。回路がLEDに逆バイアスを決して印加しないようにしてください（例えば電源オフの過渡時）。また、順方向電流の絶対最大定格を一瞬でも超えないようにしてください。

8. よくある質問

8.1 推奨動作電流は？

標準電流は5mAで、良好な明るさを提供し、絶対最大10mAを十分下回ります。より高い明るさの場合は最大10mAまで許容されますが、接合部温度を95°C未満に保つために適切な放熱が必要です。

8.2 正しい順方向電圧ビンの選び方は？

電源電圧から抵抗降下を引いた値に合うビンを選択してください。例えば、電源が3.3Vで、300Ωの抵抗（降下約1.5V）で5mAを得たい場合、VFは約1.8Vが必要で、これはビンB1またはB2に相当します。

8.3 マイクロコントローラのGPIOから直接駆動できますか？

ほとんどのGPIOピンは3.3Vで5～10mAをソースできます。適切な直列抵抗を使用すれば可能です。ただし、マイクロコントローラの電流能力を確認してください。不十分な場合はトランジスタドライバを使用してください。

8.4 許容されるリフローサイクル数は？

最大2回のリフローサイクルです。サイクル間で24時間以上経過した場合は、2回目のリフロー前にLEDをベーキングして吸湿を除去してください。

9. 動作原理

このアンバーLEDは、アンバーチップ（恐らくInGaAlPまたはGaAsP材料）に基づく半導体発光ダイオードです。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、アンバー光（600-610nm）に対応するエネルギーの光子を放出します。スペクトル半値幅が15nmと狭いことは、高い色純度を示しています。

10. 開発動向

LEDパッケージのトレンドは、より小さなフットプリントと高効率化へと進んでいます。0402パッケージ（1.0×0.5mm）は超小型化の方向性を代表し、より高密度なPCBレイアウトとポータブルデバイスへの統合を可能にします。将来の改良には、より低い熱抵抗、より高い発光効率、拡張された動作温度範囲が含まれる可能性があります。環境対応（RoHS、ハロゲンフリー）は世界市場でますます重要になっています。