目次
- 1. 製品概要
- 1.1 概要説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 1.4 パッケージ寸法
- 1.5 製品パラメータ
- 1.5.1 電気・光学特性(Ts=25°C、IF=20mA)
- 1.5.2 絶対最大定格(Ts=25°C)
- 1.6 標準光学特性カーブ
- 2. パッケージング
- 2.1 パッケージング仕様
- 2.2 防湿梱包
- 2.3 段ボール箱
- 2.4 信頼性試験項目と条件
- 2.5 不良判定基準
- 3. SMTリフローはんだ付け手順
- 3.1 リフローはんだ付けプロファイル
- 3.2 はんだごて
- 3.3 修理
- 3.4 注意事項
- 4. 取り扱い注意事項
- 4.1 環境に関する考慮事項
- 4.2 回路設計
- 4.3 熱設計
- 4.4 保管条件
- 4.5 ESDおよびEOS保護
- 5. アプリケーションガイダンス
- 6. 技術比較
- 7. よくある質問
- 8. 物理的原理
- 9. 開発動向
- LED仕様用語集
- 光電性能
- 電気パラメータ
- 熱管理と信頼性
- パッケージングと材料
- 品質管理とビニング
- テストと認証
1. 製品概要
1.1 概要説明
RF-AUB190TS-CAは、アンバーチップを使用した表面実装タイプのアンバーLEDです。コンパクトなパッケージ寸法は1.6mm x 0.8mm x 0.7mmで、スペースが限られたアプリケーションに最適です。このLEDはアンバー波長域(600~610 nm)で発光し、一般的な表示および表示目的に設計されています。
1.2 特長
- 非常に広い視野角:140°(標準)
- すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応
- 耐湿性レベル:レベル3(MSL 3)
- RoHS対応
- 順方向電圧、ドミナント波長、光度の複数ビン選択オプション
1.3 用途
- 光学インジケータ(ステータスランプ、バックライトなど)
- スイッチおよびシンボル表示
- 一般照明および装飾用途
1.4 パッケージ寸法
LEDパッケージの寸法は1.60mm x 0.80mm x 0.70mm(長さx幅x高さ)です。推奨はんだ付けパッドパターンはデータシート(図1-5)に記載されています。特に指定がない限り、公差は±0.2mmです。極性は底面図のカソードマークで示されています。パッケージは標準SMTはんだ付け用に設計されています。
1.5 製品パラメータ
1.5.1 電気・光学特性(Ts=25°C、IF=20mA)
| パラメータ | 記号 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|
| スペクトル半値幅 | Δλ | – | 15 | – | nm |
| 順方向電圧(Bin B1) | VF | 1.8 | – | 1.9 | V |
| 順方向電圧(Bin B2) | VF | 1.9 | – | 2.0 | V |
| 順方向電圧(Bin C1) | VF | 2.0 | – | 2.1 | V |
| 順方向電圧(Bin C2) | VF | 2.1 | – | 2.2 | V |
| 順方向電圧(Bin D1) | VF | 2.2 | – | 2.3 | V |
| 順方向電圧(Bin D2) | VF | 2.3 | – | 2.4 | V |
| ドミナント波長(Bin A10) | λD | 600.0 | – | 602.5 | nm |
| ドミナント波長(Bin A20) | λD | 602.5 | – | 605.0 | nm |
| ドミナント波長(Bin B10) | λD | 605.0 | – | 607.5 | nm |
| ドミナント波長(Bin B20) | λD | 607.5 | – | 610.0 | nm |
| 光度(Bin 1DW) | IV | 70 | – | 90 | mcd |
| 光度(Bin 1AP) | IV | 90 | – | 120 | mcd |
| 光度(Bin G20) | IV | 120 | – | 150 | mcd |
| 光度(Bin 1AW) | IV | 150 | – | 200 | mcd |
| 光度(Bin 1AT) | IV | 200 | – | 260 | mcd |
| 視野角 | 2θ1/2 | – | 140 | – | 度 |
| 逆方向電流(VR=5V) | IR | – | – | 10 | μA |
| 熱抵抗(接合部-はんだ部) | RthJ-S | – | – | 450 | °C/W |
1.5.2 絶対最大定格(Ts=25°C)
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | Pd | 72 | mW |
| 順方向電流 | IF | 30 | mA |
| 尖頭順方向電流(パルス) | IFP | 60 | mA |
| 逆方向電圧 | Vr | 5 | V |
| 静電気放電(HBM) | ESD | 2000 | V |
| 動作温度 | TTopr | -40~+85 | °C |
| 保存温度 | TTstg | -40~+85 | °C |
| 接合温度 | Tj | 95 | °C |
注記:パルス条件:デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms。順方向電圧測定許容差は±0.1V。ドミナント波長測定許容差は±2nm。光度測定許容差は±10%。絶対最大定格を超えないように注意する必要があります。最大電流は、接合温度が最大値以下になるようにパッケージ温度に基づいて決定する必要があります。
1.6 標準光学特性カーブ
データシートには、25°Cで測定されたいくつかの特性カーブが記載されています。
- 順方向電圧 vs 順方向電流(図1-6):代表的なI-V特性を示します。順方向電流が増加すると、順方向電圧はわずかに上昇します。20mAでのVFは約2.0V(ビンによる)です。
- 順方向電流 vs 相対光度(図1-7):相対光度は順方向電流の増加に伴って増加し、低電流ではほぼ線形に増加し、その後飽和します。30mAでは、相対光度は20mAの場合の約1.3倍です。
- ピン温度 vs 相対光度(図1-8):はんだ点温度が上昇すると、相対光度は低下します。100°Cでは、光度は25°Cの値の約70%に低下します。
- ピン温度 vs 順方向電流(図1-9):このカーブは、はんだ点温度の関数として許容順方向電流を示しています。高温では、最大許容電流をディレーティングする必要があります。
- 順方向電流 vs ドミナント波長(図1-10):ドミナント波長は電流によってわずかにシフトします。高電流では、波長は長波長側にシフトする場合があります(レッドシフト)。30mAでは、20mAと比較して約1~2nmのシフトがあります。
- 相対強度 vs 波長(図1-11):スペクトル分布は狭く、半値幅は約15nmです。ピークは約605nm(標準的なアンバー)です。
- 放射特性(図1-12):極座標放射パターンは、140°の広い視野角を示しています。強度は±70°にわたって比較的均一です。
2. パッケージング
2.1 パッケージング仕様
LEDは1リールあたり4000個でリールに梱包されます。キャリアテープ寸法は標準8mm幅テープで、送り方向が表示されています。リールの直径は178±1mm、幅は8.0±0.1mmです。ラベルには品番、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、およびデートコードが含まれます。
2.2 防湿梱包
各リールは、乾燥剤および湿度インジケーターカードとともに防湿バッグに入れられます。バッグは密封され、段ボール箱に入れられます。MSLレベルは3で、バッグ開封後のフロアライフは管理された条件下(≤30°C、≤60% RH)で168時間です。長時間開封した場合は、ベーキング(60±5°Cで24時間以上)が必要です。
2.3 段ボール箱
外箱には複数のリールが収納されています。箱には製品情報と取り扱い注意事項が表示されています。
2.4 信頼性試験項目と条件
このLEDは、以下の信頼性試験に合格しています(22サンプル中0不良で合格):
- リフローはんだ付け:260°C max、10秒、2回(JESD22-B106)
- 温度サイクル:-40°C~100°C、100サイクル(JESD22-A104)
- サーマルショック:-40°C~100°C、300サイクル(JESD22-A106)
- 高温保存:100°C、1000時間(JESD22-A103)
- 低温保存:-40°C、1000時間(JESD22-A119)
- 寿命試験:25°C、20mA、1000時間(JESD22-A108)
2.5 不良判定基準
信頼性試験後、以下の場合にLEDは不良とみなされます:
- 順方向電圧(20mA時VF)が初期上限仕様の1.1倍を超える。
- 逆方向電流(5V時IR)が初期上限仕様の2.0倍を超える。
- 光束が初期下限仕様の70%未満に低下する。
3. SMTリフローはんだ付け手順
3.1 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以下の通りです:
- 平均昇温速度(Tsmin~Tp):最大3°C/s
- 予熱温度範囲:150°C~200°C
- 予熱時間(Tsmin~Tsmax):60~120秒
- 217°C以上の時間:最大60秒
- ピーク温度(Tp):260°C
- ピーク温度±5°Cの範囲内の時間:最大30秒
- 冷却速度:最大6°C/s
- 25°Cからピーク温度までの時間:最大8分
リフローはんだ付けは2回を超えて実施しないでください。2回のはんだ付けの間に24時間以上経過した場合、吸湿によりLEDが損傷する可能性があります。加熱中は機械的ストレスを加えないでください。
3.2 はんだごて
手はんだの場合は、はんだごて温度300°C未満で3秒未満とします。手はんだは1回のみ許可されます。
3.3 修理
はんだ付け後の修理は推奨しません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LED特性が損なわれないことを確認してください。
3.4 注意事項
- 反ったPCBにLEDを実装しないでください。はんだ付け後は基板の曲げを避けてください。
- 室温まで冷却する間、機械的な力や振動を加えないでください。
- はんだ付け後にデバイスを急冷しないでください。
4. 取り扱い注意事項
4.1 環境に関する考慮事項
動作環境および接触材料の硫黄化合物含有量は100 ppm未満である必要があります。また、臭素の単体含有量は900 ppm未満、塩素は900 ppm未満、臭素と塩素の合計は1500 ppm未満である必要があります。治具材料からのVOCはシリコーン封止材に浸透し、熱や光によって変色を引き起こし、光束低下の原因となります。すべての材料がLEDと適合するか事前にテストすることを推奨します。
4.2 回路設計
各LEDは絶対最大電流定格を超えないようにしてください。電流制限抵抗を使用して、わずかな電圧変動が大きな電流変化を引き起こさないようにしてください。駆動回路は、ON/OFF状態でのみ順方向電圧を印加する必要があります。逆方向電圧はマイグレーションやLED損傷を引き起こす可能性があります。
4.3 熱設計
熱管理は重要です。発熱は輝度低下や色ずれを引き起こす可能性があります。システム設計において適切な放熱とディレーティングを考慮する必要があります。
4.4 保管条件
| 条件 | 温度 | 湿度 | 時間 |
|---|---|---|---|
| アルミバッグ開封前 | ≤30°C | ≤75% RH | 製造日から1年以内 |
| バッグ開封後 | ≤30°C | ≤60% RH | 168時間(7日間) |
| ベーキング(必要な場合) | 60±5°C | – | ≥24時間 |
吸湿材の色が褪せた場合や保管時間を超えた場合は、ベーキングが必要です。パッケージが破損した場合はサポートに連絡してください。
4.5 ESDおよびEOS保護
ほとんどの固体デバイスと同様に、LEDは静電気放電(ESD)および電気的過負荷(EOS)に敏感です。取り扱いおよび実装中は適切なESD対策を講じる必要があります。
5. アプリケーションガイダンス
代表的な用途には、光学インジケータ、スイッチおよびシンボル表示、一般用途があります。このアンバーLEDを設計する際には、以下を考慮してください:広い視野角(140°)により、さまざまな角度から視認性が必要なインジケータに適しています。順方向電圧のビン分けにより、特定の電圧範囲を選択して直列回路での明るさの均一性を確保できます。高信頼性アプリケーションでは、提供されているディレーティングカーブを使用して周囲温度に基づいて電流をディレーティングしてください。特に複数のLEDを密に配置する場合は、十分な放熱を確保してください。
6. 技術比較
標準的な明るさのアンバーLEDと比較して、このモデルはより広い視野角(140° vs 通常120°)と、波長および光度に関してより細かいビン分けオプションを提供します。MSLレベル3により、適度なフロアライフが可能ですが、注意深い湿度管理が必要です。このLEDはRoHS対応であり、環境要件を満たしています。
7. よくある質問
- 推奨動作電流は?20mAが試験条件および標準動作点です。最大連続電流は30mAです。
- このLEDをより高い電流で使用できますか?はい、最大30mAまで可能ですが、接合温度が95°Cを超えないようにしてください。
- バッグ開封後、LEDはどのくらいの期間保管できますか?≤30°C、≤60% RHで168時間です。超えた場合は、60±5°Cで24時間のベーキングが必要です。
- 代表的な光度は?選択したビンに依存し、20mAで70~260 mcdの範囲です。
- LEDは硫黄に耐性がありますか?環境中の硫黄化合物は100 ppm未満である必要があります。
8. 物理的原理
アンバーLEDは、アンバー光(600~610 nm)に対応するバンドギャップを持つ半導体材料(おそらくAlGaInPまたは類似)のエレクトロルミネッセンスにより発光します。順方向バイアスをかけると、活性領域で電子と正孔が再結合し、光子が放出されます。広い視野角は、光を拡散する封止材を介して光を分散するパッケージ設計によって実現されています。
9. 開発動向
LED業界は効率の向上とコスト削減を続けています。アンバーLEDのトレンドとしては、より高い発光効率、より良い色純度のための狭いスペクトル幅、より小さいパッケージでより高い駆動電流を可能にする改善された熱管理が挙げられます。この製品は、性能とコンパクトサイズのバランスを提供し、最新のSMT実装に適しています。
LED仕様用語集
LED技術用語の完全な説明
光電性能
| 用語 | 単位/表示 | 簡単な説明 | なぜ重要か |
|---|---|---|---|
| 発光効率 | lm/W (ルーメン毎ワット) | 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 | エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。 |
| 光束 | lm (ルーメン) | 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 | 光が十分に明るいかどうかを決定する。 |
| 視野角 | ° (度)、例:120° | 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 | 照明範囲と均一性に影響する。 |
| 色温度 | K (ケルビン)、例:2700K/6500K | 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 | 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。 |
| 演色性指数 | 無次元、0–100 | 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 | 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。 |
| 色差許容差 | マクアダム楕円ステップ、例:「5ステップ」 | 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 | 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。 |
| 主波長 | nm (ナノメートル)、例:620nm (赤) | カラーLEDの色に対応する波長。 | 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。 |
| 分光分布 | 波長 vs 強度曲線 | 波長全体の強度分布を示す。 | 演色性と色品質に影響する。 |
電気パラメータ
| 用語 | 記号 | 簡単な説明 | 設計上の考慮事項 |
|---|---|---|---|
| 順電圧 | Vf | LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 | ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。 |
| 順電流 | If | LEDの正常動作のための電流値。 | 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。 |
| 最大パルス電流 | Ifp | 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 | パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。 |
| 逆電圧 | Vr | LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 | 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。 |
| 熱抵抗 | Rth (°C/W) | チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 | 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。 |
| ESD耐性 | V (HBM)、例:1000V | 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 | 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。 |
熱管理と信頼性
| 用語 | 主要指標 | 簡単な説明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接合温度 | Tj (°C) | LEDチップ内部の実際の動作温度。 | 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある;高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。 |
| 光束減衰 | L70 / L80 (時間) | 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 | LEDの「サービス寿命」を直接定義する。 |
| 光束維持率 | % (例:70%) | 時間経過後に残った明るさの割合。 | 長期使用における明るさの保持能力を示す。 |
| 色ずれ | Δu′v′またはマクアダム楕円 | 使用中の色変化の程度。 | 照明シーンでの色の一貫性に影響する。 |
| 熱劣化 | 材料劣化 | 長期的な高温による劣化。 | 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。 |
パッケージングと材料
| 用語 | 一般的な種類 | 簡単な説明 | 特徴と応用 |
|---|---|---|---|
| パッケージタイプ | EMC、PPA、セラミック | チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 | EMC:耐熱性が良く、低コスト;セラミック:放熱性が良く、寿命が長い。 |
| チップ構造 | フロント、フリップチップ | チップ電極配置。 | フリップチップ:放熱性が良く、効率が高い、高電力用。 |
| 蛍光体コーティング | YAG、珪酸塩、窒化物 | 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 | 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。 |
| レンズ/光学 | フラット、マイクロレンズ、TIR | 光分布を制御する表面の光学構造。 | 視野角と配光曲線を決定する。 |
品質管理とビニング
| 用語 | ビニング内容 | 簡単な説明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光束ビン | コード例:2G、2H | 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 | 同じロット内で均一な明るさを保証する。 |
| 電圧ビン | コード例:6W、6X | 順電圧範囲でグループ化される。 | ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。 |
| 色ビン | 5ステップマクアダム楕円 | 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 | 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。 |
| CCTビン | 2700K、3000Kなど | CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 | 異なるシーンのCCT要件を満たす。 |
テストと認証
| 用語 | 標準/試験 | 簡単な説明 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光束維持試験 | 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 | LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。 |
| TM-21 | 寿命推定標準 | LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 | 科学的な寿命予測を提供する。 |
| IESNA | 照明学会 | 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 | 業界で認められた試験基盤。 |
| RoHS / REACH | 環境認証 | 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 | 国際的な市場参入要件。 |
| ENERGY STAR / DLC | エネルギー効率認証 | 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 | 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。 |