青色LEDチップ仕様書 1.0x0.5x0.4mm - 2.6-3.4V - 20mA - 70mW - 日本語技術データ

1. 製品概要

RF-BU0402TS-CE-Bは、高効率青色チップを使用したコンパクトな表面実装型青色LEDです。広い視野角と小型フットプリントが要求される汎用表示およびディスプレイ用途向けに設計されています。パッケージ寸法は1.0mm x 0.5mm x 0.4mmで、スペースが限られた設計に適しています。主な特長として、極めて広い視野角、標準SMTアセンブリおよびリフローはんだとの互換性、モイスチャーセンシティブレベル3、RoHS準拠が挙げられます。代表的な用途には、光学インジケータ、スイッチバックライト、シンボル表示、汎用ステータスランプなどがあります。

1.1 一般的な説明

本LEDは、465～475nmの主波長範囲で発光する青色チップを採用しています。透明エポキシレンズを備えた1.0mm x 0.5mm x 0.4mmの超小型パッケージに封止されています。自動表面実装ピックアンドプレースに対応し、JEDEC規格に準拠した260°Cピーク温度でのリフローを最大2回まで耐えられます。

1.2 特長

• 極めて広い視野角（標準140°）。
• あらゆるSMTアセンブリおよびはんだプロセスに適合。
• モイスチャーセンシティブレベル: レベル3（IPC/JEDEC J-STD-020準拠）。
• RoHS準拠 – 鉛およびその他の制限物質を含まず。
• さまざまな設計要求に対応するために、複数の明るさおよび電圧ビンから選択可能。

1.3 用途

• 民生機器、家電製品、自動車内装における光学インジケータ。
• スイッチおよびシンボルバックライト（キーパッド、押しボタン）。
• 小型LCDまたはセグメントディスプレイの表示バックライト。
• 産業機器および医療機器における汎用ステータス表示。

2. 技術パラメータ

特記なき場合、すべての電気的および光学的測定はTs=25°Cの試験条件で行われます。

2.1 電気的/光学的特性 (IF = 5 mA)

2.2 絶対最大定格 (Ts = 25°C)

注：最大電流はパッケージ温度を測定した後に決定する必要があります。ジャンクション温度は定格最大値を超えてはなりません。

3. ビニングシステム

本LEDは、順方向電圧、主波長、光度に基づいて複数のビンに分類されます。これにより、設計者は回路要件に正確に適合するデバイスを選択でき、複数LEDシステムでの明るさと色の一貫性が確保されます。

3.1 順方向電圧ビン

順方向電圧はIF=5mAで測定されます。ビンはF1からJ1までのラベルが付けられ、2.6V～3.6Vの範囲を0.1V刻みでカバーします。例えば、F1は2.6～2.8V、F2は2.7～2.9Vなどとなります。測定公差は±0.1Vです。

3.2 主波長ビン

波長ビンはIF=5mAで規定されます。D10は465.0～467.5nm、D20は467.5～470.0nm、E10は470.0～472.5nm、E20は472.5～475.0nmをカバーします。測定公差は±2nmです。

3.3 光度ビン

光度ビン（IV）はB00（12～18mcd）からF20（80～100mcd）までのランクがあります。この広い範囲により、インジケータ、バックライト、ディスプレイにおけるさまざまな明るさ要件に対応できます。ビン公差は±10%です。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流

代表的な順方向電圧は順方向電流とともに増加します。5mAでは、ビンに応じて順方向電圧は約2.7～3.1Vです。0～25mAの範囲では曲線はほぼ直線的で、傾きは10mAあたり約0.1～0.2Vです。

4.2 順方向電流 vs 相対光度

相対光度は20mAまで順方向電流にほぼ比例して増加します。5mAでの光度は20mA時の約0.3です。より高い電流での動作はより高い明るさをもたらしますが、ジャンクション温度も上昇します。

4.3 周囲温度 vs 相対光度

周囲温度が25°Cから100°Cに上昇すると、相対光度は約10～15%低下します。高温用途ではこの熱ディレーティングを考慮する必要があります。

4.4 ピン温度 vs 順方向電流

ピン（はんだ接点）温度が約60°Cを超えると、最大許容順方向電流は減少します。ピン温度100°Cでは、ジャンクションを95°C未満に保つために最大連続順方向電流は約15mAに低減されます。

4.5 順方向電流 vs 主波長

順方向電流を0から30mAに増加させると、主波長がわずかにシフトします（約+2nm）。これはInGaN LEDに一般的な特性です。この影響は小さく、通常インジケータ用途では無視できます。

4.6 相対光度 vs 波長（スペクトル）

スペクトル分布は約470nmにピークを持ち、半値全幅（FWHM）は約15nmです。発光は狭く、飽和した青色を提供します。

4.7 放射パターン

本LEDは、広い視野角140°（半値角70°）を持つランバート型に近い放射パターンを示します。これにより、広範囲の表示に適しています。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本LEDは1.0mm x 0.5mm x 0.4mm（長さx幅x高さ）のパッケージに収められています。底面には2つのアノード/カソードパッドがあり、ノッチ（切り欠き）で極性が示されています（極性図参照）。推奨されるはんだパッドレイアウトは、パッドあたり0.5mm x 0.6mm、パッド間隔0.6mmです。

5.2 極性とはんだパターン

カソードは上面または下面の小さなノッチで示されます。本デバイスは、標準的なソルダーマスク開口部0.25mmのクリアランスでリフローはんだ用に設計されています。特に記載のない限り、すべての寸法はmm単位で公差±0.2mmです。

5.3 キャリアテープとリール寸法

部品は8mm幅のキャリアテープに2.0mmピッチで包装されています。各リールには4000個収納されています。リール外径は178mm±1mm、ハブ径は60mm±0.1mm、幅は8.0mm +1/-0mmです。テープはトップカバーテープで密封され、向きを示す極性マークが付いています。

6. はんだ付けと実装ガイド

6.1 リフローはんだプロファイル

推奨リフロープロファイルはJEDEC規格に従います。予熱は150°Cから200°Cまで60～120秒かけて行います。217°C（TL）以上の時間は60～150秒とします。ピーク温度（TP）は260°Cを10秒以上超えてはなりません。冷却速度は6°C/s未満とします。最大2回のリフローサイクルが許容されます。2回のはんだ付け間の時間が24時間を超えると、LEDが損傷する可能性があります。

6.2 手はんだ

手はんだが必要な場合は、はんだごて先温度を300°C未満、3秒未満で使用してください。手はんだは1回だけ行ってください。加熱中は機械的力を加えないでください。

6.3 修理

はんだ付け後の修理は推奨されません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LED特性が劣化していないことを確認してください。

6.4 保管と湿度管理

本LEDはモイスチャーセンシティブレベル3です。アルミバッグ開封前は、密封日から最長1年間、30°C以下/75%RH以下で保管してください。開封後は、30°C以下/60%RH以下で168時間の棚持ちです。保管時間を超過した場合、または乾燥剤が変色した場合は、ベーク処理が必要です：60°C±5°Cで少なくとも24時間。リールやトレイをより高温でベークしないでください。

7. 包装と注文情報

標準包装は1リールあたり4000個です。各リールは乾燥剤と湿度指示カードとともに防湿バッグに密封されます。ラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード（フラックス、色度、順方向電圧、波長）、数量、日付コードが含まれます。リールは出荷用に段ボール箱に梱包されます。

8. アプリケーションノート

8.1 回路設計上の考慮事項

LEDと直列に必ず電流制限抵抗を使用し、順方向電流が絶対最大定格（20mA連続）を超えないようにしてください。小さな電圧変動でも大きな電流変化を引き起こす可能性があります。ドライバ回路は、LED点灯時のみ順方向電圧が印加されるように設計する必要があります。逆電圧はマイグレーションや損傷の原因となります。

8.2 熱管理

発熱は光出力を低下させ、劣化を促進します。はんだパッドやPCB銅プレーンを通じて適切な放熱を提供してください。ジャンクション温度は95°C未満に保つ必要があります。周囲温度が高い環境では、それに応じて順方向電流をディレーティングしてください。

8.3 環境制限

動作環境には硫黄化合物が100ppm未満である必要があります。外部材料（封止材、接着剤）中の臭素および塩素含有量はそれぞれ900ppm未満、合計1500ppm未満でなければなりません。治具材料からの揮発性有機化合物（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るため、使用前に材料をテストしてください。

9. 技術比較

標準的な0603や0805パッケージと比較して、1.0x0.5x0.4mmのフットプリントはPCB面積を節約しながら、広い140°の視野角を維持します。低い熱抵抗（450K/W）により効率的な熱伝達が可能です。狭い波長ビニング（ビンあたり±2.5nm）により、多くの汎用青色LEDよりも優れた色の一貫性を提供します。高いESD定格（1000V HBM）により、製造時および現場使用での堅牢性を提供します。

10. よくある質問（FAQ）

• 一般的な用途での推奨順方向電流は？インジケータ用途では5～10mAが一般的です。より高い明るさが必要な場合は最大20mAまで使用できますが、熱制限を遵守してください。
• PWM信号でLEDを駆動できますか？はい、ただしピーク電流を60mA未満、デューティサイクルを10%未満に保ち、過熱を防いでください。
• 未開封のリールはどのように保管すればよいですか？元の防湿バッグに入れたまま、30°C以下、75%RH以下で保管してください。
• LEDが1000Vを超えるESDにさらされるとどうなりますか？致命的な故障が発生するか、漏れ電流が増加する可能性があります。取り扱い時には適切なESD保護を使用してください。
• なぜビン間で順方向電圧が異なるのですか？製造公差によりチップ特性にわずかなばらつきが生じます。ビニングにより、特定のビン内での電気的特性の一貫性が確保されます。

11. アプリケーション事例

11.1 小型LCDパネルのバックライト

3つの青色LED（E00ビン）を150Ω抵抗と直列に接続し、5Vで駆動しました。各LEDには約10mAが流れました。合成光度（180mcd）は1.5インチの文字ディスプレイを適切にバックライトしました。

11.2 白色光の生成

青色LEDを黄色蛍光体（別売）でコーティングすることで、白色LEDを作成できます。狭い青色スペクトル（465～475nm）は蛍光体変換に適しています。

11.3 自動車内装インジケータ

広い視野角と小型パッケージにより、ダッシュボードボタンへの配置が可能でした。本LEDは堅牢な構造によりAEC-Q101に準拠した熱サイクル試験に耐えました。

12. 動作原理

本LEDはInGaN（インジウムガリウムナイトライド）半導体チップをベースとしています。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、光子としてエネルギーを放出します。材料のバンドギャップが発光波長（青色の場合は約470nm）を決定します。チップはリードフレームに実装され、半透明エポキシで封止されてジャンクションを保護し、光取り出し効率を向上させています。

13. 開発動向

超小型青色LEDの傾向は、さらに小さなフットプリント（例：0.6x0.3x0.2mm）とより高い効率（WPE最大30%）へと続いています。改善された熱管理とESD保護が統合されつつあります。青色LEDの蛍光体変換白色照明への利用は、自動車、モバイル、一般照明市場で拡大しています。業界では、大量生産における色の一貫性を確保するために、より厳格なビニング基準も採用されています。