目次
- 1. 製品概要
- 1.1 一般説明
- 1.2 特徴
- 1.3 用途
- 2. パッケージ寸法と極性
- 2.1 機械図面
- 2.2 はんだ付けパターン
- 3. 技術パラメータ
- 3.1 電気光学特性（Ts=25°C）
- 3.2 絶対最大定格（Ts=25°C）
- 3.3 熱特性
- 4. ビニングシステム
- 4.1 順方向電圧ビン
- 4.2 波長ビン
- 4.3 光度ビン
- 5. 光学特性曲線
- 5.1 順方向電圧対順方向電流
- 5.2 順方向電流対相対強度
- 5.3 温度影響
- 5.4 スペクトル分布
- 5.5 放射パターン
- 6. パッケージ情報
- 6.1 キャリアテープとリール
- 6.2 ラベル仕様
- 6.3 防湿包装
- 7. 信頼性試験
- 7.1 試験項目と条件
- 7.2 不良基準
- 8. SMTリフローはんだ付け
- 8.1 リフロープロファイル
- 8.2 手はんだ付けと修理
- 8.3 注意事項
- 9. 取り扱いおよび保管上の注意
- 9.1 環境に関する注意
- 9.2 回路設計上の注意
- 9.3 保管条件
- 9.4 ESD対策
- 10. アプリケーションノート
- 10.1 代表的な使用例
- 10.2 設計上の考慮事項
- 11. よくある質問
- 11.1 代表的な順方向電圧は？
- 11.2 耐湿性の取り扱い方法は？
- 11.3 屋外アプリケーションで使用できますか？
- 12. 動作原理
- 13. 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 一般説明
RF-BU1608TS-DC-E0は、青色チップを使用したカラーLEDです。1.6mm x 0.8mm x 0.55mmのコンパクトな表面実装パッケージに収められており、スペースが限られたアプリケーションに適しています。このLEDは120度の広い視野角を提供し、すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応しています。RoHSに準拠し、耐湿性レベルは3です。
1.2 特徴
- 非常に広い視野角（120°）
- 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
- RoHS準拠
1.3 用途
- 光学インジケータ
- スイッチおよびシンボル表示
- 汎用表示
2. パッケージ寸法と極性
2.1 機械図面
LEDパッケージの寸法は1.6mm（長さ）×0.8mm（幅）×0.55mm（高さ）です。公差は特に指定がない限り±0.2mmです。すべての寸法はミリメートル単位です。上面図はLEDの位置を示し、下面図は極性を示します。2つのパッドがあり、パッド1はアノード、パッド2はカソードです。
2.2 はんだ付けパターン
推奨されるはんだ付けパターン（フットプリント）はデータシートに記載されています。最適な熱的および機械的性能を考慮して設計されています。パターン寸法はパッケージのフットプリントに基づいています。
3. 技術パラメータ
3.1 電気光学特性（Ts=25°C）
IF=20mAにおける主要な電気光学パラメータ：
| パラメータ | 記号 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧（Bin G1） | VF | 2.8 | - | 2.9 | V |
| 順方向電圧（Bin G2） | VF | 2.9 | - | 3.0 | V |
| 順方向電圧（Bin H1） | VF | 3.0 | - | 3.1 | V |
| 順方向電圧（Bin H2） | VF | 3.1 | - | 3.2 | V |
| 順方向電圧（Bin I1） | VF | 3.2 | - | 3.3 | V |
| 順方向電圧（Bin I2） | VF | 3.3 | - | 3.4 | V |
| 順方向電圧（Bin J1） | VF | 3.4 | - | 3.5 | V |
| 主波長（Bin C00） | λD | 460 | - | 465 | nm |
| 主波長（Bin D00） | λD | 465 | - | 470 | nm |
| 主波長（Bin E00） | λD | 470 | - | 475 | nm |
| 主波長（Bin F00） | λD | 475 | - | 480 | nm |
| 光度（Bin H00） | IV | 150 | - | 230 | mcd |
| 光度（Bin I00） | IV | 230 | - | 350 | mcd |
| 光度（Bin J00） | IV | 350 | - | 530 | mcd |
| 光度（Bin K00） | IV | 530 | - | 800 | mcd |
| 光度（Bin L00） | IV | 800 | - | 1200 | mcd |
| スペクトル半値幅 | Δλ | - | 15 | - | nm |
| 視野角 | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg |
| 逆電流（VR=5V） | IR | - | - | 10 | µA |
| 熱抵抗 | RTHJ-S | - | - | 450 | °C/W |
測定公差：順方向電圧 ±0.1V、主波長 ±2nm、光度 ±10%。
3.2 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 | 105 | mW |
| 順方向電流 | IF | 30 | mA |
| ピーク順方向電流（1/10デューティ、0.1ms） | IFP | 60 | mA |
| ESD（HBM） | - | 1000 | V |
| 動作温度 | Topr | -40～+85 | °C |
| 保存温度 | Tstg | -40～+85 | °C |
| 接合部温度 | Tj | 95 | °C |
これらの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、パッケージ温度を測定して接合部温度が95°Cを超えないように決定する必要があります。
3.3 熱特性
接合部からはんだ点までの熱抵抗（RTHJ-S）は標準で450°C/Wです。これは、20mAの順方向電流ごとに温度上昇が穏やかであることを示しています。LEDの性能と寿命を維持するには、適切な熱管理が不可欠です。
4. ビニングシステム
4.1 順方向電圧ビン
順方向電圧は7つのグループに分類されます：G1（2.8-2.9V）、G2（2.9-3.0V）、H1（3.0-3.1V）、H2（3.1-3.2V）、I1（3.2-3.3V）、I2（3.3-3.4V）、J1（3.4-3.5V）。これにより、より厳密な回路設計とアプリケーションでの一貫した明るさが可能になります。
4.2 波長ビン
主波長は4つのビンに分類されます：C00 (460-465nm)、D00 (465-470nm)、E00 (470-475nm)、F00 (475-480nm)。これらは、深い青からやや緑がかった青までの青色領域をカバーします。
4.3 光度ビン
光度は5つのビンに分類されます：H00 (150-230mcd)、I00 (230-350mcd)、J00 (350-530mcd)、K00 (530-800mcd)、L00 (800-1200mcd)。この広い範囲により、さまざまなインジケータの明るさ要件に応じた選択が可能です。
5. 光学特性曲線
5.1 順方向電圧対順方向電流
代表的なI-V曲線は、5mAで約2.8V、25mAで約3.2Vの順方向電圧を示します。この曲線は標準的なダイオードの指数関数的関係に従います。
5.2 順方向電流対相対強度
相対強度は、順方向電流が30mAまではほぼ直線的に増加します。20mAでは相対強度は約1.0（正規化）、10mAでは約0.5です。
5.3 温度影響
周囲温度が0°Cから100°Cに上昇すると、相対強度は約30%低下します。同様に、許容最大順方向電流はピン温度の上昇に伴い減少します。100°Cでは、過熱を避けるために順方向電流を約10mAに減らす必要があります。
5.4 スペクトル分布
20mA、25°Cにおけるスペクトル分布は、470nm付近にピークがあり、半値幅は15nmです。スペクトルは狭く、飽和した青色を確認できます。
5.5 放射パターン
放射パターンはほぼランバート型で、半値角は120度と広いです。相対光度は、軸から±60度まで50%以上を維持します。
6. パッケージ情報
6.1 キャリアテープとリール
LEDは、幅8.0±0.1mmのキャリアテープに包装されています。リールの寸法は、外径178±1mm、内ハブ径60±1mm、スピンドル穴径13.0±0.5mmです。各リールには4000個が収納されています。
6.2 ラベル仕様
リールラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、光度のビンコード、色度ビン（XY）、順方向電圧ビン、波長コード（WLD）、数量、製造日が含まれます。
6.3 防湿包装
LEDは、乾燥剤とともに防湿バッグ（MBB）で出荷されます。バッグは真空密封され、低湿度環境を維持します。湿度インジケータカードが含まれる場合があります。MSLレベルは3で、開封後のフロアライフは、周囲温度が30°C以下、相対湿度60%以下の条件で168時間です。
7. 信頼性試験
7.1 試験項目と条件
信頼性試験には、リフローはんだ付け（最高260°C、10秒、2回）、温度サイクル（-40°C～100°C、100サイクル）、熱衝撃（-40°C～100°C、300サイクル）、高温保存（100°C、1000時間）、低温保存（-40°C、1000時間）、および寿命試験（25°C、IF=20mA、1000時間）が含まれます。すべての試験は22個のサンプルで実施され、合格基準は0/1です。
7.2 不良基準
不良は以下のように定義されます：順方向電圧が上限仕様の1.1倍を超える、逆電流が上限仕様の2.0倍を超える（VR=5V時）、または光束が下限仕様の0.7倍未満に低下する。
8. SMTリフローはんだ付け
8.1 リフロープロファイル
推奨リフロープロファイルのパラメータは次のとおりです：予熱150°C～200°C、60～120秒、昇温速度≤3°C/s、217°C（TL）以上の時間60～150秒、ピーク温度（TP）260°C、ピークから5°C以内の最大時間30秒（実際のtp maxは10秒）、冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの合計時間は8分を超えてはなりません。リフローは2回以上行わないでください。
8.2 手はんだ付けと修理
手はんだ付けが必要な場合は、300°C以下のこてを使用し、3秒未満で、1回のみ行ってください。リフロー後の修理は推奨されません。やむを得ない場合は、両頭こてを使用し、LED特性を確認してください。
8.3 注意事項
反ったPCB部分にLEDを実装しないでください。冷却中は機械的応力や振動を避けてください。はんだ付け後に急冷しないでください。PCBが清潔で平坦であることを確認してください。
9. 取り扱いおよび保管上の注意
9.1 環境に関する注意
動作環境および相手材の硫黄含有量は100PPM以下である必要があります。ハロゲン含有量：臭素<900PPM、塩素<900PPM、臭素+塩素合計<1500PPM。シリコン封止材に浸透して変色を引き起こす可能性のある揮発性有機化合物（VOC）を避けてください。
9.2 回路設計上の注意
電流サージを防ぐために、常に電流制限抵抗を含めてください。逆電圧が印加されないようにしてください。逆電圧はマイグレーションやLEDの損傷を引き起こす可能性があります。順方向電圧は、回路がオンまたはオフのときにのみ印加してください。
9.3 保管条件
アルミバッグ開封前：製造日から1年以内、30°C以下、相対湿度75%以下で保管してください。開封後：30°C以下、相対湿度60%以下で保管した場合、168時間以内に使用してください。これらの条件を超えた場合は、60±5°Cで24時間以上ベークしてください。
9.4 ESD対策
LEDは静電放電（ESD）および電気的過剰ストレス（EOS）に敏感です。標準的なESD対策に従ってください：接地された作業台、帯電防止リストストラップ、および導電性パッケージを使用してください。
10. アプリケーションノート
10.1 代表的な使用例
この青色LEDは、ステータスインジケータ、スイッチやシンボルのバックライト、民生用電子機器、自動車内装、産業用制御における汎用表示に最適です。
10.2 設計上の考慮事項
回路設計時には、一貫した明るさを確保するために順方向電圧ビンを考慮してください。広い視野角（120°）により、さまざまな角度での配置が可能です。周囲温度が高いアプリケーションでは、順方向電流のディレーティングが必要です。適切な放熱のために、PCBには最低1ozの銅箔を使用してください。
11. よくある質問
11.1 代表的な順方向電圧は？
順方向電圧はビンによって2.8Vから3.5Vの範囲です。20mAでは、ほとんどのビンで標準値は3.0-3.2Vの範囲内です。
11.2 耐湿性の取り扱い方法は？
このLEDはMSLレベル3です。防湿バッグ開封後、30°C以下/60%RH以下の条件でフロアライフは168時間です。この時間内に使用しない場合は、リフロー前に60°Cで24時間ベークしてください。
11.3 屋外アプリケーションで使用できますか？
動作温度範囲（-40°C～+85°C）が維持される限り、屋内または屋外アプリケーションで使用できます。ただし、直射日光にさらされるとコントラストが低下する可能性があります。過酷な環境にさらされる場合は、適切な封止を確保してください。
12. 動作原理
このLEDは、順バイアス時に発光する青色窒化ガリウム（GaN）ベースのチップを使用しています。チップは、120°の視野角を実現するために定義された光学レンズ形状を持つ透明なエポキシまたはシリコンパッケージに封止されています。蛍光体変換は使用されておらず、発光はチップ波長の直接の青色光です。
13. 開発動向
SMD LEDの傾向は、さらに小型のパッケージ（0402など）と高い発光効率に向かっています。この0603サイズのLEDは、サイズと光出力のバランスに優れています。チップ技術の進歩により、信頼性を維持しながら効率と明るさが向上し続けています。表示アプリケーションにおける青色LEDの使用は、その高い視認性と低消費電力のために依然として強いです。
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。 |