目次
- 1. 製品概要
- 2. 技術パラメータ詳細
- 2.1 電気/光学特性(Ta=25°C)
- 2.2 絶対最大定格
- 3. ビニングシステムの説明
- 3.1 電圧ビニング
- 3.2 波長ビニング
- 3.3 光度ビニング
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械的仕様とパッケージ情報
- 5.1 パッケージ寸法
- 5.2 キャリアテープとリール
- 5.3 ラベルと防湿袋
- 6. はんだ付けと実装ガイド
- 6.1 リフローはんだ付けプロファイル
- 6.2 手はんだ付け
- 6.3 保管とベーク
- 7. パッケージと注文情報
- 8. アプリケーション推奨事項
- 9. よくある技術質問
- 9.1 ESD感度への対処方法は?
- 9.2 開封後の保管時間を超過した場合どうすればよいですか?
- 9.3 PWM駆動は可能ですか?
- 9.4 なぜ順方向電圧をビニングするのですか?
- 10. 実践設計ケーススタディ
- 11. LEDの動作原理
- 12. 技術動向と将来展望
- 13. 信頼性試験概要
- 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
このグリーンイエローSMD LEDは、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。本デバイスはグリーンイエローチップを使用し、1.6mm x 0.8mm x 0.7mmの超小型パッケージに収められています。140度の非常に広い視野角を備えており、広い視認性が求められる用途に適しています。すべての標準SMT実装およびはんだ付けプロセスに対応し、RoHS要件に準拠しています。耐湿性レベルはレベル3に格付けされており、適切な保管と取り扱い条件が必要です。
主な特長として、12 mcd~80 mcd(20 mA時)の高光度オプション、562.5 nm~575.0 nmの主波長選択、1.8 V~2.4 Vの順方向電圧ビンが含まれます。本製品は光学表示器、スイッチ、シンボルディスプレイ、汎用照明に最適です。
2. 技術パラメータ詳細
2.1 電気/光学特性(Ta=25°C)
次の表は、特に指定がない限り順方向電流20 mAで測定した主要な電気および光学パラメータをまとめたものです。
- 順方向電圧(VF):VFは複数のグループにビニングされています:B0(1.8-2.0V)、C0(2.0-2.2V)、D0(2.2-2.4V)。典型的なスペクトル半値幅は15 nmです。
- 主波長(λD):利用可能なビンには、A20(562.5-565 nm)、B10(565.0-567.5 nm)、B20(567.5-570.0 nm)、C10(570.0-572.5 nm)、C20(572.5-575.0 nm)が含まれます。
- 光度(IV):ビンの範囲は、B00(12-18 mcd)、C00(18-28 mcd)、D00(28-43 mcd)、E00(43-65 mcd)、F10(65-80 mcd)です。
- 視野角(2θ1/2):通常20 mAで140度です。
- 逆電流(IR):VR=5Vで最大10 μA。
- 熱抵抗(RTHJ-S):20 mAで最大450°C/W。
2.2 絶対最大定格
絶対最大定格を超えると永久的な損傷を引き起こす可能性があるため、動作中に超えてはなりません。
- 消費電力(Pd):72 mW
- 順方向電流(IF):30 mA
- ピーク順方向電流(パルス、1/10デューティ、0.1ms):60 mA
- ESD(HBM):2000 V
- 動作温度(Topr):-40°C~+85°C
- 保存温度(Tstg):-40°C~+85°C
- ジャンクション温度(Tj):95°C
注:すべての測定は標準化された条件下で実施されます。消費電力が最大定格を超えないよう注意する必要があります。最大順方向電流は、実際のパッケージ温度と放熱に基づいて決定し、ジャンクション温度を制限値以下に保つ必要があります。
3. ビニングシステムの説明
3.1 電圧ビニング
順方向電圧は3つのメインビンに分類されます:B0(1.8-2.0V)、C0(2.0-2.2V)、D0(2.2-2.4V)。これにより、顧客は駆動回路設計に適したデバイスを選択でき、固定抵抗使用時の電流変動を最小限に抑えます。
3.2 波長ビニング
主波長は5 nm間隔でビニングされています:A20(562.5-565 nm)、B10(565-567.5 nm)、B20(567.5-570 nm)、C10(570-572.5 nm)、C20(572.5-575 nm)。これにより、厳密な色合いの一致が必要な用途で色の一貫性が保証されます。
3.3 光度ビニング
光度は6つのビンに分類されます:B00(12-18 mcd)、C00(18-28 mcd)、D00(28-43 mcd)、E00(43-65 mcd)、F10(65-80 mcd)。設計者は適切なビンを選択して希望の明るさレベルを実現できます。
4. 性能曲線分析
代表的な光学特性曲線は、回路設計に有用な洞察を提供します。
- 順方向電圧対順方向電流(図1-6):指数関数的関係を示し、20 mAでのVFは通常約2.0Vです。
- 順方向電流対相対強度(図1-7):相対光束出力は、30 mAまで電流に応じて増加します。それ以上の電流では飽和が始まります。
- ピン温度対相対強度(図1-8):温度が上昇すると相対強度が低下します(25°Cから85°Cで約20%低下)。熱管理が重要です。
- ピン温度対順方向電流(図1-9):熱暴走を避けるためのディレーティングが必要であることを示しています。
- 順方向電流対主波長(図1-10):波長は電流によってわずかにシフトします(範囲全体で約1-2 nm)。
- 相対強度対波長(図1-11):スペクトルのピークは約570 nm(グリーンイエロー)です。
- 放射ダイアグラム(図1-12):放射パターンはランバート型に類似しており、半値角は±70°です。
5. 機械的仕様とパッケージ情報
5.1 パッケージ寸法
LEDは1.6mm(長さ)×0.8mm(幅)×0.7mm(高さ)です。底面図には2つのカソード/アノードパッドがあります。極性はパッケージの面取りされた角で示されます。推奨されるはんだ付けパッドパターンは、0.8mm×0.8mm、パッド間隔2.4mmです。特に記載がない限り、公差は±0.2mmです。
5.2 キャリアテープとリール
標準パッケージは1リールあたり4,000個です。キャリアテープのピッチは4.00mm、幅は8.00mmで、極性マークが含まれています。リール外径は178±1mm、内径ハブは60±1mm、フランジ厚は13.0±0.5mmです。
5.3 ラベルと防湿袋
各リールには、部品番号、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、波長を含む)、数量、日付がラベルされています。リールは乾燥剤と湿度インジケーターカードと共に防湿袋に密封されています。
6. はんだ付けと実装ガイド
6.1 リフローはんだ付けプロファイル
推奨リフロープロファイルはJEDEC規格に従い、ピーク温度260°C、最大10秒です。予熱は150°C~200°Cで60~120秒。昇温速度≤3°C/s、降温速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は≤8分です。はんだ付けは2回までとし、2回のリフロー間隔が24時間を超える場合は、防湿のためベークが必要です。
6.2 手はんだ付け
手はんだ付けが必要な場合は、はんだごて温度300°C未満、3秒以内で行ってください。手はんだ付けは1回のみ許可されます。
6.3 保管とベーク
密封袋を開封する前は、LEDを≤30°C、≤75%RHで最大1年間保管可能です。開封後は、168時間以内(≤30°C、≤60%RH)に使用する必要があります。これらの条件を満たさない場合は、60±5°Cで≥24時間ベークしてください。
7. パッケージと注文情報
標準リール数量は1リールあたり4,000個です。外装箱の寸法はSMDリールの標準に従います。ラベルにはすべての必要なトレーサビリティ情報が含まれます。部品番号RF-GSB190TS-BC以外の特定の注文コードはありません。顧客はVF、波長、強度の必要なビンを指定します。
8. アプリケーション推奨事項
代表的な用途には、光学表示器(ステータスランプなど)、スイッチバックライト、シンボルディスプレイ、民生用電子機器、自動車内装、産業用制御盤の汎用表示が含まれます。広い視野角により、均一な配光が求められるエッジライトパネルや面照明に適しています。設計者は常に電流制限抵抗を組み込んで過電流を防止する必要があります。熱設計は重要であり、最大定格付近で動作する場合は、適切なPCB銅面積と放熱を推奨します。LEDは硫黄濃度が100 ppmを超える環境や、ハロゲン(臭素<900 ppm、塩素<900 ppm、合計<1500 ppm)を放出する材料にさらさないでください。銀リードフレームの腐食を防ぐためです。接着剤やポッティング材からのVOCはシリコン封止材を変色させる可能性があるため、適合性テストを推奨します。
9. よくある技術質問
9.1 ESD感度への対処方法は?
このLEDのESD定格は2000V(HBM)です。取り扱いおよび実装時には、標準的なESD対策(接地された作業台、導電マット、帯電防止リストストラップ)を使用してください。
9.2 開封後の保管時間を超過した場合どうすればよいですか?
168時間のフロアライフを超過した場合は、はんだ付け前に60±5°Cで≥24時間ベークして、ポップコーン現象を防止してください。
9.3 PWM駆動は可能ですか?
はい、可能ですが、ピーク電流が60 mA(パルス幅0.1ms、デューティサイクル1/10)を超えないようにしてください。一般的なPWMでは、平均電流に基づいてディレーティングが必要な場合があります。
9.4 なぜ順方向電圧をビニングするのですか?
ビニングにより、直並列アレイでの輝度の一貫性を保つためにVFを厳密に制御できます。同じVFビンを使用することで、均一な電流分担が保証されます。
10. 実践設計ケーススタディ
白物家電のインジケーターランプを考えます。顧客は主波長約570 nm、光度20~30 mcdのグリーンイエローLEDを必要としています。強度ビンC00、波長ビンB20を選択することで、一貫した色と明るさを実現します。5V電源に120Ωの直列抵抗を使用すると、電流は約20 mAに制限されます(VF約2.0V想定)。PCBレイアウトにはLEDパッドの下にサーマルビアを配置し、密閉筐体内でもジャンクション温度を85°C以下に保ちます。実装は推奨リフロープロファイルに従い、25°Cで1000時間の信頼性試験に合格します。
11. LEDの動作原理
このグリーンイエローLEDは、InGaN(インジウムガリウム窒化物)またはGaP(ガリウムリン化物)半導体チップに基づいています。順方向バイアス時、電子と正孔が活性領域で再結合し、バンドギャップに対応するエネルギーを持つ光子を放出します。特定のチップ組成により、約570 nmのピーク波長が得られ、グリーンイエローとして認識されます。シリコン封止材はチップを保護し、レンズとして機能して光取り出し効率を高め、放射パターンを規定します。
12. 技術動向と将来展望
小型SMD LEDの市場動向は、より小型のフットプリント(例:1.0x0.5mm)、高効率化、広色域化へと進んでいます。この1.6x0.8mmパッケージは、サイズと取り扱いやすさのバランスから依然として人気があります。今後の発展として、熱管理の改善(低RTHJ-S)やESD耐性の向上が期待されます。グリーンイエローLEDでは、より飽和した色を実現するために蛍光体変換型の設計が登場していますが、本製品のような直接発光チップは効率と簡便性に優れています。
13. 信頼性試験概要
本LEDはJEDECに準拠した標準信頼性試験(リフロー260°C、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、寿命試験25°C、20 mA、1000時間)に合格しています。判定基準は、VF上昇1.1倍USL以下、IR上昇2倍USL以下、光束低下0.7倍LSL以上を許容します。
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。 |