目次
- 1. 製品概要
- 1.1 特長
- 1.2 用途
- 2. 技術パラメータ分析
- 2.1 光学的および電気的特性
- 2.2 絶対最大定格
- 3. ビン分類システム
- 3.1 順方向電圧ビン
- 3.2 主波長ビン
- 3.3 光度ビン
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順方向電圧 vs 順方向電流
- 4.2 相対強度 vs 順方向電流
- 4.3 温度の影響
- 4.4 主波長 vs 順方向電流
- 4.5 スペクトル分布
- 4.6 放射パターン
- 5. 機械的およびパッケージ情報
- 5.1 パッケージ寸法
- 5.2 はんだ付けパターン
- 5.3 極性識別
- 6. はんだ付けおよび実装ガイド
- 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 修理
- 6.4 注意事項
- 6.5 保管条件
- 7. パッケージおよび注文情報
- 7.1 パッケージ仕様
- 7.2 防湿パッキング
- 7.3 段ボール箱
- 8. アプリケーション推奨事項
- 9. 技術比較
- 10. よくある質問
- 11. 実用的な応用例
- 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
このオレンジ色LEDはオレンジチップを使用し、1.0mm x 0.5mm x 0.4mmの極めて小型のパッケージに収められています。省スペースが求められる汎用インジケータや表示用途向けに設計されています。140度の非常に広い視野角を持ち、均一な光分布が必要な用途に適しています。すべてのSMT実装およびはんだ付け工程に対応し、耐湿性レベルは3(MSL 3)です。本コンポーネントはRoHSに準拠しており、現在の環境基準を満たしています。
1.1 特長
- 非常に広い視野角(140°)。
- すべてのSMT実装およびはんだ付け工程に対応。
- 耐湿性レベル:レベル3。
- RoHS準拠。
1.2 用途
- 光学インジケータ。
- スイッチおよびシンボル表示。
- 民生用電子機器、自動車内装、産業用制御機器での汎用使用。
2. 技術パラメータ分析
2.1 光学的および電気的特性
電気的および光学的特性は、試験条件Ts = 25°C、順方向電流5 mA(特に記載がない限り)で規定されます。順方向電圧(VF)は最小1.7 Vから最大2.4 Vまでの複数の範囲にビン分割されています。主波長(λD)は615 nmから630 nmの範囲で、オレンジスペクトルをカバーします。光度(IV)はビンに応じて8 mcdから100 mcdの範囲です。スペクトル半値幅は通常15 nmで、比較的純粋な色出力を示します。逆電流(IR)はVR = 5Vで最大10 µAに制限されています。接合部からはんだ接点までの熱抵抗(RTHJ-S)はIF = 5 mAで450 °C/Wです。
2.2 絶対最大定格
動作中は絶対最大定格を超えないようにしてください。消費電力(Pd)は48 mWです。連続順方向電流(IF)は20 mA、ピーク順方向電流(IFP)は1/10デューティサイクル、パルス幅0.1 msで60 mAに達します。静電気放電耐圧(HBM)は2000 Vです。動作温度範囲(Topr)は-40°C~+85°C、保存温度範囲(Tstg)も同様です。接合部温度(Tj)は95°Cを超えないようにしてください。
3. ビン分類システム
3.1 順方向電圧ビン
順方向電圧は7つのビン(A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2)に分類され、範囲は1.7-1.8 Vから2.3-2.4 Vまでです。これにより、設計者は直列または並列構成で均一な輝度を得るためにVFが類似したLEDを選択できます。
3.2 主波長ビン
主波長は6つのビンに分割されています:D10(615-617.5 nm)、D20(617.5-620 nm)、E10(620-622.5 nm)、E20(622.5-625 nm)、F10(625-627.5 nm)、F20(627.5-630 nm)。この細かいビン分割により、製造ロット間での色の一貫性が確保されます。
3.3 光度ビン
光度は6つのビンに分類されます:A00(8-12 mcd)、B00(12-18 mcd)、C00(18-28 mcd)、D00(28-43 mcd)、E00(43-65 mcd)、F00(65-100 mcd)。強度測定の±10%の許容差はシステム設計で考慮する必要があります。
4. 性能曲線分析
4.1 順方向電圧 vs 順方向電流
図1-6は典型的な順方向電圧対順方向電流曲線を示しています。5 mAでの順方向電圧は約2.0 V(標準値)です。20 mAでは順方向電圧は約2.8 Vに上昇します。関係は指数関数的であり、GaPおよびGaAsP LEDに典型的です。
4.2 相対強度 vs 順方向電流
図1-7は、相対強度が約7.5 mAまで順方向電流とほぼ線形に増加し、その後飽和し始めることを示しています。
4.3 温度の影響
図1-8は、周囲温度の上昇に伴い相対強度が低下することを示しています。100°Cでの強度は25°Cの値の約70%です。図1-9は、高温ピン温度での最大順方向電流のディレーティングを示しています。ピン温度100°Cでは、最大順方向電流は約15 mAに低減されます。
4.4 主波長 vs 順方向電流
図1-10は、順方向電流の増加に伴いわずかに赤方偏移(波長増加)が発生することを示しており、0.1 mAで約620 nmから15 mAで623 nmまで変化します。この効果は色が重要なアプリケーションで考慮する必要があります。
4.5 スペクトル分布
図1-11は、Ta=25°Cでの相対強度対波長を示しています。ピーク波長は約620 nmで、半値全幅(FWHM)は約15 nmです。スペクトルはクリーンで、二次的なピークはありません。
4.6 放射パターン
図1-12は放射パターンを示しています。LEDは±70°までの角度でほぼ均一に光を放射し、相対強度は約±80°で0.5に低下します。広いパターンにより、広いビームが望まれるインジケータやバックライト用途に最適です。
5. 機械的およびパッケージ情報
5.1 パッケージ寸法
パッケージ寸法は1.0 mm x 0.5 mm x 0.4 mm(長さx幅x高さ)です。図1-1(上面図)および図1-3(側面図)に正確な外形を示します。特に記載がない限り、すべての寸法の公差は±0.2 mmです。
5.2 はんだ付けパターン
図1-5は推奨されるはんだ付けパターンを示しています。アノードパッド(パッド1)とカソードパッド(パッド2)は機械的安定性と熱放散のために設計されています。底面図(図1-2)と極性マーク(図1-4)はどちらのパッドがどちらかを示しています。
5.3 極性識別
LEDには上面図に極性マーク(コーナーチャンファーまたはドット)があり、カソード(パッド2)を示しています。正しい向きは動作に不可欠です。
6. はんだ付けおよび実装ガイド
6.1 リフローはんだ付けプロファイル
図3-1は推奨されるリフローはんだ付け温度プロファイルを示しています。主要パラメータ:プリヒート150°C~200°C、60~120秒;温度上昇率≤3°C/s;217°C(TL)以上の時間60~120秒;ピーク温度(TP)260°C、最大持続時間10秒;冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は8分を超えないようにしてください。リフローはんだ付けは2回までとします。2回のはんだ付けの間に24時間以上経過した場合、LEDが損傷する可能性があります。
6.2 手はんだ付け
手はんだ付けの際は、こて先温度を300°C未満、はんだ付け時間を3秒未満に保ってください。手はんだ付けは一度だけ行ってください。
6.3 修理
はんだ付け後の修理は避けてください。必要な場合は、両頭はんだごてを使用してください。LEDの特性が損なわれないことを事前に確認してください。
6.4 注意事項
反ったPCB部分には部品を実装しないでください。はんだ付け後、冷却中は機械的ストレスや振動を与えないでください。デバイスを急速に冷却しないでください。
6.5 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 |
| アルミバッグ開封後 | ≤30°C | ≤60% RH | 168時間 |
| ベーキング処理 | 60±5°C | ≤5% RH | 24時間 |
7. パッケージおよび注文情報
7.1 パッケージ仕様
各リールには4000個入っています。キャリアテープの寸法は図2-1(ピッチ2.00 mm、幅8.00 mm、深さ0.61 mm)に示されています。リール寸法(図2-2)は外径178 mm ±1 mm、ハブ径60 mm ±0.1 mmです。ラベル(図2-3)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、製造日が含まれます。
7.2 防湿パッキング
LEDは乾燥剤と湿度インジケーターカード(図2-4)とともに防湿バッグに入れて出荷されます。バッグにはESD注意事項が表示されています。
7.3 段ボール箱
リールは出荷用に段ボール箱に梱包されます(図2-5)。
8. アプリケーション推奨事項
一般的な用途には、民生用電子機器(スマートフォンステータス、家電制御など)の光学インジケータ、自動車内装照明(ボタンバックライト、表示灯)、産業用制御盤などがあります。広視野角のため、これらのLEDは小型ディスプレイのエッジライトや直下型バックライトにも適しています。設計者は、特に高電流または高温環境で動作させる場合、適切な放熱を確保する必要があります。最大接合部温度95°Cを超えないようにしてください。順方向電圧は温度と電流によって変化するため、電流制限抵抗は必須です。
9. 技術比較
標準的なインジケータLEDと比較して、本コンポーネントは大幅に小型のフットプリント(1.0x0.5mm対一般的な3.2x1.6mm)と広い視野角(140°対一般的な120°)を提供します。低消費電力(最大48 mW)により、バッテリ駆動デバイスに適しています。波長と強度の細かいビン分割により、マルチLEDアレイでの色と明るさの一致がより厳密になり、これは許容差が広い汎用LEDに対する利点です。
10. よくある質問
- 開封前の保存期間は?LEDは未開封の防湿バッグ内で、≤30°C、≤75% RHの条件下で最大1年間保管できます。
- 乾燥剤が変色した場合はどうなりますか?吸湿材が変色した場合、または保管期間を過ぎた場合は、使用前に60±5°Cで24時間ベーキングが必要です。
- ESDから保護するには?接地されたワークステーション、リストストラップ、導電性コンテナを使用してください。LEDは2 kV HBM定格ですが、敏感な取り扱いには注意が必要です。
- このLEDは高硫黄環境で使用できますか?環境中の硫黄含有量は100 PPM以下である必要があります。また、相手材料中のハロゲン含有量(臭素と塩素)を管理して腐食を防止する必要があります。
11. 実用的な応用例
警報通知用に小さなオレンジ色のインジケータが必要な携帯医療機器では、この1.0x0.5mm LEDを使用することでPCBを小型化できました。順方向電流5 mAで、光度28 mcd(ビンD00)は昼光下での視認性に十分でした。広視野角により、さまざまな角度から警報を視認できました。低動作電流はバッテリ寿命の延長に役立ちました。
12. 動作原理
このLEDは直接遷移型半導体(おそらくAlGaInPまたはGaAsP材料系)に基づいています。p-n接合に順方向バイアスを印加すると、n側の電子がp側の正孔と再結合し、エネルギーを光子として放出します。エネルギーバンドギャップが主波長を決定します。オレンジ色の発光は特定の合金組成に起因します。量子効率と出力電力は、接合部温度、電流密度、材料品質に影響されます。
13. 開発動向
インジケータLEDのトレンドは、より小型のパッケージ(0.6x0.3mmまで)で、より高い輝度と低消費電力へと向かっています。今後の開発には、単一パッケージへの複数チップ集積、熱管理の改善、色の一貫性のためのより厳しいビン分割が含まれます。シリコーン封止材の使用は信頼性を向上させますが、外部材料との互換性は依然として懸念事項です。業界は引き続き環境規制(RoHS、REACH)への完全準拠と、より高い静電気放電耐性を目指しています。
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。 |