LED Red 2.0x1.25x0.7mm SMD仕様書 - 625-640nm - 1.8-2.4V - 20mA - 72mW - 英語技術文書

1. 製品概要

RF-RUB170TS-BDは、汎用表示および表示用途向けに設計された表面実装型赤色LEDです。高効率赤色チップを使用して製造され、コンパクトな2.0mm x 1.25mm x 0.7mmパッケージを採用しています。このLEDは140°の非常に広い視野角を備えており、広範囲な光分布を必要とする用途に適しています。標準的なSMT実装およびリフローはんだ付けプロセスに対応し、RoHS準拠要件を満たしています。耐湿性レベルはレベル3に評価されており、吸湿を防ぐために適切な取り扱いと保管が必要です。

2. 技術パラメータの解釈

2.1 電気光学特性（T_S=25°C時）

試験電流20mAにおいて、LEDは以下の特性を示します。

• 順方向電圧 (V_F): 3つのビンで提供: B0 (1.8-2.0V)、C0 (2.0-2.2V)、D0 (2.2-2.4V)。B0ビンの代表値は1.8Vです。
• ドミナント波長 (λ_D): 625nmから640nmの範囲で、ビンF00 (625-630nm)、G00 (630-635nm)、H00 (635-640nm)に分類されます。F00ビンの代表値は625nmです。
• スペクトル半値幅 (Δλ): 代表値15nm。
• 光度 (I_V): 20mAにおいて、2つの光度ビン: 1GJ (20-40mcd) および 1BS (40-90mcd)。
• 指向角 (2θ_1/2): 140° 標準。
• 逆方向電流 (I_R): V 時最大10µA_R=5V。
• 熱抵抗 (R_THJ-S): 最大450°C/W。

これらのパラメータは、メーカーの標準試験条件下で測定されます。許容測定誤差は、電圧±0.1V、波長±2nm、光度±10%です。

2.2 絶対最大定格

実際の動作条件がこれらの定格値を超えないように注意する必要があります。特に消費電力と接合部温度については、損傷や早期劣化を防ぐために注意が必要です。

3. ビニングシステム

RF-RUB170TS-BDは、順方向電圧、主波長、および光度によって特性評価およびビニングが行われ、エンドユーザーに一貫した性能を提供します。

• 電圧ビン: B0 (1.8-2.0V), C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V).
• 波長ビン: F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm).
• 輝度ビン: 1GJ (20-40mcd), 1BS (40-90mcd).

ビンコード（例：F00 1GJ B0）はリールラベルに印刷され、正確な性能グループを識別します。これにより、設計者は均一な表示パネルやインジケータアレイ向けに、パラメータ公差の厳しいLEDを選択できます。

4. 性能曲線解析

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

I-V曲線は、20mAにおいて約1.8Vの典型的な順方向電圧を示します。非常に低い電流（5mA未満）では、電圧は1.5V未満に低下します。この曲線は指数関数的であり、赤色LEDに典型的です。

4.2 相対強度 vs. 順方向電流

相対光度は、0mAから30mAの範囲で順方向電流にほぼ比例して増加します。20mAにおける光度は、30mAにおける最大値の約80%です。この関係は、電流調整による調光用途に有用です。

4.3 Pin Temperature vs. Relative Intensity & 順方向電流

ピン（はんだ接合部）温度が上昇すると、相対光度は低下します。85℃では、光度は25℃の値の約85%まで低下します。同様に、接合部温度を95℃未満に保つため、高温時には最大許容順方向電流をディレーティングする必要があります。例えば、ピン温度が100℃の場合、順方向電流は約10mAに制限する必要があります。

4.4 波長シフト vs. 順方向電流

主波長は順方向電流の増加に伴いわずかに上昇します。30mAにおける波長は、5mAにおける値よりも約1～2nm高くなります。このシフトは小さく、ほとんどの表示用途では許容範囲内です。

4.5 スペクトル分布

典型的なスペクトルは630～635nm付近にピークを持ち、半値幅は15nmです。発光は狭く赤色領域に集中しており、赤色インジケーターやディスプレイに適しています。

4.6 放射パターン

放射特性図は、半値角±70°の広く対称的なパターンを示し、140°の広視野角を確認できます。このため、このLEDはエッジライト型や拡散照明用途に最適です。

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 パッケージ寸法

LEDパッケージの寸法は2.0mm×1.25mm×0.7mm（長さ×幅×高さ）です。上面図では、中央に配置されたレンズと、底面側に2つの端子が示されています。カソードは、上面の緑色のインクドット（最新バージョンによる）で示されています。推奨される半田付けパッドレイアウトの寸法は、パッド幅1.20mm、パッド長さ3.20mm、パッド間ギャップ0.80mmです。特に指定がない限り、すべての公差は±0.2mmです。

5.2 極性識別

底面図では、極性マークで示されているように、パッド2がカソードです。上面では、緑色のインクドット（バージョンE/3で追加）がカソード側を示しています。設計者は、PCBレイアウトにおいて正しい向きを確保する必要があります。

5.3 Carrier Tape & Reel Dimensions

部品は、4mmピッチの8mm幅キャリアテープで供給されます。各リールには4000個が収納されています。リール径は178mm、ハブ径は60mm、テープ幅は8.0±0.1mmです。キャリアテープには、送り方向を示す極性マークが付いています。

5.4 ラベル情報

各リールには、以下の情報が記載されたラベルが貼付されています：品番（RF-RUB170TS-BD）、仕様番号、ロット番号、ビンコード（波長、光度、電圧ビンを含む）、数量、およびデートコード。このトレーサビリティは品質管理に不可欠です。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

本LEDに推奨されるリフロープロファイル（JEDEC J-STD-020に基づく）は以下の通りです：

• 予熱：150-200°Cで60-120秒
• 217°C（TL）以上の時間：60-150秒
• ピーク温度 (TP): 最大260°C、ピークの5°C以内の時間は30秒を超えないこと、絶対ピーク時間 (tp) は最大10秒
• 昇温速度: TsmaxからTPまで最大3°C/s
• 冷却速度: 最大6°C/s
• 25°Cからピークまでの総時間: 最大8分

リフローはんだ付けは2回を超えて行ってはならない。2回のはんだ付け工程の間隔が24時間を超える場合、LEDは吸湿のため使用前にベークを行うこと。

6.2 Hand Soldering & Rework

手半田付けが必要な場合は、温度300°C未満、接触時間3秒未満の半田ごてを使用してください。手半田付けは1回のみ許可されます。リフロー後のリワークは避けるべきであり、やむを得ない場合は両頭半田ごてを使用し、LEDに損傷がないことを事前にテストしてください。

6.3 Storage & Moisture Handling

密封アルミ袋を開封する前は、製造日から1年間、30°C以下、相対湿度75%以下で保管してください。開封後は、30°C以下、相対湿度60%以下の条件下で168時間（7日間）以内に使用する必要があります。保管条件を超えた場合、または乾燥剤の色が変わった場合は、使用前に60°C（±5°C）で24時間以上ベークしてください。

7. Packaging & Ordering Information

標準パッケージは、1リールあたり4,000個、8mmテープ、178mmリールです。複数のリールは、乾燥剤と湿度インジケーターカードと共に防湿バッグに梱包されます。その後、バッグは出荷用の段ボール箱に入れられます。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。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション

• 民生用電子機器、家電製品、自動車内装における光学インジケータ
• スイッチやシンボルのバックライト（例：ボタン、ロゴ）
• 汎用ステータス表示および標識
• 小型ディスプレイ用エッジライト照明

8.2 設計上の考慮事項

• 必ず電流制限抵抗を使用し、順方向電流が絶対最大定格（30mA）を超えないようにしてください。電源電圧のわずかな変動が電流の大きな変化を引き起こす可能性があるため、抵抗の許容差も考慮する必要があります。
• 熱管理は極めて重要です。PCBの銅パッドとビアを介して十分な放熱を確保し、接合部温度を95°C未満に保ってください。周囲温度が高い場合は電流をディレーティングしてください。
• 逆電圧を印加しないでください。LEDが損傷する可能性があります。
• ESD保護：標準的なESD対策（接地された作業台、リストストラップ）を実施してください。
• シリコンレンズは柔らかく、ほこりを吸着しやすいため、レンズ表面への機械的接触は避けてください。必要に応じて、イソプロピルアルコールによる洗浄を推奨します。超音波洗浄はLEDを損傷する可能性があるため推奨しません。
• Environmental compatibility: ensure the surrounding materials (e.g., potting, lenses, adhesives) do not contain high levels of sulfur ( >100ppm ), bromine ( >900ppm ), chlorine ( >900ppm ), or total halogens ( >1500ppm ), as these can cause chemical attack on the LED.
• 有機蒸気を放出する接着剤は、LED上で凝縮し性能を低下させる可能性があるため、使用を避けてください。

9. 類似製品との技術比較

他の2.0x1.25mm赤色LEDと比較して、RF-RUB170TS-BDは140°の広い視野角を提供し、これは一般的な120°や110°の製品よりも大幅に広くなっています。そのため、広範囲にわたる均一な照明が必要な用途に有利です。また、このデバイスは625-640nmをカバーする複数の波長ビンを提供しており、設計者はブランディングや美的マッチングのために正確な赤色の色合いを選択できます。その熱抵抗（450°C/W）は中程度であり、より高出力の用途には、放熱性に優れた大型パッケージが適している場合があります。

10. よくある質問

1. 開封後の最大保管時間はどのくらいですか？ 30°C以下、相対湿度60%以下の条件下で168時間です。これを超えた場合は、60°Cで24時間ベークしてください。
2. このLEDを連続して30mAで駆動できますか？ はい、ただし接合部温度が95°Cを超えないようにしてください。周囲温度が高い場合はディレーティングが必要になることがあります。
3. 20mAにおける標準的な順方向電圧はいくつですか？ ビンにより異なります：B0 ~1.8V、C0 ~2.1V、D0 ~2.3V。
4. LEDの極性は表示されていますか？ はい、上面の緑色のインクドットがカソードを示しています。
5. このLEDを屋外用途で使用できますか？ 動作温度範囲は-40～+85°Cであるため、湿気や高温に対して適切に密閉すれば屋外でも使用可能です。
6. はんだ付け後、LEDをどのように洗浄すればよいですか？ イソプロピルアルコールを使用してください。超音波洗浄は行わないでください。

11. 実用的な応用例

例1：家電製品パネルの状態表示灯 広い視野角により、どの方向からでも表示灯を確認できます。5V電源に330Ωの直列抵抗を使用すると約10mAの電流が流れ、長寿命と安定した輝度を実現します。

例2：自動車のインストルメントパネルにおけるシンボルバックライト 狭い波長ビン（例：630-635nm）により、複数のスイッチ間で均一な赤色を実現します。PCBの銅箔パターンによる適切な熱管理により、高温の車内環境でもLEDを冷却状態に保ちます。

例3：小型看板用のエッジライトディスプレイ 薄型（0.7mm）により、LEDを薄型パネルの背面に配置できます。複数のLEDを端に沿って配列し、電流を約15mAに設定することで、均一な照明が得られます。

12. 動作原理

LEDは、直接遷移型半導体（赤色発光には通常AlGaInP）で作られたP-N接合ダイオードです。順方向にバイアスをかけると、電子と正孔が放射再結合し、バンドギャップに相当するエネルギーの光子を放出します。625-640nmのドミナント波長は、約1.98-1.94 eVの光子エネルギーに相当します。光取り出し効率は、透明基板とレンズ設計によって向上します。140°の視野角は、光を広く散乱させる半球状またはフラットトップレンズによって実現されます。

13. 開発動向

赤色SMD LEDの現在の動向としては、小型パッケージ（例：1.6x0.8mm）、高効率化（lm/W）、および自動車や高温用途向けの信頼性向上が挙げられます。RF-RUB170TS-BDは、良好な光学性能を備えた成熟した2.0x1.25mmプラットフォームです。今後の開発では、熱抵抗のさらなる低減と、より厳格なビニングによる色の一貫性向上に焦点が当てられる可能性があります。