RGB SMD LED 3.7x3.5x2.8mm フルカラー - 赤色電圧1.7-2.4V, 緑/青色2.5-3.3V - 各ダイ最大68mW - 技術データシート

1. 製品概要

1.1 一般説明

RF-W1SA35IS-A40は、高性能ディスプレイおよび照明用途向けに設計されたフルカラーRGB SMD LEDです。コンパクトな3.7mm x 3.5mm x 2.8mmパッケージにマット表面と高コントラスト設計を採用しています。本デバイスは、1つのパッケージに赤、緑、青の3つの独立したLEDチップを統合し、豊富な混色機能を提供します。IPX6の耐水性を備え、屋外環境にも適しています。110度の広視野角と高光度により、さまざまな角度から優れた視認性を実現します。本製品はRoHS準拠で、鉛フリーリフローはんだ付けに対応しており、最新の環境基準を満たしています。

1.2 特長

• 非常に広い視野角（110°）
• 低消費電力で高光度
• 高い信頼性と長い動作寿命
• IPX6レベルの耐水性
• 耐湿性レベル：5a（MSL 5a）
• RoHS準拠、鉛フリーリフローはんだ付け対応
• マット表面仕上げによるコントラスト向上
• 表面ブラシ加工による高コントラスト

1.3 用途

• 屋外フルカラービデオスクリーンおよびディスプレイ
• 屋内および屋外の装飾照明
• 遊園地の照明およびエンターテイメントシステム
• 汎用カラー表示および標識

2. 技術パラメータ

2.1 電気光学特性（Ts=25°C）

以下の表は、各カラーチップの主要な電気光学パラメータをまとめたものです。順方向電圧（VF）の範囲は、赤色：1.7V～2.4V、緑色：2.5V～3.3V、青色：2.5V～3.3V（IF=20mA時）。主波長範囲は、赤色：617-628nm、緑色：520-545nm、青色：460-475nmで、ビニングステップは赤色5nm、緑/青色3nmです。スペクトル放射半値幅は、赤色24nm、緑色38nm、青色30nmです。光度（IV）の範囲：赤色 最小730mcd、標準1100mcd、最大1600mcd；緑色 最小1540mcd、標準2300mcd、最大3450mcd；青色 最小380mcd、標準570mcd、最大850mcd。光度ビニング比率は全色1:1.3。逆方向電流（IR）はVR=5Vで最大6μA。視野角は110°です。

2.2 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスが損傷する可能性のある限界値を示しています。順方向電流：赤色25mA、緑/青色20mA。逆方向電圧：全色5V。動作温度範囲：-30°C～+85°C。保存温度範囲：-40°C～+100°C。消費電力：赤色60mW、緑/青色68mW。接合部温度（TJ）最大：115°C。静電気放電（ESD）耐圧（HBM）：1000V。消費電力が絶対最大定格を超えないように注意してください。すべての測定は、メーカー指定の標準環境下で行われます。

2.3 ビニングシステム

色の一貫性と輝度の均一性を確保するため、各カラーチップは主波長、光度、順方向電圧でビニングされます。赤色の主波長ビンは5nm刻み、緑/青色は3nm刻みです。光度はビンごとに1:1.3の比率でグループ化されます。各色に順方向電圧ビンも用意されています。これらのビンは製品ラベルに表示され、顧客が均一なディスプレイのために厳しい許容差を持つLEDを選択できるようにします。

3. 性能曲線

3.1 順方向電圧 vs 順方向電流

曲線（図1-6）は、3色の順方向電圧と順方向電流の関係を示しています。順方向電圧が1.5Vから3.5Vに増加するにつれて、順方向電流は指数関数的に増加し、赤色は緑色や青色と比較して同じ電流でより低い電圧を示します。これは、適切な電流制限回路の設計に役立ちます。

3.2 順方向電流 vs 相対光度

図1-7は、相対光度が順方向電流とともに増加することを示しています。25mAでは、相対光度は基準点と比較して赤色が約250%、緑色が約200%、青色が約180%に達します。約20mAまでは線形動作を示し、最適な効率を示しますが、それを超えると熱効果によりルーメン維持率が低下する可能性があります。

3.3 光度 vs 周囲温度

図1-8は、周囲温度の上昇に伴い光度が低下することを示しています。100°Cでは、相対光度は25°Cの値の約80%に低下します。高温環境で輝度を維持するには、適切な熱管理が不可欠です。

3.4 はんだ付け温度 vs 順方向電流ディレーティング

図1-9は、はんだ接合部温度（Ts）に基づく順方向電流のディレーティング曲線を示しています。例えば、Ts=85°Cでは、緑色と青色の最大順方向電流を約10mA、赤色を15mAに低減する必要があります。これにより、接合部温度が安全範囲内に保たれます。

3.5 スペクトル分布

図1-10は、赤色、緑色、青色チップの正規化された発光スペクトルを示しています。赤色のピークは約620-625nm、緑色は約530nm、青色は約465nmです。狭い半値幅により、良好な色飽和度と混色機能が実現されます。

3.6 放射パターン（指向性）

図1-11および1-12は、X-X方向およびY-Y方向の角度放射分布を示しています。±60°で光度は50%以上を維持し、110°の広い視野角を確認できます。これにより、均一性が要求される大面積ディスプレイに適しています。

4. 機械的寸法とパッケージング

4.1 パッケージ寸法

パッケージ外形は3.7mm x 3.5mm x 2.8mm（L×W×H）です。上面図は6ピン構成で、各色のアノード/カソード：1R+、2R-、3G+、4G-、5B+、6B-を示しています。ピンマークで極性を示します。下面図ははんだパッドを示します。適切な放熱と機械的安定性を確保するため、推奨はんだ付けパターンが提供されています（図1-5）。パッケージには追加保護のための接着充填層が含まれています（図1-6）。特に記載がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で許容差±0.1mmです。

4.2 キャリアテープとリール寸法

LEDは自動実装に対応したピッチのキャリアテープにパッケージされています。リール寸法：A=400.2mm、B=100.0mm、C=14.3mm、D=2.6mm、E=16.4mm、F=12.7mm。キャリアテープ幅は通常16mmです。特に記載がない限り、許容差は±0.1mmです。各リールには4000個入っています。

4.3 ラベル情報

ラベルには、品番、ロット番号、光度（IV）、順方向電圧（VF）、波長（Wd）、順方向電流（IF）のビニングコード、数量（QTY）が含まれます。製造日も記載されています。この情報はトレーサビリティと実装時のビンマッチングに不可欠です。

4.4 防湿パッケージ

LEDは、乾燥剤と湿度インジケーターカードを同梱した帯電防止および防湿アルミ箔袋で出荷されます。これにより、保管および輸送中にMSL 5aのデバイスを保護します。袋は内部の低湿度を維持するために真空シールされています。

5. はんだ付けガイドライン

5.1 リフローはんだ付けプロファイル

標準の鉛フリーリフロープロファイルを推奨します。主なパラメータ：平均昇温速度 ≤4°C/s、予熱150°C～200°Cを60～120秒、217°C以上（TL）の時間 ≤60秒、ピーク温度（TP）≤245°Cで ≤10秒、ピークから5°C以内の時間 ≤30秒。冷却速度 ≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間 ≤8分。リフローサイクルは1回のみ許可。酸化を防ぎ光学特性を維持するために、窒素リフローを推奨します。中温はんだペーストの使用を推奨します。

5.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付けが必要な場合は、はんだごての温度を300°C未満に設定し、接触時間を3秒未満に保ってください。手はんだ付けは1回のみ可能です。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特性への影響を事前に確認してください。

5.3 洗浄

洗浄に水、ベンゼン、シンナーは使用しないでください。イソプロピルアルコール（IPA）を推奨します。他の溶剤を使用する場合は、LEDパッケージを侵さないことを確認してください。塩素や硫黄を含むイオン性液体は腐食の原因となるため避けてください。

6. 取り扱い注意事項

6.1 保管条件

防湿パッケージは、30°C、60%RH以下の保管で6ヶ月有効です。開封前にエアリークがないか確認し、異常がある場合は使用前にベーキングを行ってください。開封後は、30°C/60%RH以下で12時間以内に使用してください。未使用の材料は30°C/10%RH以下で保管し、次回使用前にベーキング（65±5°Cで24時間）を行ってください。ベーキング要件は、製造日と湿潤状態に応じて表に詳細が記載されています。

6.2 静電気放電（ESD）対策

LEDを取り扱うすべての機器は適切に接地してください。帯電防止リストストラップ、マット、ユニフォーム、手袋、容器を使用してください。損傷したLEDは、順方向電圧の低下や低電流での不点灯の可能性があります。

6.3 逆方向電圧保護

正常なLEDの逆方向電流は非常に小さいですが、5Vを超える逆方向電圧を繰り返し印加すると、損傷を引き起こし逆方向電流が増加し、表示の階調に影響を与える可能性があります。回路設計では、逆方向電圧が5Vを超えないようにしてください。

6.4 安全動作温度

動作中、LED表面温度は55°C未満、リード温度は75°C未満に保つ必要があります。接合部温度を最大115°C以下に保つため、適切なPCB銅領域とスペースを確保した熱管理が必要です。駆動電流は周囲温度に応じてディレーティングする必要があります。

6.5 設計および使用上の注意

• 各チップの順方向電流は絶対最大定格を超えないこと。
• 各色に対して定電流駆動を推奨します。
• 複数のダイが点灯する場合、総消費電力が制限内であることを確認してください。
• 逆方向電圧を避けてください。使用しないときは電源をオフにしてください。長期保管する場合は、再使用前に除湿してください。
• マトリックス駆動では、逆方向電圧が定格を超えないようにしてください。雷サージから保護してください。
• 組立後は、適切な電流レベルで結露のない環境でエージングを行い、欠陥を検出してください。
• 過酷な環境（高湿度、塩分、硫化物）では、追加の保護を提供してください。
• 設置後の初回通電は、初期段階で定格の20%の電力で行い、湿気を除去してください。
• レンタルディスプレイの場合、色と輝度の均一性のためにマッチングしたビンを使用してください。出荷時は防湿パッケージを使用し、LEDを物理的に保護してください。

6.6 その他の取り扱い注意

エポキシ表面に直接触れないでください。ピンセットで側面を保持してください。素手での接触は避け、汚染を防止してください。組み立てたPCBを重ねて置かないでください。樹脂やワイヤボンドが損傷する可能性があります。詳細な注意事項については、メーカーの完全なユーザーマニュアルを参照してください。

6.7 宣言

本仕様書は英語と中国語の両方で提供されます。中国語版が正本です。メーカーは予告なく仕様を変更する権利を有します。量産前に双方が署名した仕様書が有効です。

7. 信頼性試験

7.1 試験項目と条件

LEDは、JEDECおよびJEITA規格に基づく各種信頼性試験に供されます。試験項目には、耐はんだ付け熱（260°Cピーク、3回）、熱衝撃（-40°C～+100°C、500サイクル）、耐湿性（85°C/85%RH + 3回リフロー）、高温保存（100°C、1000h）、低温保存（-40°C、1000h）、室温動作寿命（25°C、20mA、1000h）、高温高湿寿命（85°C/85%RH、10mA、500h）、温湿度保存（85°C/85%RH、1000h）、低温動作寿命（-40°C、20mA、1000h）が含まれます。サンプル数は22個、合格基準は0/1不良です。

7.2 不良判定基準

判定基準：順方向電圧変動 ≤10%、逆方向電流 ≤10μA（5V時）、光度劣化平均 ≤30%、機械的欠陥（クラック、剥離、不点灯）なし。信頼性試験は、単体またはストリップLEDで良好な放熱条件下で実施されます。実際のアプリケーション条件は寿命に影響を与える可能性があります。

8. 注文情報

標準包装単位は1リールあたり4000個です。製品には、品番、ロット番号、ビンコード、数量を示すラベルが付属します。注文時には、希望の波長、光度、電圧ビンを指定する必要があります。特定ビンの在庫については、サプライヤーにお問い合わせください。

9. アプリケーション推奨事項

9.1 駆動回路設計

各色チャンネルに定電流ドライバを使用し、輝度と混色の一貫性を維持します。ドライバのコンプライアンス電圧を設計する際には、ビン間の順方向電圧ばらつきを考慮する必要があります。少量生産では直列抵抗やリニアレギュレータを使用できますが、大規模ディスプレイでは色ずれを避けるためにPWM調光と定電流駆動を推奨します。

9.2 熱管理

最大接合部温度は115°Cであるため、PCBの銅プレーンとサーマルビアによる適切な放熱が必要です。ピクセルピッチが密な場合は、間隔を広げるか強制対流を検討してください。はんだ温度ディレーティング曲線（図1-9）に従って駆動電流をディレーティングし、過熱を防止してください。

9.3 混色とキャリブレーション

正確なホワイトバランスを実現するには、カラリメータを使用してRGBチャンネルのPWM比率を調整します。狭い半値幅（特に赤と青）は広い色域を提供しますが、ビニングのばらつきを補正する必要があります。ラベルのビンコードを使用して、LEDを厳しい許容差のグループに選別してください。

9.4 環境考慮事項

IPX6評価により雨天時の屋外使用が可能ですが、高湿度、塩水噴霧、腐食性ガス（硫化水素など）への長時間曝露は性能を低下させる可能性があります。屋外モジュールにはコンフォーマルコーティングや封止を施してください。沿岸地域では追加の保護対策を使用してください。