目次
- 1. 製品概要
- 1.1 一般説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 2. 技術パラメータ
- 2.1 パッケージ寸法
- 2.2 電気/光学特性(Ts=25°C、IF=20mA)
- 2.3 絶対最大定格
- 3. 選別システム
- 4. 性能曲線の分析
- 5. 機械的および梱包情報
- 5.1 キャリアテープとリールの寸法
- 5.2 ラベル仕様
- 5.3 防湿梱包
- 6. はんだ付けと実装ガイド
- 6.1 SMTリフローはんだ付け
- 6.2 手はんだ付けと修理
- 7. 梱包と注文情報
- 8. アプリケーション上の考慮事項
- 8.1 代表的な用途
- 8.2 設計上の注意事項
- 9. 信頼性と試験
- 9.1 信頼性試験項目
- 9.2 故障基準
- 10. 取り扱いおよび保管上の注意
- 11. よくある質問
- 12. 動作原理
- 13. 開発動向
- 14. ケーススタディ
- 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
このイエローLEDはイエローチップを用いて製造され、1.6mm×0.8mm×0.7mmのコンパクトな1608表面実装パッケージに封止されています。汎用の光学表示およびディスプレイ用途向けに設計され、広い視野角と標準的なSMT実装プロセスとの互換性を備えています。
1.2 特長
- 極めて広い視野角140°。
- すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに適合。
- 耐湿性レベル:レベル3(MSL 3)。
- RoHS準拠。
1.3 用途
- 光学インジケータ
- スイッチ、記号、ディスプレイ
- 一般用途
2. 技術パラメータ
2.1 パッケージ寸法
LEDパッケージの長さは1.6mm、幅は0.8mm、高さは0.7mmです。上面図と下面図には極性マーク付きの2つの端子が示されています。推奨されるはんだ付けパターンは、中心間距離2.4mmで離れた2つの0.8mmパッドからなるランドパターンを提案し、信頼性の高いはんだ接合部の形成を可能にします。
2.2 電気/光学特性(Ts=25°C、IF=20mA)
| パラメータ | 記号 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|
| スペクトル半値幅 | Δλ | -- | 15 | -- | nm |
| 順方向電圧(B0) | VF | 1.8 | -- | 2.0 | V |
| 順方向電圧(C0) | VF | 2.0 | -- | 2.2 | V |
| 順方向電圧(D0) | VF | 2.2 | -- | 2.4 | V |
| ドミナント波長(2K) | λD | 585 | -- | 590 | nm |
| ドミナント波長(2L) | λD | 590 | -- | 595 | nm |
| 光度(F20) | IV | 80 | -- | 100 | mcd |
| 光度(G10) | IV | 100 | -- | 120 | mcd |
| 光度(G20) | IV | 120 | -- | 150 | mcd |
| 光度(H10) | IV | 150 | -- | 180 | mcd |
| 光度(H20) | IV | 180 | -- | 230 | mcd |
| 視野角 | 2θ1/2 | -- | 140 | -- | deg |
| 逆方向電流(VR=5V) | IR | -- | -- | 10 | μA |
| 熱抵抗 | RTHJ-S | -- | -- | 450 | °C/W |
2.3 絶対最大定格
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | Pd | 72 | 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 |
| 静電気放電(HBM) | ESD | 2000 | V |
| 動作温度 | Topr | -40~+85 | °C |
| 保管温度 | Tstg | -40~+85 | °C |
| 接合温度 | Tj | 95 | °C |
3. 選別システム
このLEDは、順方向電圧、ドミナント波長、光度に基づいて異なるビンに選別され、アプリケーションでの一貫した性能を保証します。
- 順方向電圧(VF):3ビン – B0(1.8-2.0V)、C0(2.0-2.2V)、D0(2.2-2.4V)。
- ドミナント波長(λD):2ビン – 2K(585-590nm)、2L(590-595nm)。
- 光度(IV):5ビン – F20(80-100mcd)、G10(100-120mcd)、G20(120-150mcd)、H10(150-180mcd)、H20(180-230mcd)。
4. 性能曲線の分析
代表的な光学特性曲線は、さまざまな動作条件下でのデバイスの挙動に関する洞察を提供します。
- 順方向電圧 vs. 順方向電流(図1-6):LEDダイオードに典型的な、電圧に対する電流の指数関数的増加を示します。20mAでは、順方向電圧は選別ビン内に収まります。
- 順方向電流 vs. 相対光度(図1-7):相対光度は、定格最大値まで電流にほぼ比例して増加し、低電流での良好な効率を示します。
- ピン温度 vs. 相対光度(図1-8):ピン温度が高くなると光出力が低下します。25°Cと比較して85°Cでは約20%低下し、熱管理の必要性が強調されます。
- ピン温度 vs. 順方向電流(図1-9):一定電圧を印加した場合、温度上昇に伴って順方向電流が減少し、電流調整の重要性が示されます。
- 順方向電流 vs. ドミナント波長(図1-10):電流増加に伴い、ドミナント波長は長波長側にわずかにシフト(赤方偏移)します。これはイエローLEDに典型的です。
- 相対光度 vs. 波長(図1-11):スペクトル分布はドミナント波長を中心にピークを持ち、半値幅15nmで、飽和した黄色を保証します。
- 放射パターン(図1-12):LEDは140°の広い角度で光を放射し、均一な強度分布を持ち、インジケータやバックライト用途に適しています。
5. 機械的および梱包情報
5.1 キャリアテープとリールの寸法
LEDは幅8.0mmのキャリアテープに梱包され、ポケットピッチは4.0mm、内部ポケット寸法は1.8mm×0.92mmです。リール直径は178mm±1mm、ハブ直径は60mm±1mmです。各リールには4000個が収納されています。
5.2 ラベル仕様
ラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード(光束ビン、色度ビン、順方向電圧ビン、波長コード)、数量、製造日が含まれます。
5.3 防湿梱包
リールは乾燥剤と湿度インジケーターカードとともに防湿バッグに密封されます。耐湿性レベルはMSL 3であり、開封後は30°C以下、60% RH以下の保管条件が必要で、フロアライフは168時間です。
6. はんだ付けと実装ガイド
6.1 SMTリフローはんだ付け
| パラメータ | 値 |
|---|---|
| 平均昇温速度(TsmaxからTp) | 最大3°C/s |
| 予熱温度(TsminからTsmax) | 150°C~200°C |
| 予熱時間 | 60~120秒 |
| 217°C以上での時間(tL) | 最大60秒 |
| ピーク温度(Tp) | 260°C |
| ピーク温度の5°C以内での時間(tp) | 最大10秒 |
| 冷却速度 | 最大6°C/s |
| 25°CからTpまでの時間 | 最大8分 |
リフローはんだ付けは2回を超えないでください。2回のはんだ付けの間に24時間以上の間隔がある場合、LEDが吸湿して損傷する可能性があります。加熱中は機械的応力を加えないでください。
6.2 手はんだ付けと修理
手はんだ付けは1回のみ許可され、アイロン温度は300°C未満、時間は3秒未満とします。はんだ付け後の修理は推奨しません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LEDの完全性を確認してください。
7. 梱包と注文情報
標準梱包単位は1リールあたり4000個です。キャリアテープの幅は8mmで、EIA-481規格に準拠しています。リールは防湿バッグに梱包され、さらに段ボール箱に入れて出荷されます。箱の寸法は複数のリールを安全に輸送できるように設計されています。
8. アプリケーション上の考慮事項
8.1 代表的な用途
代表的な用途には、電子機器の光学インジケータ、スイッチのバックライト、記号照明、および明るい黄色のインジケータが必要な一般的な表示機能が含まれます。
8.2 設計上の注意事項
- 電圧変動による電流暴走を防ぐために、必ずLEDと直列に電流制限抵抗を使用してください。
- 熱設計は重要です:接合温度を95°C未満に保つために、適切な放熱を確保してください。
- 環境中の硫黄含有量は100PPM未満、ハロゲン含有量(臭素と塩素)は個別に900PPM未満、合計で1500PPM未満でなければなりません。
- 接着剤や封止材から放出される揮発性有機化合物(VOC)にさらさないでください。シリコーンを変色させる可能性があります。
- 取り扱いおよび実装中はESD保護を提供してください。一般的なHBM定格は2000Vです。
9. 信頼性と試験
9.1 信頼性試験項目
| 試験項目 | 条件 | 期間/回数 | 合格/不合格 |
|---|---|---|---|
| リフローはんだ付け | 260°C、10秒 | 2回 | 0/1 |
| 温度サイクル | -40°C~100°C、各30分 | 100サイクル | 0/1 |
| 熱衝撃 | -40°C~100°C、15分 | 300サイクル | 0/1 |
| 高温保管 | 100°C | 1000時間 | 0/1 |
| 低温保管 | -40°C | 1000時間 | 0/1 |
| 寿命試験(IF=20mA、Ta=25°C) | 25°C、20mA | 1000時間 | 0/1 |
9.2 故障基準
信頼性試験後、以下の場合にLEDは故障と見なされます:順方向電圧(IF=20mA時)がU.S.L×1.1を超える、逆方向電流(VR=5V時)がU.S.L×2.0を超える、光束がL.S.L×0.7未満である。
10. 取り扱いおよび保管上の注意
- 未開封のバッグは、製造日から1年間、30°C以下、75% RH以下で保管してください。
- 開封後のフロアライフは、30°C以下、60% RH以下で168時間です。
- 防湿バッグが破損しているか、湿度インジケーターが過剰な湿気を示している場合は、使用前にLEDを60±5°Cで少なくとも24時間ベークしてください。
- ESD予防策を講じて取り扱ってください:接地された作業台、リストストラップ、導電性梱包材を使用してください。
- はんだ付け後はPCBを曲げたりねじったりしないでください。急冷を避けてください。
- LEDの近くで有機蒸気を放出する接着剤を使用しないでください。
11. よくある質問
Q: なぜ電流制限抵抗が必要ですか?
A: LEDの順方向電圧は温度や個体差によって変動します。わずかな電圧変化が大きな電流変化を引き起こし、最大定格を超える可能性があります。直列抵抗により電流が安定します。
Q: これらのLEDを並列駆動できますか?
A: 個別の電流制限なしにLEDを並列接続すると、VFのばらつきにより電流の不均衡が生じる可能性があります。各ストリングには個別の抵抗または定電流ドライバを使用することを推奨します。
Q: このLEDの標準的な寿命はどのくらいですか?
A: 標準動作条件(20mA、25°C)では、LEDは50,000時間以上動作することが期待されますが、正確な寿命は熱管理と駆動条件に依存します。
12. 動作原理
このイエローLEDは、黄色発光チップ(通常はガリウムリンまたは関連化合物)から作られた半導体ダイオードに基づいています。順方向にバイアスすると、活性領域で電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。放出光の波長(約585-595nm)は材料のバンドギャップエネルギーに対応し、黄色を生成します。広い視野角は、パッケージ設計と拡散封止材の使用によって実現されます。
13. 開発動向
LED技術の継続的なトレンドには、パッケージのさらなる小型化、高い発光効率、色安定性の向上、および厳格な環境準拠が含まれます。1608パッケージはすでにコンパクトなフォームファクターですが、将来の開発には、同様またはより高い性能を持つさらに小型のパッケージ(例:1006)が含まれる可能性があります。蛍光体およびチップ材料の進歩により、利用可能な色の範囲が拡大し、熱性能が向上する可能性もあります。
14. ケーススタディ
用途:スマートホームデバイスの状態インジケータ
スマートサーモスタットは、Wi-Fi通信ステータスを示すためにイエローLED(この製品と同様)を使用しています。LEDは10mAで駆動され、グレアのない快適な明るさを提供します。3.3V電源に対して180Ωの直列抵抗が使用されています。広い視野角により、インジケータがどの方向からでも視認可能です。このデバイスは、温度サイクルや高湿保管を含む信頼性試験に合格し、堅牢性が確認されています。MSL 3の取り扱いにより、実装時の湿気関連の欠陥が防止されます。
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。 |