RGB LED フルカラー仕様書 - サイズ 2.8×2.7×2.45mm - 電圧 R:1.7-2.4V G/B:2.5-3.3V - 消費電力 60/68mW 每チップ - 技術ドキュメント

1. 製品概要

RF-W1SA27HS-M42は、高コントラスト用途向けに設計されたフルカラーSMD LEDパッケージです。全黒色表面により反射を最小限に抑え、ディスプレイ用途でのコントラストを最大化します。コンパクトな寸法2.8mm x 2.7mm x 2.45mmは、高密度ピクセル配置に適しています。

1.1 一般説明

このLEDは、赤、緑、青の3つの独立したチップを1つのパッケージに統合し、広い色域を生成できます。110度の非常に広い視野角を備えており、広範囲にわたって均一な色知覚を保証します。IPX6の防水等級を備えており、屋外設置に適しています。湿度感度レベルは5aで、取り扱いと保管に注意が必要です。また、RoHS準拠で、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応しています。

1.2 特長

• 非常に広い視野角（110°）
• 高光度・低消費電力
• 高い信頼性と長い動作寿命
• IPX6規格の耐水性
• 湿度感度レベル：5a
• RoHS準拠、鉛フリーリフローはんだ付け対応
• つや消し表面仕上げ

1.3 用途

• 屋外フルカラービデオスクリーン
• 屋内・屋外装飾照明
• アミューズメントアトラクションおよびエンターテイメント照明
• 一般看板および表示用途

2. 技術パラメータ

2.1 電気的・光学的特性（Ts=25°C時）

以下の表は、各色チップの主要な電気的・光学的パラメータをまとめたものです。

特に断りのない限り、すべてのパラメータは各チップのIF = 20mAで測定。測定公差：順方向電圧±0.1V、主波長±1nm、光度±10%。

2.2 絶対最大定格

消費電力が最大定格を超えないように注意する必要があります。これらの制限を超える条件では製品を動作させないでください。

2.3 ビニングシステム

LEDは、順方向電圧（VF）、光度（Iv）、主波長（λD）に基づいてビンに分類されます。光度のビニング範囲は1:1.3です。波長については、赤チップのビンステップは5nm、緑と青は3nmです。ラベルには、品番、ロット番号、IV、VF、Wd、IFのビンコードが含まれます。

3. 性能特性

3.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

図1-6は、各色の順方向電圧と順方向電流の関係を示しています。順方向電圧が増加すると、順方向電流は非線形に上昇します。赤チップは緑や青と比較してしきい値電圧が低く、その低い順方向電圧範囲と一致しています。

3.2 相対強度 vs. 順方向電流

図1-7は、順方向電流に対する相対強度を示しています。出力強度は電流とともに増加しますが、熱効果により高電流では増加率が鈍化します。

3.3 光度 vs. 周囲温度

図1-8は、周囲温度が-30°Cから85°Cまで変化したときの相対強度を示しています。温度が上昇すると強度は低下し、特に青チップで顕著です。性能を維持するには適切な熱管理が不可欠です。

3.4 はんだ温度 vs. 順方向電流

図1-9は、異なるはんだパッド温度での最大許容順方向電流を示しています。温度が高いと、LED接合部の過熱を避けるために最大電流が減少します。

3.5 スペクトル分布

図1-10は、赤、緑、青チップの正規化されたスペクトル発光を示しています。赤のピークは約620nm、緑は約530nm、青は約465nmです。スペクトルは比較的狭く、ディスプレイ用途で良好な色純度を実現します。

3.6 放射パターン

図1-11および1-12は、X-X方向およびY-Y方向における角度に対する放射強度を示しています。このLEDは広いほぼランバート型の放射パターンを示し、法線からの半値角は約55度、合計視野角110度を実現します。

4. 機械的情報

4.1 パッケージ寸法

LEDパッケージの寸法は2.8mm（長さ）×2.7mm（幅）×2.45mm（高さ）です。特に断りのない限り、公差はすべて±0.1mmです。パッケージには6つのリードがあります：赤用1R+、2R-、緑用3G+、4G-、青用5B+、6B-。ピン1マークは上面図に示されています。底面図にはんだパッドが示されています。

4.2 極性

極性は図1-4に示されています。各色のアノードとカソードは明確にマークされています。損傷を防ぐために、設計に逆バイアス保護回路を含める必要があります。

4.3 はんだ付けパターン

図1-5は推奨されるはんだパッドレイアウトを示しています。適切なPCBフットプリント設計のための寸法が記載されています。さらに、パッケージにはワイヤーボンドを保護するためのグルー充填（図1-6）が含まれています。

5. パッケージング

5.1 パッケージング仕様

LEDはテープ＆リール形式でパッケージされ、1リールあたり10,000個入っています。キャリアテープの寸法は図2-1に、リールの寸法は図2-2（外径400mm、内径100mm、幅12.4mmなど）に記載されています。

5.2 ラベルと防湿バリア

各リールには、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）、数量（QTY）（千単位）、およびデートコードが記載されたラベルが貼られています。リールは、乾燥剤と湿度インジケーターカード（HIC）を備えた帯電防止・防湿アルミホイル袋に密封され、低湿度状態を維持します。

5.3 段ボール箱

出荷時には複数のリールが段ボール箱に梱包されます。箱の寸法は図2-5に記載されています。

6. 信頼性

6.1 信頼性試験項目

この製品は、JEDEC規格に従ってさまざまなストレス条件下で試験されています：はんだ耐熱性（260°C、3回）、熱衝撃（-40°C～100°C、500サイクル）、耐湿性（85°C/85%RH＋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）、高温高湿寿命試験（85°C/85%RH、10mA、500h）、温度湿度保存（85°C/85%RH、1000h）、低温寿命試験（-40°C、20mA、1000h）。

6.2 不合格基準

信頼性試験後、LEDは以下の基準で判定されます：順方向電圧の変化が10%未満、逆電流が10μA未満、平均光度の低下が30%未満、機械的損傷（クラック、剥離、チップ破損）がないこと。

7. SMTリフローはんだ付け

7.1 リフロープロファイル

推奨リフローはんだ付けプロファイルを図3-1および表3-1に示します。主要パラメータ：昇温速度≤4°C/s、予熱150°C～200°Cで60～120秒、217°C（TL）以上保持時間≤60秒、ピーク温度245°Cで≤10秒、冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間≤8分。リフローは1回のみ許可。中温はんだペーストの使用を推奨します。

7.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付けが必要な場合は、300°C未満の温度ではんだごてを使用し、時間は3秒未満、かつ1回のみにしてください。修理は避けるべきですが、必要な場合は両頭はんだごてを使用してください。はんだ付け後は、取り扱い前に製品を室温まで冷却してください。

7.3 洗浄

水、ベンゼン、シンナーでの洗浄は行わないでください。イソプロピルアルコール（アルコール）を推奨します。塩素（Cl）や硫黄（S）を含むイオン性液体は避けてください。

8. 取り扱い注意事項

8.1 保管

防湿パッケージは、最大6か月間、30°C以下、60% RH以下で保管する必要があります。開封後は、管理された環境（30°C以下、60% RH以下）で12時間以内に使用する必要があります。未使用の材料は30°C以下、10% RH以下で保管し、次回使用前に65±5°Cで24時間ベークしてください。湿気を帯びた製品や6か月以上経過した製品の場合は、ベーク時間を延長（24～48時間）するか、工場に返送してください。

8.2 静電気

静電気放電はLEDを損傷し、順方向電圧の低下や無点灯を引き起こす可能性があります。すべての機器と作業者は適切に接地する必要があります。帯電防止リストストラップ、パッド、コンテナを使用してください。

8.3 逆電圧保護

逆電流は通常小さいですが、過度の逆電圧（5V以上）は漏れ電流を急激に増加させ、ディスプレイの階調問題を引き起こす可能性があります。逆電圧を5V未満に保つように設計してください。

8.4 熱管理

長寿命を確保するために、動作中はLED表面温度を55°C以下、リード温度を75°C以下に保つ必要があります。適切なPCB熱設計と間隔が重要です。接合部温度は115°Cを超えないようにしてください。

9. アプリケーション設計推奨事項

各色に定電流ドライバを使用して、輝度を一定に保ってください。総消費電力が最大定格を超えないようにしてください。マトリックス駆動を使用する場合は、オフ時に逆電圧がかからないようにしてください。長期間使用しないと劣化が発生する可能性があります。再使用前に除湿してください。レンタルディスプレイの場合、ビン選択により色の均一性が保証されます。硫化水素や塩分の多い環境は避けてください。

10. 技術比較

標準的なRGB LEDと比較して、このデバイスは全黒色表面を採用しており、パッケージからの反射を低減してコントラストを向上させます。IPX6定格は強力な水流に対する保護を提供し、屋外使用に最適です。110度の広視野角は、90～100度しか提供しない多くの競合製品を上回ります。さらに、湿度感度レベル5aは注意深い取り扱いを必要としますが、鉛フリーリフロー対応を可能にします。

11. よくある質問

Q: はんだ付け前にベークが必要なのはなぜですか？
A: パッケージに吸収された水分を除去するためです。この水分はリフロー中にポップコーン現象を引き起こし、内部損傷につながる可能性があります。

Q: 3色すべてを同時に最大電流で駆動できますか？
A: 最大総消費電力を考慮する必要があります。各チップは最大電流で動作可能ですが、合成熱が熱限界を超える可能性があります。適切な放熱と電流ディレーティングが必要です。

Q: 多数のLED間で色の均一性を確保するにはどうすればよいですか？
A: 光度と波長のビンコードが同じLEDを使用してください。データシートでは、マッチングを容易にするためのビニング範囲が指定されています。

12. ケーススタディ

大規模な屋外フルカラービデオスクリーン設置では、10mmピクセルピッチで数千個のこのLEDが使用されました。全黒色表面は従来の灰色表面LEDと比較してコントラスト比を大幅に向上させ、直射日光下での視認性を改善しました。IPX6定格は暴風雨時の信頼性動作を保証しました。適切な熱管理により、スクリーンは5000ニト以上の輝度と50,000時間を超える寿命を達成しました。

13. 動作原理

RGB LEDは、異なる波長を発する3つの半導体チップ（赤：AlInGaP、緑および青：InGaN）を組み合わせています。各チップへの順方向電流を変化させることで、加法混色により人間の目は広範囲の色を知覚します。パッケージ設計には、光を効率的に取り出し、所望のビームパターンを実現するための反射カップと透明樹脂が含まれています。

14. 開発動向

屋外LEDディスプレイのトレンドは、より高い輝度、優れた色均一性、強化された環境耐久性に向かっています。このLEDの全黒色表面とIPX6定格は、より高いコントラストと耐候性の需要に合致しています。将来の開発には、さらに小型のパッケージ、高効率化、スマート制御システムとの統合が含まれる可能性があります。