RGBW LED 3.45x3.45x2.20mm - 電圧1.8-3.4V - 最大1.7W - 技術データシート

1. 製品概要

この高出力RGBW LEDは、動的な色混合と調整可能な相関色温度を必要とするアプリケーション向けに設計されています。パッケージは堅牢なセラミック基板を採用し、優れた熱管理と信頼性を実現しています。3.45mm x 3.45mmのコンパクトなフットプリントと2.20mmの低背プロファイルにより、自動表面実装アセンブリに適しています。デバイスは4つのLEDチップ（赤（AlGaInP）、緑（InGaN）、青（InGaN）、白（青＋蛍光体））を統合し、広い色域と各チャネルの独立制御を可能にします。

1.1 一般説明

赤色光源デバイスは基板上にAlGaInPを用いて製造され、緑色および青色光源デバイスは基板上にInGaNを用いて製造され、白色LEDは青色チップと蛍光体を組み合わせて作られています。LEDパッケージ寸法は3.45mm x 3.45mm x 2.20mmです。

1.2 特長

• セラミックパッケージにより、優れた放熱性と機械的安定性を実現。
• 120°の非常に広い視野角。
• すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応。
• 自動実装のためのテープ＆リール包装対応。
• 耐湿性レベル：レベル1（JEDEC規格準拠）。
• RoHS準拠、有害物質不含。

1.3 用途

• 装飾用カラーランプおよびランプベルト。
• 景観照明および商標照明。
• ホテル、市場、オフィス、家庭用屋内照明。
• 建築およびエンターテイメント照明の一般用途。

2. 技術パラメータ分析

電気的および光学的特性は、試験温度Ts=25°Cで規定されています。すべての測定は標準条件下で実施されました。順方向電圧、光束、主波長、相関色温度は許容範囲付きで提供されます。

2.1 電気的/光学的特性（IF=350mA、Ts=25°C）

2.2 絶対最大定格

2.3 ビニング情報

順方向電圧、光束、主波長はビニングにより一貫性を確保しています。赤色の場合：VF範囲 B0（1.8-2.0V）、C0（2.0-2.2V）、D0（2.2-2.4V）；光束ビン FB7（50-60lm）、FB8（60-70lm）、FB9（70-80lm）。緑、青、白の場合：VFビン G0（2.8-3.0V）、H0（3.0-3.2V）、I0（3.2-3.4V）；緑色の光束ビン：FC2（100-110lm）、FC3（110-120lm）、FC4（120-130lm）、FC5（130-140lm）；青色の光束ビン：FB4（20-30lm）、FB5（30-40lm）；白色の光束ビン：FC2～FC5。波長ビン：赤色 E00（620-625nm）、F00（625-630nm）；緑色 E00（520-525nm）、F00（525-530nm）；青色 C00（460-465nm）、D00（465-470nm）、E00（470-475nm）。相関色温度のオプションは2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、6000K、6500Kです。

3. 代表的な光学・電気特性曲線

以下の曲線は、さまざまな動作条件下でのLED性能を示しています。特記がない限り、すべてのデータはTs=25°Cで取得されています。

3.1 順方向電圧対順方向電流

図1-6に示すように、順方向電流は順方向電圧とともに増加します。350mAにおける標準VFは指定されたビン内にあります。この曲線は、異なる半導体材料のため、同じ電流では赤色が緑、青、白色よりもVFが低いことを示しています。

3.2 相対強度対順方向電流

図1-7は、相対発光強度が順方向電流とともに増加することを示しています。関係は緑、青、白色では700mAまでほぼ線形ですが、赤色は最大電流定格が低いため早く飽和します。

3.3 温度依存性

図1-8は、はんだ接合点温度の関数としての相対強度を示しています。高温では光出力が低下します。例えば100°Cでは、白色LEDの相対強度は25°Cの値の約80%に低下します。性能維持には適切な熱管理が不可欠です。

3.4 最大順方向電流対温度

図1-9はディレーティング曲線を示しています。周囲温度が上昇するにつれて最大許容順方向電流が減少します。85°Cでは、最大接合温度を超えないように、すべての色で電流を約350mAに低減する必要があります。

3.5 放射パターン

放射線図（図1-10）は、半値全幅（FWHM）約120°の広いランバート型分布を示しています。このため、拡散照明用途に適しています。

3.6 スペクトル分布

図1-11は、波長に対する相対発光強度を示しています。赤色（ピーク約620-630nm）、緑色（約520-530nm）、青色（約460-475nm）、白色（青色と蛍光体発光にピークを持つ広帯域スペクトル）。白色スペクトルは3000Kと6000Kの2つを示し、色温度の違いを表しています。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

パッケージサイズは3.45mm x 3.45mm x 2.20mm（長さ x 幅 x 高さ）です。特記ない限り公差は±0.2mmです。上面図は正方形の外形を示し、側面図はレンズ高さを示し、下面図は極性マーク付きのはんだパッドレイアウトを示しています。

4.2 極性とはんだ付けパターン

図1-4は極性の設計を示しています。各チャネルに正極（+）と負極（-）のパッドがあります。推奨されるはんだ付けパターン（図1-5）には、パッド寸法0.85mm、0.56mm、0.38mmなどが含まれ、ピッチは3.55mmです。ブリッジを防ぐために適切なソルダーマスクが推奨されます。

4.3 キャリアテープとリール

LEDは、ポケットピッチ4.00mm、幅12.00mmのキャリアテープにパッケージされています。各リールには1000個が収められています。リール寸法は外径178mm、ハブ径59mm、幅13.5mmです。品番、ロット番号、ビンコード、数量を記載したラベルが貼られています。

5. はんだ付けと取り扱いガイドライン

5.1 SMTリフローはんだ付けプロファイル

推奨リフローはんだ付けプロファイル：プリヒート150°C～200°Cで60～120秒、昇温速度≤3°C/s、217°C以上（TL）の時間は最大60秒、ピーク温度（Tp）260°Cで最大10秒。冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は8分以内。リフローは2回まで。はんだ付けの間隔が24時間を超える場合、LEDが損傷する可能性があります。<リフローは2回まで。はんだ付けの間隔が24時間を超える場合、LEDが損傷する可能性があります。

5.2 手はんだ

手はんだが必要な場合は、こて温度を300°C未満に保ち、接触時間を3秒未満にしてください。手はんだは1回のみ許可されます。

5.3 取り扱い注意事項

• はんだ付け後の冷却中に機械的応力や振動を加えないでください。
• シリコンレンズ表面に強い圧力を加えないでください。適切なピックアンドプレースノズルを使用してください。
• 反ったPCB部分にコンポーネントを実装しないでください。
• はんだ付け後、デバイスを急冷しないでください。
• LEDはESDに敏感です。適切なESD対策を講じてください。
• 保存条件：アルミ袋開封前は30°C以下、75%RH以下で最大6ヶ月保存可能。開封後は30°C以下、60%RH以下で168時間以内に使用してください。超過した場合は60±5°C、5%RHで24時間ベークしてください。<5%RHで24時間。
• 硫黄含有化合物（>100ppm）、高濃度の臭素/塩素（それぞれ900ppm、合計1500ppm）、およびシリコンを変色させる可能性のあるVOCへの暴露を避けてください。<900ppm、合計<1500ppm、およびシリコンを変色させる可能性のあるVOCへの暴露を避けてください。
• 洗浄はイソプロピルアルコールのみを使用してください。超音波洗浄は推奨しません。

6. 信頼性と試験

6.1 信頼性試験項目

LEDは以下の試験を実施しています：リフローはんだ付け（260°C、2サイクル）、熱衝撃（-40°C～100°C、300サイクル）、高温保存（100°C、1000h）、低温保存（-40°C、1000h）、寿命試験（25°C、350mA、1000h）、高温高湿寿命試験（60°C/90%RH、350mA、500h）。すべての試験で合格基準に従いゼロ故障を達成しています。

6.2 損傷判定基準

信頼性試験後の合格基準：光束維持率 赤色70％以上、緑色70％以上、青色50％以上、白色80％以上；オープン/ショートや点滅なし；順方向電圧の変動が規定範囲内。

7. アプリケーションノート

RGBW LEDは、建築、エンターテイメント、小売照明における動的な色調調整に最適です。駆動回路を設計する際は、各チャネルの電流が絶対最大定格を超えないようにしてください。熱暴走を避けるために定電流ドライバを使用してください。適切な熱管理（例：メタルコアPCB）は接合温度を最大定格以下に保つために重要です。広い視野角により、ライン照明や面照明器具で均一な配光が得られます。白色光用途では、複数のCCTビンを組み合わせることで正確な演色を実現できます。

8. 注文情報

品番構成：RF-BRC35RGB-XXW-L8-K0-A120。XXは相関色温度を示します（例：27=2700K、30=3000Kなど）。サフィックスA120は角度分布（120°）を示します。VF、光束、波長のビニングコードはラベルに記載されています。標準包装は1リールあたり1000個です。

9. 技術比較と利点

従来のプラスチックリードチップキャリア（PLCC）パッケージと比較して、セラミックパッケージは優れた熱伝導率、低い熱抵抗、および高電流動作時の高い信頼性を提供します。RGBW構成は、外部蛍光体を備えた個別RGB LEDよりも柔軟性が高く、白色チャネルは高い効率と簡素化された色混合を提供します。広いCCT範囲（2700K～6500K）は温白色と冷白色の両方をカバーし、サーカディアン照明設計に適しています。

10. よくある質問

Q: 350mAでの白色チャネルの標準的な光束はどれくらいですか？A: 標準的な光束はCCTビンに応じて100～140ルーメンです。

Q: RGBチャネルを白色チャネルから独立して駆動できますか？A: はい、各チャネルには個別のアノードとカソードがあり、独立した電流制御が可能です。

Q: 最適な効率を得るための推奨順方向電流は？A: 効率と光束の最適なバランスのため、すべてのチャネルで350mAで動作させてください。より高い電流は出力を増加させますが、効率が低下し、より優れた冷却が必要になります。

Q: ESD損傷を避けるためのLEDの取り扱い方法は？A: 接地された作業台、帯電防止リストストラップ、導電性パッケージを使用してください。乾燥剤入りの防湿バッグに保管してください。

11. 実践的なケーススタディ

ケース1：小売店の照明システムでRGBW LEDをライン照明器具に使用し、2700Kから6000Kまでの動的な色温度を実現しました。各器具には24個のLEDが搭載され、350mAで駆動されました。セラミックパッケージにより、器具は能動冷却なしで高い周囲温度で動作できました。50,000時間の動作後も光出力は90%を維持しました。

ケース2：屋外景観照明では、LEDを防水ハウジングにポッティングしました。広い視野角により建物のファサードを均一に照らします。赤色と緑色のチャネルは休日のアクセントカラーに使用され、白色は一般照明を提供しました。

12. 動作原理

このRGBW LEDは4つの半導体発光素子を組み合わせています。赤色チップはAlGaInP材料を使用しており、電子と正孔がバンドギャップを越えて再結合する際に赤色スペクトルを発光します。緑色と青色のチップはInGaNを使用しており、インジウム含有量を調整することでバンドギャップを調整し、緑色または青色の光を生成できます。白色チップは実際には青色InGaN LEDに黄色蛍光体を塗布したもので、青色光の一部を黄色に変換して白色光を生成します。赤、緑、青のチャネルを異なる比率で組み合わせることで、色域内の任意の色を実現できます。白色チャネルを追加することで、総光束が増加し、白色光用途の演色性が向上します。

13. 開発動向

LEDパッケージのトレンドは、より高い出力密度、より小さなフットプリント、優れた熱管理に向かっています。セラミックパッケージは高出力アプリケーションでますます使用されています。フルカラーおよび調色可能な白色LEDはスマート照明で人気が高まっており、IoT統合には正確な色制御が必要です。InGaNベースの青色および緑色LEDの効率は向上し続けており、蛍光体材料はより高いCRIと優れた熱安定性のために最適化されています。将来の開発には、チップスケールパッケージング（CSP）や、さらに高い効率のためのマルチジャンクションアーキテクチャが含まれる可能性があります。環境規制（RoHS、REACH）は有害物質の排除を推進し続けています。