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 電気的および光学的特性(Ta=25°C)
- 2.2 絶対最大定格
- 3. ビニングシステム
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順方向電圧と順方向電流の関係
- 4.2 順方向電流と相対光度の関係
- 4.3 温度の影響
- 4.4 スペクトルと放射パターン
- 5. 機械的およびパッケージ情報
- 5.1 パッケージ寸法
- 5.2 キャリアテープとリール寸法
- 5.3 ラベル情報
- 6. はんだ付けおよびアセンブリガイドライン
- 6.1 リフローはんだ付けプロファイル
- 6.2 手はんだ付けと修理
- 6.3 注意事項
- 7. パッケージおよび注文情報
- 8. アプリケーション提案
- 9. 技術比較
- 10. よくある質問
- 10.1 ESDに敏感なデバイスはどのように扱えばよいですか?
- 10.2 防湿バッグが破損した場合はどうすればよいですか?
- 10.3 調光に異なる駆動電流を使用できますか?
- 10.4 このLEDは屋外使用に適していますか?
- 11. 適用事例
- 12. 動作原理
- 13. 開発動向
- 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
この白色LEDは、青色チップと蛍光体を使用して白色光を生成します。パッケージ寸法は1.6mm x 0.8mm x 0.4mmで、コンパクトな電子機器に適しています。表面実装技術(SMT)アセンブリ向けに設計されており、RoHS準拠です。
1.2 特長
- 非常に広い視野角(140度)
- あらゆるSMTアセンブリおよびはんだ付けプロセスに対応
- 耐湿性レベル:レベル3
- RoHS準拠
1.3 用途
光学インジケーター、スイッチおよびシンボル、ディスプレイ、および一般照明用途。
2. 技術パラメータ
2.1 電気的および光学的特性(Ta=25°C)
IF=5mA時の順方向電圧(VF)は2.6V~3.4Vの範囲でビニングされ、ビンF1(2.6-2.7V)、F2(2.7-2.8V)、G1(2.8-2.9V)、G2(2.9-3.0V)、H1(3.0-3.1V)、H2(3.1-3.2V)、I1(3.2-3.3V)、I2(3.3-3.4V)をカバーします。IF=5mA時の光度(IV)は90 mcd~250 mcdの範囲で、ビン:1AP(90-120 mcd)、G20(120-150 mcd)、1AW(150-200 mcd)、1AX(200-250 mcd)に分類されます。視野角は140度(標準)。逆電流はVR=5Vにおいて最大10 µA。ジャンクションからはんだポイントまでの熱抵抗(RTHJ-S)は最大450°C/W。
2.2 絶対最大定格
以下の制限を超えないようにしてください:消費電力68 mW;順方向電流20 mA;逆電圧5 V;ピーク順方向電流(パルス0.1ms、1/10デューティ)60 mA;静電気放電(HBM)1000 V;動作温度-40~+85°C;保管温度-40~+85°C;接合部温度95°C。接合部温度がこの定格を超えないように注意してください。
3. ビニングシステム
LEDは色度(CIE 1931座標)と光度に基づいてビンに分類されます。色度ビンはCIE図上で定義され、ビンB01~B06およびK01~K06の座標を持ちます。これらのビンはクールホワイトからニュートラルホワイトの領域をカバーします。光度ビンはセクション2.1で説明されています。回路設計を容易にするために、順方向電圧ビンも提供されます。ラベルのビンコードは、デバイスの正確なVF、色度、および光束ランクを示します。
4. 性能曲線分析
4.1 順方向電圧と順方向電流の関係
標準的なVF-IF曲線は指数関数的な挙動を示します:低電流では電圧が急速に上昇し、その後より線形になります。公称5mAでは、VFはビンにもよりますが通常2.8~3.2Vの範囲です。20mAでは、VFは約0.2~0.3V増加します。
4.2 順方向電流と相対光度の関係
相対光度は0~20mAの範囲で電流とほぼ直線的に増加します。5mAでは、出力は最大(20mA)の約25%です。この曲線は、所望の明るさを得るための駆動電流選択に役立ちます。
4.3 温度の影響
相対光度は周囲温度の上昇とともに減少します。100°Cでは、光度は25°C時の約85%に低下します。過熱を避けるため、高温時には順方向電流をディレーティングする必要があります。ピン温度対順方向電流の曲線は、100°Cでは許容順方向電流が約15mAに減少することを示しています。
4.4 スペクトルと放射パターン
スペクトル分布は、LEDチップからの約450nmの青色ピークと、蛍光体からのブロードな黄色発光を示し、白色光を生み出します。相関色温度(CCT)はニュートラルホワイトの標準的な値です。放射パターンはランバート型に近く、広い140°の視野角を持ち、均一な光分布を提供します。
5. 機械的およびパッケージ情報
5.1 パッケージ寸法
LEDパッケージの寸法は1.6mm × 0.8mm × 0.4mmで、公差±0.2mmです。上面図は発光領域、底面図は電極パッド、側面図は薄型プロファイルを示します。極性は上面図のマークで示されます。推奨されるはんだ付けパッドパターンは各パッド2.4mm × 0.8mm、パッド間隔0.8mmで、図1-5に示されています。
5.2 キャリアテープとリール寸法
キャリアテープは幅8mm、ポケットピッチ4mmです。リールの外径は178±1mm、ハブ径60±1mm、幅13.0±0.5mmです。各リールには4000個のLEDが含まれています。
5.3 ラベル情報
各リールには、部品番号、仕様番号、ロット番号、ビンコード(光束コード、色度ビン、VFビン、波長コードを含む)、数量、および製造日コードが表示されています。
6. はんだ付けおよびアセンブリガイドライン
6.1 リフローはんだ付けプロファイル
推奨リフロープロファイルはJEDEC規格に準拠しています。150°C~200°Cの予熱を60~120秒間行います。昇温速度は3°C/秒を超えないようにしてください。217°C(液相線)以上の時間は60~150秒です。ピーク温度は260°Cで、最大保持時間は10秒(ピークの5°C以内)。冷却速度は≤6°C/秒。25°Cからピークまでの総時間は最大8分。リフローはんだ付けは2回を超えて行わないでください。
6.2 手はんだ付けと修理
手はんだ付けが必要な場合は、はんだごてを≤300°Cで、各パッドあたり3秒未満で使用してください。手はんだ付けは1回のみ許可されます。リフロー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、事前にプロセスを検証してください。
6.3 注意事項
反ったPCBへの実装を避けてください。冷却中は機械的ストレスや振動を加えないでください。はんだ付け後、急激に冷却しないでください。
7. パッケージおよび注文情報
LEDは、乾燥剤と湿度インジケーターを含む防湿バッグに包装されています。開封前の保管条件:≤30°C、≤75% RH、包装日から1年以内有効。開封後:≤30°C、≤60% RH、24時間以内に使用する必要があります。保管期間を超えた場合や乾燥剤の色が変わった場合は、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。外装は出荷に適した標準的な段ボール箱です。
8. アプリケーション提案
小型サイズのため、このLEDは高密度PCBレイアウトに最適です。電流制限抵抗を使用して順方向電流が20mAを超えないようにしてください。熱設計を考慮してください:LEDは適切な銅領域で放熱を補助するように実装する必要があります。LEDを硫黄含有環境(>100 ppm)やハロゲン化合物(Br>900 ppm、Cl>900 ppm、合計>1500 ppm)にさらさないでください。腐食や変色の原因となります。洗浄には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LEDを損傷する可能性があるため使用しないでください。
9. 技術比較
2835(2.8×3.5 mm)や3528などの大型SMDパッケージと比較して、1608パッケージは75%小さなフットプリントでありながら、インジケーター用途に十分な明るさ(最大250 mcd)を提供します。広い140°の視野角は、均一な光分布が必要な用途で有利です。ただし、最大順方向電流は20mAに制限されているため、ハイパワーLEDと比較して総光束は低くなります。低電力で省スペースの設計に最適です。
10. よくある質問
10.1 ESDに敏感なデバイスはどのように扱えばよいですか?
常に接地された作業台を使用し、静電防止リストストラップを着用し、LEDを静電防止包装で保管してください。
10.2 防湿バッグが破損した場合はどうすればよいですか?
バッグが破損しているか、湿度インジケーターが30%以上を示している場合、使用前にLEDを60±5°Cで24時間ベークする必要があります。
10.3 調光に異なる駆動電流を使用できますか?
はい、LEDは0~20mAの電流で駆動できます。電流によって色度がわずかにシフトする場合があります。パルス動作(低デューティサイクル)は最大60mAピークで可能です。
10.4 このLEDは屋外使用に適していますか?
動作温度範囲(-40~+85°C)は多くの屋外用途に適していますが、湿気や汚染物質から適切に保護するための封止が必要です。
11. 適用事例
事例1:スマートホームサーモスタットのバックライト - 小型フットプリントがコンパクトなPCBに収まり、白色の状態表示を提供。事例2:自動車内装ボタンの照明 - 広い視野角により、複数の角度から視認可能。事例3:ポータブル電子機器のバッテリー残量表示 - 低消費電力でバッテリー寿命を延長。
12. 動作原理
この白色LEDは、約450nmで発光する青色発光InGaNチップを使用しています。チップは黄色発光の蛍光体(通常Ce添加YAG)でコーティングされています。青色光の一部が蛍光体を励起し黄色光を放出し、青色光と黄色光の混合が人間の目には白色に見えます。青色と黄色の比率が相関色温度を決定します。
13. 開発動向
LED業界のトレンドは、より小型で高効率なパッケージへの移行です。チップスケールパッケージ(CSP)やフリップチップアーキテクチャは、熱性能の向上と小型化のために人気が高まっています。この1608パッケージは成熟した技術であり、インジケーターやディスプレイ用途で引き続き広く使用されています。今後の開発は、単位面積あたりの高輝度化と温度に対する色安定性の向上を含みます。
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。 |