White LED RF-A3H22-W57P-E5 仕様 - サイズ 3.0x3.0x0.8mm - 電圧 5.8-7.0V - 電力 9856mW - AEC-Q102 認定品

1. 製品概要

RF-A3H22-W57P-E5は、過酷な自動車外装照明用途向けに設計された高出力白色LEDです。青色チップと蛍光体を組み合わせて製造され、標準的な色温度約5700Kの温白色からニュートラルホワイトの光を提供します。コンパクトな3.0mm x 3.0mm x 0.8mmのPLCCパッケージに収められ、非常に広い120°の視野角を備えており、ウインカー、デイタイムランニングライト、その他の外装信号機能に最適です。本デバイスはAEC-Q102認定を取得しており、過酷な自動車環境下での信頼性を保証し、RoHSにも準拠しています。最大順方向電流1500mA、消費電力9856mWまで対応し、1000mAで550～730lmの高い光束出力を実現します。耐湿性レベルは2であり、適切な取り扱いと保管が必要です。

2. 技術パラメータ解析

2.1 電気的および光学的特性

試験電流1000mA、はんだ温度25°Cにおいて、順方向電圧（VF）は5.8V（最小）から7.0V（最大）の範囲であり、標準値は指定されていないもののこの範囲内に収まります。VR=5Vにおける逆方向電流（IR）は極めて低く、最大10µAであり、優れた接合品質を示しています。光束（Φ）は550lm（最小）から730lm（最大）までビン分けされており、一貫した明るさの選択が可能です。放射角（2θ1/2）は標準で120°であり、自動車用信号に適した広い配光を確保します。接合部からはんだパッドへの熱抵抗（RTHJ-S）は標準で2.86K/Wであり、PCBへの効率的な熱伝達を可能にします。

2.2 絶対最大定格

The LED can handle a peak forward current of 2000mA (pulse width 0.1ms, 1/10 duty cycle) and continuous forward current up to 1500mA. Power dissipation is limited to 9856mW. Reverse voltage must not exceed 5V. The device is ESD sensitive with an HBM rating of 8000V (yield >90% at 2000V). Operating and storage temperature range is -40°C to +110°C, junction temperature maximum 150°C. These ratings must be strictly observed to prevent damage.

2.3 熱特性

熱抵抗2.86K/Wにより、LEDは接合部からはんだ接点へ効率的に熱を伝導します。高温は発光効率を低下させ、色度座標を変動させるため、適切な熱管理が不可欠です。設計者は接合部温度が150°Cを超えないようにする必要があり、特に大電流アプリケーションでは、適切なPCB放熱が求められる場合があります。

3. ビニングシステム

3.1 順方向電圧ビン

1000mAにおいて、順方向電圧はR0（5.8-6.2V）、S0（6.2-6.6V）、T0（6.6-7.0V）の3つのビンに分類されます。これにより、並列または直列構成において、均一な電流分布を確保するために、電圧が類似したLEDを選択することが可能になります。

3.2 光束ビン

光束はYA（550-610lm）、YB（610-670lm）、YC（670-730lm）にビニングされます。より高い光束ビンはより大きな光出力を提供し、明るさ要件を満たす際の柔軟性を実現します。

3.3 色度ビン

CIE色度図には、65N、60N、57Nの3つの色ビンが示されており、それぞれ4つのコーナー座標で定義されています。これらのビンは、それぞれ約6500K、6000K、5700Kの異なる相関色温度（CCT）に対応しています。厳密な色度管理により、生産ロット間での一貫した色の見え方が保証されます。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

VF-IF曲線（図1-7）は、1000mAで約6.0V、1400mAで約6.4Vの標準的な順方向電圧を示しています。この関係はほぼ線形であり、動的抵抗は約1Ωです。この情報は、定電流ドライバを設計する上で極めて重要です。

4.2 相対強度 vs. 順方向電流

相対光束出力は1400mAまで電流にほぼ比例して増加し、1000mA時の約140%に達します。これは、大電流時における電流-光変換効率の良さを示しています。

4.3 温度の影響

相対光度ははんだ温度の上昇に伴い低下し、25℃時と比較して125℃では約85%まで減少します。順方向電圧も温度上昇に伴いわずかに低下します（負の温度係数）。色度座標は高温になるほど黄色側にシフトします。これらの影響は、安定した性能を維持するためにシステム設計で補償する必要があります。

4.4 放射パターン

放射特性図（Fig.1-12）は、±60°で半値強度となる典型的なランバート分布を示しており、120°の視野角を確認できます。この広いパターンは、広範囲の視認性が求められる自動車用信号灯に適しています。

4.5 スペクトル

スペクトル分布（図1-14）は、チップからの450nm付近の広い青色ピークと、黄色蛍光体による幅広い変換ピークを示し、白色光を生成します。正確なスペクトルはビンと温度によって変化します。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは上面視で3.00mm×3.00mm、高さ0.80mmです。底面図には2つのアノードパッド（2.75mm×1.05mmおよび2.45mm×1.05mm）と1つのカソードパッド（1.20mm×1.05mm）があります。極性は、カソード側近くの上面にある小さなドットで示されています。推奨される半田付けパターン（図1-5）は、底面のパッド配置に合わせたランドパッドを提供し、最適な熱的および電気的接続を実現します。

5.2 キャリアテープとリール

LEDはキャリアテープ（寸法は確認中）に供給され、外径180±1mm、ハブ60±1mm、テープ幅12±0.1mmのリールに巻かれています。各リールには指定された数量（PDFには記載なし、通常1000個）が含まれます。ラベルには、品番、規格番号、ロット番号、光束（φ）、色度（XY）、順方向電圧（VF）、波長（WLD）のビンコード、数量、および日付が記載されています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨されるリフロープロファイル（図3-1）は、150°Cから200°Cまでの予熱ゾーンを60～120秒、217°C（TL）までの昇温速度を≤3°C/s、217°C（tL）以上の時間を最大60秒とします。ピーク温度（TP）は260°Cで、最大持続時間は10秒です。冷却速度は≤6°C/sです。25°Cからピーク温度までの総時間は8分を超えてはなりません。リフローはんだ付けは2回までとし、はんだ付け工程の間に24時間以上経過した場合は、予備乾燥が必要です。

6.2 手はんだ付けとリペア

手はんだ付けは、こて先温度300°C未満、3秒未満で行い、1回のみとします。修理は推奨されません。やむを得ない場合は、両頭こてを使用し、その後LED特性を確認してください。

6.3 取り扱いと保管

LEDの封止材はシリコーンであり、柔らかいため、上面に圧力を加えないでください。反ったPCBに実装したり、はんだ付け後に機械的ストレスを加えたりしないでください。保管条件：アルミバッグ開封前は、温度≤30°C、湿度≤75%で最大1年間保管可能。開封後は、≤30°C、≤60% RHの環境で24時間以内に使用してください。吸湿が疑われる場合は、使用前に60±5°Cで24時間以上ベークしてください。ESD保護が必要です。適切な接地と帯電防止機器を使用してください。

7. パッケージングと注文情報

本製品は、乾燥剤と湿度インジケーターカードを同梱した防湿バッグに包装されています。各バッグには1リールが収納されています。複数のリールは段ボール箱に梱包されます。各リールのラベルには、トレーサビリティに必要なすべての識別情報が含まれています。ご注文の際は、部品番号RF-A3H22-W57P-E5で正確な構成を指定してください。詳細な包装数量および最小注文数量については、サプライヤーにお問い合わせください。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション

主な用途は、ターンシグナル、ブレーキランプ、デイタイムランニングランプ、テールランプなどの自動車外装照明です。広い視野角と高出力光束により、直接照射方式と導光板方式の両方の設計に適しています。AEC-Q102認証により、振動、温度サイクル、湿度下での信頼性が保証されています。

8.2 設計上の考慮事項

熱管理は極めて重要です。PCB上に十分な銅面積を確保し、ヒートシンクへのサーマルビアを検討してください。定電流駆動は必須であり、電流制限なしに電圧源から駆動しないでください。直列抵抗またはLEDドライバを使用する必要があります。LEDにかかる逆電圧が5Vを超えないようにしてください。並列ストリングの場合は、電流アンバランスを防ぐためにVFビンを合わせてください。

8.3 環境適合性

Avoid exposure to sulfur (limit <100ppm in mating materials), bromine (<900ppm), chlorine (<900ppm), and total halogens (<1500ppm). VOCs from adhesives and potting compounds can penetrate silicone and cause discoloration; use compatible materials only. Cleaning with isopropyl alcohol is recommended; ultrasonic cleaning is not advised.

9. 代替技術との比較

標準的なPLCC LEDと比較して、RF-A3H22-W57P-E5はより高い電流処理能力（1500mA対標準350-700mA）、より広い視野角（120°対90-110°）、および自動車グレードの信頼性（AEC-Q102）を提供します。その3.0x3.0mmのフットプリントは多くのミッドパワーパッケージと同程度ですが、放熱能力が向上しています。1000mA時最大730lmの光束出力により、ハイパワーセグメントに位置づけられ、信号用途において複数の低出力LEDを置き換えるのに適しています。

10. よくある質問

Q: このLEDは室内照明に使用できますか？
A: 使用自体は可能ですが、本製品は屋外用に設計されています。室内で使用する場合は、広い視野角と高出力が用途に適していることをご確認ください。

Q: 最高効率を得るための推奨駆動電流は？
A: 効率は低電流（例：700mA）で最も高くなりますが、本LEDは1000mAで最適化されています。最大光束を得るには、適切な熱管理のもと1500mAでご使用ください。

Q: ビニングのばらつきにはどう対応すればよいですか？
A: 必要に応じて特定のビン（例：VF用S0、光束用YB、色度用60N）を指定してご注文ください。同一回路内で異なるビンを混在させると、明るさにムラが生じる可能性があります。

Q: このLEDをヒートシンクなしで使用できますか？
A: 低電流時のみ可能です。1000mA以上では、ジャンクション温度を150°C未満に保つためにヒートシンクまたは広い銅領域が必須です。

11. 実践的な設計例

1000mAで400lmを必要とするデイタイムランニングライトモジュールを考えます。ビンYB（610-670lm）を使用すれば十分なマージンが確保できます。最大電圧コンプライアンス7.0Vの定電流ドライバを1000mAに設定して設計します。LEDをアルミPCB上の2x2cmの銅パッドに配置し、裏面のヒートシンクへサーマルビアを設けます。はんだ温度が85°C未満に保たれ、ジャンクション温度が110°C未満となるよう熱性能をシミュレーションします。EMI低減のため、LED近くに10µFのバイパスコンデンサを配置します。

12. 動作原理

白色LEDは、InGaN/GaNチップからの青色光を蛍光体コーティングで白色光に変換することで動作します。青色チップは約450nm波長の光子を放出し、これらの光子が黄緑色蛍光体（Ce:YAGまたは類似品）を部分的に励起し、広帯域スペクトルの光を放出します。青色光と黄色光の組み合わせが人間の目には白色に見えます。本デバイスはPLCCパッケージであり、チップはリードフレームに実装され、蛍光体を含むシリコーンで封止されています。

13. 業界動向と将来展望

The automotive lighting market is moving toward higher power LEDs in smaller packages. The RF-A3H22-W57P-E5 exemplifies this trend with its 3.0x3.0mm PLCC package and 5.8-7.0V forward voltage suitable for 12V automotive systems. Future developments include even higher luminous efficacy (>150lm/W), improved thermal resistance, and tighter color bins. With the adoption of matrix lighting and adaptive driving beams, high-power white LEDs with precise optical control will continue to be in demand.