LED PLCC-2 白色仕様 - サイズ3.5×2.75×0.7mm - 電圧3.0-3.4V - 電力0.2W - 日本語テクニカルドキュメント

1. 製品概要

本白色LEDは、青色チップに蛍光体変換技術を組み合わせたもので、高効率と広い色温度範囲を実現しています。パッケージは標準的なPLCC-2（プラスチック・リード付きチップキャリア）で、外形寸法は3.5mm×2.75mm×0.7mm、自動表面実装に対応します。順方向電流60mAでの標準光束は26〜28ルーメン、順方向電圧は3.0V〜3.4Vです。120度の広い視野角を持ち、一般照明や表示灯用途に最適です。RoHS準拠で、耐湿性レベルは3です。本LEDは複数の色温度でご利用いただけます：3000K（ERP 2780-3110K）、4000K（ERP 3770-4330K）、5700K（ANSI 5350-6050K）、6000K（ERP 5740-6530K）、6500K（ERP 6050-6950K）。屋内ディスプレイ、チューブラ照明、一般照明向けに設計されています。注意：機械的ストレスの懸念から、フレキシブルストリップでの使用は推奨されません。

2. 詳細な技術パラメータ解析

2.1 光学特性および電気的特性

試験条件Ts=25°C、IF=60mAにおいて、標準順方向電圧は3.12V（最小3.0V、最大3.4V）です。VR=5Vでの逆電流は最大10μAで、良好な整流特性を示します。全色温度バリエーションの光束は標準26.5lm（最小26lm、最大28lm）ですが、3000Kバージョンは標準25.5lm（最小24lm、最大28lm）とやや低くなります。演色評価数（CRI）は標準71.5（最小70）で、一般照明には許容範囲ですが、高CRI用途には適していません。ジャンクション-はんだ接合部間の熱抵抗（RthJ-S）は60°C/Wであり、放熱設計で考慮する必要があります。

2.2 絶対最大定格

消費電力は204mW、順方向電流は65mA（ピーク120mA、デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）に制限されます。逆方向電圧最大は5Vです。ESD耐量（HBM）は2000Vで、このレベルでの良品率は90%超です。動作温度範囲は-40〜+85°C、保存温度範囲は-40〜+100°C、最大ジャンクション温度は110°Cです。信頼性を確保するため、これらの定格を超えてはなりません。

3. ビニングシステム

3.1 順方向電圧および光束ビニング

IF=60mAにおいて、順方向電圧はH1（3.0-3.1V）、H2（3.1-3.2V）、I1（3.2-3.3V）、I2（3.3-3.4V）の4つのグループにビニングされます。全色温度の光束はQIA（26-28lm）としてビニングされます。狭いビニングにより、アプリケーション設計において一貫した性能が得られます。

3.2 色度ビニング

CIE 1931色度図では、異なる色温度に対して5つの特定ビンが定義されています：E30（エクストラ温白色、約3000K）、E40（温白色、約4000K）、A57（中性白色、約5700K）、E60（冷白色、約6000K）、E65（昼光色、約6500K）。各ビンは4つの隅の座標（X1Y1〜X4Y4）で定義され、許容色領域を示します。例えば、E30の座標は：X1=0.4357、Y1=0.4144；X2=0.4212、Y2=0.3837；X3=0.4443、Y3=0.3916；X4=0.4588、Y4=0.4223です。これらのビンにより、生産ロット間での色の一貫性が確保されます。

4. 性能曲線解析

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流

図1-7は指数関数的関係を示しています：順方向電圧が2.85Vから3.20Vに増加するにつれて、電流はほぼゼロから70mAまで上昇します。標準動作点3.12Vでは、電流は60mAです。この曲線は、定電圧駆動回路で適切な直列抵抗を決定する上で重要です。

4.2 相対光度 vs 順方向電流

図1-8は、相対光度が0mAで0%から60mAで100%へとほぼ直線的に増加し、さらにそれ以上も増加することを示しています。60mAを超えて動作させると明るさは増加しますが、ジャンクション温度の上昇により寿命が短くなる可能性があります。

4.3 温度特性

図1-9は、はんだ接合部温度の上昇に伴い相対光束が減少することを示しています：85°Cでは、光束は25°C時の約85%に低下します。図1-10は最大順方向電流のディレーティングを示しています：85°Cでは、ジャンクション温度を110°C未満に保つため、許容電流は約40mA（25°Cでは70mA）です。図1-11は、順方向電圧が温度とともにわずかに低下する（約-2mV/°C）ことを示しています。これらの曲線は、照明器具設計における熱管理に不可欠です。

4.4 配光パターン

図1-12はランベルト型に似た配光パターンを示しています：相対光度は角度0°で100%、約±60°で50%に低下し、120°の視野角を確認できます。パターンは対称的で、広範囲照明に適しています。

4.5 スペクトル分布

図1-13は、3000K、4000K、6500Kの分光分布を示しています。3000Kのスペクトルは約450nmに強い青色ピークがあり、550-650nmにかけて黄色/赤色蛍光体の広い発光が見られます。6500Kのスペクトルは青色ピークがより顕著で、赤色成分は少なくなっています。これらのスペクトルは、各色温度ビンに対応するERPおよびANSI規格に準拠しています。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

上面図は、長さ3.50mm、幅2.75mmのパッケージ本体を示しています。側面図の高さは0.70mm（はんだパッドを除く）です。下面図は2つのパッド（アノード(A)、カソード(C)）を示しています。極性はアノード近くの＋マークで示されています。PCBレイアウトのためのはんだ付けパターンが提供されています：推奨パッド寸法は各パッド2.10mm×0.40mm（矩形領域全体では2.10mm×1.10mm）で、パッド間隔は2.10mmです。特に記載がない限り、すべての公差は±0.05mmです。単位はmmです。

5.2 キャリアテープおよびリール

キャリアテープの幅は8mm、ポケットピッチは4.00mmです。各ポケットには1個のLEDが収納され、極性マークが方向を示します。送り方向はテープ長さ方向に沿っています。リールの寸法：A=12.4mm±0.3mm、B=400mm±2mm、C=100mm±0.4mm、D=14.3mm±0.3mm（内側ハブ径）。リールのラベルには、製品番号、仕様番号、ロット番号、ビンコード（光束、色度、電圧）、波長（該当する場合）、数量、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

推奨される鉛フリーリフロープロファイル：平均昇温速度≤3°C/s；予熱150°C～200°Cを60～120秒；217°C（TL）以上の時間は最大60秒；ピーク温度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。加熱中の機械的ストレスを避けてください。手はんだ：アイロン温度<300°Cで<3秒間、1回のみ。両頭アイロンでの修理は可能ですが、LEDへの損傷を評価する必要があります。

6.2 取り扱い上の注意

封止材はシリコーンで柔らかいです。上面に圧力をかけないでください。反ったPCBに実装しないでください。はんだ付け後の急冷を避けてください。動作環境では、硫黄化合物の濃度を<100PPM; 臭素<900PPM; 塩素<900PPM; Br+Cl合計<1500PPM以下に制限してください。照明器具材料からのVOCはシリコーンを変色させる可能性があります；適合性を確認してください。ピンセットを使用して側面を持って取り扱ってください。電圧変動による焼損を防ぐため、電流制限抵抗を回路に組み込んでください。放熱設計は重要です：ジャンクション温度は110°C未満に保つ必要があります。

7. 梱包および注文情報

7.1 梱包仕様

標準梱包数量は1リールあたり23,000個です。リールは乾燥剤と湿度表示カードとともに防湿袋に入れられます。その後、袋は段ボール箱に梱包されます。耐湿性レベル3：開封後、保管条件が≤30°C/60%RHの場合、24時間以内に使用する必要があります。それ以外の場合はベーキングが必要です：60°C±5°Cで24時間。

7.2 ラベル情報

ラベルには以下が含まれます：品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード（光束、色度、電圧）、波長（該当する場合）、数量、日付。型番の命名規則はRefond社の内部システムに基づいており（例：RF-PxxMI32DS-AF-N-Y）、色温度、パッケージタイプ、その他の特徴がコード化されています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的な用途

本LEDは、光学表示灯、屋内ディスプレイ、チューブラ照明用途、一般照明に適しています。広い視野角と複数の色温度オプションにより、アンビエント照明に柔軟に対応できます。チューブラ照明設計では、複数のLEDをリニアPCB上に配置することで均一な配光を実現できます。

8.2 設計上の考慮事項

常に絶対最大定格以下で動作させてください。適切な直列抵抗を使用して電流を安定させてください。特に高温環境では十分な放熱対策を施してください。高硫黄環境でのLEDの配置は避けてください。屋外用途では、追加の防湿対策が必要になる場合があります。柔らかいシリコーンレンズはほこりを引き寄せることがあります；必要に応じてイソプロピルアルコールで清掃してください。超音波洗浄は推奨されません。

9. 技術比較

従来のスルーホールLEDと比較して、このPLCC-2パッケージはフットプリントが小さく、低背であり、自動SMTプロセスに対応できるため、組立コストを削減します。他のSMDパッケージ（例：2835、3528）と比較して、この3.5×2.75mmデバイスは光出力と熱性能のバランスを提供します。60°C/Wの熱抵抗は中程度であり、高出力アプリケーションでは慎重な放熱設計が必要です。120°の視野角は多くの指向性LEDより広く、均一照明に適しています。CRI 70-71は標準的な白色LEDでは一般的です；高演色性が必要な用途には、CRI>80の他の製品を検討すべきです。

10. よくある質問

Q: このLEDを連続的に65mAで駆動できますか？A: はい、65mAは25°Cでの絶対最大順方向電流です。ただし、周囲温度が高い場合はディレーティングが必要です；ディレーティング曲線（図1-10）を参照してください。長期的な信頼性動作には60mAを推奨します。

Q: 標準的な寿命はどのくらいですか？A: データシートに明示されていませんが、業界標準に基づくと、この構造の典型的な白色LEDは定格電流で適切な熱管理を行えば、L70寿命が50,000時間を超えます。

Q: このLEDはパルス幅変調（PWM）調光に対応していますか？A: はい、ピーク電流が120mAを超えず、デューティ比を制限（例：1/10）して平均電流を制限内に保てば、PWM調光が可能です。可視フリッカーを避けるため、PWM周波数を100Hz以上にしてください。

Q: 駆動電流に対する色の敏感さは？A: 白色LEDは、ジャンクション温度と蛍光体効率の変化により、電流に応じてわずかな色ずれを示します。色を一定に保つには、定電流ドライバと安定した熱環境を使用してください。

11. 実践的な設計例

100個の本LEDを使用した20Wチューブラ照明を考えます。各LEDは60mA、3.1V（標準）で駆動され、1個あたり約0.186W、合計18.6Wとなります。PCBは放熱のためアルミコア基板を使用します。1個あたりの平均光束は26.5lm、合計2650lmです。光学損失15%を考慮すると、器具出力は約2250lmとなり、システム効率は約120lm/Wとなります。色度ビンE40（4000K）を中性白色外観のために選択します。LEDは10mmピッチでリニアアレイに配置され、ディフューザーが均一な配光を提供します。熱シミュレーションでは、周囲温度25°Cでジャンクション温度が85°C未満となり、長寿命が確保されます。

12. 動作原理

白色LEDは、青色発光のInGaN/GaN LEDチップ（約450nm）を使用し、黄色発光のYAG:Ce蛍光体層を励起します。青色光と黄色光の組み合わせにより白色光が生成されます。正確な色温度は蛍光体の組成と厚さによって決まります。これは高効率白色LEDの確立された技術です。特定の色温度ビンには、異なる蛍光体ブレンドが使用されます（例：3000Kのような温色には赤色蛍光体を追加）。デバイスは順方向バイアスで動作し、量子井戸内で電子と正孔が再結合して光子を放出します。広い視野角は、レンズとして機能するドーム状のシリコーン封止材によって実現されています。

13. 開発動向

白色LEDのトレンドは、高効率（>200 lm/W）、高CRI（>90）、小型パッケージへと進んでいます。新しい蛍光体技術（例：窒化物蛍光体）により、広色域と優れた安定性が可能になります。スマート制御（例：色調可変）との統合に対する需要が高まっています。このPLCC-2パッケージは、さらに小さいフットプリントのためにチップスケールパッケージ（CSP）に置き換えられる可能性があります。しかし、PLCCは信頼性と取り扱いの容易さから一般照明で引き続き人気があります。鉛フリー材料の使用とRoHS準拠は標準です。将来の開発には、より高い電流密度と改善された熱抵抗によるシステムコスト削減が含まれる可能性があります。