白色LED PLCC2 仕様 - サイズ2.8x3.5x0.7mm - 電圧3.1V - 電力612mW - AEC-Q101自動車グレード

1. 製品概要

この白色LEDは、青色チップと蛍光体を組み合わせて白色光を実現した製品です。デバイスはコンパクトなPLCC2パッケージ（2.80mm×3.50mm×0.70mm）に収められており、スペースが限られた自動車の内装・外装照明用途に適しています。120度の非常に広い視野角とAEC-Q101ストレステスト認定ガイドラインへの準拠により、高信頼性環境向けに設計されています。耐湿性レベルはレベル2で、RoHSおよびREACH要件を満たしています。

2. 技術パラメータと解釈

2.1 電気的特性

試験条件IF=150mA、Ts=25℃において、順方向電圧（VF）は2.8V（最小）から3.4V（最大）の範囲で、標準値は3.1Vです。逆方向電流（IR）はVR=5Vで最大10µAに制限されています。電力損失（PD）定格は612mWです。絶対最大順方向電流は180mA、ピーク順方向電流（1/10デューティ、10msパルス）は350mAまで可能です。逆方向電圧は5Vを超えてはなりません。動作温度範囲は-40℃～+110℃、保管温度も同様です。ジャンクション温度（TJ）最大は125℃です。これらのパラメータにより、自動車の熱条件下での堅牢な性能が保証されます。

2.2 光学特性

IF=150mAにおける光束（Φ）は55.3 lm（最小）から75.3 lm（最大）の範囲で、標準値は65 lmです。120度の広い視野角（2θ1/2）により均一な配光が可能です。色度ビン60Nで定義され、CIE図に座標が示されています。標準スペクトル分布は約450nm（青色）にピークを持ち、550～600nmにかけて蛍光体の広い発光があり、クールホワイトの外観を提供します。

2.3 熱特性

ジャンクションからはんだ接点までの熱抵抗（RTHJ-S）は標準で21℃/Wです。この低い熱抵抗により効率的な放熱が可能となり、自動車用途での光束安定性と長寿命を維持するために重要です。設計者は、はんだ接点温度が絶対最大定格を超えず、ジャンクション温度が125℃以下に保たれるようにする必要があります。

3. ビニングシステム

3.1 順方向電圧および光束ビン

IF=150mAにおいて、順方向電圧は6つのビンに分割されています：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）。光束は3つのビンに分割されています：PA（55.3-61.2 lm）、PB（61.2-67.8 lm）、QA（67.8-75.3 lm）。このビニングにより、お客様はアレイ内で一貫した光出力と電気的挙動を得るために、許容差の狭いデバイスを選択できます。

3.2 色度ビニング

CIE色度図は、ビン60Nを4つの隅の座標で示しています：(0.3157,0.3211)、(0.3142,0.3430)、(0.3311,0.3584)、(0.3301,0.3337)。このビンは、自動車の信号灯やインジケータ照明に適した特定の白色領域に対応します。色度座標の測定許容差は±0.005です。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧対順方向電流（I-V曲線）

図1-7は典型的な指数関数的I-V関係を示しています。2.2Vでは電流はほぼゼロ、3.0Vでは約100mA、3.2Vでは150mA、3.4Vでは200mAを超えます。この曲線は、設計者が電圧変化に伴う電流変動を予測し、適切な直列抵抗を選択するのに役立ちます。

4.2 順方向電流対相対強度

順方向電流が0から200mAに増加するにつれて、相対強度はほぼ直線的に増加し、150mAでの100%に対して200mAでは約125%に達します。この線形性により、電流変調による調光制御が簡素化されます。

4.3 温度影響

図1-9および1-10は、はんだ温度の影響を示しています。相対光束は25℃の100%から120℃の約70%まで徐々に減少し、温度ドループを示します。順方向電流ディレーティング曲線は、Ts=110℃で最大連続電流が約150mAに低減されることを示しています。図1-11は、温度上昇に伴い順方向電圧が低下する（負の温度係数）ことを示しています。図1-12は温度による色ずれを示しており、温度上昇に伴いCIE座標がXおよびY方向にわずかにシフトします（赤色シフト）。これらの曲線は、熱管理と一貫した色外観のために不可欠です。

4.4 放射パターンとスペクトル

図1-13はランバート型の放射パターンを示しており、相対強度は軸外れ約±60°で50%に低下します。スペクトル（図1-14）は、約450nmの青色ピークと500nmから700nmの広い蛍光体発光を示し、相対強度はピークで1.0に正規化されています。このスペクトルは、蛍光体変換型白色LEDに典型的です。

5. 機械的・包装情報

5.1 パッケージ寸法とはんだ付けパターン

パッケージの上面図は2.80mm×3.50mm、高さは0.70mmです。底面図には2つのパッドが示されています：アノードパッド（大きい方、1.05mm×0.55mm）とカソードパッド（2.00mm×0.55mm）。極性はパッケージの面取りコーナーで示されています。推奨はんだ付けパターンは図1-5に示されており、アノードパッドの寸法は2.45mm（幅）×1.50mm（長さ）、カソードパッドは2.30mm（幅）×1.05mm（長さ）です。特に指定がない限り、許容差は±0.2mmです。

5.2 キャリアテープとリール寸法

LEDはテープ＆リールで供給され、1リールあたり4000個です。キャリアテープ幅は8.0±0.1mmで、送り方向と極性マークが付いています。リールの外径は178±1mm、ハブ径は60±1mm、厚さは13.0±0.5mmです。リールのラベルには、部品番号、ロット番号、ビンコード（光束、色度、電圧）、数量、および日付コードが含まれます。

5.3 防湿包装

製品は、乾燥剤と湿度インジケーターカードを備えた防湿バッグに梱包されています。耐湿性レベルは2であり、開封後は、30℃以下、60% RH以下の保管条件下で24時間以内に使用する必要があります。保管条件を超えた場合は、使用前に60±5℃で24時間以上のベーキングが必要です。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨リフローはんだ付けプロファイルはJEDEC規格に基づいています。150℃から200℃までの平均昇温速度は3℃/秒を超えてはなりません。予熱（150℃～200℃）は60～120秒間です。217℃（TL）以上の温度は最大60秒間維持する必要があります。ピーク温度（TP）は260℃で、最大時間は10秒です。冷却速度は6℃/秒を超えてはなりません。リフローサイクルは2回のみ許容され、サイクル間に24時間以上経過すると、吸湿によるLEDの損傷が生じる可能性があります。

6.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付けが必要な場合、はんだごての温度は300℃未満、接触時間は3秒未満でなければなりません。手はんだ付け操作は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、事前にデバイス特性への影響を確認する必要があります。

6.3 取り扱い注意事項

封止材はシリコーンであり、柔らかく機械的応力で損傷しやすいです。ピックアンドプレース時にレンズ表面に強い圧力を加えないでください。適切なノズル力を使用してください。実装中はPCBを反らせないでください。はんだ付け後は、機械的応力や急冷を避けてください。動作環境の硫黄含有量は100 ppm未満、ハロゲン含有量（臭素900 ppm未満、塩素900 ppm未満、合計1500 ppm未満）でなければなりません。治具材料からのVOCはシリコーンを変色させる可能性があるため、適合性試験を推奨します。洗浄にはイソプロピルアルコールの使用を推奨します。超音波洗浄は推奨しません。取り扱い中はESD対策（HBM ≥ 8000V）を遵守する必要があります。

7. 包装・注文情報

標準包装は、8mmキャリアテープに1リールあたり4000個です。各リールは乾燥剤とラベルとともに防湿バッグに封入されます。外箱には複数のリールが入っています。ラベルには、部品番号（RF-A1T28-W6SE-A6）、仕様番号、ロット番号、ビンコード（VF、Φ、XY）、数量、および日付が含まれます。お客様は注文時に希望の光束ビンおよび電圧ビンを指定して、一貫性を確保する必要があります。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的な用途

このLEDは、自動車の内装および外装照明、具体的にはダッシュボードインジケーター、マップランプ、アンビエント照明、方向指示器、内装アクセント照明向けに特別に設計されています。広い視野角と高信頼性により、一貫した色と明るさが重要な機能照明および装飾照明の両方に適しています。

8.2 設計上の考慮事項

ドライバ回路を設計する際は、順方向電流が絶対最大定格180mAを超えないようにしてください。熱暴走を防ぐために、電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。適切な放熱が不可欠です。はんだ接点温度は110℃未満に保ち、ジャンクション温度を125℃未満に維持する必要があります。広い動作温度範囲（-40℃～+110℃）は、熱膨張と収縮を考慮する必要があります。直列/並列アレイの場合は、順方向電圧ビンを一致させて電流分布を均等にしてください。全温度範囲で正確な色外観が必要な場合は、温度による色ずれを考慮する必要があります。

9. 技術比較と競争優位性

従来のPLCC2 LEDと比較して、本デバイスはAEC-Q101自動車認定を取得しており、熱衝撃、高湿度、長期寿命試験において高い信頼性を保証します。120°の視野角は多くの標準製品（通常110°）よりも広く、より均一な照明を提供します。熱抵抗21℃/Wはこのパッケージサイズとしては比較的低く、放熱性が向上しています。厳密なビニング（電圧ステップ0.1V、光束ステップ約6 lm）が利用可能なため、マルチLEDアプリケーションでの歩留まりが向上します。ESD保護8000V（HBM）は標準的な2000V定格を上回り、組み立て時のESD関連故障を低減します。

10. よくある質問

Q: このLEDに流せる最大電流は？
A: 絶対最大順方向電流は180mAですが、推奨動作電流は150mAです。パルス動作の場合、1/10デューティで最大350mAが許可されています。

Q: 破損を避けるためにはどのように取り扱えばよいですか？
A: シリコーンレンズには触れないでください。側面をピンセットでつかんでください。ESD対策（アース付きリストストラップ、導電性作業面）を確実に行ってください。乾燥環境で保管し、吸湿が疑われる場合はベーキングを行ってください。

Q: このLEDを屋外の自動車用途で使用できますか？
A: はい、本デバイスはAEC-Q101に従い外装照明向けに設計されています。ただし、器具が適切な熱管理と環境汚染物質からの保護を提供することを確認してください。

Q: ビンコード60Nとは何ですか？
A: これはCIE 1931色空間内の色度ビンであり、4つの隅の座標で定義されています。具体的な座標はデータシートに記載されています。このビンは、信号用に一般的に使用される白色領域に対応します。

11. 実用的なアプリケーション事例研究

ケース1: 自動車内装アンビエント照明
OEMはドアパネルのアンビエント照明に10mm幅のライトストリップを要求しました。1ストリップあたり8個のLEDを150mAで使用し、総光束は約520lmでした。慎重な熱設計（アルミPCB）により、ジャンクション温度は90℃未満に保たれました。広い視野角により、ホットスポットのない均一な照明が実現しました。

ケース2: 方向指示器
方向指示器モジュールは、定電流ドライバで150mA駆動の6個のLEDを直列に使用しました。電圧ビニング（H1）により、VFの不一致が最小限に抑えられました。120°の視野角により、自動車規制に準拠した十分な視認性が確保されました。AEC-Q101認定により、熱サイクル下での長期的な信頼性に確信が持てました。

12. 動作原理

この白色LEDは、約450nmの光を放出する青色InGaN（インジウムガリウム窒化物）チップに基づいています。チップはYAG（イットリウムアルミニウムガーネット）蛍光体でコーティングされており、青色光の一部を吸収して黄色光として再発光します。残りの青色光と黄色蛍光の組み合わせにより白色光が生成されます。色温度と演色性は、蛍光体の組成と厚さによって決まります。PLCC2パッケージは、機械的保護、電気的接続、および光取り出しを向上させる反射キャビティを提供します。

13. 技術動向と将来展望

白色LEDは、高効率化、色品質向上、小型化へと進化し続けています。自動車照明のトレンドは、小型化、スマート制御（PWM調光、色調整など）との統合、および厳格な信頼性基準（自動車用LEDのAEC-Q102）への準拠です。今後の開発には、より小さなフットプリント、高光束密度、および改善された熱性能を実現するチップスケールパッケージ（CSP）が含まれる可能性があります。さらに、蛍光体の進歩により、より精密な色ビニングと低い熱ドループが可能になっています。また、セラミック基板や耐UV性を強化したシリコーン系封止材の使用も、過酷な環境での寿命延長のために研究されています。