目次
- 1. 製品概要
- 1.1 概要説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 2. 技術パラメータ
- 2.1 電気・光学特性(Ts=25℃時)
- 2.2 絶対最大定格(Ts=25℃時)
- 3. ビニングシステム
- 3.1 順方向電圧および光束ビン(IF=140mA)
- 3.2 色度ビン
- 4. 性能特性曲線
- 4.1 順方向電圧 vs 順方向電流
- 4.2 順方向電流 vs 相対光束
- 4.3 ジャンクション温度 vs 相対光束
- 4.4 はんだ温度 vs 順方向電流
- 4.5 電圧シフト vs ジャンクション温度
- 4.6 放射パターン
- 4.7 色度座標シフト vs ジャンクション温度および順方向電流
- 4.8 スペクトル分布
- 5. 機械的および梱包情報
- 5.1 パッケージ寸法
- 5.2 キャリアテープとリール
- 5.3 ラベルと防湿バッグ
- 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
- 6.2 修理と取り扱い
- 7. 保管および取り扱い注意事項
- 8. 信頼性試験
- 9. アプリケーション設計上の考慮事項
- 10. 代替技術との比較
- 11. よくある質問
- 12. アプリケーション例
- 13. 動作原理
- 14. 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
ホワイトLEDモデルRF-A1F30-W57J-A8は、青色チップと蛍光体変換技術を用いて製造された表面実装型デバイスです。過酷な車載照明用途に適した高輝度と高い信頼性を実現します。パッケージ寸法は3.00mm x 1.40mm x 0.52mmで、コンパクトな設計に最適です。
1.1 概要説明
本ホワイトLEDは、青色LEDチップで黄色蛍光体を励起することで広帯域の白色スペクトルを生成します。製品パッケージはEMC(エポキシ成型コンパウンド)を採用し、優れた熱特性と信頼性を提供します。車内照明および車外照明向けに設計されています。
1.2 特長
- 堅牢な機械的・熱的特性を実現するEMCパッケージ
- 非常に広い視野角120°(標準値)
- すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに対応
- 自動実装用のテープ&リール梱包に対応
- 耐湿性レベル:レベル2(J-STD-020準拠)
- RoHS準拠、鉛フリー
- 車載グレードディスクリート半導体向けAEC-Q102ストレステストに基づく認定
1.3 用途
車載照明 - 車内(ダッシュボード、アンビエント照明)および車外(サイドマーカー、ブレーキランプ、ターンシグナル)。
2. 技術パラメータ
2.1 電気・光学特性(Ts=25℃時)
| 項目 | 記号 | 条件 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧 | VF | IF=140mA | 2.8 | 3.05 | 3.4 | V |
| 逆方向電流 | IR | VR=5V | — | — | 10 | μA |
| 光束 | Φ | IF=140mA | 50 | — | 67.8 | lm |
| 視野角 | 2θ1/2 | IF=140mA | — | 120 | — | 度 |
| 熱抵抗(ジャンクション-はんだ部)実効値 | Rth JS real | IF=140mA | — | 34 | 43 | ℃/W |
| 熱抵抗(ジャンクション-はんだ部)電気的等価値 | Rth JSel | IF=140mA | — | 20 | 25 | ℃/W |
2.2 絶対最大定格(Ts=25℃時)
| パラメータ | 記号 | 定格値 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | PD | 680 | mW |
| 順方向電流 | IF | 200 | mA |
| ピーク順方向電流(1/10デューティ、10ms) | IFP | 350 | mA |
| 逆方向電圧 | VR | 5 | V |
| 静電気放電(HBM) | ESD | 8000 | V |
| 動作温度 | TOPR | -40〜+110 | ℃ |
| 保存温度 | TSTG | -40〜+110 | ℃ |
| ジャンクション温度 | TJ | 135 | ℃ |
注:順方向電圧測定公差は±0.1V。色度座標測定公差は±0.005。光束測定公差は±10%。すべての測定は標準化された環境で実施。25℃パルスモードでの光電変換効率は41%。
3. ビニングシステム
3.1 順方向電圧および光束ビン(IF=140mA)
LEDは順方向電圧(VF)と光束(Φ)に基づいてビンに分類されます。VFビン: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)。光束ビン:OB(50-55.3lm)、PA(55.3-61.2lm)、PB(61.2-67.8lm)。これにより、顧客は一貫した性能のために狭い許容差グループを選択できます。
3.2 色度ビン
CIE色度図では、ZG0とZG1の2つのビンが提供されます。ZG0の座標:X1=0.3059 Y1=0.3112、X2=0.3122 Y2=0.3258、X3=0.3240 Y3=0.3258、X4=0.3177 Y4=0.3112。ZG1の座標:X1=0.3122 Y1=0.3258、X2=0.3185 Y2=0.3404、X3=0.3303 Y3=0.3404、X4=0.3240 Y4=0.3258。これらのビンにより色の均一性が確保されます。
4. 性能特性曲線
4.1 順方向電圧 vs 順方向電流
順方向電流が20mAから200mAに増加するにつれ、順方向電圧は約2.7Vから3.4Vに上昇します。この曲線はInGaN LEDに典型的であり、直列抵抗を示す勾配を持ちます。
4.2 順方向電流 vs 相対光束
相対光束は、200mAまでの順方向電流に対してほぼ直線的です。140mAでは光束を100%に正規化し、200mAでは約150%に達します。
4.3 ジャンクション温度 vs 相対光束
ジャンクション温度の上昇は光出力を低下させます。Tj=120℃では、相対光束は25℃時の約70%まで低下します。熱管理が非常に重要です。
4.4 はんだ温度 vs 順方向電流
周囲温度またははんだ温度が高くなると、許容最大順方向電流は減少します。Ts=100℃では、許容電流は約80mA(25℃時の200mAと比較)。
4.5 電圧シフト vs ジャンクション温度
温度が-40℃から140℃に上昇すると、順方向電圧は約0.2V低下し、その係数は約-1.5mV/℃です。
4.6 放射パターン
放射図は、半値角で120°の広い視野角を持つ典型的なランバート分布を示します。相対強度は±40°で90%以上です。
4.7 色度座標シフト vs ジャンクション温度および順方向電流
ΔCxとΔCyは温度上昇に伴い負方向にシフトします(140℃でΔCx〜-0.01、ΔCy〜-0.015)。電流増加に伴い、ΔCxとΔCyもわずかに負方向にシフトします。これらのシフトは車載照明において許容範囲内です。
4.8 スペクトル分布
ホワイトLEDは420nmから700nmの広いスペクトルを放射し、約450nm(青色)と560nm(蛍光体)にピークを持ちます。指定ビンの相関色温度は約5700Kです。
5. 機械的および梱包情報
5.1 パッケージ寸法
パッケージ:3.00mm(長さ)×1.40mm(幅)×0.52mm(高さ)。背面図は2つのはんだパッド(アノード(陽極)とカソード(陰極))を示し、パッド寸法はカソード0.50mm×0.86mm、アノード0.50mm×0.91mmです。推奨PCBランドパターン:各パッド2.10mm×0.40mm、間隔1.00mm。極性表示あり。
5.2 キャリアテープとリール
梱包:1リールあたり2000個。キャリアテープ幅8.0mm、ポケットピッチ4.0mm。リール寸法:直径178mm、ハブ60mm、フランジ幅13mm。テープにはリーダー部とトレーラー部(80〜100空ポケット)が含まれます。
5.3 ラベルと防湿バッグ
ラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード、光束、色度ビン、順方向電圧、波長コード、数量、製造日が記載されています。リールは防湿バッグに乾燥剤と湿度インジケーターカードとともに密封されます。MSLレベル2は、≤30℃/60%RHで24時間を超える露出があった場合、ベーキングが必要です。
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
推奨リフロープロファイル(JEDEC)は以下から構成されます:予熱150℃〜200℃、60〜120秒;昇温速度≤3℃/秒;217℃以上での時間最大60秒;ピーク温度260℃、最大10秒;冷却速度≤6℃/秒。25℃からピークまでの総時間≤8分。最大2回のリフローサイクルが許可され、24時間以上の間隔がある場合はベーキングが必要です。
6.2 修理と取り扱い
修理は避けてください。必要な場合は、両頭はんだごてを使用してください。加熱中はシリコンレンズに圧力を加えないでください。はんだ付け後、冷却中に基板を反らせたり振動させたりしないでください。
7. 保管および取り扱い注意事項
環境中の硫黄およびハロゲン化合物を管理する必要があります:硫黄≤100PPM、単一臭素≤900PPM、単一塩素≤900PPM、総Br+Cl≤1500PPM。VOCはシリコンに浸透し変色を引き起こす可能性があるため、適合性のある接着剤を使用してください。ESD保護が必要(HBM 8kV)。洗浄にはイソプロピルアルコールを推奨、超音波洗浄は避けてください。水分暴露が制限を超えた場合のベーキング条件:60±5℃で24時間以上。
8. 信頼性試験
AEC-Q102ガイドラインに従い以下の試験を実施:リフローはんだ付け(260℃、10秒、2回)、MSL2プリコンディショニング(85℃/60%RH、168時間)、熱衝撃(-40℃〜125℃、1000サイクル)、寿命試験(Ta=105℃、IF=140mA、1000時間)、高温高湿(85℃/85%RH、IF=140mA、1000時間)。合格基準:20サンプル中0/1故障。試験後、順方向電圧は上限規定値の1.1倍以下、逆方向電流は上限規定値の2倍以下、光束は下限規定値の0.7倍以上であること。
9. アプリケーション設計上の考慮事項
熱設計が最も重要です。ジャンクション温度は135℃未満に保つ必要があります。適切な放熱を行い、絶対最大定格を超えないようにしてください。電流制限抵抗を直列に接続し、熱暴走を防止してください。逆方向電圧を避けてください。車載照明では、周囲温度と基板の熱抵抗に基づくディレーティングを検討してください。
10. 代替技術との比較
従来のPPA(ポリフタルアミド)パッケージLEDと比較して、EMCパッケージはより高い耐熱性、優れたUV安定性、低い熱抵抗を提供します。広い視野角(120°)により均一な照明が得られ、車内アンビエント照明に有益です。AEC-Q102認証により、過酷な車載環境での信頼性が保証されます。
11. よくある質問
Q:このLEDを車外のテールランプに使用できますか? A:はい、AEC-Q102認証は車外用途をカバーしていますが、適切な熱管理が必要です。Q:標準的な寿命はどのくらいですか? A:LM-80データ(本仕様書には含まれていません)に基づき、140mA、85℃でのL70は通常>50,000時間です。Q:LEDは鉛フリーはんだ付けに対応していますか? A:はい、ピークリフロー温度260℃であり、鉛フリープロセスに適しています。
12. アプリケーション例
車内:ダッシュボードバックライト、アンビエントライトストリップ。車外:サイドマーカーライト、CHMSL(ハイマウントストップランプ)、ターンシグナルインジケーター。コンパクトサイズと広いビームにより、リニア照明モジュールに適しています。
13. 動作原理
本LEDは、YAG:Ce蛍光体でコーティングされた青色InGaNチップを使用しています。チップからの青色光(450-465nm)が蛍光体を励起し、黄色光を放出します。青色と黄色の組み合わせにより白色光(相関色温度約5700K)が生成されます。蛍光体はシリコンに埋め込まれ、EMCパッケージ内に封止されています。
14. 開発動向
車載LED技術は、高い効率、小型パッケージ、優れた熱特性へと進化し続けています。高信頼性用途では、標準SMDに代わりEMCパッケージが採用されています。高度なドライバICや適応型照明システムとの統合が一般的になりつつあります。本LEDは、機能安全(ISO 26262)および長寿命要件に対応した認定部品を使用するトレンドに合致しています。
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。 |