1. 説明
1.1 一般説明
白色LEDは、青色チップと蛍光体を用いて白色光を実現しています。パッケージは標準的なPLCC2（3.50mm x 2.80mm x 1.84mm）表面実装デバイスです。このLEDは、過酷なアプリケーションにおいて高い信頼性と優れた光学性能を発揮するよう設計されています。
1.2 特長
- PLCC2パッケージ
- 非常に広い視野角（120°）
- すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに適合
- テープ＆リール（2000個/リール）
- 耐湿性レベル：レベル2
- RoHSおよびREACHに準拠
- 認証：AEC-Q101ガイドラインに基づく製品認証テスト計画（車載グレード半導体向け）
1.3 アプリケーション
- 車載内装照明
- スイッチ
2. パッケージ寸法
パッケージ寸法は3.50mm（長さ）×2.80mm（幅）×1.84mm（高さ）です。LEDは透明シリコンレンズを備えています。推奨されるんだ付けパターンにより、適切な熱的および機械的接続が確保されます。極性はパッケージに表示されています。特に記載がない限り、すべての寸法はmm単位で、公差は±0.2mmです。
3. 電気的/光学的特性（Ts=25°C）
| パラメータ | 記号 | テスト条件 | Min. | Typ. | Max. | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧 | VF | IF=20mA | 2.5 | 2.8 | 3.1 | V |
| 逆方向電流 | IR | VR=5V | - | - | 10 | µA |
| 光度 | IV | IF=20mA | 1800 | 2450 | 3500 | mcd |
| 視野角 | 2θ1/2 | IF=20mA | - | 120 | - | ° |
| 熱抵抗 | RTHJ-S | IF=20mA | - | - | 300 | °C/W |
絶対最大定格（Ts=25°C）
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | PD | 93 | mW |
| 順方向電流 | IF | 30 | mA |
| ピーク順方向電流（1/10デューティ、10ms） | IFP | 50 | mA |
| 逆方向電圧 | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| 動作温度 | TOPR | -40～+100 | °C |
| 保存温度 | TSTG | -40～+100 | °C |
| ジャンクション温度 | TJ | 120 | °C |
注：順方向電圧測定許容公差±0.1V。色度座標測定許容公差±0.005。光度測定許容公差±10%。
4. 順方向電圧および光度のビン範囲（IF=20mA）
このLEDは、一貫性のために順方向電圧（VF）と光度（IV）によってビン分けされています。VFビン範囲は2.5-2.6V（E2）から3.0-3.1V（H1）です。IVビンはN1（1800-2300 mcd）、N2（2300-2800 mcd）、O1（2800-3500 mcd）です。色度ビン（R00、R01、R02）はCIE 1931ダイアグラムで定義されています。
5. 代表的な光学特性曲線
以下の特性曲線は設計参考用に提供されています：
- 順方向電圧 vs 順方向電流：代表的なI-V特性を示します。
- 順方向電流 vs 相対光度：電流による光度の線形増加を示します。
- はんだ温度 vs 相対光度：はんだ点温度上昇による光度低下を示します。
- はんだ温度 vs 順方向電流：はんだ点温度に対する最大許容電流のディレーティング曲線です。
- 順方向電圧 vs はんだ温度：順方向電圧の負の温度係数を示します。
- 放射ダイアグラム：広い120°視野角を示します。
- 色度座標シフト vs はんだ温度：温度による色度座標のわずかなシフトを示します。
- スペクトル分布：白色LEDの代表的なスペクトルです。
6. パッケージング
LEDはテープ＆リールに梱包され、1リールあたり2000個です。キャリアテープ寸法は自動実装用に規定されています。リール寸法は直径178mm、ハブ穴13mmです。防湿バッグ（乾燥剤と湿度インジケーターカード入り）で耐湿保護されています。ラベルには品番、ビンコード、数量、デートコードが含まれます。
7. 信頼性試験項目と条件
本製品はAEC-Q101に基づく厳格な信頼性試験によって認定されています。試験内容は以下の通りです：
- リフローはんだ付け（260°C、10秒）
- 耐湿性レベル2（85°C/60%RH、168時間）
- 熱衝撃（-40°C～125°C、1000サイクル）
- 寿命試験（100°C、IF=20mA、1000時間）
- 高温高湿寿命試験（85°C/85%RH、IF=20mA、1000時間）
合格基準：順方向電圧はU.S.L.×1.1、逆方向電流はU.S.L.×2.0、光束はL.S.L.×0.7。
8. SMTリフローはんだ付け手順
推奨リフロープロファイルパラメータ：予熱は150°C～200°Cで60～120秒。昇温速度≤3°C/s。217°C以上保持時間：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：最大8分。リフローサイクルは2回まで。はんだ付けの間に24時間以上経過した場合、LEDが吸湿して損傷する可能性があります。手はんだには、こてを<300°Cで3秒未満、1回のみ使用してください。修理は避けるべきですが、やむを得ない場合は両頭はんだごてを使用してください。シリコン封止材は柔らかいため、ピックアンドプレース時に過度な圧力をかけないでください。
9. 取り扱い注意事項
- 接合材料に100PPM以上の硫黄化合物にさらさないでください。
- 外部材料の臭素と塩素含有量を制限：それぞれ<900PPM、合計<1500PPM.
- 揮発性有機化合物（VOC）によるシリコンの変色を防止してください。
- 適切な工具を使用して部品の側面を持ち、レンズ表面に触れないでください。
- 駆動回路は電流が絶対最大定格を超えないように設計し、保護用の直列抵抗を使用してください。逆電圧を避けてください。
- 熱設計は重要です。明るさと色の劣化を防ぐために発熱を考慮してください。
- シリコン封止材はほこりを引き寄せます。イソプロピルアルコールでの洗浄を推奨します。超音波洗浄は推奨しません。
10. 保存条件
| 条件 | 温度 | 湿度 | 時間 |
|---|---|---|---|
| アルミバッグ開封前 | ≤30°C | ≤75% | 1年以内 |
| バッグ開封後 | ≤30°C | ≤60% | 24時間以内が推奨 |
| ベーキング（保存期間超過またはバッグ破損時） | 60±5°C | - | 24時間以上 |
LEDは静電放電に敏感なため、取り扱いおよび組み立て中はESDおよびEOS保護を実施してください。
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。 |