白色LED 3.2x1.6x0.7mm 仕様 - 電圧2.7-3.5V - 電力105mW - 日本語技術資料

1. 製品概要

本白色LEDは、青色チップと蛍光体変換を組み合わせて製造され、コンパクトな3.2mm x 1.6mm x 0.7mmの表面実装パッケージを提供します。汎用表示、ディスプレイ、家電製品向けに設計されています。主な特長として、超広視野角（140°）、全SMT組立およびはんだ工程への適合性、水分感受性レベル3、RoHS準拠が挙げられます。LEDは、様々なアプリケーション要件に対応するため、複数の順方向電圧と光度ビンで提供されます。

2. 技術パラメータの解釈

2.1 電気的および光学的特性

テスト条件IF=20mA、Ts=25℃において、順方向電圧（VF）はF2（2.7V～2.8V）からJ1（3.4V～3.5V）までの8つのビンに分けられます。光度（IV）は同じ条件下で測定され、12ビン（1BF～LD2）にわたって600mcd～1200mcdの範囲です。視野角（2θ1/2）は標準140°、逆電流（IR）はVR=5Vで10µA未満です。熱抵抗（RthJ-S）は最大450℃/Wと規定されています。

2.2 絶対最大定格

Ts=25℃において、絶対最大定格は以下の通りです：消費電力（Pd）105mW、順方向電流（IF）30mA、ピーク順方向電流（IFP）60mA（1/10 Duty、0.1msパルス）、静電気放電（ESD）1000V（HBM）、動作温度（Topr）-40℃～+85℃、保存温度（Tstg）-40℃～+85℃、接合部温度（Tj）95℃。設計者は、LEDがこれらの限界を超えて動作しないこと、および最大電流付近で動作する場合は適切な放熱を確保する必要があります。

3. ビニングシステム

多様なアプリケーション要件に対応するため、LEDは順方向電圧、光度、色度のビンに分類されます。電圧ビンはF2、G1、G2、H1、H2、I1、I2、J1とラベル付けされ、各ビンは0.1Vの範囲をカバーします。光度ビンは1BF（600～650mcd）からLD2（1150～1200mcd）まで指定されています。色度ビニングは、色度図（図1-6）および表1-3に示すCIE 1931座標に基づいています。すべてのビニングはIF=20mAで行われます。このビニングシステムにより、顧客は量産時に一貫した光学性能を得るために厳しい許容差の部品を選択できます。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流

図1-7に示すように、順方向電流は2.5V～3.5Vの範囲で順方向電圧にほぼ線形に増加し、ほとんどのビンで標準動作点は20mA、約2.8V～3.0Vです。

4.2 相対光度 vs 順方向電流

図1-8は、相対光度が30mAまでの順方向電流に対してわずかに劣線形の傾向で上昇することを示しています。20mAでは相対強度は1.0に正規化されています。

4.3 温度依存性

図1-9は、相対光度が周囲温度の上昇とともに減少し、85℃で約0.85になることを示しています。図1-10は、ピン温度の上昇に伴い最大許容順方向電流が減少し、120℃でゼロになることを示しています。

4.4 電流による色度シフト

図1-11は、順方向電流が1mAから30mAに変化したときのCIE座標のシフトを示しています。xおよびy座標は電流の増加とともにわずかに低い値にシフトしますが、狭い範囲内に留まります。

4.5 スペクトル分布

図1-12は、波長に対する相対スペクトル強度を示しています。発光ピークは約450nm（青色）であり、520nmから700nmまでの広い蛍光体成分があり、全体として白色の外観を与えます。

4.6 放射パターン

図1-13は角度放射特性を示しています。光度は±40°以内で最大値の80%以上を維持し、約±70°で50%に低下し、140°の非常に広い視野角を確認できます。

5. 機械的情報とパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは3.2mm×1.6mm×0.7mmのパッケージに収められ、上面図には2つのアノード/カソードパッドが示されています。底面図は、1.40mm×1.70mmのカソードと小さいアノードパッドのパッドレイアウトを示しています。側面図はレンズ高さ0.70mm、全体厚さ0.70mmを示しています。推奨はんだ付けパターンは、各電極に1.50mm×1.60mmのパッド、パッド間隔2.10mmで提供されます。極性は図1-4に示すようにマークされています。

5.2 キャリアテープとリール

LEDはピッチ2.00mm、幅8.00mm、キャビティ寸法がパッケージに一致するキャリアテープに包装されています。各リールには4000個収納されています。リールの外径は178mm±1mm、ハブ径は60mm±0.1mm、幅は13.0mm±0.5mmです。極性マークがキャリアテープに印刷されており、ピックアンドプレース時の向きを示します。

5.3 ラベルと防湿バッグ

各リールには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード、光束（Ф）、色度ビン（XY）、順方向電圧（VF）、波長（WLD）、数量、製造日がラベル表示されています。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。その後、バッグは出荷用の段ボール箱に入れられます。

6. はんだ付けと組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

標準的な鉛フリーリフローはんだ付けが推奨され、ピーク温度260℃、217℃以上の時間は60～150秒です。150℃から200℃への予熱は60～120秒とします。冷却速度は6℃/秒を超えないようにします。最大2回のリフローサイクルが許可され、非乾燥環境で保管された場合はサイクル間に少なくとも24時間の待機時間が必要です。

6.2 手はんだ付けとリワーク

手はんだ付けが必要な場合は、300℃未満に設定されたはんだごてを各パッドに3秒以内で使用し、操作は1回のみとします。リワークは避けるべきですが、やむを得ない場合は両方のパッドを同時に加熱するために両頭はんだごてを使用する必要があります。はんだ付け後の機械的応力と急冷を防ぐ必要があります。

6.3 保管とベーキング条件

防湿バッグを開封する前は、LEDは30℃以下、75%RH以下で最大1年間保管できます。開封後は、30℃以下、60%RH以下で168時間以内に使用する必要があります。露出時間が168時間を超える場合、または湿度インジケーターが過剰な水分を示す場合は、リフロー前に60℃±5℃で24時間のベーキングが必要です。

7. アプリケーション推奨事項

この白色LEDは、光学表示灯、スイッチ、シンボル、ディスプレイバックライト、家庭用電気製品に最適です。設計者は、駆動回路が電流を絶対最大定格に制限し、熱暴走を防ぐために直列抵抗を含める必要があります。広視野角（140°）により、広範囲に均一な光分布が必要な用途に適しています。高温環境では、図1-10に示すように順方向電流のディレーティングが必要です。

8. 比較技術的優位性

従来の3.2×1.6mm白色LEDと比較して、本製品はより広い電圧ビニング範囲（2.7～3.5V）と細かい光度ビニングステップ（50mcd間隔）を提供し、マルチLEDアレイでの光学マッチングをより厳密にします。140°の視野角は典型的な120°デバイスよりも広く、バックライトや表示灯用途での均一性を向上させます。規定の熱抵抗450℃/Wはこのパッケージサイズとしては比較的低く、放熱を助けます。

9. よくある質問

Q: このLEDを屋外用途で使用できますか？A: 動作温度範囲は-40℃～+85℃であり、屋内および一部の屋外用途に適していますが、高湿度や腐食性雰囲気では追加の環境保護（例：コンフォーマルコーティング）が必要になる場合があります。
Q: ESD感度はどのように扱うべきですか？A: このLEDのHBM ESD定格は1000Vです。接地された作業台、イオナイザー、導電性包装などの標準的なESD予防措置を使用してください。
Q: 安全な洗浄溶剤は何ですか？A: イソプロピルアルコールが推奨されます。シリコーン封止材を攻撃する可能性のある溶剤は避けてください。超音波洗浄は推奨しません。
Q: なぜ順方向電圧が細かくビニングされているのですか？A: 細かいビニングにより、個別の電流調整なしで複数のLEDを並列駆動するアプリケーションで、明るさと色の一貫性が得られます。

10. 実用的なアプリケーション事例

典型的な家電製品（例：洗濯機のディスプレイ）では、同じ光度と電圧ビンの4つのLEDを使用して均一なバックライトを提供します。広い140°視野角により、どの方向からでも読み取り可能です。LEDは熱放散のために銅プレーンに接続されたサーマルパッド付きのPCBにはんだ付けされます。仕様に従って実施された信頼性試験では、20mA、25℃環境での1000時間の寿命試験で故障はありませんでした。

11. 動作原理

白色LEDは、黄色発光YAG:Ce蛍光体でコーティングされた青色発光InGaN/GaNフリップチップまたは垂直チップで構成されています。チップからの青色光が部分的に蛍光体を励起し、黄色光を放出します。残留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。正確な相関色温度（CCT）は蛍光体の組成と厚さに依存し、提供された色度座標に基づいて、典型的なビンはクールホワイト領域（約5000K～7000K）にあります。

12. 開発動向

LED業界の継続的なトレンドには、さらなる小型化（例：2.0×1.2mmパッケージ）、高発光効率（このフットプリントで130lm/W超を目標）、蛍光体安定性の向上、先進基板材料による熱抵抗の低減が含まれます。単一パッケージへの複数チップ集積（CSP）とより細かいビニング許容差（<0.5ステップMacAdam楕円）は、ハイエンドアプリケーションで標準になりつつあります。