目次
- 1. 製品概要
- 1.1 一般説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 1.4 パッケージ寸法
- 1.5 製品パラメータ
- 1.6 代表的な光学特性曲線
- 2. パッケージング
- 2.1 パッケージ仕様
- 2.2 防湿包装
- 2.3 段ボール箱
- 2.4 信頼性試験項目と条件
- 2.5 損害判定基準
- 3. SMTリフローはんだ付け手順
- 3.1 リフロープロファイル
- 3.1.1 はんだごて
- 3.1.2 リペア
- 3.1.3 注意事項
- 4. 取り扱い注意事項
- 4.1 保管と取り扱い
- 5. ビン分類システム
- 6. 用途推奨
- 7. 技術比較
- 8. よくある質問
- 9. 実用的な設計例
- 10. 動作原理
- 11. 業界動向
- 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
1.1 一般説明
この黄色SMD LEDは、高効率の黄色チップを使用して製造され、1.6mm x 0.8mm x 0.25mmのコンパクトな形状(一般的に0603パッケージと呼ばれる)にパッケージングされています。このLEDは585nmから595nmの範囲の主波長を提供し、純粋な黄色光を出力します。低消費電力と小型化が重要な汎用表示やバックライト用途向けに設計されています。このデバイスは標準的なSMT実装プロセスに対応し、RoHS要件に準拠しています。
1.2 特長
- 均一な配光のための140°の非常に広い視野角。
- すべてのSMT実装およびはんだ付けプロセスに適しています。
- 湿気感受性レベル: JEDEC規格に基づくレベル3 (MSL 3)。
- RoHS準拠、有害物質フリー。
- 設計の柔軟性のために、複数の電圧、波長、光度ビンで提供。
- 低熱抵抗(標準450 K/W)により放熱を促進。
1.3 用途
- 家電、産業機器における光学インジケータ。
- ユーザーインターフェースのスイッチや記号のバックライト。
- 汎用ディスプレイおよび状態表示。
- 自動車内装照明(重要でない用途)。
1.4 パッケージ寸法
LEDパッケージはコンパクトな外形: 長さ1.60mm、幅0.80mm、高さ0.25mmです。底面図は、極性マーキング付きの2つのアノード/カソードパッドを示しています。上面図は発光面を示しています。はんだ付けパターンは、2.4mm x 0.8mmのパッドレイアウトと0.8mmの間隔を推奨します。特に指定がない限り、すべての寸法はmm単位で公差±0.2mmです。極性はパッケージにマークされており、実装時に正しい方向を確保します。
1.5 製品パラメータ
特に指定がない限り、すべての電気的および光学的パラメータは周囲温度25°C(Ts=25°C)で規定されています。
| パラメータ | 記号 | 条件 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧 (Bin A0) | VF | IF=20mA | 1.6 | -- | 1.8 | V |
| 順方向電圧 (Bin B0) | VF | IF=20mA | 1.8 | -- | 2.0 | V |
| 順方向電圧 (Bin C0) | VF | IF=20mA | 2.0 | -- | 2.2 | V |
| 順方向電圧 (Bin D0) | VF | IF=20mA | 2.2 | -- | 2.4 | V |
| 主波長 (Bin 2K) | λD | IF=20mA | 585 | -- | 590 | nm |
| 主波長 (Bin 2L) | λD | IF=20mA | 590 | -- | 595 | nm |
| 光度 (Bin F00) | IV | IF=20mA | 65 | -- | 100 | mcd |
| 光度 (Bin G00) | IV | IF=20mA | 100 | -- | 150 | mcd |
| 光度 (Bin H00) | IV | IF=20mA | 150 | -- | 230 | mcd |
| 光度 (Bin I00) | IV | IF=20mA | 230 | -- | 350 | mcd |
| スペクトル半値幅 | Δλ | IF=20mA | -- | 15 | -- | nm |
| 視野角 | 2θ1/2 | IF=20mA | -- | 140 | -- | deg |
| 逆電流 | IR | VR=5V | -- | -- | 10 | μA |
| 熱抵抗 (接合部からはんだ) | RTHJ-S | IF=20mA | -- | -- | 450 | K/W |
Ts=25°Cにおける絶対最大定格
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | Pd | 48 | mW |
| 順方向電流 (DC) | IF | 20 | mA |
| ピーク順方向電流 (パルス) | IFP | 60 | mA |
| 静電気放電 (HBM) | ESD | 2000 | V |
| 動作温度 | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| 保存温度 | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| 接合部温度 | Tj | 95 | °C |
1.6 代表的な光学特性曲線
性能曲線は、さまざまな条件下でのLEDの動作を示しています。図1-6は順方向電流対順方向電圧の関係を示し、20mAでの典型的な立ち上がり電圧は約1.8V~2.0Vです。図1-7は相対強度の順方向電流依存性を示し、20mAまで直線的に増加します。図1-8は相対強度の周囲温度依存性を示し、高温ではわずかに低下します。図1-9は順方向電流のピン温度に対するディレーティング曲線を示し、60°C以上では電流低減を推奨します。図1-10は主波長の順方向電流によるシフトを示し、波長は約590nmでほぼ安定しています。図1-11はスペクトル分布を示し、約590nmにピークがあり、半値幅は約15nmです。図1-12は放射パターン図で、140°の広い視野角と均一な放射を確認できます。
2. パッケージング
2.1 パッケージ仕様
LEDはテープ&リール形式で包装され、1リールあたり4000個入りです。キャリアテープの幅は8.0mm、ポケットピッチは4.0mmで、部品の向きは送り方向に従います。リール寸法は外径178mm、幅8.0mm、ハブ径60mm、軸穴径13.0mmです。各リールには、部品番号、仕様番号、ロット番号、ビンコード(光束、色度、順方向電圧、波長)、数量、日付コードが表示されています。
2.2 防湿包装
リールは、乾燥剤と湿度インジケーターカードとともに防湿バッグ(MBB)に密封され、湿度レベルをMSL 3要件未満に維持します。バッグは真空密封され、ESD注意マークが表示されています。
2.3 段ボール箱
複数のリールは出荷用の標準段ボール箱に梱包されます。箱には製品情報と出荷マークが表示されています。
2.4 信頼性試験項目と条件
LEDはJEDEC規格に従って認定されています:リフロー(260°C、10秒、2回)、温度サイクル(-40°C~100°C、100サイクル)、熱衝撃(-40°C~100°C、300サイクル)、高温保存(100°C、1000時間)、低温保存(-40°C、1000時間)、寿命試験(25°C、20mA、1000時間)。判定基準:22サンプル中0故障。
2.5 損害判定基準
信頼性試験後、次の制限が適用されます:20mAでの順方向電圧は上限仕様(USL)の1.1倍を超えてはならない。5Vでの逆電流はUSLの2.0倍を超えてはならない。20mAでの光度は下限仕様(LSL)の0.7倍を下回ってはならない。
3. SMTリフローはんだ付け手順
3.1 リフロープロファイル
推奨リフローはんだ付けプロファイル:予熱150°C~200°C、60~120秒;昇温速度≤3°C/s;217°C(TL)以上で60~150秒;ピーク温度(TP)260°C、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。リフローはんだ付けは2回までとし、はんだ付けの間隔が24時間を超える場合はLEDをベークする必要があります。
3.1.1 はんだごて
手はんだの場合は、温度300°C未満、接触時間3秒未満のはんだごてを使用してください。手はんだはLED1個につき1回のみ行ってください。
3.1.2 リペア
はんだ付け後のリペアは推奨しません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LED特性が損なわれないことを事前に確認してください。
3.1.3 注意事項
反ったPCB部分にLEDを実装しないでください。はんだ付け後、冷却中は機械的応力や振動を避けてください。デバイスを急冷しないでください。
4. 取り扱い注意事項
4.1 保管と取り扱い
- 防湿バッグ開封前:保管条件<30°C、<75%RH、日付コードから最大1年間。
- 開封後:保管条件<30°C、<60%RH、168時間(7日間)以内に使用してください。湿度インジケーターが>60%RHを示した場合は、ベーク(60°C±5°C、24時間)が必要です。
- LEDはESD(HBM 2000V)に敏感です。取り扱いおよび実装中は適切なESD対策を講じてください。
- 環境適合性:接触する材料の硫黄含有量は100PPM未満、臭素<900PPM、塩素<900PPM、総ハロゲン<1500PPM。治具材料からのVOCは変色を引き起こす可能性があります。最終用途で適合性をテストしてください。
- 熱設計は重要です:接合部温度が95°Cを超えないようにしてください。周囲温度が60°Cを超える場合は順方向電流をディレーティングしてください。
- 回路設計では、順方向電圧のばらつきによる過電流を防ぐために電流制限抵抗を使用してください。逆電圧を印加しないでください。
5. ビン分類システム
LEDは主要パラメータの厳しい公差を提供するために複数のビンに分類されています。
- 順方向電圧ビン:A0 (1.6-1.8V)、B0 (1.8-2.0V)、C0 (2.0-2.2V)、D0 (2.2-2.4V)。これにより、設計者は直列または並列回路で一貫した明るさを得るために特定の電圧範囲を選択できます。
- 主波長ビン:2K (585-590nm) および 2L (590-595nm)。複数のLEDを必要とする用途で色の均一性を実現します。
- 光度ビン:F00 (65-100mcd)、G00 (100-150mcd)、H00 (150-230mcd)、I00 (230-350mcd)。さまざまな明るさ要件に柔軟に対応します。
6. 用途推奨
インジケータライトなどの一般的な用途では、適切な抵抗を使用して順方向電流を20mAに設計してください。LEDが高温環境で動作する場合はディレーティングを考慮してください。140°の広い視野角は、多くの角度から視認性が必要なフロントパネルインジケータに最適です。ディスプレイバックライトの場合、複数のLEDを直列/並列で使用し、適切な電流分配を行ってください。PCBパッド設計は推奨はんだ付けパターン(0.8mmパッド、2.4mmピッチ)に一致するようにしてください。LEDを強力な化学薬品や硫黄含有量の高い環境にさらさないでください。
7. 技術比較
市場の他の0603黄色LEDと比較して、本デバイスは非常に広い視野角(140°対標準120°)、電圧と波長の複数のビンオプション、熱管理に役立つ低熱抵抗を提供します。MSL 3定格は湿気感受性の標準ですが、デバイスの堅牢なパッケージにより標準的なSMTプロセスが可能です。65mcdから350mcdまでの光度ビンが利用可能なため、設計者は過剰仕様なしに幅広い明るさを選択できます。
8. よくある質問
Q: 正しい電圧ビンの選択方法は?A: 電源電圧から電流制限抵抗の電圧降下を引いた値に一致するビンを選択してください。例えば、3.3V電源で20mAの場合、抵抗の消費電力を適切に保つために順方向電圧約1.8-2.0V(Bin B0またはC0)を選択します。
Q: 20mAを超える電流でLEDを駆動できますか?A: 絶対最大DC電流は20mAです。パルス動作では、1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅で最大60mAまで許容されます。これらの制限を超えると損傷を与える可能性があります。
Q: なぜ複数の光度ビンがあるのですか?A: ビン分類は自然な製造ばらつきに対応するためです。設計者は過剰仕様なしに最低明るさを満たすために特定の光度ビンを注文でき、コスト管理に役立ちます。
Q: 必要に応じてLEDをどのようにベークすればよいですか?A: バッグ開封後168時間を超えた場合、または湿度インジケーターが>60%RHを示した場合は、60±5°Cで24時間ベークしてください。ベークは1回のみ行ってください。
9. 実用的な設計例
5V電源を使用し、2メートルの距離から視認可能な黄色LEDを必要とする家電インジケータを考えます。Bin G00(100-150mcd)およびBin B0(1.8-2.0V)を使用する場合、電流制限抵抗値は(5V - 1.9V)/20mA = 155Ω、標準の150Ω抵抗を選択します。抵抗の消費電力は62mWで、1/8W定格に十分収まります。複数のLEDを並列で使用する場合、順方向電圧のばらつきによる電流の不均一を避けるために、それぞれに独自の抵抗が必要です。包装は1リールあたり4000個で、中量生産に適しています。
10. 動作原理
黄色LEDは通常、AlInGaP(アルミニウムインジウムガリウムリン)半導体構造を使用しています。電流がp-n接合を流れると、電子と正孔が再結合し、黄色スペクトル(約590nm)に対応するエネルギーを持つ光子を放出します。発光色は活性材料のバンドギャップによって決まります。封入材には、機械的保護と光取り出し効率向上を提供する黄色に着色された透明エポキシまたはシリコーンが含まれています。広い視野角は、慎重なレンズ設計と拡散性封入材の使用によって実現されています。
11. 業界動向
SMD LEDのトレンドは、より小型のパッケージ(例:0402、0201)と高効率化に向かっています。黄色LEDは、青色チップと黄色蛍光体を使用した蛍光体変換アンバーによって補完されており、より優れた色安定性を提供します。しかし、直接黄色チップLEDは、そのシンプルな駆動回路と鮮やかな色により、依然として人気があります。自動車内装照明やスマートホームデバイスの需要が、コンパクトで信頼性の高い黄色インジケータの必要性を促進しています。本データシートで採用されているビン分類戦略は、大量生産アプリケーションで一貫した性能を確保するための業界慣行に沿っています。
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。 |