イエローLED 3.0x1.4x0.52mm - 電圧2.8-3.3V - 660mW - 自動車グレード - 技術データシート

1. 製品概要

本イエローSMD LEDは、青色チップと黄色蛍光体変換を組み合わせて製造されています。パッケージはEMC（エポキシモールドコンパウンド）タイプで、寸法は3.00mm×1.40mm×0.52mmであり、スペースに制約のあるアプリケーション向けの超薄型設計を実現します。このLEDは120度の極めて広い視野角を備えており、車室内外照明における均一な配光に最適です。標準的なSMT実装およびリフローはんだ付けプロセスと完全互換し、テープ&リールで供給され、MSL2（耐湿性レベル2）です。製品はRoHS準拠であり、その認定テスト計画は車載グレードディスクリート半導体向けAEC-Q102ストレステスト基準に従っています。

1.1 特長

• EMCパッケージは堅牢な機械的強度と優れた放熱性を提供します。
• 極めて広い視野角（2θ1/2=120°標準）
• 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。
• テープ&リールで供給可能（5,000個/リール）
• 耐湿性レベル：レベル2（開封後、≤30°C/60%RHで保存し、24時間以内に使用）
• RoHS準拠
• AEC-Q102ガイドラインに従った自動車用ストレステストに合格

1.2 アプリケーション

自動車照明 – 内装（ダッシュボード、アンビエントライト）および外装（サイドマーカー、ターンシグナル、テールライト）。広い視野角と高い発光効率により、均一な外観が要求されるインジケーターや装飾照明に適しています。

2. 技術パラメータ（Ts=25°C）

2.1 電気・光学特性（IF=140mA）

• 順方向電圧（VF）: 最小2.8V、標準値–、最大3.3V
• 逆方向電流（IR）: VR=5V時、最大10μA
• 光束（Φ）: 最小33.4 lm、最大45.3 lm
• 視野角（2θ1/2）: 標準120°
• 熱抵抗（Rth JS real）: 標準38°C/W、最大47°C/W
• 熱抵抗（Rth JS electrical）: 標準28°C/W、最大35°C/W
• 25°C、パルスモードでの光電変換効率：ηe = 27%

2.2 絶対最大定格

• 消費電力（PD）: 最大660 mW
• 順方向電流（IF）: 最大200 mA
• ピーク順方向電流（IFP）: 最大350 mA（1/10デューティ、10msパルス）
• 逆方向電圧（VR）: 最大5 V
• ESD（HBM）: 最大8000 V
• 動作温度（TOPR）: -40°C～+125°C
• 保存温度（TSTG）: -40°C～+125°C
• 接合部温度（TJ）: 最大150°C

3. ビニングシステム（IF=140mA）

3.1 順方向電圧および光束ビン

LEDは電圧ビン（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）および光束ビン（MB: 33.4-37 lm、NA: 37-40.9 lm、NB: 40.9-45.3 lm）に選別されます。ラベルに印刷されたビンコードは電圧ビンと光束ビンの組み合わせを表し、例：G1MB。

3.2 色度ビン

CIE色度図では、黄色発光に対して2つの色ビン（AM1およびAM2）が定義されています。どちらもECEカラー標準の自動車用アンバー領域内にあります。AM1の座標：（0.5490,0.4250）、（0.5620,0.4380）、（0.5790,0.4210）、（0.5625,0.4160）。AM2：（0.5575,0.4195）、（0.5750,0.4250）、（0.5885,0.4110）、（0.5760,0.4070）。

4. 代表的な光学特性曲線

4.1 順方向電圧対順方向電流（図1-7）

曲線は、2.8Vでは電流がほぼゼロであり、3.2Vで約140mAまで急峻に上昇し、3.4Vで約200mAに達することを示しています。これは、熱暴走を避けるために定電流駆動が必要であることを強調しています。

4.2 相対光束対順方向電流（図1-8）

相対光束は、20mAから200mAの範囲で電流とほぼ線形に増加します。140mAでは相対光束は約100%（基準）であり、200mAでは約140%に達します。

4.3 相対光束対接合部温度（図1-9）

接合部温度が-40°Cから150°Cに上昇するにつれて、相対光束はほぼ線形に減少します。125°Cでは光束は25°Cの値の約80%であり、蛍光体変換LEDに典型的な適度な熱感受性を示しています。

4.4 最大順方向電流対はんだ温度（図1-10）

接合部温度を制限内に保つために、はんだ点温度が上昇するにつれて許容最大順方向電流は減少します。Ts=25°CではIF,max = 200mA；Ts=125°CではIF,maxは約40mAまで低下します。

4.5 電圧シフト対接合部温度（図1-11）

順方向電圧は温度上昇に伴い約-2mV/°Cの割合で減少します。この効果は回路設計において、定電圧駆動での電流増加を避けるために考慮する必要があります。

4.6 放射ダイアグラム（図1-12）

放射パターンはランバート分布に類似しており、±60°で強度が50%に低下し、120°の視野角（半値全幅）を確認できます。

4.7 色度座標シフト対温度および電流（図1-13、1-14）

ΔCxとΔCyは全温度範囲で±0.01以内、電流範囲で±0.005以内で変動し、良好な色安定性を示しています。

4.8 スペクトル分布（図1-15）

発光スペクトルは590-595nm（黄色）付近にピークを持ち、半値全幅は約40nmです。455nm付近の青励起ピークは蛍光体によって完全に吸収され、効率的な変換が確認できます。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LED本体の寸法は、長さ3.00±0.2mm、幅1.40±0.2mm、高さ0.52±0.2mmです。上面図は長方形の輪郭と中央に発光エリアを示しています。背面図ではカソードとアノード端子が識別でき、大きい方のパッドは通常カソード（-記号でマーク）です。推奨PCBパッドレイアウトは、カソード用2.10mm×0.86mmのパッド、アノード用1.60mm×0.86mmのパッドで、それらの間隔は0.50mmです。

5.2 極性識別

カソード側は、パッケージ上面の小さな角のマーク（例：ノッチやドット）で示されます。背面には明確な+と-のマーキングがあります。

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は以下の通り：予熱150°C→200°Cを60-120秒で行う；ピーク温度への昇温速度≤3°C/s；217°C（TL）以上の時間最大60秒；ピーク温度（TP）260°Cで、ピークから5°C以内の保持時間≤10秒；冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間は8分を超えないこと。リフローは2回までとし、パス間隔が24時間を超える場合、吸湿によりLEDが損傷する可能性があります。

6.2 リペアと取り扱い

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特性が劣化していないことを確認してください。取り扱い時には、シリコーン封止材表面に圧力をかけないでください。適切な真空ノズルと制御された力を使用してください。はんだ付け後のPCBの曲げを避け、はんだ接合部への機械的ストレスを防止してください。

7. パッケージおよび注文情報

7.1 キャリアテープとリール

LEDは8mm幅のキャリアテープに1リールあたり5,000個で包装されています。リールの寸法は直径178mm、幅60mm、ハブ径13mmです。テープのリーダー部とトレーラー部にはそれぞれ80-100個の空ポケットがあります。

7.2 防湿包装とラベル

各リールは乾燥剤と湿度インジケーターカードと共に防湿バッグに入れられ、密封されています。バッグには品番、スペック番号、ロット番号、ビンコード、数量、日付が記載されたラベルが貼られています。ラベルには光束、色度ビン、順方向電圧ビン、波長コードも含まれています。

7.3 保存条件

開封前：≤30°C、≤75%RH、梱包日から1年以内。開封後：≤30°C、≤60%RH、24時間以内に使用。乾燥剤が変色した場合や保存期間を超えた場合は、使用前に60±5°Cで24時間以上ベークしてください。

8. 信頼性試験項目

本LEDはAEC-Q102およびJEDEC基準に従い、以下の試験に合格しました：

• リフロー（260°Cピーク、10秒）：2サイクル、0/1不良。
• MSL2（85°C/60%RH、168時間）：0/1不良。
• 熱衝撃（-40°C～+125°C、1000サイクル）：0/1不良。
• 寿命試験（Ta=105°C、IF=140mA、1000時間）：0/1不良。
• 高温高湿寿命試験（85°C/85%RH、IF=140mA、1000時間）：0/1不良。

不良基準：VF > 1.1×U.S.L、IR > 2.0×U.S.L、光束<< 0.7×L.S.L。

9. 取り扱い上の注意

9.1 環境汚染物質

環境または相手材中の硫黄化合物は100 ppmを超えないようにしてください。銀部品の腐食を防ぐためです。ハロゲン含有量（Br、Cl）はそれぞれ<900 ppm、合計<1500 ppm以下とします。灯具材料からのVOCはシリコーンに浸透し変色を引き起こす可能性があるため、適合性試験を推奨します。

9.2 静電気放電（ESD）および電気的過剰ストレス（EOS）

本LEDのESD耐電圧は8 kV（HBM）です。ただし、標準的なESD対策（接地されたワークステーションや除電器など）を遵守する必要があります。逆電圧を印加しないでください。回路設計では動作中に順方向バイアスのみがかかるようにしてください。

9.3 熱管理

最大47°C/W（実値）の熱抵抗のため、適切な放熱が重要です。接合部温度は150°Cを超えないようにしてください。高温環境では順方向電流を適切にディレーティングしてください。設計の検証には熱シミュレーションまたは測定を使用してください。

10. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

10.1 回路設計

安定した光束を維持し熱暴走を防ぐために、定電流ドライバを強く推奨します。電流制限に抵抗を使用する場合は、VFの負の温度係数を考慮してください。直列/並列配列では、VFビニングと熱結合による電流不均衡に注意してください。

10.2 PCBレイアウト

推奨されるはんだパッド寸法を使用してください。放熱のために十分な銅領域を確保してください。特にカソードパッドは主な放熱経路です。トレースの鋭いエッジを避け、ESDリスクを低減してください。

10.3 クリーニング

はんだ付け後のクリーニングが必要な場合は、イソプロピルアルコールを使用してください。超音波洗浄はワイヤボンドやシリコーンを損傷する可能性があるため使用しないでください。他の溶剤がパッケージを攻撃しないか確認してください。

11. 動作原理

本黄色LEDは、青色発光のInGaNチップをYAG:Ce蛍光体でコーティングしたもので、青色光の一部を黄色光にダウンコンバートします。青色と黄色の混合により、知覚されるアンバー色が得られます。蛍光体はシリコーンマトリックス中に分散され、これが一次光学素子としても機能します。このアプローチにより、高効率（27%の光電変換）と、温度および電流に対する優れた色安定性が実現されます。

12. 他のLEDタイプとの比較

直接発光AlInGaP黄色LEDと比較して、蛍光体変換方式は広い色調整可能性、波長の優れた熱安定性、高いESD耐性（8kV vs AlInGaPの典型的2kV）を提供します。ただし、AlInGaP直接発光は狭いスペクトルと低電流での潜在的に高い効率を持つ可能性があります。厳格な色ビンと長寿命が要求される自動車用途では、EMCパッケージとAEC-Q102認定により、本LEDが好ましい選択肢となります。

13. 代表的なアプリケーション事例

• 自動車内装アンビエント照明: ダッシュボードやドアパネルに沿った均一な黄色光を必要とするストリップ。
• 外装ターンシグナル: 赤色LEDと組み合わせてダイナミック照明を実現。
• オフロード車のマーカーライト: 高信頼性と広い温度範囲が必要な場合。
• インストルメントパネル表示灯: 警告記号のバックライト。

14. よくある質問（FAQ）

• Q: 140mAでの標準的な順方向電圧は？ビンによりますが、通常約3.0-3.1Vです。データシートでは2.8-3.3Vの範囲が示されています。
• Q: このLEDを200mAで連続駆動できますか？はい、はんだ温度が≤25°Cで、適切な放熱により接合部が150°C未満に保たれる場合に可能です。高温環境ではディレーティングが必要です。
• Q: 熱抵抗値の意味は？Rth JS real（38°C/W）は接合部からはんだ点までの実使用条件での熱経路を表します。Rth JS electrical（28°C/W）は電気的手法から導出されます。両方とも140mA、25°Cで測定されています。最悪ケースの熱設計には実値を使用してください。
• Q: 開封済みリールの保存方法は？開封後は、<30°C、60%RH以下で保存し、<24時間以内に使用してください。超えた場合は、使用前に60°Cで24時間ベークしてください。

15. 開発動向

先進的な照明システムの採用に伴い、車載グレードLEDの需要は増加し続けています。蛍光体変換黄色LEDは、効率の向上（例：光電変換30%超）、色度のより高い温度安定性、さらに小型のパッケージサイズ（例：2.5x1.2mm）が期待されています。単一パッケージへの複数色の集積化や、アダプティブドライビングビーム（ADB）システムとの互換性が新たなトレンドです。EMCに代わるセラミック基板の使用は、高電力アプリケーション向けに熱性能をさらに向上させる可能性があります。