目次
- 1. 製品概要
- 1.1 一般説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 2. パッケージ寸法
- 2.1 機械的概略
- 3. 電気的及び光学的特性
- 3.1 25°Cでの電気/光学パラメータ(特に断りのない限りIF=50mA)
- 3.2 絶対最大定格(特に断りのない限りTs=25°C)
- 3.3 IF=50mAでのビニング情報
- 4. 代表的な光学特性曲線
- 4.1 順方向電圧 vs 順方向電流
- 4.2 相対光度 vs 順方向電流
- 4.3 はんだ温度 vs 相対光束
- 4.4 はんだ温度 vs 順方向電流のディレーティング
- 4.5 順方向電圧 vs はんだ温度
- 4.6 放射パターン
- 4.7 ドミナント波長 vs 順方向電流
- 4.8 スペクトル分布
- 5. 包装情報
- 5.1 キャリアテープとリールの寸法
- 5.2 ラベルと防湿対策
- 6. 信頼性試験項目と条件
- 7. SMTリフローはんだ付け手順
- 7.1 推奨リフロープロファイル
- 7.2 手はんだ付け
- 7.3 リワーク
- 7.4 注意事項
- 8. 取り扱い注意事項
- 8.1 環境適合性
- 8.2 取り扱いと組み立て
- 8.3 回路設計
- 8.4 熱設計
- 8.5 洗浄
- 8.6 保管条件
- 8.7 静電気放電(ESD)
- 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
このイエローLEDは、基板上に成長させたAlGaInP(アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン)エピタキシャル層をベースとし、PLCC4(プラスチックリードチップキャリア)パッケージに封止されています。コンパクトなパッケージサイズは3.50mm x 2.80mm x 1.85mm(長さ×幅×高さ)で、スペースに制約のある用途に適しています。本デバイスは、中心波長約590nmのイエロー光を放射します。高輝度と信頼性が要求される一般照明および自動車用照明用途向けに設計されています。
1.2 特長
- SMT実装が容易なPLCC4パッケージ。
- 半値角120度の非常に広い視野角により、広範囲な配光が可能。
- すべての標準SMT実装およびリフローはんだ付けプロセスに対応。
- 自動ピックアンドプレイス用のテープ&リールパッケージで提供。
- JEDEC規格に基づくMSL 2(耐湿性レベル2)。
- RoHS(特定有害物質使用制限)およびREACH(化学物質の登録、評価、認可及び制限)規制に準拠。
- AEC-Q101ストレステスト認定を取得した車載グレードのディスクリート半導体。
1.3 用途
- 自動車内装照明(ダッシュボードインジケータ、アンビエント照明など)
- 自動車外装照明(ターンシグナル、ブレーキランプ、リアコンビネーションランプなど)
- 一般表示および標識。
- 広いビーム角を必要とする高輝度イエローSMD LEDを使用するあらゆる用途。
2. パッケージ寸法
2.1 機械的概略
LEDパッケージの全体寸法は3.50mm(長さ)×2.80mm(幅)×1.85mm(高さ)です。特に記載のない限り、すべての寸法の公差は±0.2mmです。上面図では、右上隅に極性マーク(面取りコーナー)がある長方形のボディを示しています。側面図は全高1.85mmを示します。下面図には4つのはんだパッドが示されています。パッド1と2(カソード/アノード)は下側に、パッド3と4は上側にあります。詳細な配置については、接続方式を示す極性図を参照してください。また、熱的および電気的性能を最適化するための推奨ランドパターン(PCB上のパッドパターン)も提供されています。パターン寸法は、中央の長方形領域が2.60mm×1.60mm、外側接続用の延長パッドが全長4.60mm、幅0.80mmです。このパターンにより、信頼性の高いはんだ接合部の形成と適切な放熱が保証されます。
3. 電気的及び光学的特性
3.1 25°Cでの電気/光学パラメータ(特に断りのない限りIF=50mA)
| パラメータ | 記号 | 試験条件 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧 | VF | IF=50mA | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V |
| 逆方向電流 | IR | VR=5V | — | — | 10 | μA |
| 光度 | IV | IF=50mA | 1800 | 2300 | 3500 | mcd |
| ドミナント波長 | λD | IF=50mA | 584.5 | 590 | 594.5 | nm |
| 視野角(半値角) | 2θ1/2 | IF=50mA | — | 120 | — | 度 |
| 熱抵抗(接合部-はんだ点間) | RRthJS | IF=50mA | — | — | 180 | K/W |
3.2 絶対最大定格(特に断りのない限りTs=25°C)
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | PD | 182 | mW |
| 順方向電流 | IF | 70 | mA |
| ピーク順方向電流(デューティ1/10、10msパルス) | IFP | 100 | mA |
| 逆方向電圧 | VR | 5 | V |
| ESD(人体モデル) | ESD | 2000 | V |
| 動作温度範囲 | TOPR | -40~+100 | °C |
| 保存温度範囲 | TSTG | -40~+100 | °C |
| 接合部温度 | TJ | 120 | °C |
3.3 IF=50mAでのビニング情報
LEDは、順方向電圧(VF)、光度(IV)、およびドミナント波長(λD)に基づいてビンに分類されます。ビニング範囲は以下の通りです。
順方向電圧ビン:C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V), E1 (2.4-2.5V), E2 (2.5-2.6V)
光度ビン:N1 (1800-2300 mcd), N2 (2300-2800 mcd), O1 (2800-3500 mcd)
ドミナント波長ビン:A2 (584.5-587 nm), B1 (587-589.5 nm), B2 (589.5-592 nm), C1 (592-594.5 nm)
ビンコードは製品ラベルに記載されており、アプリケーションに応じて特定の性能範囲を選択するために使用できます。
4. 代表的な光学特性曲線
4.1 順方向電圧 vs 順方向電流
順方向電流が0から70mAに増加するにつれて、順方向電圧は約1.9Vから2.6Vに上昇します。曲線は典型的なダイオードの指数特性に従います。試験条件50mAでは、順方向電圧は標準で2.3Vです。
4.2 相対光度 vs 順方向電流
相対光度は、70mAまでの順方向電流に対してほぼ直線的に増加します。50mAでは、相対光度は70mAでの最大値の約90%です。この特性により、定格範囲内で駆動電流を調整することで明るさを微調整できます。
4.3 はんだ温度 vs 相対光束
はんだ温度(Ts)が25°Cから120°Cに上昇するにつれて、相対光束は減少します。100°Cでは、光束は25°C時の約75%に低下します。したがって、安定した光出力を維持するには熱管理が重要です。
4.4 はんだ温度 vs 順方向電流のディレーティング
接合部温度を制限内に保つために、周囲/はんだ温度が上昇するにつれて、最大許容順方向電流をディレーティングする必要があります。Ts=100°Cでは、最大順方向電流は約40mAに低減されます(25°Cでは70mA)。
4.5 順方向電圧 vs はんだ温度
順方向電圧は温度上昇に伴ってわずかに減少します。25°Cから120°Cの範囲で、順方向電圧は約0.2V低下します。この負の温度係数は、定電流または定電圧ドライバを設計する際に考慮する必要があります。
4.6 放射パターン
放射パターンはほぼランバート型で、半値角は120°と広いです。相対強度は0°(軸上)で最大となり、±60°で50%に低下します。パターンは対称的であり、意図された用途において均一な配光を提供します。
4.7 ドミナント波長 vs 順方向電流
順方向電流が0から70mAに増加するにつれて、ドミナント波長はわずかに長波長側(レッドシフト)にシフトします。全電流範囲でのシフトは約1nmであり、ほとんどの用途では無視できますが、色に厳しい設計では考慮できます。
4.8 スペクトル分布
スペクトルは590nmを中心とした単一ピークを示し、半値全幅(FWHM)は約20nmです。発光は可視スペクトルの黄色領域にあり、顕著な二次ピークはありません。スペクトル純度が高いため、このLEDは特定の黄色が要求される用途に適しています。
5. 包装情報
5.1 キャリアテープとリールの寸法
LEDは、ピッチ4.00mm、幅8.00mmのキャリアテープに包装されています。テープは3.5×2.8mmのパッケージを収容するポケットと保護用のカバーテープを備えています。各リールには2000個が収納されています。リール外径は330mm、ハブ径は100mm、スピンドル穴径は13mmです。テープ送り方向はリールに矢印で示されています。
5.2 ラベルと防湿対策
各リールには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード、光束コード(または光度)、色度ビン、順方向電圧コード、波長コード、数量、およびデートコードがラベルされています。リールは、乾燥剤と湿度インジケータカードとともに防湿バッグに入れられ、密封されて低湿度環境を維持します。出荷時には外装箱に複数のリールが収納されます。
6. 信頼性試験項目と条件
| 試験項目 | 規格 | 条件 | 期間/サイクル | サンプル数 | 合格/不合格 (c=0) |
|---|---|---|---|---|---|
| リフローはんだ付け | JESD22-B106 | 温度: 260°C max, T=10s | 2回 | 20個 | 0/1 |
| 耐湿性レベル2 (MSL2) | JESD22-A113 | 85°C/60%RH | 168時間 | 20個 | 0/1 |
| 熱衝撃 | JEITA ED-4701 300307 | -40°C 15min ↔ 125°C 15min, 遷移<10s | 1000サイクル | 20個 | 0/1 |
| 寿命試験 | JESD22-A108 | Ta=100°C, IF=50mA | 1000時間 | 20個 | 0/1 |
| 高温高湿寿命試験 | JESD22-A101 | 85°C/85%RH, IF=50mA | 1000時間 | 20個 | 0/1 |
故障基準:試験後、以下の制限が適用されます:順方向電圧変化≤上限仕様値(USL)の1.1倍。逆方向電流≤USLの2.0倍。光束≥下限仕様値(LSL)の0.7倍。
7. SMTリフローはんだ付け手順
7.1 推奨リフロープロファイル
本LEDは鉛フリーリフローはんだ付けに適しています。以下のプロファイルを使用してください。
- 予熱: 150°C~200°Cで60~120秒。
- TsmaxからTL(217°C)への昇温速度: ≤3°C/s。
- 217°C以上の時間(tL): 60~120秒。
- ピーク温度(TP): 260°C、ピークの5°C以内の最大時間(tp): 10秒。
- ピークから25°Cへの降温速度: ≤6°C/s。
- 25°Cからピークまでの総時間: ≤8分。
リフローは2回を超えないでください。2回のリフロー間隔が24時間を超える場合は、湿気による損傷を避けるためにLEDをベークしてください。加熱中はLEDに機械的ストレスを加えないでください。
7.2 手はんだ付け
手はんだ付けが必要な場合は、はんだごての温度を300°C未満に設定し、3秒以内で接合を完了してください。手はんだ付けは1回のみ許可されます。
7.3 リワーク
はんだ付け後のリワークは推奨されません。やむを得ない場合は、両面ホットエアツールを使用して両方の接合部を同時に加熱し、慎重に部品を取り外してください。リワークがLEDの特性を損なわないことを確認してください。
7.4 注意事項
- LEDの封止材はシリコーンであり、表面は柔らかいです。上面に強い圧力を加えないでください。信頼性に影響を与える可能性があります。適切なピックアップノズルを使用し、力を制御してください。
- 反ったPCBにLEDを取り付けないでください。はんだ付け後はPCBを曲げないでください。
- はんだ付け後の冷却中に機械的な力や振動を加えないでください。急冷しないでください。
8. 取り扱い注意事項
8.1 環境適合性
LEDと接触する材料には、硫黄化合物が100ppmを超えて含まれていてはなりません。周辺材料中の臭素と塩素の総含有量は1500ppm未満、各元素は個別に900ppm未満である必要があります。揮発性有機化合物(VOC)はシリコーン封止材に浸透し、熱と光の下で変色を引き起こす可能性があります。したがって、灯具構造には適合性のある材料のみを使用してください。Refondは、使用前に意図された環境ですべての化学物質と接着剤をテストすることを推奨します。
8.2 取り扱いと組み立て
LEDは常にピンセットや適切な工具で側面を保持してください。内部回路の損傷を防ぐため、シリコーンレンズに直接触れないでください。ピックアンドプレイス時には、シリコーン表面を変形させないノズルを使用してください。
8.3 回路設計
各LEDに流れる電流が絶対最大定格(70mA DC)を超えないように駆動回路を設計してください。電流制限と電圧変動の補償のために直列抵抗を含めてください。LEDに逆方向電圧を印加しないでください。マイグレーションや永久的な損傷を引き起こす可能性があります。取り扱いおよび組み立て中はESD保護(HBM最大2kV)を提供してください。
8.4 熱設計
LEDの特性は接合部温度の上昇に伴って劣化するため(輝度低下、色ずれなど)、適切な熱管理が必須です。PCBに十分な銅面積と放熱用ビアがあることを確認してください。接合部温度は120°Cを超えてはなりません。
8.5 洗浄
はんだ付け後に洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールを推奨します。他の溶剤はパッケージや樹脂を侵さないことを確認してください。超音波洗浄はLEDを損傷する可能性があるため推奨しません。
8.6 保管条件
| 条件 | 温度 | 湿度 | 最大時間 |
|---|---|---|---|
| 真空袋開封前 | ≤30°C | ≤75% RH | デートコードから1年間 |
| 袋開封後(推奨使用) | ≤30°C | ≤60% RH | ≥24時間 |
| ベーキング(保管期間超過または湿度インジケータ変化時) | 60±5°C | — | ≥24時間 |
防湿バッグが破損した場合、または湿度インジケータが過剰な湿気を示した場合は、使用前にLEDを60±5°Cで少なくとも24時間ベークしてください。
8.7 静電気放電(ESD)
本LEDはESDに敏感です。90%以上のユニットが2000V HBMに耐えます。しかし、潜在的な損傷を避けるために、取り扱いおよび組み立て中は適切なESD予防策(接地された作業台、リストストラップ、導電性容器)を講じる必要があります。
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。 |