Application Note

Nichia E11 Series
実装について目次
1.製品仕様 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2
2.取り扱い上の注意 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 3
3.実装基板およびメタルマスクの設計 ・ ・ ・ ・ ・ 4
4.はんだ接合に関する注意点 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5
5.LED搭載工程の注意点 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 6-9
6.リフロー工程の注意点 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 97.実装精度評価 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 10-11

8.セルフアライメント性評価 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 12-13
本書内に記載する型番NFSWE11A は、弊社製品の型番であり商標権を有する可能性のある他社製品といかなる関連性・類似性を有するものではありません。
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Nichia E11 Series 実装について
1. 製品仕様
表1. 製品仕様

製品型番

NFSWE11A
0.9

1.10.25(0.09)

1.1

LED

0.9

光学的中心位置
Location of the optical center

色温度/色度ランク
2700K-4000K

Anode

sm50x

H

Cathode演色性ランク

H

R8000

0.3

R9050

0.35

R8000

0.27

R9050

0.3

Cathodeエンボスキャリアテープ
2±0.05(0.02 クロスバー凹部)(0.02 Crossbar Recess)※14,000pcs/リール

0.2±0.05

1.26 ±0.1

2±0.05

8±0.1

4±0.1

3.5±0.05

Φ1.5+0.1-01.75 ±0.1

[単位：mm、公差：±0.1mm]

0.46±0.1
Φ0.5±0.05

1.26 ±0.1[単位：mm]This document contains tentative information, Nichia may change the contents without notice.

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2. 取り扱い上の注意✓素手での取り扱い
素手で本製品を取り扱わないで下さい。表面が汚れ、光学特性に影響を及ぼすことがあります。また場合によっては、製品の変形や断線が起こり、不灯の原因になることがあります。
NG✓ピンセットでの取り扱い
本製品は非常に柔らかい封止樹脂を使用しております。このためピンセットによる樹脂部への圧力は素手での取り扱い同様にLEDの傷や不灯の原因となります。このためピンセットを使用したLEDの取り扱いはご遠慮ください。

✓ESD対策LEDは静電気やサージ電圧に敏感で、素子の損傷や信頼性低下を起こすことがあります。実装工程において、導電性マットやイオナイザーの導入など適切な静電気対策を行ってください。特に本製品はツェナーダイオードを搭載していないため注意が必要です。

NG✓実装基板の積み重ね
本製品の実装後に基板は積み重ねしないで下さい。実装した基板を重ねると、基板が樹脂部に衝撃を与え樹脂部の傷、欠け、剥がれ、変形・断線、LED剥がれが発生し、不灯の原因になります。
図1. 不適切な取扱い例✓ベーキング
本製品は、MSL2aに相当します。MSLについてはIPC/JEDEC STD-020をご確認ください。アルミ防湿袋を開封後は下記の条件を越えないようにはんだ付けを完了ください。万一未使用のLEDが残った場合は、シリカゲル入り密閉容器等で保管ください。なお当社防湿袋に戻し、再封印することを推奨します。
表2. 保管条件および推奨ベーキング条件
条件
保管温度

湿度

期間

アルミ防湿袋開封前

30°C以下90%RH以下納入日より１年以内

アルミ防湿袋開封後

30°C以下70%RH以下

4週間以内

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3. 実装基板およびメタルマスクの設計表3. 推奨ランドパターン、メタルマスク開口形状

表4. メタルマスク条件および推奨はんだ

推奨メタルマスク開口形状

項目

推奨条件

10.81

メタルマスク厚み

100 [μm]

はんだペースト

Sn-3.0Ag-0.5Cu

0.90.65

推奨ランドパターン形状

Cathode0.25[単位：mm]Cathode⋯ LED外形+電極形状■ ランドパターン■ メタルマスク開口形状

0.35[単位：mm]NGNG• 表3,4に示すランドパターン、メタルマスク開口形状を推奨します。
• 上記推奨形状以外のランドパターンを検討される際は、ランドパターンのアノード-カソード間距離0.25mmを変更しないでください。接合不良による点灯不良や性能、信頼性の低下を引き起こす場合があります。

>0.25

<0.25

図2. 非推奨ランドパターン例
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4. はんだ接合に関する注意点
4-1. 電極端子について
本製品は実装性能の向上を目的として電極形状を大きくしています。ただしこの電極端子のはんだ接合が十分に確保できていない場合、製品の放熱性能や信頼性が低下する場合があります。（図4参照）よって製品本来の性能を引き出すためにこの電極端子が確実にはんだで実装基板に接合されていることを確認してください。

LEDパッケージ：電極端子

LEDチップ
電極端子
はんだランドパターン：放熱経路

実装基板母材[はんだ接合が十分な場合]

図3. 製品端子面外観[はんだ接合が不十分な場合]

図4. はんだ接合による放熱

4-2. はんだ接合の確認方法
製品本来の性能を引き出すための目安として、電極端子面積に対して75％以上のはんだ接合を推奨します。X線測定などではんだ接合状態を確認してください。

はんだ接合比[%] ＝ ボイドを除いたはんだ接合部面積/電極端子面積
弊社推奨条件では性能や信頼性の低下に繫がる接合不良は確認できませんでしたが、必ずお客様の実装条件において電極端子に対するはんだ接合面積が十分確保されていることをご確認ください。

：電極端子：はんだ接合部：はんだボイド

図5. 参考X線写真

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5. LED搭載工程の注意点
表5. LED搭載条件一覧

項目

推奨条件

備考

チップマウンター

モジュラーマウンター

弊社確認機種：YAMAHA YS100

吸着ノズル

製品寸法に適したもの

詳細はP7参照

テープフィーダー

電動モーター式
テープ幅：8mm
送りピッチ：2mm

詳細はP7参照

カバーテープ剥離位置

吸着直前

詳細はP7参照

吸着高さ

エンボスキャリアテープ
上面高さ

詳細はP8参照

搭載高さ0.2mm押し込み

詳細はP8参照

部品認識

電極端子認識詳細はP9参照

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5-1. 吸着ノズル
OKNGNG• 製品の外形寸法(1.1mm×1.1mm)よりも小さいノズルを使用し、発光面の中心を吸着してください。
• 吸着口の大きさや形状が適していないノズルを使用したり、吸着位置が中心からずれると、製品の欠けや吸着時の傾きを引き起こす可能性があります

図6. 推奨吸着ノズル形状

5-2. テープフィーダー
トップカバーテープ• テープ幅は8mm、送りピッチは2mmとなります。

吸着ノズル

フィーダーカバー• 電動モーター式など振動が小さいテープフィーダーを使用してください。
• 吸着時のLEDの姿勢が安定しない場合はテープ送り速度を遅くしてください。

OKテープ剥離位置• トップカバーテープの剥離は吸着位置よりも手前を推奨します。
• 吸着直前で剥離すると、剥離時の振動により吸着動作が安定しないことがあります。ただしご使用になる装置によっては吸着直前で剥離する方が安定する場合もあるため、事前にご確認ください。

NG
図7. カバーテープ剥離位置について

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5-3. 推奨吸着高さ• エンボスキャリアテープの上面高さの位置で吸着してください。
吸着ノズル• ご使用になるチップマウンターによっては吸着動作が安定しない場合が あります。その場合は吸着動作が安定するまで吸着高さを調整してく ださい。

推奨吸着高さ☞吸着高さが高すぎる場合
吸引力不足でLEDが吸い上がってこない、または斜め吸着などの吸着不良が発生する可能性があります。

エンボスキャリアテープ☞吸着高さが低すぎる場合
ノズルの過度な押し込みによりエンボスキャリアテープの変形や振動による吸着不良、およびLED破壊発生の可能性があります。

図8. 推奨吸着高さ

5-4. 推奨搭載高さ
吸着ノズル• LEDが実装基板（はんだペースト）に接触してからさらに0.2mm吸着ノズルを実装基板側に押し込んでください。
☞搭載高さが高すぎる場合
搭載不良（LED持ち帰り）や、リフロー後の位置ずれ、回転、浮きなどが発生する可能性があります。

0.2 mm
押し込み☞吸着位置が低すぎる場合
LEDに過度の負荷が掛かりLEDの破壊が発生する可能性があります。

実装基板

図9. 推奨搭載高さ
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5-5. 部品認識• 端子による部品位置認識を推奨します。
端子認識部• 認識エラーが生じる場合はご使用の実装機の認識条件(照明の明るさなど)を調整してください。

外形認識部• LEDの方向判定を行う場合、カソード端子の切り欠き（図10. 部分）に判定枠を設定してください。この部分の輝度差で端子の向きを確認します。

方向判定箇所• 端子の認識が難しい場合は製品外形で認識してください。ただし方向判定ができない場合があります。
図10. 部品認識について

6. リフロー工程の注意点• リフローはんだは２回まで可能です。
1~5°C/秒

260°C以内
10秒以内

予熱
180~200°C
220°C以上
60秒以内

120秒以内• リフロープロファイルは図11の条件を参考にご使用になるはんだの推奨条件に合わせてください。
• ピーク温度からの冷却温度勾配が緩やかになるように配慮して、急冷却を避けて下さい。
• 大気リフローの場合、リフロー時の熱や雰囲気の影響により光学的劣化を起こすことがあります。リフローに際しては、窒素リフローを推奨します。

図11. リフロー推奨条件
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7. 実装精度評価
7-1. 評価条件
表6に示すはんだ条件において、リフロー後の位置精度を評価しました。ただし本資料で示す評価結果は弊社実装環境による結果であり実装性を保証するものではありません。必ずお客様の実装条件、実装環境にて問題ないかご確認ください。
表6. 評価メタルマスク条件

【推奨】
100μm

【推奨】
52％

62％

0.78

0.81

0.82

0.6180μm

43％--- LED外形+電極形状■ ランドパターン形状■ メタルマスク開口形状0.72

厚み0.65開口率※※開口率＝メタルマスク開口面積/電極端子面積120μm

0.360.35[単位:mm]

0.32[単位:mm][単位:mm]7-2. 評価結果（x,y方向）● 平均※n=各160pcs

0.1-

⊿x+

＋：ランドパターン中心⊿y [mm]-⊿x [mm]⊿y－平均±3σ0.050.05+※n=各160pcs

0.1

0-0.050-0.05

-0.1

-0.1
43%

52%
80μm

62%

43%

52%

62%

100μm

43%

52%

62%

120μm

メタルマスク条件（開口率/厚み）

43%

52%

80μm

62%

43%

52%

62%

100μm

43%

52%

62%

120μm

メタルマスク条件（開口率/厚み）• はんだ量が多いほど、基準位置からのばらつきが大きくなる傾向にあります。
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7-3. 評価結果（回転方向）※n=各160pcs

4.02.0⊿θ [°]+⊿θ-● 平均0.0－平均±3σ-2.0-4.0＋：ランドパターン中心

43%

52%

62%

43%

80μm

52%

62%

43%

100μm

52%

62%

120μm

メタルマスク条件（開口率/厚み）• はんだ量が多いほど、基準角度からのばらつきが小さくなる傾向にあります。

7-4. 評価結果（傾き）⊿z

y方向

x方向：右側高いと+、低いと－y方向：上側高いと+、低いと－x方向＋：ランドパターン中心※x方向での例※n=各160pcs※n=各160pcs

0.15

0.150.1⊿z(y方向) [mm]⊿z(x方向) [mm]0.1
0.050-0.05
-0.1

0.05
0

● 平均－平均±3σ

-0.05
-0.1

-0.15

-0.15
43%

52%
80μm

62%

43%

52%

62%

100μm

43%

52%

62%

43%

120μm

52%
80μm

メタルマスク条件（開口率/厚み）

62%

43%

52%

62%

100μm

43%

52%

62%

120μm

メタルマスク条件（開口率/厚み）• y方向でははんだ量が多いほどばらつきが大きくなる傾向にあります。
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8. セルフアライメント性評価
8-1. 評価条件
表6に示すはんだ条件において、意図的に搭載位置をずらした場合のリフロー後の戻り（セルフアライメント）を評価しました。

8-2. 評価結果（x,y方向）
52%開口52%開口0＋：ランドパターン中心

-0.1
-0.1

-0.05

0-0.05

-0.05

00.05

-0.1
-0.1

0.1

-0.05

00.05

マスク厚 80μm

マスク厚 100μm

マスク厚 120μm※n=各16pcs※n=各16pcs

0.1

43%開口

43%開口

52%開口

62%開口

62%開口

0.05
y[mm]

052%開口

62%開口

0.05
y[mm]

0.05

0.1

※n=各16pcs

0.1

43%開口

52%開口

y[mm]

0x[mm]

-0.05

A

0-0.1
-0.1

0.1

62%開口x[mm]【0.2mmずらし搭載】-0.2mm52%開口x[mm]0.1-0.2mm0.05

43%開口0.05

-0.05

-0.05

K

※n=各16pcs

0.1

62%開口

0.05
y[mm]

y[mm]

-0.1mm43%開口

62%開口0.05※n=各16pcs

0.1

43%開口y[mm]-0.1mmA※n=各16pcs

0.1【0.1mmずらし搭載】

0-0.050-0.05

K＋：ランドパターン中心

-0.1
-0.1

-0.05

00.05

0.1

-0.1
-0.1

-0.05

00.05

0.1

-0.1
-0.1

-0.05

00.05

x[mm]

x[mm]

x[mm]

マスク厚 80μm

マスク厚 100μm

マスク厚 120μm0.1• いずれもセルフアライメントの効果は良好で、通常搭載品（7-2.参照）と大差はありません。
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8-3. 評価結果（回転方向）

θ=+5°θ[°]【5°回転搭載】＋：ランドパターン中心

543210-1-2-3-4-543%開口52%開口62%開口80μm

100μm※n=各16pcs120μm

マスク厚θ=+10°θ[°]【10°回転搭載】＋：ランドパターン中心

543210-1-2-3-4-543%開口52%開口62%開口80μm

100μm※n=各16pcs

120μm

マスク厚

θ=+30°＋：ランドパターン中心

θ[°]【30°回転搭載】

543210-1-2-3-4-543%開口52%開口62%開口80μm

100μm※n=各16pcs120μm

マスク厚• いずれもセルフアライメントの効果は良好で、通常搭載品（7-3.参照）と大差はありません。
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Nichia E11 Series 実装について＜免責事項＞
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