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株式会社マイクラフト
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チップLEDの特徴 【サイズと種類、半田付けや極性の見分け方など】

チップLEDってそもそも何?

チップLEDの外観例

●チップLEDとは、LEDとして機能する最小の部品単位 化合物半導体として作られた「LED(発光ダイオード)」は、そのままの素子の状態では、電気を流して光らせることができません。

そこで、私たちが使用できるように、小さな基板の上にLED素子を乗せて電極を繋ぎ、樹脂コーティングされます。 こうして、LEDとして機能させることができる最小の部品単位である「チップLED」となります。

チップLEDは、もともとプリント基板の表面に機械で半田付けする目的で作られているため、「表面実装型LED」とも呼ばれます。 英語でSurface Mount Device(表面実装)の略で「SMD LED」とも呼ばれます。

※なお、電子部品として作られるLEDパッケージには、チップLEDのほかに「砲弾型LED」や「flux LED」と呼ばれるものなど、 いくつかの形態があります。
LEDパッケージについて詳しくはこちらで解説しています。

チップLEDの名前の数字はサイズを表している

チップLEDのサイズ
チップLEDは、1608チップLEDとか、3216チップLED、5050チップLEDというように、4桁の数字が付いた呼び方をしますが、 この数字はチップLEDのサイズを表しており、1608は、「1.6mm×0.8mmサイズ」、3216は「3.2mm×1.6mmサイズ」、 5050は、「5.0mm×5.0mm」という具合です。

チップLEDの大きさ
爪楊枝と比べてもこの大きさ。1005や1608というサイズがいかに小さいかがお分かりいただけると思います。

極小チップLEDの定番は 1608サイズ

チップLED 1608サイズ
チップLEDの小さなサイズのものの中でも、自作・工作によく使われる定番は1608(1.6mm×0.8mmサイズ)で、 各メーカーでも、発光色の種類など比較的ラインナップも豊富です。

さらに小さい1005(1.0mm×0.5mmサイズ)という最小サイズもありますが、まだ種類は少なめです。

チップLEDの使い方

LEDには、アノード・カソードと呼ばれる極性(プラスとマイナス)があります。
LEDのアノードに電源のプラス側を、カソードに電源のマイナス側を接続することで点灯できるわけですが、 逆に接続すると光りません。
チップLEDの基板部分には、アノード側とカソード側に分かれて電極(金属端子)が接続されていますので、 ここにリード線などを半田付けします。
チップLEDの電極

チップLEDの極性 アノード・カソードの見分け方

チップLEDの極性(アノード「+」とカソード「−」)の見分け方は、チップLEDの種類によって異なりますので、 基本的にはメーカーのデータシートを見て確認する必要があります。

1608や2012、3216などの小さいサイズのチップLEDの場合は、 基板側の面にある「三角形、T型、凸型などのマーク」を見て極性がわかります
チップLEDの極性の見分け方(小さいサイズの場合)
上のように、基板側の面に「三角形、T型、凸型などのマーク」が付いていて、これらは電流の流れる向きを表しています。 (LEDはアノードからカソードの向きで電流が流れます)
つまり、▲などの尖った側(先端側)の電極がカソードとなっています。

3528、5630、5050などの大きめサイズのチップLED、PLCC、リフレクタータイプと呼ばれるタイプの場合、 角に切り欠きのある側がカソードになっているのが普通です。 チップLEDの極性の見分け方(リフレクタータイプの場合)
※ただし、一部のメーカー・型番のものに、稀に切り欠き側がアノードになっている場合もあるので、 原則としては必ずデータシートを見て極性を確認しましょう。

LEDの極性の見分け方については、詳しくはこちらで解説しています。

チップLEDの半田付け方法について

1608チップLEDの半田付け
1608サイズのチップLEDの場合の半田付けのコツ

●使用する道具について
チップLEDは、熱に弱いため、LEDの電極に半田ごてを当てる際は素早く行います。
1秒程度でできれば十分ですが、長くても3秒以内で行いましょう。

使用する半田ごては、
・消費電力15W程度のもの
・コテ先はなるべく細いものを使う
・ハンダの線径は、できればφ0.3の細いもの(なければφ0.6)
・温度調節ができるタイプの半田ごてが便利

使用するリード線は、極細のポリウレタン被膜線を使うのがおすすめ。
また、配線後にもアノードとカソードの線の見分けがつくように、別々の色を使用する。

弊社でも、1608チップLEDの配線用にポリウレタン被膜線を、2色取り扱っています。
「アノード用のクリア(銅色)」と「カソード用の緑色」の2種類ありますので、是非ご利用ください。
特に、緑色の極細線は希少なのでおすすめです。
ポリウレタン被膜線(絶縁被膜:クリア(銅色) 長さ5m φ0.15)
ポリウレタン被膜線(絶縁被膜:緑色 長さ5m φ0.15)


●ハンダ付けの手順
1.まず作業マットなどの上に両面テープを貼って、その上にチップLEDを(基板側を上にして)乗せる。

2.チップLEDのアノード・カソードの電極に、それぞれハンダを乗せておく。
電極にハンダを当て、コテ先をちょこっとハンダに当てて溶かす感じで乗せます。

3.ポリウレタン被膜線は、表面の被膜で絶縁されているので、先端部の被膜を剥がしておく必要があります。
剥がし方は、30Wの半田ごてを使い、コテ先にハンダ玉を付けておいて、 素早くその中にポリウレタン線の先端をもぐりこませると、その部分の被膜が剥がれ、ハンダが付着します。
※ハンダ玉を付けてからは、もたつかずに、すばやくポリウレタン線をもりこませるのがコツです。
時間が経ってしまうと、被膜が剥がれずらくなるので、ハンダ玉を作り直して再度行います。

4.ポリウレタン線の先端を、LEDの電極に乗せて、電極のハンダにちょこんと触れるような感じで半田ごてを当てて、 素早く線をハンダ付けします。
※フラックスという、ハンダ付け促進剤(ハンダの流れを良くする液体状のもの)があるので、 上手くつかない場合は、それをポリウレタン線の先端に少量塗り付けてから半田付けすると上手くいきやすいです。

とにかく、LEDを熱で壊してしまわないように、ハンダごてをLEDに当てる時間はできるだけ短く(2秒以内)するのがポイントです。

電気やハンダ付けが苦手という方向けに、弊社では半田付け不要で使える1608チップLEDのシリーズを取り扱っています。 ※下は点灯させた1608チップLEDの一例。これ以外のカラーバリエーションも豊富です。
1608チップLEDの光
チップLED(極細リード線・コネクタ配線済み)
チップLED(極細リード線配線済み)

チップLEDの構造と特徴

チップLEDの構造

化合物半導体として造られたLED素子(発光ダイオード)は、小さな基板の上に乗せられ、 電極にワイヤーでつないで電気を流せるようにして、樹脂でコーティングされます。
このように製造されて、私たちにも使うことができる「チップLED(SMD LEDとも呼ばれます)」となります。

「パワーLED」とは

チップLEDの電極
チップLEDのなかでも、大きな電流を流して明るく光らせることができるものは「パワーLED」と呼ばれています。
つまり、単純に出力の高いチップLEDを指しているわけですが、 具体的には「消費電力が1W以上のもの」「パワーLED」 と呼ぶのが一般的です。

チップLEDは、通常1つのパッケージ内部に1個のLED素子が組み込まれているのが普通ですが、パワーLEDは1つのパッケージ内に 複数の素子が組み込まれ、まとめて点灯することで明るく光ります。

LEDのパワーレベルの分類は、厳密な定義で分けられているわけではありませんが、一般的に「ローパワー」「ミッドパワー」「ハイパワー」 というふうに分けられることが多いです。
「ローパワー」は、消費電力0.2W以下のもの、「ミッドパワー」は、0.3W〜0.7W程度のもの、 「ハイパワー(いわゆるパワーLED)」は、1Wを超えるものはすべて含むようです(0.7〜1W以下も含んでいることも多い)。

パワーLEDは、350mA程度流せるものから、3Aという大電流を流すことができるものまで様々あります。

パワーLEDの「1W」「3W」って何?

W(ワット)とは、消費電力の単位です。 パワーLEDの1W・3Wというのは、消費電力が1Wのもの、3Wのものということです。
消費電力(W)は、「電圧(V)×電流(A)」で求められますので、例えば、3Vで350mA流せるパワーLEDの場合、 3V×350mA(0.35A)=1.05Wで、このようなものが1Wタイプと呼ばれます。

パワーLEDを使う上で最も配慮しなければならないのは、「放熱」です。

一般的に、LEDに投入される電力のうち、20%〜30%程度が「光」に変換されるといわれています。
そして、残りの70%〜80%の損失分はすべて熱となってしまいます。
つまり、パワーLEDは大電力を投入できる分、熱となるエネルギーも大きくなります。
(※実際に放熱対策を施さないで使用すると、触れたら火傷するほどの高熱を発して壊れてしまいます)

LEDは熱に弱いため、パワーLEDを駆動するには、発生した熱を効率よく外に逃がせるように、 ヒートシンク(放熱器)を取り付けるなどの放熱対策が必須となります。

パワーLEDは、チップLEDだけの通常のものと、アルミなどの熱伝導の良い基板に取り付けられた状態で売られているものがあります。

※放熱など、パワーLEDの駆動方法については別ページで詳しくご紹介予定。

砲弾型LEDとの違いは?

チップLEDと砲弾型LEDの光り方比較
上は、チップLED(1608サイズ)と、砲弾型5mmLEDの光り方を比較したもの。
砲弾型は、懐中電灯のように前方方向に強く光る特徴があります。
一方、チップLEDは指向角(光の広がる角度)が大きく、実際に見ると発光面全体から光を放つような印象があり、 光の玉のように見えます。

チップLEDのサイドビュー・トップビュー

チップLEDのトップビューとサイドビュー
チップLEDは、広い面の上面が光るタイプが多いですが、側面が光るサイドビューと呼ばれるタイプもあります。 表面実装したときに、薄型にできて、横方向に光が欲しい用途などに利用されています。

フルカラー(RGB・3色)のチップLEDとは?

チップLEDのフルカラー(RGB・3色)タイプ
フルカラー(RGBや3色とも呼ばれる)のLEDとは、1つのLEDパッケージの内部に、 R(赤)・G(緑)・B(青)の3色のLED素子が組み込まれるタイプのものを言います。

この3色のLEDを同時に発光させ、光の色を混色させることによって、さまざまな色を表現することができるLEDです。

上の画像で、LEDパッケージ中央部に小さな四角いのが3つ見えますが、これがそれぞれR・G・BのLED素子です。

端子(電極)はR・G・Bそれぞれのアノードまたはカソードが計3か所と、残りの極性は共通端子1か所になっています。
※アノード側が共通端子になっているタイプ(アノードコモン)と、カソード側が共通端子になっているタイプ(カソードコモン) の2種類があります。
極性や端子の見分け方の詳細はこちらのページをご覧ください。

チップ型(表面実装型)以外にも砲弾型やfluxタイプのものもあります。

重要なのに、軽視されがちな「チップLEDの寿命と品質」

LEDは、基本的に白熱電球や蛍光灯などの他の光源と比べて、群を抜いて長寿命であることは一般的に知られています。
LEDは、白熱電球のようにある日突然切れて付かなくなる、いわゆる球切れにはなりませんが、長期間使用していると 少しずつ最初の新品の時よりも明るさが落ちていきます。

LEDの寿命つまり品質は、長期間の使用において、どれくらい最初の明るさを落とさずに維持できるか、 ということに懸かってくるわけですが、これがLEDの製造メーカーや品種によって大きく異なってくるわけです。

例えば、日亜化学などの日本製LEDはこの品質には大変定評がありますが、海外メーカー産のLEDの中には、 わずか数か月程度で、LEDの明るさが最初の半分以下に落ちてしまったり、 光の色が変色してしまうような粗悪品もよくあります

せっかくの大切な作品にLEDを使用しても、 長く使っているうちに、なんだか光が弱くなった、光の色が変わってしまった、 ということになっては大変残念です。

価格の安さばかりに目を奪われがちなLED電子部品ですが、大切な作品に安心して使用するためにも、 多少高額にはなりますが、品質に定評のある国産LEDメーカー製品をおすすめします。

弊社では、このような品質面にも十分に気を配って厳選した高品質チップLED製品 を取り扱っていますので、プロの方でも安心してご利用いただける弊社LEDパーツをぜひ創作にお役立ていただければ幸いです。

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工作用 小型LEDパーツ をお探しなら

● 工作用LEDパーツの種類 ●

チップ型LEDランプ
チップ型LEDランプ
丸型3mmLEDランプ
丸型3mmLEDランプ
丸型5mmLEDランプ
丸型5mmLEDランプ

コネクタ式LEDランプは、大きく分けて上の3タイプがあります。
すべてコネクタの抜き差しだけで簡単に使える超小型LEDパーツです。

● LEDパーツの点灯方法 ●

下記のように、使いたい点灯用パーツと組み合わせるだけで使用できます。

ボタン電池ケースで簡単点灯


使いたいLEDランプをボタン電池ケースにつなぐだけのコンパクトで手軽に使える点灯方法です。
スイッチで点灯ON/OFFを切り替えられます。
市販のボタン電池「CR1220」または「CR2032」を使う2種類のタイプがあります。

タイニィコントローラで簡単点灯



使いたいLEDランプをタイニィコントローラにつなぐだけでOK。4本まで接続できます。
タイニィコントローラ本体に、単3電池2本をセット。スイッチで点灯ON/OFF切り替えもできます。

LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。

コントローラ(ケース型)でまとめて点灯



使いたいLEDランプをコントローラ・電源につなぎ、まとめてたくさん点灯できる方法です。
好きなLEDランプを8本まで使えるタイプ、16本使えるタイプがあります。

配線を分岐するパーツを使って、さらに大量のLED一斉点灯も可能です。
LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。

miniコントローラでまとめて点灯



図のように4種類のパーツをつなぎ、まとめてたくさん点灯できる方法です。
miniコントローラは超小型なのでスペースを取らずに、たくさんのLEDを一斉点灯できる方法です。

LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。
LEDの光り方も、「ゆらぎ・点滅・ホタル」など様々な種類が選べます。
配線分岐で、さらに大量のLED一斉点灯も可能。

様々な用途に対応できる、組み合わせの自由度も高い設計になっています。

製品はすべてMade In Japan。プロの方でも安心の高品質です。
様々な工作に使える超小型LEDパーツをぜひご活用ください。

おすすめのLEDパーツ

チップLED 白(超高輝度) チップLED 電球色(超高輝度) チップLED 赤(超高輝度) チップLED 橙(超高輝度)
チップLED 黄(超高輝度) チップLED レモンイエロー チップLED 緑(高輝度) チップLED 青(高輝度)
丸型3mmLED
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丸型5mmLED
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黄(広角)
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丸型5mmLED

ボタン電池ケース
CR1220用 スイッチ付
ボタン電池ケース
CR2032用 スイッチ付
タイニィコントローラ4P
常時点灯4本用 スイッチ付
タイニィコントローラSN4
ゆらぎ4本用 スイッチ付
コントローラ8pm
常時点灯8本用
コントローラ16pm
常時点灯16本用
インラインコントローラ4P-SN4
ゆらぎ4本用
インラインコントローラ4P-SN2
回転灯4本用
インラインコントローラ4P-SN8
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ウィンカー点滅4本用
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フラッシュ点滅4本用
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フェードアウト(花火)8本用