T3Bシリーズ 青色LED データシート - 3.0x1.4x0.8mm - 3.0V - 102mW - 技術文書

1. 製品概要

T3Bシリーズは、現代の照明アプリケーション向けに設計された高性能青色表面実装デバイス(SMD)LEDです。本シリーズはコンパクトな3014パッケージフットプリントを採用し、光束出力、効率、信頼性のバランスを提供します。バックライト、インジケータランプ、装飾照明、RGBまたは白色光システムの構成部品など、一貫した青色光発光を必要とするアプリケーション向けに設計されています。

本シリーズの中核的な利点は、光束、波長、順方向電圧といった主要パラメータに対する標準化されたビニングシステムにあり、量産における予測可能な性能と色の一貫性を保証します。110度の広い視野角は、広い照射を必要とするアプリケーションに適しています。

2. 技術パラメータと仕様

2.1 絶対最大定格 (T_s=25°C)

以下の定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 順方向電流 (I_F):60 mA (連続)
• 順方向パルス電流 (I_FP):80 mA (パルス幅 ≤10ms, デューティサイクル ≤1/10)
• 消費電力 (P_D):102 mW
• 動作温度 (T_opr):-40°C ～ +80°C
• 保管温度 (T_stg):-40°C ～ +80°C
• 接合温度 (T_j):125°C
• はんだ付け温度 (T_sld):230°C または 260°C、10秒間 (リフロー)

2.2 電気光学特性 (T_s=25°C, I_F=40mA)

これらのパラメータは、標準試験条件下での代表的な性能を定義します。

• 順方向電圧 (V_F):3.0 V (代表値), 3.4 V (最大値)
• 逆方向電圧 (V_R):5 V
• ピーク波長 (λ_d):455 nm (代表値)
• 逆方向電流 (I_R):10 µA (最大値) at V_R=5V
• 視野角 (2θ_1/2):110° (代表値)

3. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは測定されたパラメータに基づいてビンに仕分けられます。

3.1 光束ビニング (40mA時)

ビンは最小および最大の光束出力によって定義されます。

• コード A3:1.0 lm (最小) ～ 1.5 lm (最大)
• コード A4:1.5 lm (最小) ～ 2.0 lm (最大)
• コード A5:2.0 lm (最小) ～ 2.5 lm (最大)

注記: 光束測定許容差は ±7% です。

3.2 波長ビニング

これは、発せられる青色光の主波長範囲を定義します。

• コード B1:445 nm ～ 450 nm
• コード B2:450 nm ～ 455 nm
• コード B3:455 nm ～ 460 nm
• コード B4:460 nm ～ 465 nm

3.3 順方向電圧ビニング

電圧による仕分けは、効率的な駆動回路の設計に役立ちます。

• コード 1:2.8 V ～ 3.0 V
• コード 2:3.0 V ～ 3.2 V
• コード 3:3.2 V ～ 3.4 V

注記: 順方向電圧測定許容差は ±0.08V です。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

I-V曲線は、LEDを流れる電流とその両端の電圧の関係を示します。これは非線形であり、ダイオードの特性です。代表的な順方向電圧(V_F)は、試験電流40mAで規定されています。設計者は、消費電力を管理しながら、所望の動作電流に達するのに十分な電圧を駆動回路が供給することを保証しなければなりません。

4.2 順方向電流 vs. 相対光束

この曲線は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。出力は電流とともに増加しますが、効率は通常、熱効果の増加により高電流で低下します。推奨連続電流(60mA)以下で動作させることで、最適な効率と長寿命を確保します。

4.3 接合温度 vs. 相対分光パワー

LEDの性能は温度に依存します。接合温度(T_j)が上昇すると、光束は一般的に減少し、ピーク波長はわずかにシフトする可能性があります（青色LEDでは通常、より長い波長側へ）。安定した光学性能と寿命を維持するためには、アプリケーションにおける効果的な熱設計が重要です。

4.4 分光パワー分布

分光曲線は、異なる波長にわたって発せられる光の強度を描きます。青色LEDの場合、これは主波長（例：455nm）を中心とした比較的狭いピークです。このピークの半値全幅(FWHM)が色純度を決定します。

5. 機械的仕様とパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法: 3014 (3.0mm x 1.4mm x 0.8mm)

LEDは標準的な3014 SMDパッケージに収められています。主要寸法は、本体長3.0mm、幅1.4mm、高さ0.8mmです。許容差は、.X寸法で±0.10mm、.XX寸法で±0.05mmと規定されています。

5.2 パッドレイアウトとステンシル設計

PCB設計のための推奨フットプリントには、安定した機械的取り付けと良好なはんだ接合形成を確保するために、2つのアノードパッドと2つのカソードパッドが含まれます。対応するはんだペーストステンシルパターンが提供されており、実装時に堆積するはんだペーストの量を制御します。これは、ブリッジやはんだ不足なしに信頼性の高いはんだ接合を実現するために重要です。

5.3 極性識別

部品には通常、カソード側を示すマーキングまたはノッチがパッケージにあります。PCBフットプリントも、実装時の逆取り付けを防ぐために明確にマークする必要があります。

6. はんだ付け、実装、取り扱いガイドライン

6.1 湿気感受性とベーキング

3014パッケージは湿気感受性があります（IPC/JEDEC J-STD-020Cに基づくMSL分類）。元の防湿バッグが開封され、部品が規定限界（バッグ内の湿度指示カードで示される）を超える環境湿度にさらされた場合、ポップコーンクラックやその他の湿気誘起損傷を防ぐために、リフローはんだ付け前にベーキングする必要があります。

• ベーキング条件:60°C、24時間。
• ベーキング後:部品は1時間以内にはんだ付けするか、乾燥環境（相対湿度<20%）で保管してください。
• 60°Cを超える温度でベーキングしないでください。

6.2 保管条件

• 未開封バッグ:5°C～30°C、湿度85%以下で保管。
• 開封後:5°C～30°C、湿度60%以下で保管。ベストプラクティスとして、乾燥剤入りの密閉容器または窒素キャビネットで保管してください。
• フロアライフ:工場フロア条件下でバッグ開封後12時間以内に使用してください。

6.3 静電気放電 (ESD) 保護

青色LEDは静電気放電に敏感です。ESDは即時故障（致命的）または潜在的な損傷を引き起こし、寿命の短縮や性能劣化につながる可能性があります。

防止対策:

• 接地された静電気防止作業台と床を使用してください。
• 作業者は接地されたリストストラップ、静電気防止作業着、手袋を着用しなければなりません。
• 作業エリアの静電気を中和するためにイオナイザーを使用してください。
• ESD安全な包装材と取り扱い材料を使用してください。
• すべての工具（例：はんだごて）が適切に接地されていることを確認してください。

6.4 アプリケーション回路設計

信頼性の高い動作のためには、適切な回路設計が不可欠です。

• 電流制限:常に直列の電流制限抵抗、または好ましくは定電流ドライバを使用してください。定電流源は、順方向電圧のわずかな変動に関係なく安定した光出力を提供します。
• 回路構成:複数のLEDを接続する場合、均一な電流分配を確保するために、純粋な並列接続よりも、ストリングごとに単一の電流制限要素を持つ直列構成が推奨されます。
• 電源シーケンス:LEDモジュールを電源に接続する際は、まずドライバ出力をLEDに接続し、次にドライバ入力を電源に接続して、電圧過渡現象を避けてください。

6.5 部品取り扱い

指で直接LEDレンズを扱わないでください。皮脂がシリコーン表面を汚染し、光出力の低下や変色を引き起こす可能性があります。真空ピックアップツールまたはピンセットを使用してください。シリコーンドームに過度の機械的圧力を加えないでください。これは内部のワイヤーボンドやチップを損傷し、故障につながる可能性があります。

7. 型番命名規則

製品コードは構造化されたフォーマットに従います:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

このコードには以下の情報が含まれます:

• パッケージ外形:例：3014の場合は '3B'。
• レンズ/光学系:例：レンズなしの場合は '00'。
• チップ構成:例：単一小電力チップの場合は 'S'。
• 色:例：青色の場合は 'B'。
• 内部コード
• 相関色温度 (CCT) コード:白色LED用。
• 光束ビンコード:例：'A3'、'A4' など。

8. アプリケーションノートと設計上の考慮点

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• バックライト:LCDディスプレイ、キーパッド、サイネージ用。
• 装飾照明:アクセント照明、ムード照明。
• インジケータランプ:民生電子機器や産業機器の状態表示。
• RGBシステム:色混合アプリケーションにおける青色要素として。

8.2 熱設計

電力は比較的低い（最大102mW）ですが、特に密閉器具や高周囲温度では、性能と寿命を維持するために効果的な放熱が依然として重要です。PCBに十分な放熱対策があることを確認し、必要に応じて、より良い放熱のために金属基板PCB(MCPCB)を使用してください。

8.3 光学設計

広い110度の視野角は拡散照明を提供します。より集光したビームを必要とするアプリケーションでは、二次光学系（レンズまたはリフレクタ）をLEDの上に配置できます。シリコーン製レンズ材料は、二次光学部品と互換性がある必要があります。

9. よくある質問 (FAQ)

9.1 光束ビンA3、A4、A5の違いは何ですか？

これらのビンは、標準試験電流40mAにおける異なる最小および最大光出力レベルを表します。A5が最も明るいビンで、次にA4、A3が続きます。特定のビンを選択することで、アプリケーションにおける明るさの制御をより厳密に行うことができます。

9.2 はんだ付け前にベーキングが必要な理由は？

プラスチックパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラックや内部界面の剥離を引き起こし、故障につながる可能性があります。ベーキングはこの吸収された湿気を除去します。

9.3 最大パルス電流(80mA)で連続駆動できますか？

できません。80mA定格はパルス動作専用です（パルス幅≤10ms、デューティサイクル≤10%）。この電流での連続動作は最大消費電力定格を超え、過熱による急速な劣化や故障を引き起こす可能性が高いです。

9.4 波長ビンコード（例：B2）はどのように解釈しますか？

コードB2は、LEDの主波長が450nmから455nmの間であることを示します。これにより、設計者は色が重要なアプリケーションにおいて、特定の色合いの青色LEDを選択することができます。

10. 技術比較とトレンド

10.1 類似パッケージとの比較

3014パッケージは、従来の3528パッケージよりも小さなフットプリントを提供しながら、同等または優れた光出力と熱性能を提供することが多いです。2835パッケージと比較すると、3014は空間放射パターンと熱抵抗がわずかに異なる場合があり、選択はアプリケーションに依存します。

10.2 業界トレンド

SMD LEDの一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の向上）、より厳密なビニングによる色の一貫性の向上、および信頼性の向上に向かっています。パッケージング技術は、LEDの寿命と性能を制限する主要因である半導体チップからの熱をより適切に管理するために進化し続けています。湿気感受性取り扱い(MSL)とESD保護の原則は、すべての現代のLEDパッケージにおいて極めて重要であり続けています。