目次
- 1. 製品概要
- 1.1 主な特徴と適合規格
- 1.2 対象アプリケーション
- 2. 技術仕様の詳細
- 2.1 絶対最大定格
- 2.2 電気光学特性
- 3. 特性曲線分析
- 3.1 スペクトル分布と角度分布
- 3.2 電気的特性および熱的依存性
- 4. 機械的仕様およびパッケージ情報
- 4.1 パッケージ寸法
- 5. 組立、取り扱い、および保管ガイドライン
- 5.1 リード成形
- 5.2 保管条件
- 5.3 はんだ付けに関する推奨事項
- 5.4 洗浄
- 5.5 熱管理
- 6. 梱包および発注情報
- 6.1 梱包仕様
- 6.2 ラベル説明
- 7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項
- 7.1 ドライバ回路設計
- 7.2 光学系への統合
- 7.3 最終アプリケーションにおける熱設計
- 8. 技術比較および差別化
- 9. よくある質問(FAQ)
- 9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか?
- 9.2 このLEDを25mAで連続駆動できますか?
- 9.3 CAT、HUE、REFランクはどのように機能しますか?
- 10. 動作原理
- 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
本資料は、高輝度で鮮やかなグリーンLEDランプの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、優れた発光出力を要求する用途向けに設計されたシリーズの一部です。InGaNチップ技術を採用し、ウォータークリア樹脂で封止されているため、鮮烈で強力なグリーン光を発します。信頼性と堅牢性を中核原則として設計されており、様々な電子アプリケーションで一貫した性能を確保します。
1.1 主な特徴と適合規格
このLEDランプは、汎用性と現代の電子機器製造への適合性を高めるいくつかの主要な特徴を備えています。異なる光学設計要件に対応するため、複数の視野角で提供されます。大量組立のため、部品はテープ&リールで供給されます。本製品は、いくつかの重要な環境および安全基準に適合しています:EUのRoHS(有害物質使用制限)指令に準拠し、EU REACH規則の要件を満たし、ハロゲンフリーに分類され、臭素(Br)および塩素(Cl)含有量に厳格な制限があります(Br<900 ppm、Cl<900 ppm、Br+Cl<1500 ppm)。
1.2 対象アプリケーション
このLEDは、主に民生用およびコンピュータ電子機器内のバックライトおよびインジケータ機能を対象としています。主な用途は、テレビ、コンピュータモニター、電話機、および一般的なコンピュータ周辺機器であり、その輝度と色品質を効果的に活用できます。
2. 技術仕様の詳細
このセクションでは、LEDの動作限界と性能を定義する重要な電気的、光学的、熱的パラメータについて詳述します。
2.1 絶対最大定格
これらの限界を超えてデバイスを動作させると、永久損傷を引き起こす可能性があります。連続順方向電流(I_F)は25 mAです。パルス動作では、デューティサイクル1/10、周波数1 kHzの条件下で、ピーク順方向電流(I_FP)100 mAが許容されます。最大逆電圧(V_R)は5 Vです。電力損失(P_d)は90 mWに制限されます。デバイスは周囲温度(T_opr)-40°Cから+85°Cで動作可能で、保管温度(T_stg)は-40°Cから+100°Cの間です。はんだ付け温度(T_sol)耐性は、最大5秒間260°Cです。
2.2 電気光学特性
これらのパラメータは、周囲温度25°C、順方向電流20 mA(典型的な動作点)の標準試験条件下で測定されます。光度(I_v)の代表値は1250ミリカンデラ(mcd)、最小値は630 mcdです。視野角(2θ1/2)(強度がピーク値の半分に低下する角度として定義)は、典型的に60度です。ピーク波長(λ_p)は典型的に518 nm、主波長(λ_d)は典型的に525 nmであり、これが知覚される鮮やかなグリーン色を定義します。スペクトル半値幅(Δλ)は典型的に35 nmです。順方向電圧(V_F)は、最小2.7 V、代表値3.3 V、最大3.7 Vの範囲です。逆電流(I_R)は、完全な5 V逆バイアスで最大50 µAです。
3. 特性曲線分析
データシートには、回路設計および熱設計に重要な、様々な条件下でのデバイスの挙動を示すいくつかの特性グラフが提供されています。
3.1 スペクトル分布と角度分布
相対強度対波長曲線は、518 nmを中心とした定義された帯域幅を持つ発光スペクトルを示します。指向性曲線は、60度の視野角を視覚的に表し、光強度が空間的にどのように分布するかを示しています。
3.2 電気的特性および熱的依存性
順方向電流対順方向電圧曲線は、ドライバ設計に不可欠なダイオードの指数関数的なI-V関係を示します。相対強度対順方向電流グラフは、光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、輝度調整に重要です。相対強度対周囲温度および順方向電流対周囲温度グラフは、熱管理に極めて重要であり、温度上昇に伴う効率の低下と電流のディレーティングの必要性を示しています。
4. 機械的仕様およびパッケージ情報
4.1 パッケージ寸法
このLEDは標準的なランプスタイルのパッケージを採用しています。主要な寸法に関する注意事項は以下の通りです:すべての寸法はミリメートル単位です。フランジの高さは1.5mm(0.059インチ)未満でなければなりません。特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25mmです。詳細図面には、リード間隔、ボディサイズ、レンズ形状の正確な寸法が記載されており、これはPCBフットプリント設計および組立内での適切なフィットを確保するために不可欠です。
5. 組立、取り扱い、および保管ガイドライン
デバイスの信頼性と性能を維持するには、適切な取り扱いが不可欠です。
5.1 リード成形
リードを曲げる必要がある場合は、はんだ付け前に実施してください。曲げは、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置で行い、パッケージへのストレスを避けてください。切断は室温で行ってください。PCBの穴はLEDリードと完全に一致させ、取り付けストレスを防止する必要があります。
5.2 保管条件
LEDは、30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管してください。出荷からの推奨保管寿命は3ヶ月です。最長1年間の長期保管には、窒素雰囲気と乾燥剤を入れた密閉容器を使用してください。湿気の多い環境での急激な温度変化は結露を引き起こす可能性があるため避けてください。
5.3 はんだ付けに関する推奨事項
はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離を3mm確保してください。手はんだの場合:最大300°C(最大30W)のこて先を、3秒以内で使用してください。ディップはんだの場合:最大100°Cで最大60秒間予熱し、はんだ浴は最大260°Cで5秒間とします。高温時にリードにストレスを加えないでください。はんだ付け(ディップまたは手はんだ)は1回のみとし、複数回行わないでください。はんだ付け後、LEDを室温まで徐々に冷却させ、この間の衝撃や振動から保護してください。
5.4 洗浄
洗浄が必要な場合は、室温のイソプロピルアルコールを1分以内で使用し、その後風乾させてください。超音波洗浄は推奨されません。絶対に必要な場合は、損傷が発生しないことを確認するために、そのパラメータ(出力、時間)を事前に評価する必要があります。
5.5 熱管理
熱管理は重要な設計上の考慮事項です。動作電流は、周囲温度に基づいて適切にディレーティングする必要があり、通常は製品仕様書にあるディレーティング曲線を参照してください。長期信頼性のために接合温度を安全限界内に維持するには、適切なヒートシンクまたはPCBの熱設計が必要です。
6. 梱包および発注情報
6.1 梱包仕様
LEDはESD保護のため、静電気防止バッグに梱包されています。梱包の階層は以下の通りです:バッグあたり最低200~500個、内箱あたり5袋、外箱(マスターカートン)あたり10個の内箱。
6.2 ラベル説明
梱包のラベルにはいくつかのコードが含まれています:CPN(顧客部品番号)、P/N(メーカー部品番号)、QTY(梱包数量)、CAT(光度ランク)、HUE(主波長ランク)、REF(順方向電圧ランク)、およびLOT No.(ロットトレーサビリティ番号)。このビニング情報により、厳密に指定されたパラメータを持つLEDを選択することが可能です。
7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項
7.1 ドライバ回路設計
ドライバ回路は、20mA時の代表順方向電圧3.3Vに基づいて設計してください。絶対最大電流定格を超えないようにするため、特に順方向電圧の変動(2.7V~3.7V)を考慮して、電流制限抵抗または定電流ドライバが必須です。より高い知覚輝度を得るためのパルス動作では、パルスパラメータ(デューティサイクル、周波数)がI_FP定格内に収まるようにしてください。
7.2 光学系への統合
60度の視野角により、このLEDは直接視認と導光板アプリケーションの両方に適しています。ウォータークリア樹脂は透明な窓を提供します。拡散光が必要な場合は、外部の拡散板または導光板を使用する必要があります。レンズやライトパイプを設計する際には、指向性曲線に示された空間放射パターンを考慮してください。
7.3 最終アプリケーションにおける熱設計
モニターベゼルやTVキャビネットなどの密閉空間では、周囲温度が大幅に上昇する可能性があります。予想される最悪の周囲温度に対する最大安全動作電流を決定するために、ディレーティング曲線を使用してください。最終製品において、LEDの寿命を維持し輝度を保つために、十分な通気または放熱経路を確保してください。
8. 技術比較および差別化
ここでは特定の競合製品データは提供されていませんが、このLEDの主要な差別化要因はデータシートから推測できます。標準的な20mA駆動電流での高い代表光度(1250 mcd)、比較的広い60度の視野角、ハロゲンフリーおよび厳格なRoHS基準への適合性の組み合わせにより、現代的な環境配慮型部品として位置付けられています。詳細な特性曲線と包括的な取り扱い説明は、設計者に堅牢な実装に必要なデータを提供し、これはすべての類似製品で利用可能とは限りません。
9. よくある質問(FAQ)
9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか?
ピーク波長(518 nm)は、発光スペクトルにおける放射パワーが最大となる点です。主波長(525 nm)は、人間の目がLEDの色と一致すると知覚する単一波長です。グリーンLEDの場合、人間の目の明所視応答曲線の形状により、主波長はピーク波長よりも長くなることが多いです。
9.2 このLEDを25mAで連続駆動できますか?
連続順方向電流の絶対最大定格は25 mAですが、標準試験条件および代表性能データは20 mAで規定されています。25 mAで動作させると輝度は増加する可能性がありますが、より多くの熱を発生させ、寿命を短縮したり色をシフトさせたりする可能性があります。アプリケーションがわずかな追加出力を必要とし、熱管理が優れている場合を除き、一般的には代表的な20mA駆動で設計することを推奨します。
9.3 CAT、HUE、REFランクはどのように機能しますか?
これらはビニングコードです。LEDは製造後に測定された性能に基づいて選別されます。CATは光度をランク付けします(例:より明るいバッチは異なるコードになります)。HUEは主波長をランク付けし(色のばらつきを狭めます)。REFは順方向電圧をランク付けします。これらのランクを指定することで、設計者は均一性が重要なアプリケーション向けに非常に一貫した動作特性を持つLEDを選択できますが、コストや入手可能性に影響を与える可能性があります。
10. 動作原理
このLEDは、窒化インジウムガリウム(InGaN)半導体チップに基づいています。ダイオードの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。この材料系では、再結合時に放出されるエネルギーが可視スペクトルのグリーン部分(約518-525 nm)の光子に対応します。特定の色は、InGaN合金の正確な組成によって決定されます。ウォータークリアエポキシ樹脂封止材はチップを保護し、光出力を整形するレンズとして機能し、蛍光体や拡散材を含む場合もあります(ただし、この鮮やかなグリーンバージョンでは透明です)。
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。 |