セラミック3535シリーズ 1W 赤色LED 仕様書 - 外形寸法3.5x3.5mm - 順電圧2.2V - 電力1W

1. 製品概要

本資料は、セラミック3535パッケージを採用した高出力表面実装型LEDの仕様を詳細に記載しています。主要構成部品は1W赤色LEDチップであり、高い信頼性、効率的な熱管理、一貫した光学性能を必要とする用途向けに設計されています。セラミック基板は標準的なプラスチックパッケージと比較して優れた熱伝導性を提供し、過酷な環境や高電流動作に適したLEDとなっています。

本製品の中核的な利点は、堅牢な構造と標準化された性能パラメータにあります。ターゲット市場は、自動車照明（室内灯・信号灯）、工業用表示灯、建築用アクセント照明、およびコンパクトな形状で信頼性の高い高輝度赤色光源を必要とするあらゆるアプリケーションが含まれます。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

以下のパラメータは、LEDに永久的な損傷が発生する可能性のある限界値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 順電流 (IF):500 mA (DC)
• 順パルス電流 (IFP):700 mA (パルス幅 ≤10ms, デューティ比 ≤1/10)
• 消費電力 (PD):1300 mW
• 動作温度 (Topr):-40°C ～ +100°C
• 保管温度 (Tstg):-40°C ～ +100°C
• 接合温度 (Tj):125°C
• はんだ付け温度 (Tsld):リフローはんだ付けは230°Cまたは260°Cで最大10秒間。

2.2 電気光学特性（代表値 @ Ta=25°C）

これらは、標準試験条件下で測定された代表的な性能パラメータです。

• 順電圧 (VF):2.2 V (代表値), 2.6 V (最大値) at IF=350mA
• 逆電圧 (VR):5 V
• ピーク波長 (λd):625 nm
• 逆電流 (IR):50 μA (最大値)
• 指向角 (2θ1/2):120°

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は性能ビンに分類されます。これにより、設計者は特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光束ビニング（350mA時）

LEDは、最小および代表的な光束出力に基づいて分類されます。

• コード 1M:最小 35 lm, 代表 40 lm
• コード 1N:最小 40 lm, 代表 45 lm
• コード 1P:最小 45 lm, 代表 50 lm
• コード 1Q:最小 50 lm, 代表 55 lm

注記: 光束測定許容差は±7%です。

3.2 順電圧ビニング

LEDは、試験電流における順電圧降下によってもビニングされます。

• コード C:1.8V - 2.0V
• コード D:2.0V - 2.2V
• コード E:2.2V - 2.4V
• コード F:2.4V - 2.6V

注記: 順電圧測定許容差は±0.08Vです。

3.3 主波長ビニング

このビニングは、赤色光の色相が指定範囲内にあることを保証します。

• コード R1:620 nm - 625 nm
• コード R2:625 nm - 630 nm

4. 特性曲線分析

データシートから得られる以下の特性グラフは、様々な条件下でのLEDの動作を示しています。これらは回路設計と熱管理にとって極めて重要です。

4.1 順電流 vs. 順電圧（IV特性曲線）

このグラフは、LEDを流れる電流と両端の電圧の関係を示しています。これは非線形であり、ダイオードに典型的な特性です。この曲線は、定電流駆動回路を設計する上で不可欠です。"膝"電圧は代表的なVFである2.2V付近にあります。定格電流を大幅に超えて動作させると、電圧と発熱が急速に増加します。

4.2 順電流 vs. 相対光束

このグラフは、駆動電流に対する光出力の変化を示しています。初期段階では、光出力は電流とほぼ直線的に増加します。しかし、より高い電流では、接合温度の上昇やその他の半導体効果により、効率低下が発生します。最適な効率と寿命のためには、最大DC電流が500mAであっても、推奨される350mA以下で駆動することが推奨されます。

4.3 接合温度 vs. 相対分光出力

この曲線は、温度による色ずれと出力劣化を理解する上で重要です。LEDの接合温度（Tj）が上昇すると、全体的な光出力は減少します。さらに、一部の半導体材料では、ピーク波長がわずかにシフトし、知覚される色に影響を与える可能性があります。セラミックパッケージは熱をより効果的に放散することでこれを緩和し、所定の駆動電流に対してTjを低く保ちます。

4.4 分光出力分布

このグラフは、異なる波長にわたって放射される光の強度をプロットしています。この赤色LEDの場合、主波長（例：625nm）を中心とした比較的狭いピークを示します。このピークの半値全幅（FWHM）が色純度を決定します。狭いピークは、より飽和した純粋な赤色を示します。

5. 機械的仕様・パッケージ情報

5.1 外形寸法・外形図

LEDはセラミック3535表面実装デバイス（SMD）パッケージに収められています。"3535"の名称は、通常、本体サイズが約3.5mm x 3.5mmであることを指します。データシートの正確な寸法図には、全長、幅、高さ、光学レンズの位置などの重要な寸法が提供されています。公差は、.X寸法に対して±0.10mm、.XX寸法に対して±0.05mmと規定されています。

5.2 推奨パッドレイアウト・ステンシル設計

データシートには、PCB設計のための推奨フットプリントが提供されています。これには、はんだパッドの寸法と間隔が含まれており、信頼性の高いはんだ接合とリフロー中の適切な位置合わせを実現するために重要です。付随するステンシル設計ガイドでは、はんだペースト塗布のための開口部サイズと形状を推奨しており、適切な量のペーストが堆積され、はんだブリッジやはんだ不足を防ぎます。

5.3 極性識別

LEDは極性を持つ部品です。データシートには、アノード端子とカソード端子が示されています。通常、これはデバイス自体にマーク（例：切り欠き、ドット、またはカソード側の緑色マーキング）されており、パッドレイアウト図に対応しています。正しい極性は動作に不可欠です。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

本LEDは、標準的な赤外線または対流式リフローはんだ付けプロセスに対応しています。最大許容はんだ付け温度は260°Cで10秒間です。熱衝撃を避けるために、予熱、ソーク、リフロー、冷却の各段階を含む制御された温度プロファイルに従うことが重要です。熱衝撃はセラミックパッケージのひび割れや内部ダイおよびワイヤーボンドの損傷を引き起こす可能性があります。

6.2 取り扱い・保管上の注意

LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。接地されたリストストラップと導電性マットを使用し、ESD保護環境で取り扱う必要があります。デバイスは、乾燥剤を入れた元の防湿バッグに保管し、制御された環境（-40°C ～ +100°Cと規定）に保管してください。包装が開封された場合、デバイスが湿気を吸収しているとリフロー前にベーキング処理が必要になる場合があります。

7. 梱包・発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

LEDは、エンボス加工されたキャリアテープに載せられ、リールに巻かれて供給され、自動ピックアンドプレース実装装置に適しています。データシートには、キャリアテープのポケット寸法、ピッチ、リールサイズの詳細な寸法が提供されています。この標準化により、標準的なSMD実装フィーダーとの互換性が確保されています。

7.2 型番命名規則

製品型番（例：T1901PRA）は、主要な特徴をカプセル化した構造化コードに従います：

• シリーズ/形状コード（"19"）：セラミック3535パッケージを示します。
• 光学系コード（"01"）：一次レンズの存在を示します。
• チップ構成（"P"）：単一の高出力（1W）ダイを意味します。
• 色コード（"R"）：赤色発光を表します。
• 追加コード（"A"）

  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。