ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S LED データシート - パッケージ 7.0x?x?mm - 電圧 2.95-3.95V - 電力 3.85W - クールホワイト 4000-5000K - 日本語技術文書

1. 製品概要

ELAT07-KB4050J5J7293910-F1Sは、コンパクトなフォームファクタで高い光束出力を必要とするアプリケーション向けに設計された高性能表面実装LEDです。このデバイスはInGaNチップ技術を利用し、相関色温度（CCT）が4000Kから5000Kの範囲のクールホワイト光を生成します。その主な設計思想は、小型パッケージ内で高い光学効率を達成することにあり、スペースが限られているが要求の厳しい照明ソリューションに適しています。

このLEDの中核的な利点には、順方向電流1000mAにおける標準光束220ルーメン（光学効率は約60.27 lm/W）が含まれます。堅牢なESD保護を内蔵しており、最大8kVまでのJEDEC JS-001-2017（人体モデル）規格に準拠しており、取り扱いおよび組立時の信頼性を高めています。本デバイスはRoHS、REACH、ハロゲンフリー指令に完全準拠し、現代の環境および安全基準を満たしています。

この部品のターゲット市場は広く、民生用電子機器、プロフェッショナル照明、自動車アプリケーションを含みます。その高輝度および高効率の特性は、性能と小型化の両方が重要な役割において特に適しています。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらは動作条件ではありません。

• 動作・保管温度: 350 mA。これは長時間動作に推奨される最大連続電流です。
• ピークパルス電流: 1000 mA。この定格は、カメラフラッシュアプリケーションに典型的な特定のパルス条件（400msオン、3600msオフ、30000サイクル）で適用されます。
• ESD耐性（HBM）: 8000 V。この高いレベルの保護は、製造および取り扱い中の静電気放電からLEDを保護します。
• 逆電圧: 注記1。データシートは、これらのLEDが逆バイアス動作用に設計されていないことを明示しています。逆電圧を印加すると即座に故障する可能性があります。
• 接合温度（Tj）: 125 °C。半導体接合部で許容される最高温度です。
• Operating & Storage Temperature: それぞれ-40°C から +85°C、および -40°C から +100°Cで、広い環境耐性を示しています。
• はんだ付け温度: 260 °C。これはリフローはんだ付け工程中に許容されるピーク温度です。
• 指向角（2θ1/2）: 120度。この広い指向角は、ランバート型に近い放射パターンを特徴づけ、広く均一な照明を提供します。
• 電力損失（パルスモード）: 3.85 W。パッケージがパルス条件下で処理できる最大電力です。
• LEDは表面実装デバイス（SMD）パッケージで提供されます。図面からの正確な長さと幅の寸法は提供されたテキストでは完全には指定されていませんが、パッケージタイプはELAT07です。図面には、パッドサイズ、配置、全体の外形などの重要な寸法が含まれており、特に記載がない限り標準公差は±0.1mmです。PCB上の適切なパッド設計は、信頼性の高いはんだ付け、機械的安定性、および最適な熱的・電気的性能にとって不可欠です。: 8.5 °C/W。このパラメータは熱管理設計にとって極めて重要です。これは、接合部からはんだパッドまたはケースまでの、消費電力1ワットあたりの温度上昇を示します。

2.2 電気・光学特性

これらのパラメータは標準条件（Tsolder pad = 25°C）で測定され、デバイスの性能を表します。

• 光束（Iv）: IF=1000mAで最小180 lm、標準220 lm。測定許容差は±10%です。
• 順方向電圧（VF）: 1000mAで2.95Vから3.95Vの範囲。測定許容差は±0.1V。実際のVFはセクション3で詳述するようにビニングされます。
• 色温度（CCT）: 4000Kから5000Kで、クールホワイト領域を定義します。
• 演色評価数（CRI）: ≥80。これは良好な演色性を示し、色の正確さが重要な一般照明に適しています。
• すべての電気的および光学的データは、自己発熱効果を最小限に抑え、一貫性のある比較可能な測定値を提供するために、50msパルス条件下でテストされています。to minimize self-heating effects and provide consistent, comparable measurements.

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するために、LEDは主要なパラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は輝度、電圧、色について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 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、4桁のコード（例：2932、3235、3539）で識別される3つのビンに分類されます。このコードは、最小および最大電圧を0.1V単位で表します。

• ビン 2932: VF = 2.95V から 3.25V
• ビン 3235: VF = 3.25V から 3.55V
• ビン 3539: VF = 3.55V から 3.95V

特定の型番 "KB4050J5J7293910" は、電圧ビンが "29" であることを示し、これは2932ビン（最小2.95V）に対応します。

3.2 光束ビニング

光束は、英数字コード（例：J5、J6、J7）を使用してビニングされます。

• ビン J5: Iv = 180 lm から 200 lm
• ビン J6: Iv = 200 lm から 250 lm
• ビン J7: Iv = 250 lm から 300 lm

型番は "J5" を指定しており、1000mAで180-200 lmのビンに位置付けられます。

3.3 色度（カラー）ビニング

色はCIE 1931色度図上で定義されます。型番には "4050" が含まれており、これは4000K-5000K CCT範囲内の特定のカラービンを指します。データシートはこのビンのコーナー座標（CIE-x、CIE-y）を提供します：(0.344, 0.336)、(0.347, 0.375)、(0.389, 0.403)、(0.376, 0.355)。色座標の測定許容差は±0.01です。カラービンはIF=1000mAで定義されます。

4. 性能曲線分析

4.1 相対分光分布

分光パワー分布曲線は、青色領域（蛍光体変換白色LEDでは通常450-455nm付近）に支配的なピーク波長（λp）を示し、蛍光体からの黄色/緑色/赤色領域に広い二次放射を示します。この組み合わせがクールホワイト光を生成します。この曲線は、スペクトルが狭いピークだけでなく可視領域全体にわたって有意な放射を持つため、CRI ≥80の主張を裏付けています。

4.2 代表的な放射パターン

水平面および垂直面の両方の極座標放射パターンプロットは、120度の指向角を持つランバート型分布を確認しています。相対光度は両平面でほぼ同一であり、均一な面照明に理想的な対称放射を示しています。

4.3 順方向電圧 vs. 順方向電流

この曲線は、VFとIFの間の非線形関係を示しています。電流が0から1200mAに増加するにつれて、順方向電圧は上昇します。この曲線はドライバ設計に不可欠であり、異なる動作電流での必要な供給電圧と電力損失を決定するのに役立ちます。

4.4 相対光束 vs. 順方向電流

このグラフは、光出力の駆動電流への依存性を示しています。効率低下と接合部加熱効果により、パルス測定であっても光束は電流に対してサブリニアに増加します。この曲線は、短いパルスで光出力を最大化することが鍵となるカメラフラッシュなどのアプリケーションにとって重要です。

熱抵抗（Rth）が8.5 °C/Wであるため、特に1000mAのような高電流で動作する場合、効果的な放熱は必須です。データシートは、すべての信頼性テストが1.0cm²のMCPCBを使用して実行されることに注意しています。最適な寿命と性能のために、接合温度は可能な限り低く保たれるべきであり、125°Cの最大接合温度での動作は1時間を超える期間避けるべきです。電力損失は計算され（Pd = VF * IF）、それに応じて管理されなければなりません。

CCTは駆動電流とともに変動を示します。電流密度と温度に対する蛍光体システムの挙動に応じて、わずかに増加または減少する可能性があります。このグラフは、異なる輝度設定で安定した色温度を必要とするアプリケーションにとって重要です。

注記: すべての相関データは、1cm²の金属基板プリント回路板（MCPCB）を使用した優れた熱管理下でテストされており、データシート性能を達成するための放熱の重要性を強調しています。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

The LED comes in a surface-mount device (SMD) package. While the exact length and width dimensions from the drawing are not fully specified in the provided text, the package type is ELAT07. The drawing includes critical dimensions such as pad sizes, placement, and overall outline, with standard tolerances of ±0.1mm unless otherwise noted. Proper pad design on the PCB is essential for reliable soldering, mechanical stability, and optimal thermal and electrical performance.

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付け

許容される最大はんだ付け温度は260°Cで、デバイスは最大3回のリフローサイクルに耐えることができます。ピーク温度が260°C以下の標準的な無鉛リフロープロファイルを使用する必要があります。JEDEC Moisture Sensitivity Level（MSL）はLevel 1と評価されており、これはデバイスが≤30°C/85% RHで無期限のフロアライフを持ち、乾燥梱包なしで保管できることを意味します。ただし、リフロー前に85°C/85% RHで168時間のソークに耐えなければなりません。これは標準的なプリコンディショニングテストです。

6.2 熱管理

With a thermal resistance (Rth) of 8.5 °C/W, effective heat sinking is mandatory, especially when operating at high currents like 1000mA. The datasheet notes that all reliability tests are performed using a 1.0cm² MCPCB. For optimal lifetime and performance, the junction temperature should be kept as low as possible, and operation at the maximum junction temperature of 125°C should be avoided for periods exceeding one hour. Power dissipation must be calculated (Pd = VF * IF) and managed accordingly.

6.3 取り扱いおよび保管

保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。統合された8kV ESD保護があるにもかかわらず、敏感な半導体構造のため、取り扱い中は標準的なESD予防措置に従う必要があります。

7. 梱包および発注情報

LEDは防湿梱包で供給されます。キャリアテープにロードされ、標準的なロード数量はリールあたり2000個です。最小梱包数量は1000個です。リール上の製品ラベルには、顧客製品番号（CPN）、メーカー部品番号（P/N）、ロット番号、梱包数量（QTY）、および光束（CAT）、色（HUE）、順方向電圧（REF）の特定のビンコードを含むいくつかの主要フィールドが含まれます。MSLレベルも表示されます。キャリアテープおよびリールの寸法は、データシートの図面にミリメートル単位で提供されています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 携帯電話カメラフラッシュ/ストロボ: 高いパルス電流能力（1000mA）と高い光束により、このLEDは写真撮影のための明るい照明を提供するカメラフラッシュアプリケーションに理想的です。
• デジタルビデオ用トーチライト: 一定または可変輝度のビデオライトとして使用できます。
• 一般室内照明: コンパクトで高出力の光源を必要とするダウンライト、パネルライト、その他の器具に適しています。
• バックライト: 高輝度を必要とするTFT-LCDディスプレイ用。
• 自動車照明: 内装マップライト、ドームライト、または外装補助ライト用（特定の自動車認定基準を満たす場合）。
• 装飾および建築照明: アクセント照明、ステップライト、方向マーカー用。

8.2 設計上の考慮点

• ドライバ選択: 順方向電圧範囲（2.95V-3.95V）と互換性があり、必要な電流（例：350mA連続、1000mAパルス）を供給できる定電流LEDドライバを選択してください。
• PCBレイアウト: PCBパッドがデータシートの推奨事項と一致することを確認してください。熱伝導性PCB（MCPCBや熱ビア付きFR4など）と十分な銅面積を使用して効果的に放熱してください。LEDはんだパッドからヒートシンクまでの熱経路は低抵抗でなければなりません。
• 光学設計: 120度の指向角は、スポットライトやフラッシュなどの特定のアプリケーションで所望のビームパターンを達成するために、二次光学系（レンズ、リフレクター）を必要とする場合があります。
• 電気的保護: LEDは高いESD保護を備えていますが、過酷な環境での堅牢性のために、PCBに過渡電圧サプレッション（TVS）ダイオードや他の保護回路を組み込むことは良い習慣です。

9. 技術比較および差別化

このデータシートでは他のモデルとの直接的な比較は提供されていませんが、このLEDの主要な差別化機能は以下のように推測できます：

• 小型パッケージでの高効率: 1Aで60.27 lm/Wは、高電流SMD LEDにとって競争力のある効率です。
• 堅牢なESD保護: 8kV HBM保護は多くの標準LEDよりも高く、信頼性を向上させます。
• 包括的なビニング: 光束、電圧、色に関する厳密なビニングは、生産ロットの一貫性を確保し、均一性が重要なマルチLEDアレイにとって重要です。
• 高CRIオプション: CRI ≥80が提供されており、これは色品質が重要な照明アプリケーションで、典型的な70-CRIのLEDと比較して有益です。
• パルス性能: 高パルス電流に対して特性評価および定格されており、フラッシュアプリケーション向けに特別に設計されています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: このLEDを1000mAで連続駆動できますか？

A: できません。DC順方向電流（トーチモード）の絶対最大定格は350mAです。1000mAの定格はパルス動作のみ（400msオン、3600msオフ）に適用されます。1000mAでの連続動作は、電力損失と接合温度の限界を超え、急速な劣化または故障を引き起こします。

Q2: 型番のコード "KB4050J5J7293910" の意味は何ですか？

A: デバイスの性能特性を指定するビニングコードです："4050" = カラービン（4000-5000K内）、"J5" = 光束ビン（180-200 lm）、"29" = 順方向電圧ビン（2.95-3.25V）。"3910"は他の製品固有のコードを指す可能性があります。

Q3: このLEDにはヒートシンクが必要ですか？

A: 絶対に必要です。特に最大定格近くで動作する場合。8.5°C/Wの熱抵抗は、消費電力1ワットごとに、接合温度がはんだパッド温度より8.5°C上昇することを意味します。適切な放熱がないと、接合温度はすぐに125°Cの限界を超え、寿命と光出力を低下させます。

Q4: 逆極性保護回路は必要ですか？

A: はい。データシートは、LEDが逆バイアス用に設計されていないことを明示しています。逆電圧を誤って印加すると、たとえ小さなものであっても、即座に壊滅的な故障を引き起こす可能性があります。ドライバ回路にはこれに対する保護を含めるべきです。

Q5: 時間と温度に対する色の安定性はどの程度ですか？

A: データシートは、指定されたテスト条件下で1000時間、光束劣化が30%未満であることを保証しています。寿命にわたる色ずれは白色LEDでは一般的な現象ですが、提供されたデータでは定量化されていません。適切な熱管理は、時間の経過に伴う色ずれを最小限に抑えるための鍵です。

11. 実践的設計および使用事例

事例：高出力携帯電話カメラフラッシュの設計

設計者は、スマートフォン用のデュアルLEDフラッシュを作成しています。高いパルス出力と小型サイズのためにELAT07-KB4050J5J7293910-F1Sを選択します。設計プロセスには以下が含まれます：

1. ドライバ回路: 2つの直列LED（合計Vf ~6-8V）に1000mAパルスを供給できる、コンパクトで高効率のスイッチモードコンデンサチャージャーICを選択します。

2. PCBレイアウト: LED用の専用の小型MCPCBまたは厚銅FR4サブボードを設計してヒートシンクとして機能させます。LEDは熱的なクロストークを避けるために十分な間隔を置いて配置されます。

3. 熱解析: フラッシュシーケンス中の温度上昇をモデル化します。400msのパルスでは、接合温度は急上昇します。設計は、複数のフラッシュにわたって限界内に収まることを保証しなければなりません。

4. 光学系: 各LEDに小型で効率的なTIR（全反射）レンズを組み合わせ、120度の光を写真撮影に適したより広く均一なビームに整列させ、ホットスポットを避けます。

5. テスト: 光出力、2つのLED間の色温度の一貫性（厳密にビニングされた部品を使用）、および様々なバッテリー条件下でのフラッシュリサイクル時間を検証します。

12. 動作原理

これは蛍光体変換白色LEDです。コアは窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られた半導体チップです。順方向電圧が印加されると、電子と正孔がチップの活性領域内で再結合し、光子を放出します。InGaNチップからの一次放射は青色波長範囲です。この青色光は、チップ上またはその近くに堆積された蛍光体材料（通常はセリウムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット、またはYAG:Ce）の層に衝突します。蛍光体は青色光の一部を吸収し、広いスペクトルの黄色光として再放射します。残りの青色光と変換された黄色光の混合は、人間の目には白色光として知覚されます。青色と黄色の正確な比率、および特定の蛍光体組成が、相関色温度（CCT）と演色評価数（CRI）を決定します。

13. 技術トレンド

ELAT07シリーズのようなLEDの開発は、いくつかの主要な業界トレンドに従っています：

効率向上（lm/W）: 継続的な研究は、青色チップの内部量子効率と蛍光体の変換効率を改善し、ルーメン毎ワットをさらに高めてエネルギー消費を削減することに焦点を当てています。

高出力密度: より小さなパッケージからより多くの光を生成する動きは続いており、熱管理材料とパッケージ設計の進歩を要求して、より効果的に熱を排出します。

色品質と一貫性の向上: トレンドには、より高いCRI値（90以上）への移行、バッチ間のより良い色均一性、駆動電流と温度に対するより安定した色（CCTシフトの低減）が含まれます。

信頼性の向上: 材料（エポキシ、蛍光体、ダイアタッチ）とパッケージシーリングの改善により、特に高温動作条件下での寿命と光束維持率が向上します。

統合: 複数のLEDチップ、ドライバ、時には制御回路を単一のモジュールまたはパッケージに統合するトレンドがあり、エンド製品の組立を簡素化します。