ELCH08-NF2025J5J8283910-FDH LED データシート - ウォームホワイト - 220lm @ 1A - 3.9V 最大 - 6.45W パルス電力 - 技術文書

1. 製品概要

ELCH08-NF2025J5J8283910-FDHは、コンパクトなパッケージで高い光束出力と効率を必要とする用途向けに設計された高性能表面実装LEDです。本デバイスはInGaNチップ技術を採用し、相関色温度（CCT）が2000Kから2500Kの範囲のウォームホワイト光を生成します。その主な設計目標は、過酷な環境下でも高い光学効率と信頼性の高い性能を提供することです。

1.1 中核的利点

このLEDの主な利点は、小型フォームファクタと高い発光効率を兼ね備えていることで、駆動電流1アンペアで最大60ルーメン/ワットを達成します。堅牢なESD保護を内蔵しており、JEDEC 3b規格（人体モデル）に準拠した最大8KVの定格を有し、取り扱いや組立時の耐久性を高めています。また、本デバイスはRoHSおよび鉛フリー要件に準拠しています。

1.2 ターゲットアプリケーション

このLEDは多様な用途に適しています。その高出力特性から、携帯電話やデジタルビデオ機器におけるカメラフラッシュや懐中電灯機能に最適です。また、一般的な屋内照明、TFTディスプレイのバックライト、装飾照明、自動車の内外装照明にも適しています。さらに、非常口標識やステップマーカーなどの信号・誘導灯としても使用できます。

2. 技術パラメータ分析

このセクションでは、絶対最大定格および電気光学特性で定義されたデバイスの主要な技術仕様について、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

2.1 絶対最大定格

本デバイスの最大連続DC順電流（トーチモード）定格は350 mAです。パルス動作では、特定の条件下（パルス幅400 ms、デューティサイクル10%（オフ時間3600 ms）、最大30,000サイクル）で、ピークパルス電流1500 mAを扱うことができます。最大許容接合温度は150°C、動作温度範囲は-40°Cから+85°Cです。パルスモードでの電力損失は6.45ワットと規定されています。これらは絶対的な限界値であり、これらの値またはその近傍での連続動作は信頼性と寿命を低下させる可能性があることに注意することが重要です。

2.2 電気光学特性

標準条件（Tsolder pad = 25°C、IF=1000mA、50msパルス）下では、本デバイスは220 lm（標準）の光束（Iv）を提供し、最小値は180 lmです。順方向電圧（VF）は最小2.85Vから最大3.90Vの範囲です。この特定のビン（2025）の相関色温度（CCT）は2000Kから2500Kに及び、ウォームホワイトの外観を定義します。すべての電気的および光学的データは、テスト中の自己発熱効果を最小限に抑えるために、パルス条件下で測定されています。

2.3 熱特性

適切な熱管理は性能と寿命にとって不可欠です。1000mAで動作する場合の最大基板温度（Ts）は70°Cと規定されています。本デバイスは、最大3回のリフローサイクルで260°Cのはんだ付け温度に耐えることができます。設計者は、特に最大電流付近で動作する場合、はんだパッド温度を安全限界内に保ち、光束の急速な減衰を防ぐために、十分な放熱対策を確保する必要があります。

3. ビニングシステムの説明

このLEDは、光束、順方向電圧、色度（色座標）という3つの主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、アプリケーションにおける一貫性が確保されます。

3.1 光束ビニング

光束はJコードで示されるビンに分類されます。デバイスの部品番号はJ5ビンを示しており、これは1000mAでの光束範囲が180 lmから200 lmに対応します。その他の利用可能なビンには、J6（200-250 lm）、J7（250-300 lm）、J8（300-330 lm）があります。

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、一貫した電流駆動のための回路設計を支援するためにビニングされます。ビンは以下のように定義されます：2832（2.85V - 3.25V）、3235（3.25V - 3.55V）、3538（3.55V - 3.90V）。部品番号は2832ビンを指定しています。

3.3 色度ビニング

色は、CIE 1931色度図上の2025ビンによって定義されます。このビンは、2000Kから2500KのCCT範囲内の光を生成する特定の四角形の色座標（x, y）領域を包含し、一貫したウォームホワイト色調を保証します。色座標測定の許容差は±0.01です。

4. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのデバイスの挙動に関する洞察を提供します。

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流（IV曲線）

IV曲線は、順方向電流と順方向電圧の関係を示しています。電流が0から1500mAに増加するにつれて、順方向電圧は非線形的に上昇し、約2.6Vから始まり、約3.8V近くに達します。この曲線は、適切な電流制限回路を設計するために不可欠です。

4.2 相対光束 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が駆動電流に依存することを示しています。光束は電流とともに増加しますが、高電流では主に接合温度の上昇と効率低下により、準線形の傾向を示します。出力は正規化されており、相対光束を示しています。

4.3 相関色温度 vs. 順方向電流

CCTは駆動電流によって変化します。このウォームホワイトLEDの場合、CCTは一般に電流が高くなるにつれてわずかに増加し、低電流時の約2000Kから1500mA時の2500Kに向かって移動します。このシフトは、色が重要なアプリケーションでは考慮する必要があります。

4.4 スペクトル分布

相対スペクトルパワー分布プロットは、蛍光体変換型白色LEDに特徴的な広い発光スペクトルを示しています。InGaNチップからの主な青のピークと、蛍光体からのより広い黄/赤の発光帯を持ち、これらが組み合わさってウォームホワイト光を生成します。

4.5 放射パターン

典型的な極座標放射パターンは、ランバート分布に似た分布を示し、全視野角（2θ1/2）は120度です。広い領域にわたって強度が比較的均一であるため、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。

5. 機械的およびパッケージ情報

LEDは表面実装デバイス（SMD）パッケージで提供されます。パッケージ図面には、PCBフットプリント設計に不可欠な物理的寸法が規定されています。主な特徴には、アノードおよびカソードパッドの位置と全体的なパッケージ外形が含まれます。寸法公差は特に記載がない限り、通常±0.1mmです。極性はパッケージおよびキャリアテープ上に明確にマークされており、自動組立時の正しい向きを保証します。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

本デバイスは、ピーク温度260°Cでのリフローはんだ付けに適しています。湿気感受性レベル（MSL）1に分類され、これは条件≤30°C/85% RHで無期限のフロアライフがあり、これらの条件内で保管されている場合は使用前にベーキングが不要であることを意味します。ただし、より高い湿度にさらされた場合は、標準的な85°C/85% RHで168時間のプリコンディショニングに従ってベーキングする必要があります。最大3回のリフローサイクルが許可されています。LEDダイやプラスチックパッケージへの熱損傷を防ぐために、推奨されるはんだ付けプロファイルに従うことが極めて重要です。

7. 包装および注文情報

LEDは、自動ピックアンドプレース組立用のエンボス加工されたキャリアテープ上で供給されます。各リールには2000個が含まれています。リール上の製品ラベルには、顧客部品番号（CPN）、メーカー部品番号（P/N）、ロット番号、包装数量、および光束（CAT）、色（HUE）、順方向電圧（REF）の特定のビンコードといった重要な情報が含まれています。MSLレベルも表示されています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 設計上の考慮事項

このLEDを使用して設計する際には、熱管理が最も重要です。十分な熱ビアを持つPCBを使用し、必要に応じて外部ヒートシンクを使用して、動作中のはんだパッド温度を70°C以下に保ってください。LEDを駆動するには、安定した光出力と色を確保するために定電流源を使用することをお勧めします。駆動回路を設計する際には、電圧範囲に対応するために順方向電圧のビニングを考慮してください。ESD保護については、LEDに内蔵保護機能がありますが、過酷な環境ではPCB上に追加の回路レベルの保護を設けることが望ましいです。

8.2 典型的な回路構成

シンプルな駆動回路は、DC電源、電流制限抵抗、または専用のLED駆動ICで構成されます。大電流パルス動作（例：カメラフラッシュ）では、通常、コンデンサベースのブースト回路または専用のフラッシュ駆動ICを使用して、必要な高いピーク電流を供給します。

9. 技術比較と差別化

標準的なミッドパワーLEDと比較して、このデバイスはそのパッケージサイズに対して大幅に高い光束を提供し、限られたスペースで高輝度を必要とするアプリケーションに適しています。高いESD保護定格（8KV HBM）は、静電気放電が発生しやすいアプリケーションで利点となります。特定のウォームホワイトCCTビン（2000-2500K）は、居心地の良い白熱灯のような光質を必要とするアプリケーションをターゲットとしており、ニュートラルホワイトやクールホワイトLEDとの差別化を図っています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: DC順電流定格とピークパルス電流定格の違いは何ですか？

A: DC順電流（350mA）は、連続的に印加できる最大電流です。ピークパルス電流（1500mA）は、過熱を防ぐために非常に短い時間（400ms）と低いデューティサイクル（10%）でのみ印加できるはるかに高い電流です。

Q: 接合温度は性能にどのように影響しますか？

A: 接合温度が高くなると、発光出力の低下（光束減衰）、順方向電圧のシフトが生じ、LEDの老化プロセスを加速させ、動作寿命を短縮する可能性があります。LED接合部から周囲環境への熱抵抗経路を低く保つことが重要です。

Q: J5ビンは私のアプリケーションにとって何を意味しますか？

A: J5ビンは、テスト条件下で1000mAで駆動した場合、LEDの光出力が180から200ルーメンの間であることを保証します。これにより、設計者はシステム内の最小輝度レベルを予測し計画することができます。

Q: ヒートシンクは必要ですか？

A: 最大連続電流（350mA）での動作、特にパルス大電流モードでの動作では、信頼性の高い動作と長寿命を維持するために、ヒートシンクまたは優れた熱伝導性を持つPCBを強くお勧めします。

11. 実用的な使用例

ケース1: 携帯電話カメラフラッシュ：このアプリケーションでは、LEDは専用のフラッシュ駆動ICによって駆動され、このICはコンデンサを充電し、その後、短い大電流パルス（最大1500mA）でLEDを通して放電します。小型パッケージでの高い光束が重要です。設計の焦点は、短時間だが強力な熱パルスの管理と、ESD耐性の確保にあります。

ケース2: 建築用ステップ照明：ここでは、複数のLEDが線形アレイで使用され、連続動作のために低い定電流（例：200-300mA）で駆動される可能性があります。120度の広い視野角により、ステップ全体に均一な照明を提供します。ウォームホワイト色は、歓迎的な雰囲気を作り出します。設計の重点は、厳密なビニングを活用して、アレイ内のすべてのLEDで均一な輝度と色を達成することにあります。

12. 動作原理

これは蛍光体変換型白色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、電流が流れると青色光を発します。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YAG:Ceなど）の層に当たります。蛍光体は青色光の一部を吸収し、黄色および赤色光として再放出します。残りの青色光と変換された黄/赤色光の組み合わせが、人間の目には白色光として知覚されます。青色光と黄/赤色光の正確な比率は、蛍光体の組成と厚さによって制御され、相関色温度（CCT）を決定し、このデバイスのウォームホワイト出力をもたらします。

13. 技術トレンド

LED技術の一般的なトレンドは、より高い効率（ルーメン/ワット）、改善された演色性、およびより高い電力密度での信頼性の向上に向かっています。ウォームホワイトLEDについては、温度や時間の経過に伴うより高い効率とより安定した色性能を実現するための蛍光体技術の継続的な開発が行われています。パッケージング技術は、より小さなパッケージからの熱抽出をより適切に管理し、より高い光束密度を可能にするために進化し続けています。さらに、高度な製造プロセスを通じて一貫性を改善しビニングのばらつきを減らすことに焦点が当てられており、これにより照明メーカーの設計が簡素化されます。