334-15/T2C5-1 QSB LEDランプ データシート - T-1 3/4パッケージ - 最大3.6V - 110mW - 白色 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度白色LEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、コンパクトな業界標準パッケージ内で、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ています。

1.1 主要な特徴と製品位置付け

このLEDの主な利点は、InGaNチップと蛍光体変換システムを組み合わせ、一般的なT-1 3/4ラウンドパッケージに収めることで実現された高輝度です。これは、明るく鮮明な表示が最も重要となるアプリケーションに適しています。本製品は、RoHS、EU REACH、およびハロゲンフリー基準（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）に準拠することを念頭に設計されています。また、最大4KV（HBM）の耐電圧を備えた静電気放電（ESD）保護機能も備えています。デバイスは、バルクまたはテープリールに巻かれた状態で提供され、自動組立プロセスに対応しています。

1.2 ターゲットアプリケーション

高い光束出力と標準的なフォームファクターにより、このLEDは以下の主要なアプリケーション分野に最適です：

• メッセージパネルおよびディスプレイ：情報表示用の看板に明るく読みやすい照明を提供します。
• 光学インジケータ：電子機器の状態表示や警告インジケータとして機能します。
• バックライト：小型パネル、スイッチ、またはシンボルの照明に使用します。
• マーカーライト：位置や境界のマーキングを必要とするアプリケーションで使用されます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、デバイスの電気的、光学的、および熱的限界と特性について、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、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。これらの条件下での動作は保証されません。

• 連続順方向電流（I_F）：30 mA。この値を超える連続DC電流でLEDを駆動してはいけません。
• ピーク順方向電流（I_FP）：100 mA（デューティサイクル1/10、1 kHz時）。これにより、より高い電流の短いパルスが可能となり、マルチプレクシングや瞬間的な高輝度の実現に有用です。
• 逆電圧（V_R）：5 V。これより大きい逆バイアス電圧を印加すると、LED接合部が損傷する可能性があります。
• 電力損失（P_d）：110 mW。これは、パッケージが熱として放散できる最大許容電力であり、V_F* I_F.
• 動作温度（T_opr）：-40 から +85 °C。信頼性の高い動作のための周囲温度範囲です。
• 保存温度（T_stg）：-40 から +100 °C。
• ESD耐性（HBM）：4 kV。静電気放電保護のレベルを指定します。
• ツェナーダイオード逆電流（I_z）：100 mA。保護用のツェナーダイオードが内蔵されており、この最大電流制限があります。
• はんだ付け温度（T_sol）：260 °C、5秒間。リフローはんだ付けプロファイルの許容範囲を定義します。

2.2 電気光学特性

これらは、25°Cで測定された代表的な性能パラメータです。設計者は回路計算にこれらを使用する必要があります。

• 順方向電圧（V_F）：I_F=20mA時、2.8Vから3.6V。この範囲は、電流制限回路またはドライバを必要とします。代表値はこのビン範囲内に収まります。
• ツェナー逆電圧（V_z）：I_z=5mA時、代表値5.2V。これは、内蔵保護ダイオードの降伏電圧です。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時、最大50 µA。逆バイアス時のわずかなリーク電流です。
• 光度（I_V）：I_F=20mA時、3600から7150 mcd（ミリカンデラ）。これは主要な性能指標であり、非常に高い輝度を示します。具体的な値はビンコード（Q、R、S）によって決定されます。
• 指向角（2θ_1/2）：代表値50度。これは、光度がピーク軸値の半分に低下する全角です。ビームの広がりを定義します。
• 色度座標（CIE 1931）：代表値 x=0.29、y=0.28。これらの座標は、CIE色度図上の白色点の色を定義します。実際の座標は指定された色ランク（A1、A0、B3、B4、B5、B6、C0）内に収まります。

2.3 熱に関する考慮事項

110mWの電力損失限界と85°Cまでの動作温度は遵守する必要があります。接合温度を超えると、光束出力が低下（効率ドループ）し、寿命が短くなります。高電流での連続動作には、放熱のための適切なPCBレイアウトが推奨されます。

3. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは主要なパラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

LEDは、20mAで測定された光度に基づいて3つのビン（Q、R、S）に分類されます：
•ビン Q：3600 - 4500 mcd
•ビン R：4500 - 5650 mcd
•ビン S：5650 - 7150 mcd
光度測定には±10%の許容差があります。

3.2 順方向電圧ビニング

LEDは、20mA時の順方向電圧降下によっても4つのグループ（0、1、2、3）にビニングされます：
•ビン 0：2.8V - 3.0V
•ビン 1：3.0V - 3.2V
•ビン 2：3.2V - 3.4V
•ビン 3：3.4V - 3.6V
V_Fの測定不確かさは±0.1Vです。

3.3 色度座標ビニング（色度）

白色点は厳密に管理され、CIE 1931図上の7つの色ランク：A1、A0、B3、B4、B5、B6、C0によって定義されます。データシートには、色度図上の各ランクの特定の四角形領域（x、y座標の角で定義）が提供されています。代表的な製品グループ（グループ1）は、ビンA1、A0、B3、B4、B5、B6、C0を組み合わせたものです。色度座標の測定不確かさは±0.01です。図は、これらのランクが約4600Kから22000Kまでの相関色温度（CCT）の一定線に対してプロットされており、ビン全体で生成される白色光が暖白色から冷白色まで変化し得ることを示しています。

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ついての洞察を提供します。

4.1 相対強度 vs. 波長

この曲線（本文では完全には詳細化されていませんが、暗示されています）は、白色光のスペクトルパワー分布を示します。InGaN青色チップに基づく蛍光体変換白色LEDとして、スペクトルはチップからの主要な青色ピークと、蛍光体からのより広い黄緑赤色発光帯を特徴とし、これらが組み合わさって白色光を生成します。

4.2 指向性パターン

指向性プロットは、光の空間分布を示し、50度の代表的な指向角に対応します。中心軸からの角度が増加するにつれて強度がどのように減少するかを示します。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

この基本的な曲線は、LED接合部の電流と電圧の間の指数関数的関係を示します。設計者はこれを使用して、目標電流に必要な駆動電圧を決定し、適切な電流制限回路を設計します。曲線は、約2.8V付近でターンオン電圧を示し、その後は電圧のわずかな増加で電流が急激に上昇します。

4.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が駆動電流にどのように依存するかを示します。光度は、より高い電流密度での効率ドループにより、電流に対して一般的にサブリニアに増加します。これは、最適な輝度と効率のためにLEDを駆動する決定に役立ちます。

4.5 色度座標 vs. 順方向電流

このグラフは、白色点の色（x、y座標）が駆動電流の変化とともにどのようにシフトする可能性があるかを示します。いくらかの変動は一般的であり、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。

4.6 順方向電流 vs. 周囲温度

このデレーティング曲線は信頼性にとって重要です。周囲温度が上昇するにつれて最大許容順方向電流を示し、接合温度が安全限界内に収まるようにします。高い周囲温度（例：85°C付近）での動作では、駆動電流を最大定格値から低減する必要があります。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは、2本のアキシアルリードを備えた標準的なT-1 3/4（5mm）ラウンドパッケージを使用します。主要な寸法上の注意点は以下の通りです：
• すべての寸法はミリメートル（mm）です。
• 特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25mmです。
• リード間隔は、リードがパッケージ本体から出る点で測定されます。
• フランジ下の樹脂の最大突出は1.5mmです。
詳細図面には、全体の直径、レンズ形状、リードの直径と長さ、およびシーティングプレーンが示されます。

5.2 極性識別

一般的に、長いリードはアノード（正極）を示し、短いリードはカソード（負極）を示します。カソードは、プラスチックレンズリムの平らな部分やフランジの切り欠きでも示される場合があります。逆バイアス損傷を防ぐため、正しい極性が不可欠です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは、デバイスの完全性と性能を維持するために重要です。

6.1 リード成形

• エポキシ樹脂バルブの基部から少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げ、シールへのストレスを避けてください。
• リード成形ははんだ付けの soldering.
• 前に実施してください。成形中にパッケージにストレスをかけないように注意してください。内部接続やエポキシ樹脂を損傷する可能性があります。
• リードフレームは室温で切断してください。高温での切断は故障を誘発する可能性があります。
• PCBの穴がLEDリードと完全に一致するようにして、取り付けストレスを避けてください。これはエポキシ樹脂とLEDの劣化を招く可能性があります。

6.2 はんだ付けパラメータ

• はんだ接合部からエポキシ樹脂バルブまでの距離を3mm以上確保してください。
• はんだ付けは、リード上のタイバーの基部を超えてはなりません。
• 手はんだ：はんだごて先端温度最大300°C（最大30Wのごて）、はんだ付け時間最大3秒。
• 波/ディップはんだ付け：最大予熱温度100°C、最大60秒。

6.3 保管条件

• 出荷後の推奨保管条件：30°C以下、相対湿度70%以下。
• これらの条件下での保管寿命は3ヶ月です。
• 3ヶ月を超え1年までの保管には、デバイスを窒素雰囲気と吸湿材を入れた密閉容器に保管してください。
• 特に高湿度環境では、結露を防ぐために急激な温度変化を避けてください。

7. 梱包および注文情報

7.1 梱包仕様

LEDは、静電気放電と湿気の侵入を防ぐために梱包されています：
•一次梱包：帯電防止袋。
•二次梱包：内箱。
•三次梱包：外箱。
•梱包数量：袋あたり200-500個、内箱あたり5袋、外箱あたり10内箱。

7.2 ラベル説明

梱包上のラベルには以下の情報が含まれます：
•CPN：顧客の生産番号。
•P/N：生産番号（品番）。
•QTY：梱包数量。
•CAT：光度および順方向電圧ビンの組み合わせランク。
•HUE：色ランク（例：A1、B4）。
•REF： Reference.
参照。LOT No：トレーサビリティのためのロット番号。

7.3 型番指定

品番は以下の構造に従います：334-15/T2C5-□ □ □ □。四角は、光度、順方向電圧、および色度座標の特定のビン選択のコードを表し、アプリケーション要件を満たす正確な注文を可能にします。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 駆動回路設計

順方向電圧範囲（2.8-3.6V）と電流への感度のため、可能であれば単純な直列抵抗よりも定電流ドライバの使用を強く推奨します。特に、温度や電圧変動にわたる均一な輝度と安定性のためです。ドライバは、連続（30mA）およびピーク（100mAパルス）電流の絶対最大定格を超えないように設計する必要があります。

8.2 熱管理

高電流での連続動作や高温環境での動作では、熱経路を考慮してください。パッケージはヒートシンク用に設計されていませんが、リードがPCB上の十分な銅面積にはんだ付けされていることを確認することで、放熱を助け、接合温度を下げ、寿命を延ばし、光出力を維持することができます。

8.3 光学統合

50度の指向角は広いビームを提供します。集光やコリメーションを必要とするアプリケーションでは、T-1 3/4パッケージ用に設計された二次光学部品（レンズ、リフレクタ）を使用できます。ウォータークリア樹脂レンズは、そのような光学部品との使用に適しています。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 5Vまたは12V電源からこのLEDを駆動する最良の方法は何ですか？
A: 5V電源の場合、直列抵抗を使用できますが、その値はLEDの実際のV_Fビンに基づいて計算し、正しい電流を確保する必要があります。12V電源の場合、またはより良い安定性のためには、専用の定電流LEDドライバICまたはシンプルなトランジスタベースの定電流源回路の使用を推奨します。

Q: このLEDをパルス駆動してより明るく見せることはできますか？
A: はい、ピーク順方向電流定格（デューティサイクル1/10、1kHz時100mA）を使用できます。DC定格よりも高い電流でパルス駆動することで、より高い瞬間輝度を達成でき、十分に高速でパルス駆動（PWM）すれば、人間の目には輝度が増加していると知覚される可能性があります。平均電力損失が110mWを超えないようにしてください。

Q: 異なるユニット間での白色の一貫性はどの程度ですか？
A: 色の一貫性は、定義された7つの色ランク（A1からC0）を通じて管理されます。非常に厳密な色合わせを必要とするアプリケーションでは、注文時に単一の色ランク（HUE）を指定してください。単一ランク内の典型的な色度のばらつきは、CIE図上のその四角形領域によって定義されます。

Q: 電流制限抵抗は必要ですか？
A: 絶対に必要です。LEDは電流駆動デバイスです。LEDの順方向電圧を超える電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、デバイスを瞬時に破壊する可能性があります。常に直列抵抗または能動的な電流制御を使用してください。

10. 動作原理と技術

このLEDは、蛍光体変換方式によって白色光を生成します。デバイスの中心は、インジウムガリウムナイトライド（InGaN）で作られた半導体チップであり、順方向バイアス時に青色光を発します（エレクトロルミネセンス）。この青色光は直接放出されません。代わりに、チップは黄色（または緑と赤の混合）の蛍光体材料で満たされたリフレクタカップ内に封止されています。チップからの青色光子が蛍光体粒子に衝突すると、それらは吸収され、より長い波長（ストークスシフト）で再放出され、主にスペクトルの黄色領域になります。変換されずに残った青色光と蛍光体からの広帯域黄色光の組み合わせが混ざり合い、白色光として知覚されます。青色と蛍光体発光の特定の比率、および正確な蛍光体組成が、白色光の相関色温度（CCT）と演色性評価数（CRI）を決定し、これらはビニングプロセスを通じて制御されます。