T-1 3mm 白色LEDランプ データシート - 3.0x5.0mmパッケージ - 代表順電圧3.2V - 20mA駆動 - 14.25-28.5k mcd高輝度 - 技術仕様書

1. 製品概要

本資料は、一般的なT-1（3mm）ラウンドパッケージに封止された高輝度白色発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。本デバイスは優れた光束出力を実現するよう設計されており、明るく鮮明なインジケーターや照明を必要とする用途に適しています。

中核技術として、青色光を発するInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体チップを採用しています。この青色発光は、LEDのリフレクターカップ内に塗布された蛍光体コーティングにより、広帯域の白色光に変換されます。得られる白色光は、CIE 1931色度図標準で定義される特定の色度座標によって特徴付けられます。

1.1 中核的利点とターゲット市場

本LEDシリーズの主な利点は、コンパクトで業界標準のフォームファクター内での高い発光パワーです。信頼性と、現代の環境・安全基準への適合を考慮して設計されています。

• 高光束出力：そのサイズに対して強力な明るさを実現します。
• 標準パッケージ：T-1ラウンドパッケージにより、既存のPCBフットプリントやソケットとの互換性が確保されています。
• 規制適合：本製品はRoHS（有害物質使用制限指令）、EU REACH規則に準拠し、ハロゲンフリー（臭素(Br)および塩素(Cl)含有量が特定の制限値を満たす）に分類されます。
• ESD耐性：最大4kVの静電気放電（ESD）耐圧を特徴とし、取り扱い時の堅牢性を高めています。

ターゲットアプリケーションは多岐にわたり、明確で明るい信号表示が最重要となる分野に焦点を当てています。主な市場には、メッセージパネルやディスプレイのバックライト、民生・産業用電子機器の状態表示や光学インジケーター、各種マーカーライト用途などが含まれます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

信頼性の高い回路設計と長期性能のためには、デバイスの限界値と動作特性を十分に理解することが重要です。

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生じる可能性のある応力限界を定義します。これらの限界値以下またはでの動作は保証されておらず、信頼性の高い性能のためには避けるべきです。

• 連続順方向電流（I_F）：30 mA
• ピーク順方向電流（I_FP）：100 mA（デューティサイクル1/10、周波数1kHz時）
• 逆電圧（V_R）：5 V
• 電力損失（P_d）：100 mW
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +100°C
• はんだ付け温度（T_sol）：最大5秒間、260°C（フローまたはリフローはんだ付け）。

2.2 電気光学特性（Ta=25°C）

これらのパラメータは標準試験条件下で測定され、順方向電流（I_F）20mAで駆動した場合のデバイスの代表的な性能を示します。

• 順方向電圧（V_F）：2.8 V（最小）、3.2 V（代表）、3.6 V（最大）。LED両端の代表的な電圧降下は3.2Vです。
• 光度（I_V）：14,250 mcd（最小）、28,500 mcd（最大）。実際の光度はビニングされます（セクション3参照）。
• 指向角（2θ_1/2）：15度（代表）。この狭い指向角により光出力が集中し、高い軸上光度に寄与します。
• 色度座標：CIE 1931色度図に基づき、x=0.29、y=0.30（代表）。これは発光の特定の白色点を定義します。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時、50 µA（最大）。

3. ビニングシステムの説明

製造ばらつきを管理し、精密な選択を可能にするため、LEDは主要パラメータごとにビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

LEDは、20mA時の測定光度に基づいて選別されます。これにより、設計者は用途に適した輝度グレードを選択できます。

• ビン W：14,250 ～ 18,000 mcd
• ビン X：18,000 ～ 22,500 mcd
• ビン Y：22,500 ～ 28,500 mcd

光度の全体的な許容差は±10%です。

3.2 順方向電圧ビニング

LEDは順方向電圧降下にも応じてビニングされ、これは電源設計や並列接続時の電流均一性確保に重要です。

• ビン 0： V_F= 2.8V ～ 3.0V
• ビン 1： V_F= 3.0V ～ 3.2V
• ビン 2： V_F= 3.2V ～ 3.4V
• ビン 3： V_F= 3.4V ～ 3.6V

順方向電圧の測定不確かさは±0.1Vです。

4. 性能曲線分析

データシートには、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曲線が記載されています。

4.1 相対光度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力（相対光度）が順方向電流とともに増加することを示していますが、特に高電流域では完全に線形ではありません。推奨連続電流（30mA）を超えてLEDを駆動すると、効率低下や経年劣化の加速を招く可能性があります。

4.2 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

I-V曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。電流が顕著に増加し始める膝電圧は、この白色LEDで約2.8Vから3.0Vです。安定した光出力のためには、電圧駆動ではなく安定した電流駆動が不可欠です。

4.3 相対光度 vs. 周囲温度

LEDの光出力は温度に依存します。この曲線は通常、周囲温度（T_a）が上昇するにつれて光度が減少することを示しています。特に最大温度限界付近で動作する場合、輝度を維持するためにはアプリケーションにおける効果的な熱管理が必要です。

4.4 色度座標 vs. 順方向電流

このグラフは、白色光の色（その色度座標）が駆動電流の変化に伴ってわずかにシフトする可能性があることを示しています。色が重要な用途では、安定した白色点を維持するために定電流ドライバーが必須です。

4.5 分光分布

相対光度 vs. 波長のプロットは発光スペクトルを示します。青色チップ＋蛍光体システムを使用する白色LEDは、強い青色のピーク（InGaNチップ由来）とより広い黄色/赤色の発光帯（蛍光体由来）を示します。合成されたスペクトルが演色評価数（CRI）および相関色温度（CCT）を決定しますが、特定のCCTはこのデータシートには記載されていません。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なT-1（3mm）ラジアルリードパッケージに収められています。主要寸法は以下の通りです：

• 全体直径：約5.0 mm（最大）。
• リード間隔：2.54 mm（標準0.1インチピッチ、リードがパッケージから出る部分で測定）。
• 全高：可変ですが、エポキシレンズとリードを含みます。フランジ下の樹脂突出は最大1.5mmです。
• リード線径：部品挿入用標準。

特に指定がない限り、全ての寸法公差は±0.25mmです。設計者は、正確なPCB穴配置と立ち入り禁止領域のために詳細な機械図面を参照する必要があります。

5.2 極性識別

ラジアルリードLEDの場合、極性は通常2つの特徴で示されます：長いリードがアノード（陽極）であり、カソード（陰極）リード近くのプラスチックレンズの縁に平坦部または切り欠きが設けられていることが多いです。逆バイアス損傷を防ぐため、組み立て時には正しい極性を守らなければなりません。

6. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

LEDへの機械的または熱的損傷を防ぐため、適切な取り扱いとはんだ付けが重要です。

6.1 リード成形

• 曲げ加工は、エポキシレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で行わなければなりません。
• リード成形は常にはんだ付け工程の
• 前
• に行ってください。
• 曲げ加工中にLEDパッケージ本体に応力を加えないでください。

リードは室温で切断してください。ホットカッターの使用は故障の原因となる可能性があります。

• PCBの穴はLEDリードと完全に一致させ、取り付け応力を避けてください。
• 6.2 保管条件
• 推奨保管条件：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%。
• 元の出荷袋内での棚寿命：3ヶ月。

長期保管（最大1年）の場合は、窒素雰囲気と乾燥剤を入れた密閉容器に保管してください。

結露を防ぐため、湿気の多い環境での急激な温度変化は避けてください。

6.3 はんだ付けプロセス

• はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離は3mmでなければなりません。
• 手はんだ：

はんだごて先温度：最大300°C（最大30Wのごての場合）。

• リードあたりのはんだ付け時間：最大3秒。
• フローまたはディップはんだ付け：
• 予熱温度：最大100°C（最大60秒間）。

はんだ浴温度：最大260°C。

• 浴中接触時間：最大5秒。
• 重要な注意事項：
• はんだ付けでLEDが熱くなっている間にリードに応力を加えないでください。

LEDを複数回のはんだ付けサイクル（ディップ/手はんだ）にさらさないでください。

エポキシレンズをフラックスのはねや洗浄溶剤から保護してください。

7. 梱包および発注情報

• 7.1 梱包仕様LEDは、輸送および保管中の静電気放電（ESD）および湿気損傷を防ぐために梱包されています。
• 一次梱包：静電気防止バッグ。
• バッグあたり数量：200～500個。
• 二次梱包：5袋を1つの内箱に入れます。

三次梱包：

10個の内箱を1つの外箱に梱包します。

• 7.2 ラベル説明バッグおよび段ボール箱のラベルには、トレーサビリティと識別のための以下の情報が含まれています：
• P/N：部品番号（特定の製品コード）。
• CAT：カテゴリーコード。光度と順方向電圧の組み合わせビンを示します（例：光度ビンY、電圧ビン1を表すコード）。
• HUE：色ランクまたは色度ビン。
• LOT No：品質追跡のための製造ロット番号。

QTY：

梱包内の個数。

• 8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項8.1 代表的なアプリケーションシナリオ
• メッセージパネル＆バックライト：その高輝度と狭い指向角は、明るく読みやすい文字が必要なセグメントまたはドットマトリクスディスプレイのバックライトに理想的です。
• 光学インジケーター：高視認性が要求される機器の状態表示灯、電源オンインジケーター、警告灯などに最適です（周囲光下でも）。

マーカーライト：

• 位置表示灯、非常口サイン、または低照度の建築アクセント照明に適しています。8.2 回路設計上の考慮事項_{電流制限：}常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバーを使用してください。抵抗値は R = (V_F電源_F - V_F) / I_F の式で計算します。V
• が低い場合に電流が限界を超えないようにするため、ビンまたはデータシートの最大Vを使用してください。_F並列接続：
• 個別の電流制限素子なしでLEDを直接並列接続することは避けてください。Vのばらつきにより電流の偏りが生じ、1つのLEDが大部分の電流を引き受け早期に故障する可能性があります。
• 熱管理：電力損失は低い（最大100mW）ですが、十分な通風を確保し、LEDをPCB上の他の熱源の近くに配置しないでください。高い接合温度は光出力と寿命を低下させます。

逆電圧保護：

最大逆電圧はわずか5Vです。ACまたは双極性信号アプリケーション、または逆接続の可能性がある場合には、LEDと並列に保護ダイオード（カソードとアノード、アノードとカソードを接続）を含めて逆電圧をクランプしてください。

• 9. 技術比較と差別化一般的な3mm白色LEDと比較して、本デバイスは以下の明確な利点を提供します：
• 高輝度ビン：最大光度28,500 mcdにより、標準的な3mm LED（通常2,000～10,000 mcd程度）よりも大幅に高い輝度を実現します。
• 狭い指向角（15°）：光束をより狭いビームに集中させ、より広い指向角（例：30°や60°）のLEDと比較して高い軸上（オンアクシス）光度をもたらします。指向性照明アプリケーションにおける重要な差別化要因です。_z統合ツェナーダイオード（オプション/保護機能付きバージョン）：_z定格におけるツェナー逆電圧（V
• ）と電流（I）の記載は、一部のバリエーションに統合された逆電圧保護ツェナーダイオードが含まれている可能性を示唆しており、これは基本的なLEDパッケージでは一般的ではありません。

包括的な規制適合：

ハロゲンフリー、REACH、RoHS基準への明示的な適合は、欧州などの規制市場をターゲットとする設計者や、厳格な環境方針を持つ企業にとって重要な要素です。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: どの駆動電流を使用すべきですか？

A1: 標準試験条件および推奨動作点は20 mAです。絶対最大定格である連続30 mAまで駆動することは可能ですが、これにより電力損失が増加し、より多くの熱が発生し、動作寿命が短縮される可能性があります。輝度、効率、寿命の最適なバランスのためには、20 mAが推奨されます。

Q2: 光度ビニングはどのように解釈すればよいですか？

A2: パッケージラベルのビンコード（W、X、Y）は、そのロットのLEDの保証される最小および最大光度を示しています。例えば、ビンYのLEDはこのシリーズで最も明るいものになります。生産における輝度の一貫性のため、発注時に必要なビンを指定してください。

Q3: このLEDは屋外用途に使用できますか？

A3: 動作温度範囲（-40°C～+85°C）は多くの屋外環境をサポートします。ただし、エポキシレンズ材料は、長時間の直射日光にさらされると紫外線劣化や黄変の影響を受けやすく、光出力の低下や色の変化を引き起こす可能性があります。過酷な屋外使用には、紫外線耐性のあるシリコーン製レンズを備えたLEDがより適しています。

Q4: なぜ指向角がそんなに狭いのですか？

A4: 狭い15°の指向角は、非常に高い軸上光度（ミリカンデラで測定）を達成するための設計上の特徴です。光はより狭いビームに集中されます。より広い領域の照明が必要な場合は、より広い指向角（例：60°）のLEDを選択することになりますが、その軸上光度は低くなります。

11. 動作原理

このLEDは、半導体におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。ダイオードのバンドギャップを超える順方向電圧が印加されると、InGaN活性領域内で電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。InGaN合金の特定の組成により、波長約450-470 nmの青色光が発光します。

この青色光は直接放出されるわけではありません。代わりに、リフレクターカップ内に塗布された蛍光体材料（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、YAG:Ce）の層に衝突します。蛍光体は高エネルギーの青色光子を吸収し、黄色および赤色領域の広いスペクトルにわたって低エネルギーの光子を再放出します。人間の目は、残存する青色光と変換された黄色/赤色光の混合を白色として知覚します。白色の正確な色合い（クール、ニュートラル、ウォーム）は、青色光と黄色/赤色光の比率によって決定され、これは蛍光体の組成と厚さによって制御されます。

• 12. 技術トレンド説明されている技術は、LEDから白色光を生成するための成熟し広く採用されているアプローチを表しています。青色チップ＋蛍光体方式はコスト効率が良く、色温度の制御性に優れています。業界の現在のトレンドには以下が含まれます：
• 効率向上（lm/W）：InGaNチップ設計、蛍光体効率、パッケージ構造の継続的な改善により、光束効率がさらに向上し、同じ光出力に対するエネルギー消費が削減され続けています。
• 色品質の向上：演色評価数（CRI）を高めるための多蛍光体ブレンド（赤色蛍光体の追加）の開発が進み、LED光下でのより自然で正確な色再現が可能になっています。
• 小型化＆高密度実装：これはスルーホール部品ですが、より広い市場のトレンドは、自動実装と高密度照明アレイのためのより小さな表面実装デバイス（SMD）パッケージ（例：2835、2016、1515）に向かっています。