334-15/T1C3-7TVA LEDランプ データシート - 白色光 - 30度視野角 - 20mA - 3.2V 代表値 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度白色LEDランプである334-15/T1C3-7TVAの技術仕様を提供します。本デバイスは、コンパクトなパッケージから優れた光束出力を実現するように設計されており、明るく信頼性の高い照明を要求するアプリケーションに適しています。そのコア設計は、InGaNチップと蛍光体充填リフレクターを組み合わせ、青色発光を理想的な白色光に変換する技術を採用しています。

1.1 主な利点

• 高輝度:標準駆動電流20mAにおいて、最大14250 mcdを達成可能。
• 最適化された熱性能:効率的な放熱を実現する低熱抵抗パッケージを採用し、長期信頼性に貢献します。
• 規格適合:本製品は、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー要件（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl <1500 ppm）を含む主要な環境・安全規格への適合を考慮して設計されています。
• 安定した白色光:蛍光体変換技術により、安定した望ましい白色色度を保証します。

1.2 主な用途

このLEDは、堅牢で明るい点光源照明を必要とする市場を主なターゲットとしています。

• 車載照明:車室内照明、ダッシュボードインジケーター、補助信号灯に最適です。
• 電子サイン・信号機:状態表示灯、バックライトパネル、情報表示装置に適しています。
• 一般照明:アクセント照明、装飾照明、その他コンパクトで明るい白色光源が必要な用途に使用できます。

2. 技術パラメータ詳細

以下のセクションでは、デバイスの主要な性能パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を提供します。

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生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。この限界値以下または限界値での動作は保証されません。

• 連続順方向電流 (I_F):20 mA。これは連続動作で推奨される最大DC電流です。
• ピーク順方向電流 (I_FP):100 mA。パルス条件（デューティサイクル 1/10 @ 1 kHz）でのみ許容されます。
• 逆電圧 (V_R):5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 電力損失 (P_d):110 mW。周囲温度Ta=25°Cにおいてパッケージが放散できる最大電力です。
• 動作温度 (T_opr):-40°C ～ +85°C。通常動作時の周囲温度範囲です。
• 保存温度 (T_stg):-40°C ～ +100°C。
• ESD (HBM):4000 V。中程度の静電気放電保護レベルを示します。
• 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限界を定義します。

2.2 電気光学特性

これらは、特に断りのない限り、Ta=25°C、I_F=20mAで測定された代表的な電気的・光学的性能パラメータです。

• 順方向電圧 (V_F):2.8V ～ 3.6V。指定電流を流したときのLED両端の電圧降下です。代表値は約3.2Vです。
• 光度 (I_V):7150 mcd ～ 14250 mcd。この広い範囲はビニングシステム（セクション3参照）によって管理されます。出力は電流に強く依存します。
• 視野角 (2θ_1/2):30度（代表値）。これは、光度がピーク軸上強度の少なくとも半分となる角度の広がりを定義します。
• 色度座標 (x, y):代表値はx=0.31、y=0.30で、白色点はCIE図上の標準白色領域内に位置します。特定のビンはより狭い座標範囲を定義します。
• ツェナー保護:本デバイスは、逆電圧 (V_Z) 5.2V（代表値、I_Z=5mA時）の統合ツェナーダイオードを内蔵しており、逆電圧過渡現象に対する基本的な保護を提供します。

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、LEDは性能別にビン（区分）に分類されます。これにより、設計者は輝度や電圧に関する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 光度ビニング

LEDは、I_F=20mAで測定された光度に基づき、3つのビンに分類されます。各ビン内の許容差は±10%です。

• ビン T:7150 mcd (最小) ～ 9000 mcd (最大)
• ビン U:9000 mcd (最小) ～ 11250 mcd (最大)
• ビン V:11250 mcd (最小) ～ 14250 mcd (最大)

3.2 順方向電圧ビニング

LEDは、I_F=20mA時の順方向電圧降下に応じてもビニングされ、測定不確かさは±0.1Vです。これは、特に並列アレイにおいて、一貫した電流駆動回路の設計に役立ちます。

• 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

3.3 色ビニング

白色点は、CIE色度図上の特定の領域内で制御されます。本製品は、複数の色ランク（B5-1からB6-4）を単一のグループ指定（グループ7）の下にまとめています。各ランクはx座標とy座標の境界が定義されており、測定不確かさは±0.01です。このグループ化により、一般的な用途で許容される相関色温度（CCT）範囲内に白色光が収まることが保証されます。

4. 性能曲線分析

提供されている特性曲線は、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 相対強度 vs. 波長

この曲線は、発せられる白色光の分光パワー分布を示します。通常、InGaNチップからの主な青色ピークと、蛍光体からのより広い黄緑色ピークを特徴とします。組み合わされたスペクトルが、演色評価数（CRI）と白色光の知覚色を決定します。

4.2 指向性パターン

放射パターングラフは30度の視野角を確認し、中心軸からの角度が増加するにつれて光度がどのように減少するかを示します。これは、LEDランプに一般的な古典的なランバートまたはニアランバートパターンです。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

この指数関数的な曲線は、LED駆動回路設計の基礎となります。電流と電圧の非線形関係を示しています。オン電圧点を超えるわずかな電圧の増加は電流の大幅な増加を引き起こし、電圧源ではなく電流制限ドライバーの必要性を強調しています。

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依存することを示しています。光度は一般に電流とともに増加しますが、高電流では効率低下（ドループ）と接合部温度の上昇により、線形性が低下する可能性があります。

4.5 色度座標 vs. 順方向電流

このグラフは、色安定性を理解する上で重要です。白色点（x, y座標）が駆動電流の変化に伴ってどのようにシフトする可能性があるかを示しています。動作電流範囲全体で安定した座標は、一貫した色性能のために望ましいです。

6.6 順方向電流 vs. 周囲温度

このデレーティング曲線は、周囲温度が上昇するにつれて許容される最大順方向電流を示します。過熱を防止し信頼性を確保するため、高い周囲温度（最大T_opr+85°Cに近い）で動作する場合は、駆動電流を低減する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは、標準的なラジアルリードパッケージ（しばしばランプパッケージと呼ばれる）を採用しています。主な寸法上の注意点は以下の通りです:

• 全ての寸法はミリメートル（mm）です。
• 図面に特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25 mm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。
• フランジ下部の樹脂の最大許容突出は1.5 mmです。
• パッケージ図面には、リード径、本体サイズ、全高を含む、PCBフットプリント設計に重要な寸法が記載されています。

5.2 極性識別

カソードは通常、レンズ上のフラットスポット、短いリード、または寸法図に示すようなパッケージ本体上のその他のマーキングで示されます。組立時には正しい極性を守る必要があります。

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、LEDの性能と信頼性を維持するために不可欠です。

6.1 リード成形

• 曲げ加工は、内部ダイとワイヤーボンドへのストレスを避けるため、エポキシボールベースから少なくとも3 mm離れた場所で行ってください。
• はんだ付け工程の前にリードを成形してください。
• 成形中にパッケージに機械的ストレスを加えないでください。
• リード切断は室温で行ってください。高温での切断は故障の原因となります。
• PCBの穴がLEDリードと完全に合うようにし、取り付けストレスを避けてください。

6.2 はんだ付けパラメータ

• 手はんだ:はんだごて先温度 ≤ 300°C（最大30W用）、はんだ付け時間 ≤ リードあたり3秒。はんだ付け箇所からエポキシボールまでの最小距離を3 mm保ってください。
• フロー/ディップはんだ付け:予熱温度 ≤ 100°C（最大60秒）、はんだ浴温度 ≤ 260°C、最大浸漬時間5秒。

6.3 保管条件

• 受領後の推奨保管条件: ≤ 30°C、相対湿度（RH）≤ 70%。これらの条件下での棚寿命は3ヶ月です。
• 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LEDを保管してください。
• 湿気の多い環境での急激な温度変化は避け、デバイスへの結露を防止してください。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは、静電気放電（ESD）と湿気による損傷を防ぐように梱包されています。

• 一次梱包:200個から500個入りの静電気防止バッグ。
• 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つのマスター（外）箱に梱包します。

7.2 ラベル説明

梱包ラベルには、顧客部品番号（CPN）、生産番号（P/N）、梱包数量（QTY）、光度と順方向電圧の組み合わせランク（CAT）、色ランク（HUE）、参照（REF）、ロット番号（LOT No）など、いくつかの主要な識別子が含まれています。

7.3 型番指定

完全な部品番号は334-15/T1C3-7TVAです。構造（334-15/T1C3-□ □ □ □）は、末尾の文字（四角で表される）が、おそらく光度（例：V）、順方向電圧（例：1）、およびその他の属性の特定のビンを指定しており、希望する性能グレードを正確に発注できることを示唆しています。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 ドライバ回路設計

指数関数的なI-V特性のため、安定かつ効率的な動作（特に温度変動時）には、単純な直列抵抗や電圧源よりも定電流ドライバの使用を強く推奨します。ドライバは最大20mA DCを供給するように設計する必要があります。内蔵ツェナーダイオードは基本的な保護を提供しますが、すべての過渡現象に対して十分ではない可能性があります。過酷な電気環境（例：車載）では、追加の外部保護回路（TVSダイオードなど）を検討すべきです。

8.2 熱管理

パッケージは低熱抵抗ですが、性能と寿命を維持するためには適切な放熱が不可欠です。最大電力損失は110mWです。代表的なV_F=3.2V、I_F=20mAでは、電力損失は64mWとなり、十分なマージンがあります。しかし、高い周囲温度のアプリケーションや、熱伝導性の低いPCBに実装された場合、接合部温度が上昇し、光出力の低下、光束維持率の加速劣化、色ずれの可能性が生じます。LEDのフランジ下のPCBに十分な気流または放熱ビアを確保してください。

8.3 光学統合

30度の視野角は比較的集中したビームを提供します。異なるビームパターン（より広くまたは狭く）を必要とするアプリケーションでは、レンズやリフレクターなどの二次光学部品を使用する必要があります。小さなパッケージサイズは、狭いスペースやアレイへの統合を容易にします。

9. 技術比較とポジショニング

一般的な非ビニングLEDと比較して、本デバイスは詳細なビニングシステムを通じて保証された性能パラメータを提供します。これは、複数のユニット間で一貫した輝度と色を必要とするアプリケーション（例：インジケータクラスタ、バックライトアレイ）にとって重要です。基本的なツェナー保護の内蔵は、保護機能のないLEDに比べて利点であり、逆電圧の可能性がある環境での回路設計を簡素化します。ラジアルパッケージから得られる高輝度（最大14250 mcd）の組み合わせは、高い点輝度が必要な従来の白熱灯を使用していたアプリケーションにおいて競争力があります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを3.3V電源で駆動できますか？

A: 直接は駆動できません。順方向電圧は2.8Vから3.6Vの範囲です。3.3V電源では、一部のユニット（ビン0）はかろうじて点灯するかもしれませんが、急峻なI-V曲線のため、他のユニット（ビン2または3）は深刻な過駆動状態となり、急速に故障します。常に20mA以下に設定された電流制限回路を使用してください。

Q: このLEDの代表的な寿命はどれくらいですか？

A: LEDの寿命（多くの場合L70 - 初期光出力の70%に低下するまでの時間として定義）は、このデータシートでは明示されていません。寿命は動作条件、主に接合部温度に大きく依存します。推奨される20mA以下で良好な熱管理を行って動作すれば、数万時間の寿命が得られます。

Q: 自分のアプリケーションに適したビンをどのように選択すればよいですか？

A: 必要な最低輝度に基づいて光度ビン（T, U, V）を選択してください。ドライバ回路設計に基づいて順方向電圧ビンを選択してください。同じ電圧ビンのLEDを使用することで、並列配置した場合の均一な電流分担が確保されます。色グループ（7）はこの部品番号で固定されています。

Q: このLEDは屋外使用に適していますか？

A: 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、データシートはパッケージ自体の侵入保護（IP）規格を指定していません。屋外使用の場合、LEDは湿気や汚染物質から保護するために、適切にポッティングされるか、密閉された器具内に収容される必要があります。

11. 設計・使用事例

シナリオ: コンパクトな状態表示パネルの設計

設計者は、制御パネル用に20個の明るい白色インジケーターを必要としています。ユーザーエクスペリエンスにとって輝度の一貫性が重要です。

実装:

1. 設計者は、最大輝度のためにビンV、一貫した順方向電圧（約3.1V）のためにビン1の334-15/T1C3-7TVA LEDを選択します。

2. 400mA（20mA x 20 LED）を供給可能な単一の定電流ドライバICを選択します。LEDは直並列構成で接続され、すべてのストリングが同じ数のLEDを持つようにして電流バランスを維持します。これは同じ電圧ビンを使用することで補助されます。

3. PCBレイアウトには、放熱を助けるためにグランドプレーンに接続されたサーマルリリーフパッドを含めます。

4. 30度の視野角は、パネルの小さな開口穴に最適で、過度な光漏れなく、明確で指向性のある光を提供します。

このアプローチにより、均一で明るく信頼性の高いインジケーターパネルが確保されます。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体におけるエレクトロルミネセンスの原理で動作します。コアはInGaN（窒化インジウムガリウム）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で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。InGaN合金の特定の組成は青色光を発するように調整されています。この青色光は直接放出されません。代わりに、パッケージのリフレクターカップ内に充填された蛍光体コーティング（通常はYAG:Ce - 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）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、黄緑色範囲の広いスペクトルで低エネルギーの光子を再放出します。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。この方法は、蛍光体変換白色LED技術と呼ばれます。

13. 技術トレンドと背景

334-15/T1C3-7TVAは、成熟した高信頼性LED技術を代表するものです。ラジアルリードパッケージは、最先端の民生電子機器ではあまり一般的ではありませんが、機械的堅牢性やレガシー設計との互換性のためにスルーホール実装が好まれる自動車、産業、特殊照明の分野では依然として重要です。業界のトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性、より高い最大接合温度に向かっています。5050、3535、2835などの表面実装デバイス（SMD）パッケージは、自動組立への適合性から、大量生産アプリケーションで現在主流となっています。しかし、このランプスタイルLEDの特定の性能パラメータ、厳格なビニング、信頼性への焦点は、最小限のフォームファクターよりもこれらの属性を優先するニッチ市場での継続的な関連性を保証します。