T1-3/4 LEDランプ 334-15/T1C1-4WYA データシート - 5mmパッケージ - 3.2V 標準 - 15度視野角 - 白色光 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、一般的なT-1 3/4ラウンドパッケージに封入された高輝度白色LEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスはInGaN半導体チップを用いて設計されています。このチップから発せられる青色光は、反射カップ内に塗布された蛍光体層によって白色光に変換されます。この設計は、高輝度と明確な視認性を要求するアプリケーションに最適化されています。

このLEDの中核的な利点は、高い発光出力と、既存の設計への容易な統合を可能にするコンパクトで業界標準のフォームファクタです。産業用制御パネル、民生電子機器、サインなど、幅広いターゲット市場に適しています。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、これらの限界を超えて動作させてはいけません。

• 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 @ 1 kHz)
• 逆電圧 (V_R):5 V
• 電力損失 (P_d):110 mW
• 動作温度 (T_opr):-40°C ～ +85°C
• 保管温度 (T_stg):-40°C ～ +100°C
• ESD耐性 (HBM):4 kV
• はんだ付け温度 (T_sol):最大5秒間、260°C。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、標準試験条件下で周囲温度 (T_a) 25°Cにおいて測定されます。

• 順方向電圧 (V_F):I_F= 20 mAにおいて、2.8 V (最小)、3.2 V (標準)、3.6 V (最大)。
• 光度 (I_V):I_F= 20 mAにおいて、14250 mcd (最小)、標準値は指定なし、28500 mcd (最大)。
• 視野角 (2θ_1/2):I_F= 20 mAにおいて、15度 (標準)。
• 色度座標:I_F= 20 mAにおいて、CIE 1931標準に基づき、x = 0.30 (標準)、y = 0.29 (標準)。
• 逆電流 (I_R):V_R= 5Vにおいて、50 μA (最大)。
• ツェナー逆電圧 (V_z):I_z= 5 mAにおいて、5.2 V (標準)。これは、統合保護ツェナーダイオードの存在を示します。

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は主要な性能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、20 mAで測定された最小および最大光度に基づいて、3つのビン (W, X, Y) に分類されます。

• ビン W:14250 mcd ～ 18000 mcd
• ビン X:18000 mcd ～ 22500 mcd
• ビン Y:22500 mcd ～ 28500 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はまた、20 mAにおける順方向電圧降下によって4つのグループ (0, 1, 2, 3) にビニングされます。

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

順方向電圧の測定不確かさは±0.1Vです。

3.3 カラー組み合わせ

色出力は特定のグループによって定義されます。この製品の場合、指定されたグループは4であり、これはカラーランクA0、B5、B6の組み合わせに対応します。これらのランクは、白色点が制御された領域内に収まるように、CIE色度図上の特定の領域を定義します。

4. 性能曲線分析

データシートは、回路設計と熱管理に不可欠ないくつかの特性曲線を提供します。

4.1 相対強度 vs. 波長

この曲線は、白色光出力のスペクトル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、より広い黄色の蛍光体発光を特徴とし、これらが組み合わさって白色光を形成します。

4.2 指向性パターン

光強度の空間分布を示す極座標プロットで、狭い15度の視野角を確認できます。パターンは、軸上で高い強度を示し、より広い角度では急速に減少します。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

このグラフは、ダイオードに典型的な電流と電圧の指数関数的関係を示します。電流制限回路の設計に不可欠です。曲線は、オン電圧と動作領域での動的抵抗を示します。

4.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が駆動電流とともにどのように増加するかを示します。推奨動作範囲内では一般的に線形ですが、非常に高い電流では飽和したり効率低下が発生したりする可能性があります。

4.5 色度座標 vs. 順方向電流

このプロットは、白色点（色温度と色合い）が駆動電流の変化とともにどのようにシフトするかを示し、色が重要なアプリケーションにおいて重要です。

4.6 順方向電流 vs. 周囲温度

このデレーティング曲線は、周囲温度の関数としての最大許容順方向電流を示します。信頼性を確保し過熱を防ぐため、高温で動作する場合は駆動電流を減らす必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは、ウォータークリア樹脂レンズを備えたT-1 3/4 (5mm) ラウンドパッケージに収められています。主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、デフォルトの許容差は±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。
• フランジ下部の樹脂の最大突出は1.5mmです。

寸法図は、レンズ直径、パッケージ高さ、リード長、リード直径の正確な寸法を提供します。

5.2 極性識別

カソードは通常、プラスチックフランジの縁の平らな部分、または短いリードによって識別されます。データシートの図にはアノードとカソードが明確にマークされています。

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重要です。

6.1 リード成形

• 曲げ加工は、エポキシ樹脂バルブの基部から少なくとも3mm離れた場所で行う必要があります。
• はんだ付け前にリードを成形してください。
• 曲げ加工中にパッケージに応力を加えないでください。内部損傷や破損の原因となる可能性があります。
• リードは室温で切断してください。
• 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≤70%。
• 出荷後の保管寿命：推奨条件下で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を使用してください。
• 結露を防ぐため、湿気の多い環境での急激な温度変化を避けてください。

6.3 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最小距離を3mm保ってください。

• 手はんだ:はんだごて先温度≤300°C (最大30Wのごて)、はんだ付け時間≤3秒。
• フロー/ディップはんだ付け:予熱温度≤100°C (≤60秒)、はんだ浴温度≤260°Cで≤5秒。

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:帯電防止バッグ。
• 数量:バッグあたり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

梱包のラベルには、顧客部品番号 (CPN)、生産部品番号 (P/N)、梱包数量 (QTY)、光度および電圧のビニングコード (CAT)、カラーランク (HUE)、参照 (REF)、ロット番号 (LOT No) が含まれています。

7.3 型番指定

部品番号334-15/T1C1-4WYAは、基本部品番号 (334-15)、パッケージタイプ (T1)、チップタイプ/色 (C1)、およびカラーグループ、光度、電圧グループのビニングコードなどの要素が埋め込まれた特定のコーディング構造に従います。最終的なプレースホルダーコード（四角で表される）の正確な解読は、完全な部品番号キーで定義されます。

8. アプリケーション提案

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 & サイン:情報表示装置の高輝度インジケータライトに最適です。
• 光学インジケータ:高視認性が要求される産業機器、民生家電、自動車ダッシュボードの状態表示灯に適しています。
• バックライト:レジェンド、シンボル、または小型LCDパネルの小規模バックライトに使用できます。
• マーカーライト:位置またはマーカーライトとして効果的です。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限:順方向電流を安全な値（通常、最適な性能と寿命のために20 mA）に制限するために、常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。
• 電力損失は低いですが、十分な換気を確保し、PCB上でLEDを密に配置しないでください。局所的な加熱は光出力と寿命を低下させる可能性があります。ESD保護:
• デバイスは4kV HBM ESD保護を備えていますが、組立中は標準的なESD取り扱いの注意事項を遵守する必要があります。光学設計:
• 狭い15度の視野角により、このLEDは指向性照明に適しています。より広い照明には、二次光学部品（拡散板やレンズなど）が必要になる場合があります。9. 技術比較と差別化

標準的なT1 3/4 LEDと比較して、このデバイスは大幅に高い光度を提供し、優れた明るさが必要なアプリケーションに適しています。逆電圧保護のための統合ツェナーダイオードは、電圧スパイクや極性誤接続が発生する可能性のある回路設計の堅牢性を高める貴重な機能です。強度、電圧、色の特定のビニングは、設計者に予測可能な性能を提供し、大量生産製品の一貫性にとって重要です。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

10.1 推奨動作電流は何ですか？

電気光学特性は20 mAで規定されており、これは標準試験条件であり、明るさ、効率、信頼性の最適なバランスをとるための典型的な推奨動作点です。

10.2 このLEDを30 mAで連続駆動できますか？

絶対最大連続電流は30 mAですが、この限界で動作するとより多くの熱が発生し、LEDの寿命を短縮する可能性があります。アプリケーションの熱設計がより高い電力損失を特に考慮していない限り、通常は最大値以下の20 mAで動作することが推奨されます。

10.3 カラービンA0、B5、B6はどのように解釈しますか？

これらは、CIE 1931色度図上の特定の四角形（または領域）を定義するコードです。LEDは生産後にテストされ、その色度座標 (x, y) が測定されます。座標がA0、B5、またはB6の定義された領域内に収まる場合、LEDはそのカラーランクに割り当てられます。グループ4は、所望の全体的な白色点特性を達成するために、これら3つのランクからLEDを特定の割合で混合したものです。

10.4 電流制限抵抗は必要ですか？

はい、絶対に必要です。LEDは電流駆動デバイスです。その順方向電圧には許容差 (2.8V ～ 3.6V) があります。直列抵抗なしで3.3Vや5Vレールなどの電圧源に直接接続すると、制御不能な電流が流れ、最大定格を容易に超え、LEDを瞬時に破壊する可能性があります。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：高視認性ステータスインジケータパネルの設計

設計者は、産業機械用の制御パネルを作成しており、いくつかの明るく明確なステータスインジケータ（例：電源オン、故障、スタンバイ）を必要としています。パネルは、明るい環境で数メートル離れた場所から見られます。

選択理由:

このLEDの高光度（最大28,500 mcd）は、明るい環境光の中でも視認性を確保します。狭い15度の視野角は光をビームに集中させ、インジケータを明確な点光源として見せます。回路設計:

各LEDは、トランジスタスイッチを介した5Vロジック信号によって駆動されます。直列抵抗は、標準順方向電圧 (3.2V) と所望の20 mA電流に基づいて計算されます：R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90オーム。標準の91オーム、1/4W抵抗が選択されます。統合ツェナーダイオードは、メンテナンス中に極性が誤って逆になった場合にLEDを保護します。レイアウト:

LEDは放熱を可能にするためにPCB上に適切に間隔をあけて配置されます。リードは基板に挿入され、フローはんだ付け中は、温度プロファイルが260°Cで5秒以内の制限内に収まるように制御されます。12. 動作原理の紹介

このLEDは、窒化インジウムガリウム (InGaN) で作られた半導体ヘテロ構造に基づいています。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、約450-470 nmの波長の青色光を発するように調整されています。

この青色光は、チップを囲む反射カップ内に塗布された蛍光体コーティング（通常、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に基づく）に当たります。蛍光体は青色光子の一部を吸収し、黄色領域の広いスペクトルで光を再放出します。人間の目は、残りの青色光と放出された黄色光の混合物を白色として知覚します。この方法は、蛍光体変換白色LED技術として知られています。

13. 技術トレンド

白色LEDの開発は、チップ技術と蛍光体技術の両方の進歩によって推進されてきました。トレンドには、発光効率の向上（ワットあたりのルーメン数の増加）、より自然な白色光のための演色性指数 (CRI) の改善、およびより高い信頼性と長寿命の実現が含まれます。パッケージングのトレンドは、小型化、より高い電力密度を処理するための改善された熱管理、および設計統合を容易にするためのフットプリントの標準化に焦点を当てています。高度な蛍光体システムを備えたInGaNベースの青色チップの使用は、固体光源から高強度白色光を生成するための主要かつ最も効率的な技術であり続けています。

The development of white LEDs has been driven by advancements in both chip and phosphor technology. Trends include increasing luminous efficacy (more lumens per watt), improving color rendering index (CRI) for more natural-looking white light, and achieving higher reliability and longer lifetimes. Packaging trends focus on miniaturization, improved thermal management to handle higher power densities, and standardization of footprints for easier design integration. The use of InGaN-based blue chips with advanced phosphor systems remains the dominant and most efficient technology for generating high-intensity white light from solid-state sources.