高出力白色LED 3.0x3.0x0.55mm - 順方向電圧5.8-7.2V - 電力2.16W - 英語技術データシート

1. 製品概要

この高出力白色LEDは、青色チップと蛍光体を組み合わせて白色光を生成します。デバイスはEMC（エポキシ成型コンパウンド）パッケージに収められ、外形寸法は3.0mm×3.0mm×0.55mmで、要求の厳しい照明アプリケーションにコンパクトで堅牢なソリューションを提供します。主な特徴として、120°の非常に広い視野角、すべてのSMT実装およびはんだプロセスへの適合性、自動実装用のテープ＆リールによる供給があります。LEDはRoHS準拠で、湿度感受性レベルは3です。代表的な用途は、LCD、テレビ、モニターのバックライト、スイッチやシンボルの照明、光学インジケータ、屋内ディスプレイ、管状ランプ、一般照明です。順方向電圧5.8V～7.2V（300mA時）、光束140lm～220lmで、高い輝度と信頼性のある性能を実現します。

2. 技術パラメータの詳細分析

2.1 電気的／光学的特性（Ts=25℃時）

次の表は、はんだ温度25℃、順方向電流300mAで測定した主要な電気的および光学的パラメータをまとめたものです。

• 順方向電圧（VF）：最小5.8V、標準6.0V（グラフより）、最大7.2V。
• 逆方向電流（IR）：最大10µA（VR=10V時）。
• 光束（Φ）：最小140lm、標準180lm、最大220lm。
• 指向角（2θ1/2）：標準120°。
• 熱抵抗（RTHJ-S）：標準12℃/W。

絶対最大定格：消費電力2160mW、順方向電流300mA、ピーク順方向電流450mA（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）、逆方向電圧10V、ESD（HBM）2000V、動作温度-40℃～+85℃、保存温度-40℃～+100℃、接合部温度115℃。

2.2 順方向電圧と光束のビン範囲

IF=300mA時、順方向電圧は5.8-6.0V（ビンTB）から7.0-7.2V（ビンTN）の範囲でビン分けされます。光束は140-145lm（ビンT140）から240-245lm（ビンT240）までビン分けされます。正確なビンコードは電圧ビンと光束ビンの組み合わせで、顧客は特定の特性を持つデバイスを選択できます。C.I.E.色度図は、複数の色ビン（D00、D01、...、H00、H01、...、K00、K01、...、T00、T01、...）を提供し、一貫した白色色座標を実現します。各ビンには表1-4に示すように正確なCIE-xおよびCIE-yコーナー座標があり、厳密な色管理を保証します。

3. 性能曲線分析

3.1 順方向電圧 vs 順方向電流

順方向電圧は順方向電流の増加に伴って上昇します。5.5Vでは電流はほぼゼロ、7Vでは約300mAに達します。この関係は高出力LEDに典型的であり、電圧駆動ではなく電流制御が必要であることを示しています。

3.2 順方向電流 vs 相対強度

相対強度は0から300mAまで直線的に増加し、300mAで約100%に達します。これは高い効率と予測可能な出力を示しています。

3.3 はんだ温度 vs 相対強度

はんだ温度が25℃から115℃に上昇すると、相対強度は約85%までわずかに低下します。設計者は光出力を維持するために熱ディレーティングを考慮する必要があります。

3.4 はんだ温度 vs 順方向電流

最大許容順方向電流は、過熱を防ぐためにはんだ温度の上昇に伴って減少します。Ts=25℃では最大電流300mA、85℃では約200mAに低下します。このディレーティングは信頼性のある動作に不可欠です。

3.5 順方向電圧 vs はんだ温度

順方向電圧は温度上昇に伴ってわずかに低下します（約-2mV/℃）。20℃から120℃で、VFは約6.20Vから6.02Vに低下します。

3.6 放射ダイアグラム

このLEDは120°の広い指向角を持ちます。相対発光強度は-60°から+60°の範囲で50%以上を維持し、±90°でほぼゼロになります。これにより、広範囲の照明を必要とする用途に最適です。

3.7 色度座標 vs はんだ温度

CIE xおよびy座標は温度によってわずかに変化します。温度が25℃から85℃に上昇すると、白色点はxおよびy値が大きくなる方向（より暖色）に移動します。色精度が重要な設計では、このシフトを考慮する必要があります。

3.8 スペクトル分布

相対発光強度は450nm（青色）と560nm（蛍光体黄緑）付近にピークがあり、400-700nmの広いスペクトルをカバーします。白色光は青色チップの発光と黄色蛍光体の組み合わせによって生成されます。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

パッケージサイズは3.00mm×3.00mm、高さ約0.55mmです。上面図には2つのコンタクトパッド（アノードとカソード）があり、それぞれ1.45mm×0.46mmです。底面図には同じパッドと追加のマーキングが表示されます。極性はパッケージの切り欠きまたはマーキングで示されます（図1-4参照）。はんだ付けパターンでは、最適なはんだ接合部形成のために、2.26mm×0.69mmのパッドを0.46mmのギャップで配置することを推奨します。特に指定がない限り、すべての寸法公差は±0.2mmです。

4.2 キャリアテープとリール

LEDは、ピッチP1=4.0mm、P2=2.0mmのキャリアテープにパッケージされています。テープ幅は8.0mmで、ポケットサイズはA0=3.2±0.1mm、B0=3.3±0.1mm、K0=1.4±0.1mmです。リールの外径は178mm、内側ハブ径は59mm、幅は16.9mmです。各リールには5000個が含まれています。

4.3 ラベリングと防湿対策

ラベルには、部品番号、仕様番号、ロット番号、光束（Ф）、色度（XY）、順方向電圧（VF）、波長（WLD）、数量（QTY）、日付（DATE）のビンコードが含まれています。パッケージは乾燥剤入りの防湿バッグに密封され、ESD警告ラベルが貼られています。

5. はんだ付けと実装ガイドライン

5.1 リフローはんだ付けプロファイル

標準的なリフローはんだ付けプロファイルを推奨します：150℃から200℃まで60～120秒間予熱、最大3℃/sで最高温度260℃まで昇温（255℃以上は最大10秒）、最大6℃/sで冷却。25℃からピークまでの合計時間は8分以内とします。リフローはんだ付けは2回以上行わないでください。

5.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付けは、こて温度300℃未満、3秒未満で行い、1回のみとします。修理は推奨しません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、事前にLEDの完全性を確認してください。

5.3 注意事項

シリコーン封止材は柔らかいため、上面に過度の圧力をかけないでください。反ったPCB領域にLEDを取り付けないでください。はんだ付け後は、機械的ストレスや急冷を加えないでください。

6. パッケージと注文情報

標準的なパッケージは1リールあたり5000個です。段ボール箱の寸法と包装プロセスは製品仕様書に示されています。ラベル形式には、すべての必要なトレーサビリティコードが含まれています。製品は、密封された防湿バッグとESD保護を備えた防湿包装プロセスで出荷されます。

7. 用途推奨事項

代表的な用途は、LCDバックライト、屋内ディスプレイ、管状ランプ、一般照明です。最適な性能を得るには、定電流ドライバを使用して順方向電流を300mAに維持してください。LEDをメタルコアPCB（MCPCB）に取り付け、適切な放熱を行うことで熱管理を考慮してください。接合部温度は115℃を超えてはなりません。回路設計では、並列ストリングの電流をバランスさせるために直列抵抗を含めてください。高硫黄環境（>100ppm）またはハロゲン化合物（BrおよびCl各>900ppm）にLEDをさらさないでください。必要に応じて洗浄にはイソプロピルアルコールを使用してください。超音波洗浄は推奨しません。

8. 技術的比較

標準的な2835または3030白色LEDと比較して、このデバイスはより高い順方向電圧（5.8-7.2V vs 一般的な3V）を持ち、内部で複数チップが直列接続されており、より高い電力密度を実現します。120°の視野角は多くの高出力LED（通常110°）よりも広いです。EMCパッケージは従来のPPAパッケージよりも優れた耐湿性と高温安定性を提供します。300mAでの約60-80lm/Wの発光効率は、高出力白色LEDとして競争力があります。色度の厳密なビン分け（複数のD、H、K、Tビン）により、生産ロット間の色の一貫性が確保されます。

9. よくある質問（FAQ）

Q: 推奨される順方向電流は？ A: 絶対最大定格は300mA DCです。最良の効率と寿命を得るには、適切な放熱のもとで280-300mAで動作させてください。

Q: より高い電流で駆動できますか？ A: ピーク電流は450mA（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）まで可能ですが、平均電流は300mAを超えてはなりません。

Q: 温度は色にどのように影響しますか？ A: 温度が上昇すると色度はわずかに変化します（x,yが増加）。色精度が重要なアプリケーションでは、能動冷却またはフィードバックを検討してください。

Q: 保存条件は？ A: 防湿バッグを開封する前は、以下で保存：<30°C /<75% RHで最大1年間。開封後は、以下で24時間以内に使用：<30°C /<60% RH。これを超えた場合は、65±5℃で24時間ベークしてください。

Q: 安全な洗浄溶剤は？ A: イソプロピルアルコールが推奨されます。シリコーンやパッケージを溶解する可能性のある溶剤は避けてください。

10. 実用的なアプリケーション事例

10インチLCDパネルのバックライトユニットでは、これらのLEDを12個直列に接続し、定電流ドライバで300mA駆動すると、約2000lmの全光束が得られ、明るい表示に十分です。広い視野角によりパネル全体の均一な照明が確保されます。管状改造ランプでは、適切なヒートシンクを備えたリニアPCB上に24個のLEDを配置することで、20Wの蛍光灯を代替し、3500ルーメン以上の光を提供し、エネルギー効率が向上し寿命が長くなります。屋内看板では、適切な間隔とレンズ光学系を備えたアレイにより、影を最小限に抑えながら高輝度を実現します。

11. 動作原理

この白色LEDは、約450nmで発光する青色InGaN（インジウムガリウムナイトライド）チップを使用しています。チップは蛍光体層（通常YAG:Ceなど）で覆われており、青色光を吸収して広い黄緑色スペクトルで再発光します。透過した青色光と蛍光体で変換された黄色光の組み合わせにより白色光が生成されます。CIE座標は蛍光体の組成と濃度を調整することで調整可能です。LEDはシリコーンで封止され、チップと蛍光体を保護し、光結合を提供します。

12. 開発動向

高出力白色LEDの動向は、より高い発光効率（チップレベルで>150 lm/W）、改善された演色性（CRI>90）、およびコンパクト設計のための小型パッケージです。EMCパッケージは、優れた熱安定性と信頼性によりPPAに取って代わりつつあります。窒化物やフッ化物蛍光体などの新しい蛍光体技術により、より広い色域と高いCRIが可能になります。複数チップの直列集積（この6Vクラスデバイスに見られるように）により、高電圧駆動が可能になり、電流とI²R損失が低減します。今後の開発には、より優れた熱経路と低コストを実現するチップスケールパッケージ（CSP）やフリップチップ設計が含まれます。