7070 ホワイトLED データシート - パッケージ 7.0x7.0x0.8mm - 順電圧 37.7V - 電力 10.6W - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、7070パッケージを採用した高輝度白色発光ダイオード（LED）T7Cシリーズの仕様を詳細に説明します。本製品は、高い光束出力と信頼性を必要とする一般照明および建築照明用途向けに設計されています。

1.1 中核的利点

本LEDは、高電力用途における熱管理に極めて重要な、熱性能を強化したパッケージ設計を採用しています。これにより、長寿命化と安定した光束出力の維持を実現します。高い光束出力を提供し、高い順電流での動作が可能です。コンパクトなパッケージと広い視野角により、多様な照明器具への適合性に優れています。また、鉛フリー（Pbフリー）リフローはんだ付けプロセスに対応し、RoHS環境基準への適合を考慮して設計されています。

1.2 対象用途

• 屋内照明器具。
• 従来光源を置き換えるためのリフォームランプ。
• 一般照明用途。
• 建築・装飾照明。

2. 技術パラメータ分析

2.1 電気光学特性

主要な電気光学性能は、順電流（IF）280mA、接合部温度（Tj）25°Cで測定されます。光束は相関色温度（CCT）によって変化します。演色評価数（CRIまたはRa）80の2700K CCTの場合、代表的な光束は1160ルーメン（lm）、最小値は1000 lmです。3000Kから6500K（Ra80）のCCTでは、代表的な光束は1300 lm、最小値はCCTに応じて1100-1200 lmです。光束測定の許容差は±7%、CRI測定の許容差は±2です。

2.2 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がある限界値を定義します。絶対最大順電流（IF）は350 mAです。パルス順電流（IFP）は、特定の条件下（パルス幅≤100μs、デューティサイクル≤1/10）で525 mAに達することができます。最大許容損失（PD）は14000 mWです。逆電圧（VR）は5 Vを超えてはなりません。動作温度範囲（Topr）は-40°Cから+105°Cです。保存温度範囲（Tstg）は-40°Cから+85°Cです。最大接合部温度（Tj）は120°Cです。リフローはんだ付け温度（Tsld）は、最大10秒間で230°Cまたは260°Cと規定されています。

2.3 電気的/光学的特性

標準試験条件（Tj=25°C）下では、280mA時の代表的な順電圧（VF）は37.7Vで、範囲は36V（最小）から40V（最大）、許容差は±3%です。逆電流（IR）は、5V逆バイアス時に最大10 μAです。視野角（2θ1/2）（強度がピークの半分に低下する全角として定義）は、代表値で120°です。接合部からはんだ付けポイントまでの熱抵抗（Rth j-sp）は、代表値で1.8 °C/Wです。デバイスの静電気放電（ESD）耐圧は1000V（人体モデル）です。

3. ビニングシステムの説明

3.1 品番体系

品番は以下の構造に従います：T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]。主要なコードは以下の通りです：X1（タイプコード：7070パッケージは7C）、X2（CCTコード：例：27は2700K、30は3000K）、X3（演色性：8はRa80）、X4（直列チップ数）、X5（並列チップ数）、X6（部品コード）、X7（カラーコード：例：Rは85°C ANSI規格）。

3.2 光束ビニング

LEDは光束ビンに分類されます。例えば、4000K、Ra80のLEDの場合、ビン3Cは1200-1300 lm、ビン3Dは1300-1400 lm、ビン3Eは1400-1500 lmをカバーします。他のCCTについても同様のビニングが存在し、必要な輝度レベルに基づいた選択が可能です。

3.3 順電圧ビニング

順電圧もビニングされます。コード6LはIF=280mA時のVF範囲36-38Vを、コード6Mは38-40Vをカバーします。

3.4 色度ビニング

色の一貫性は、CIE色度図上の5ステップマクアダム楕円によって定義されます。本資料は、様々なCCT（2700K用27R5、3000K用30R5など）について、25°Cおよび85°Cでの中心座標（x, y）と楕円パラメータ（a, b, Φ）を提供しており、厳密な色制御を示しています。2600Kから7000KのCCTにはEnergy Starビニングが適用されます。色度座標の許容差は±0.005です。

4. 性能曲線分析

データシートは、いくつかの主要な性能グラフ（図1から図6）を参照しています。これらは通常、動作パラメータとデバイス性能の関係を示しています。図1：スペクトル25°Cにおけるスペクトルパワー分布を示します。図2：指向性分布空間放射パターンを描いています。図3：順電流 vs. 相対強度駆動電流に対する光出力の変化を示します。図4：順電流 vs. 順電圧IV特性曲線です。図5：周囲温度 vs. 相対光束光出力の温度による減衰を説明しています。図6：周囲温度 vs. 相対順電圧順電圧が温度とともにどのように変化するかを示します。これらの曲線は、回路設計と熱管理に不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本LEDは7070表面実装デバイス（SMD）パッケージを使用しています。外形寸法は長さ・幅ともに7.00 mmです。パッケージ高さは0.80 mmです。本資料には、2直列2並列の内部チップ構成に対応した2つのアノードパッドと2つのカソードパッドのレイアウトを示す詳細な寸法図が含まれています。主要なパッド寸法には、幅2.80 mmと間隔が含まれます。極性は明確にマークされています。特に指定がない限り、寸法公差は±0.1 mmです。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

LEDを損傷することなく確実に実装するために、詳細なリフローはんだ付けプロファイルが提供されています。主要なパラメータは以下の通りです：150°Cから200°Cまで60-120秒で予熱。ピーク温度までの最大上昇レートは3°C/秒。液相線温度（TL=217°C）以上の時間は60-150秒。ピーク時のパッケージ本体温度（Tp）は260°Cを超えてはなりません。このピーク温度の±5°C以内の時間（tp）は最大30秒。最大下降レートは6°C/秒。25°Cからピーク温度までの総時間は8分を超えてはなりません。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮点

7.1 熱管理

高い電力損失（280mA、37.7Vで最大10.6W）を考慮すると、効果的な熱管理が極めて重要です。低い熱抵抗（1.8 °C/W）は有利ですが、特に温度による光束の減衰（図5）を考慮し、接合部温度を安全な限界内に保つためには、設計の優れた金属基板プリント回路基板（MCPCB）やその他の放熱ソリューションが必要です。最大接合部温度（120°C）を超えると、寿命と信頼性が大幅に低下します。

7.2 電気的駆動に関する考慮点

指数関数的なIV関係（図4）のため、本LEDは定電圧源ではなく定電流源で駆動する必要があります。ドライバーは高い順電圧（代表値37.7V）に耐える定格を持たなければなりません。5Vを超える電圧スパイクや逆バイアスを避けるよう注意が必要です。パルス電流耐量により、パルス幅変調（PWM）による調光が可能ですが、規定されたデューティサイクルとパルス幅の制限を遵守しなければなりません。

7.3 光学設計

広い120°の視野角により、本LEDは二次光学系なしで広く均一な照明を必要とする用途に適しています。集光ビームが必要な場合は、適切なレンズまたはリフレクターが必要になります。設計者は、最終製品の輝度と色の一貫性を確保するために、ビニング選択（光束、CCT、Vf）を考慮する必要があります。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

8.1 実際の消費電力は？

代表的な動作点である280mAおよび37.7Vでは、入力電力は約10.56ワット（0.28A * 37.7V）です。これに応じて電源および熱システムを設計してください。

8.2 適切なビンをどのように選択しますか？

希望する光色（暖白色、昼白色など）に基づいてCCTビン（X2）を選択します。アプリケーションで必要な光出力レベルに基づいて光束ビン（例：3C、3D）を選択します。電圧ビン（6L、6M）は、特に複数LEDアレイにおいて電流マッチングを確保するために、ドライバー設計において重要になる場合があります。

8.3 絶対最大電流の350mAで駆動できますか？

可能ではありますが、絶対最大定格で駆動するとより多くの熱が発生し（VF~37.7Vと仮定して約13.2W）、接合部温度が上昇し、光束維持率の低下を加速させます。熱設計が特に堅牢でない限り、最適な寿命と信頼性のためには、絶対最大定格以下、おそらく試験電流の280mAで動作することが一般的に推奨されます。

8.4 "Pb-free Reflow Soldering Application"とはどういう意味ですか？

これは、LEDパッケージに使用されている材料が、従来の錫鉛はんだよりも一般的に融点が高い鉛フリーはんだ合金を使用する高温はんだ付けプロセスに対応していることを意味します。提供されているリフロープロファイルは、そのようなプロセス向けに設計されています。

9. 技術原理とトレンド

9.1 動作原理

白色LEDは通常、青色発光の窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップを使用します。青色光の一部は、チップをコーティングした蛍光体層によってより長い波長（黄色、赤色）に変換されます。青色光と変換された光の混合が、人間の目には白色として知覚されます。相関色温度（CCT）と演色評価数（CRI）は、蛍光体の組成と濃度によって制御されます。

照明業界は、より高い効率（ルーメン毎ワット）、改善された色品質（より高いCRI、赤色再現性のためのより良いR9）、そしてより高い信頼性を求め続けています。7070のようなパッケージは、特定の用途において従来のスルーホールやCOB（Chip-on-Board）パッケージと比較して良好な熱性能を提供し、製造を簡素化する、標準化された高電力SMD LEDへのトレンドの一部です。また、完成した照明器具における色と輝度の一貫性を確保するための精密なビニングとより厳しい公差にも焦点が当てられています。

The lighting industry continues to demand higher efficacy (lumens per watt), improved color quality (higher CRI, better R9 for red rendering), and greater reliability. Packages like the 7070 are part of a trend towards standardized, high-power SMD LEDs that offer good thermal performance and simplify manufacturing compared to older through-hole or COB (Chip-on-Board) packages for certain applications. There is also a focus on precise binning and tighter tolerances to ensure color and brightness consistency in finished luminaires.