7070 ホワイトLED データシート - サイズ 7.0x7.0x2.8mm - 電圧 37.3V - 電力 7.46W - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、7070パッケージのT7Cシリーズ高電力ホワイトLEDの仕様を詳細に説明します。本製品は、高い光束出力と堅牢な熱性能を必要とするアプリケーション向けに設計されています。コンパクトな7.0mm x 7.0mmのフットプリントに熱性能を強化したパッケージを収めており、要求の厳しい照明ソリューションに適しています。

Core Advantages: The key strengths of this LED series include its high current capability (up to 240mA continuous), high luminous flux output (typical values ranging from 900lm to over 1300lm depending on bin), and a wide 120-degree viewing angle. The package is designed for efficient heat dissipation, supporting reliable operation. It is compliant with Pb-free reflow soldering processes and adheres to RoHS standards.

Target Markets: Primary applications include architectural and decorative lighting, retrofit lighting solutions, general illumination, and backlighting for indoor and outdoor signage. Its performance characteristics make it ideal for both professional and commercial lighting projects where brightness and longevity are critical.

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 電気光学特性

全ての測定は、接合部温度（Tj）25°C、順方向電流（IF）200mAで規定されています。光束は相関色温度（CCT）によって変化します。演色性指数（CRIまたはRa）80の2700K LEDの場合、代表的な光束は900ルーメン（lm）、最小値は800 lmです。3000K以上のCCT（4000K、5000K、5700K、6500K）の場合、代表的な光束は985 lm、最小値は900 lmで、いずれもRa80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 電気・熱パラメータ

Absolute Maximum Ratings: The device must not be operated beyond these limits. The maximum continuous forward current (IF) is 240 mA. The maximum pulse forward current (IFP) is 360 mA under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (PD) is 9600 mW. The maximum reverse voltage (VR) is 5 V. The operating temperature range (Topr) is -40°C to +105°C. The maximum junction temperature (Tj) is 120°C.

Electrical/Optical Characteristics at Tj=25°C: The typical forward voltage (VF) at IF=200mA is 37.3V, with a range from 36V (min) to 40V (max), and a measurement tolerance of ±3%. The typical viewing angle (2θ1/2) is 120 degrees. The typical thermal resistance from the junction to the solder point (Rth j-sp) is 2.5 °C/W. The Electrostatic Discharge (ESD) withstand voltage is 1000V (Human Body Model).

3. ビニングシステムの説明

3.1 型番体系

型番は以下の構造に従います：T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □。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：2700Kは'27'）、X3（演色性コード、Ra80は'8'）、X4（直列チップ数）、X5（並列チップ数）、X6（コンポーネントコード）、X7（カラーコード、例：85°C ANSIは'R'）。

3.2 光束ビニング

LEDは、IF=200mA、Tj=25°Cでの光束出力に基づいてビンに分類されます。各CCTには、定義された最小・最大光束範囲を持つ特定のビンコードがあります。例えば、4000K、Ra82のLEDは、GW（900-950 lm）、GX（950-1000 lm）、3A（1000-1100 lm）、3B（1100-1200 lm）、または3C（1200-1300 lm）としてビニングされます。これにより、設計者はアプリケーションに応じて一貫した明るさのLEDを選択できます。

3.3 順方向電圧ビニング

LEDは、IF=200mAでの順方向電圧（VF）によってもビニングされます。主なビンは6L（36Vから38V）と6M（38Vから40V）の2つで、測定許容差は±3%です。同じ電圧ビンからLEDを選択することで、並列回路での均一な電流分布を確保するのに役立ちます。

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システムを使用して定義されます。データシートには、各CCTコード（例：2700Kの27R5）について、25°Cと85°Cの両方での中心座標（x, y）と楕円パラメータ（a, b, Φ）が提供されています。これにより、LEDの視覚的なマッチングが保証されます。Energy Starのビニング規格は、2600Kから7000Kまでの全製品に適用されます。色度座標の許容差は±0.005です。

4. 性能曲線分析

The datasheet includes several key graphs for design analysis. Figure 1 shows the Color Spectrum at Tj=25°C, illustrating the spectral power distribution. Figure 2 depicts the Viewing Angle Distribution, confirming the Lambertian-like emission pattern. Figure 3 plots Relative Intensity versus Forward Current, showing how light output increases with current. Figure 4 shows the relationship between Forward Current and Forward Voltage (IV Curve). Figure 5 is critical for thermal design, showing how Relative Luminous Flux decreases as Ambient Temperature rises at a fixed current of 200mA. Figure 6 shows how Relative Forward Voltage changes with Ambient Temperature.

5. 機械的・パッケージ情報

LEDは7070表面実装デバイス（SMD）パッケージです。パッケージ寸法は長さ・幅ともに7.00mm、高さは2.80mmです。詳細な寸法図には、はんだパッドのレイアウトが示されており、極性を示すアノード端子とカソード端子が明確にマークされています。PCB設計用の推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されており、寸法には7.50mm x 7.50mmのパッドエリアと特定の間隔が含まれます。図面には、パッケージ内の直列および並列チップ接続の位置も示されています。規定されていない公差は全て±0.1mmです。

6. はんだ付け・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

本LEDは、鉛フリーリフローはんだ付けに適しています。詳細な温度プロファイルが提供されています：150°Cから200°Cまで60-120秒で予熱します。ピーク温度までの最大上昇速度は3°C/秒です。液相線以上（TL=217°C）の時間は60-150秒であるべきです。ピーク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以内の時間は最大30秒であるべきです。最大下降速度は6°C/秒です。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。このプロファイルを遵守することは、LEDへの熱ダメージを防ぐために極めて重要です。

7. アプリケーションノートと設計上の考慮点

7.1 熱管理

効果的な放熱は、性能と寿命にとって最も重要です。低い熱抵抗（2.5 °C/W）は接合部からの良好な熱伝達を示していますが、これはPCBとヒートシンクが効果的に熱を放散できる場合にのみ機能します。総消費電力は最大7.46W（200mA * 37.3V）に達する可能性があります。設計者は、動作接合部温度が最大120°Cを十分に下回り、理想的には最適な寿命のために85°C以下に保たれるようにしなければなりません。これは、光束対温度曲線に示されています。

7.2 電気駆動

これらのLEDは、指数関数的なIV特性のため、定電圧源ではなく定電流ドライバを必要とします。高い順方向電圧（約37V）は、標準的な低電圧LEDドライバが適さないことを意味します。より高い電圧（例：>40V）で安定した電流を供給できるドライバが必要です。複数のLEDを接続する場合、同一の電流を確保するために直列接続が推奨されますが、ドライバは合計電圧を供給しなければなりません。並列接続が避けられない場合は、電流の偏りを防ぐために、順方向電圧の入念なビニングが不可欠です。

7.3 光学統合

広い120度の視野角により、このLEDは二次光学系なしで広く均一な照明を必要とするアプリケーションに適しています。集光ビームの場合は、適切なレンズまたはリフレクターを選択する必要があります。小さく明るい光源は、特定のアプリケーションでグレアやホットスポットを除去するために拡散板を必要とする場合があります。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: What driver current should I use?
A: The device is characterized at 200mA, which is the recommended operating point for the specified flux and lifetime. It can be driven up to the absolute maximum of 240mA, but this will increase junction temperature and may reduce lifespan. Always refer to the derating curves.

Q: How do I interpret the luminous flux bins?
A: The bin code (e.g., GW, 3A) defines a guaranteed range of light output. For consistent brightness in an array, specify LEDs from the same flux bin and, if possible, the same voltage bin.

Q: Is a heatsink necessary?
A> Yes, absolutely. With a typical power of over 7W, a properly designed metal-core PCB (MCPCB) or other heatsinking method is required to maintain a safe junction temperature. The thermal resistance value is measured on an MCPCB, indicating this is the intended mounting method.

Q: Can I use wave soldering?
A: The datasheet only specifies reflow soldering parameters. Wave soldering is generally not recommended for such packages due to the extreme and uneven thermal stress it can impose.

9. 実践的設計ケーススタディ

10,000ルーメンを必要とするハイベイ照明器具の設計を考えてみましょう。3Cビン（代表値1200-1300 lm）の4000K LEDを使用する場合、約8-9個のLEDが必要になります。直列構成では、約300mA（余裕を見て200mAより少し高め）の電流を供給でき、出力電圧が9 * 40V = 360Vを超えるドライバが必要です。より実用的なアプローチは、4-5個のLEDを直列に接続した2つの並列ストリングを使用することかもしれません。この場合、電圧ビンの慎重なマッチングと、2つの独立したチャンネルまたは電流バランス回路を持つドライバが必要です。熱設計では、合計約70Wの熱を放散しなければならず、LEDが取り付けられたMCPCBが熱的に結合された十分な大きさのアルミニウムヒートシンクが必要です。

10. 技術原理とトレンド

10.1 動作原理

このクラスのホワイト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、パッケージ内部の蛍光体コーティングによってより長い波長（黄色、赤色）に変換されます。青色光と蛍光体変換光の混合により、白色光が得られます。CCTとCRIは、蛍光体層の正確な組成と厚さによって決定されます。高い電圧は、単一パッケージ内で複数の半導体接合が直列に接続されていることを示しています。

10.2 業界トレンド

高電力LED市場は、発光効率（ルーメン毎ワット）の向上、色品質と一貫性の改善（より厳密なビニング）、およびより高い動作温度での信頼性の向上に焦点を当て続けています。また、器具メーカーにとって光学設計と熱設計を簡素化する標準化されたパッケージ（7070など）へのトレンドもあります。さらに、ドライバの統合とスマート制御性は、プロフェッショナル照明システムにおいてますます重要な機能となっています。