7070 ホワイトLED データシート - サイズ 7.0x7.0x2.8mm - 電圧 26-30V - 電力 10.5W - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度ホワイト発光ダイオード（LED）T7Cシリーズの仕様を詳細に説明します。このシリーズは、物理サイズが7.0mm x 7.0mmであることを示す7070パッケージフォーマットを採用しています。これらのLED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。コア設計思想は、高電流駆動能力と効率的な放熱のバランスを重視しており、過酷な照明環境にも適しています。

この製品ラインの主な市場は、一般照明および建築照明分野です。その主な利点には、電力処理能力に対するコンパクトなフットプリント、広い照射範囲を実現する広視野角、そして鉛フリーリフローはんだ付けやRoHS指令などの近代的な製造および環境基準への適合が含まれます。ターゲットアプリケーションは多岐にわたり、屋内・屋外看板のバックライトから建築アクセント照明、一般照明のリトロフィットまで、信頼性と一貫した光出力が重要な用途に適しています。

2. 技術パラメータ分析

2.1 電気光学特性

LEDの基本性能は、順方向電流（IF）300mA、接合部温度（Tj）25°Cの標準試験条件で定義されます。光束出力は、相関色温度（CCT）および平均演色評価数（CRI）と直接関連しています。例えば、CRI70（Ra70）の4000K LEDの代表的な光束は1410ルーメンで、保証最小値は1300ルーメンです。CRIが90（Ra90）に増加すると、代表出力は1170ルーメンに減少し、最小値は1000ルーメンとなり、色品質と光出力効率の典型的なトレードオフを示しています。すべての光束測定値には±7%の許容差が、CRI測定値には±2の許容差が規定されています。

2.2 電気的・熱的定格

絶対最大定格は、安全かつ信頼性の高い使用のための動作限界を確立します。最大連続順方向電流（IF）は350 mAで、特定の条件下（パルス幅≤100μs、デューティサイクル≤1/10）ではより高いパルス電流（IFP）480 mAが許容されます。最大許容損失（PD）は10.5ワットです。デバイスは最大5Vまでの逆電圧（VR）に耐えることができます。動作温度範囲（Topr）は-40°Cから+105°C、保管温度（Tstg）は-40°Cから+85°Cと規定されています。最大許容接合部温度（Tj）は120°Cです。はんだ付け温度プロファイルは組立において重要であり、リフロー工程中にピーク温度230°Cまたは260°Cを最大10秒間維持できます。

標準電気条件（IF=300mA）下では、順方向電圧（VF）は通常26Vから30Vの間にあり、許容差は±3%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、熱設計における重要なパラメータであり、代表値は1.5 °C/Wです。この低い値は、熱性能を強化したパッケージ設計を示しており、LEDチップからの熱伝達を容易にします。強度がピーク値の半分になる角度として定義される視野角（2θ1/2）は120度で、広いビームパターンを提供します。

3. ビニングシステムの説明

3.1 光束およびCCT/CRIビニング

製品は、エンドユーザーに一貫性を確保するために性能ビンに分類されます。ビニング構造は多次元的で、光束、順方向電圧、および色度をカバーしています。光束については、ビンは特定の最小および最大ルーメン範囲を持つ英字コード（例：3C、3D、3E）で定義されます。これらの範囲は、CCTとCRIの組み合わせによって異なります。例えば、3000K、Ra80のLEDには、3B（1100-1200 lm）から3E（1400-1500 lm）までのビンがあります。これにより、設計者は均一な照明用途のために厳密に制御された輝度を持つLEDを選択できます。

3.2 順方向電圧および色度ビニング

順方向電圧は、6F（26-28V）と6G（28-30V）の2つのコードにビニングされます。同じ電圧ビンからLEDを選択することで、ドライバ設計を簡素化し、システム効率を向上させることができます。色度は、各CCTに対して5ステップマクアダム楕円内で制御され、LED間の知覚可能な色差を最小限に抑えます。中心座標（x, y）および楕円パラメータ（a, b, Φ）は、2700K、4000K、6500Kなどの標準CCTに対して提供されています。本資料では、2600Kから7000Kの範囲内のすべての製品にEnergy Starビニング規格が適用されていることが記載されており、これは商業照明プロジェクトで一般的な要件です。

4. 性能曲線分析

データシートには、性能のいくつかのグラフ表示が含まれています。順方向電流と相対光束の関係は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示すとともに、高電流での熱管理の必要性も示唆しています。異なるCRIレベル（Ra70、Ra80、Ra90）のスペクトルグラフは、より高いCRI値に関連するより完全で連続的なスペクトルを視覚的に示しており、これは正確な演色性にとって重要です。視野角分布図は、120度の半値角を持つランバート型に近い発光パターンを確認しています。

熱特性は、相対光束および順方向電圧をはんだ付けポイント温度（Ts）の関数として示す曲線でさらに詳細に説明されています。これらの曲線は、LEDが25°Cを超えて動作する実際の条件下での性能を予測するために不可欠です。最大許容順方向電流と周囲温度の関係を示すグラフは、過熱を防ぐためのデレーティングガイドラインを提供します。さらに、周囲温度の上昇に伴うCIE色度座標のシフトを示すプロットがあり、色安定性が重要な用途において重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

パッケージは表面実装デバイス（SMD）で、長さと幅が7.00mm（±0.1mm）、高さが2.80mm（±0.1mm）です。はんだパッドレイアウト（6.10mm x 6.10mm）などの主要な特徴を含む詳細な寸法図が提供されています。パッケージ内のチップ配置は、9直列2並列接続として指定されており、これは28Vという比較的高い代表順方向電圧を説明しています。誤った取り付けを防ぐために、カソードとアノードのパッドを識別する明確な極性マーキングが示されています。PCB設計のための推奨ランドパターンも示されており、アノード部とカソード部の間に6.01mmのギャップを持つ7.50mm x 7.50mmのパッドを示しています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

このLEDは、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応しています。絶対最大はんだ付け温度は明確に規定されています：デバイスは、ピーク温度230°Cまたは260°Cを最大10秒間耐えることができます。内部のシリコンレンズ、蛍光体層、またはワイヤーボンドへの損傷を防ぐために、組立技術者がこのプロファイルに従うことが極めて重要です。保管条件も規定されており、使用前の長期信頼性を維持するために-40°Cから+85°Cの環境が必要です。デバイスのESD耐圧は1000V（人体モデル）であるため、静電気放電（ESD）を避けるように取り扱い時に注意が必要です。

7. 包装および注文情報

部品番号体系は英数字で、表に詳細が記載されています。コード構造により、複数のパラメータを指定することが可能です。最初の位置（X1）はパッケージタイプを示し、7Cは7070パッケージに対応します。2番目の位置（X2）はCCTまたは色を定義します（例：27は2700K、40は4000K、BLはブルー）。3番目の位置（X3）は平均演色評価数（CRI）を示します（7はRa70、8はRa80、9はRa90）。以降の位置は、直列および並列チップの数、部品コード、および内部分類を指定します。この規則に従った典型的な部品番号はT7C***92R-*****のようになり、特定の数字と文字がその正確な性能ビンと特性を定義します。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

高い光束と電力能力により、このLEDシリーズはいくつかのアプリケーションに適しています。建築・装飾照明では、ウォールウォッシング、コーブ照明、または構造的特徴のハイライトに使用できます。リトロフィットプロジェクトでは、ダウンライトやパネルライトの従来の高ワット光源を置き換え、省エネルギーと長寿命を提供します。その出力は、商業または産業環境での一般照明に効果的です。広い視野角は、屋内・屋外看板のバックライトに特に有益であり、看板領域全体に均一な照明を確保します。

8.2 設計上の考慮事項

成功した実装には、慎重な設計が必要です。熱管理が最も重要です；1.5 °C/Wの低い熱抵抗は、LEDが適切に設計された金属基板PCB（MCPCB）に十分な放熱体とともに実装された場合にのみ効果的です。ドライバは、最大350mAの定電流を供給し、高い順方向電圧（最大30V）を扱える能力が必要です。設計者は、最大順方向電流のデレーティング曲線を参照して、高温環境下での信頼性を確保する必要があります。色が重要な用途では、厳密な色度ビン（5ステップマクアダム）を指定し、温度による色シフト（図9に示す通り）を理解することが必要です。

9. 技術比較および差別化

小型パッケージLED（例：3030、5050）と比較して、7070パッケージは大幅に高い最大許容損失（10.5W）と光束出力を提供し、多くの低電力LEDを高密度に配置する必要なく、より高輝度のアプリケーションの選択肢となります。低いRth j-spによって証明される熱性能強化パッケージ設計は、持続的な高電流動作をサポートする重要な差別化要因です。統合された直並列チップ構成（9S2P）は、より高い動作電圧をもたらし、同じ電力レベルで電流要件を減らすことで、特定のドライバトポロジにおいて利点となる可能性があります。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 光束の代表値と最小値の違いは何ですか？

A: 代表値は生産からの平均出力を表します。最小値は保証される下限値です；そのビンに出荷されるLEDはすべてこの値を満たすか超えます。設計者は、保守的なシステム設計のために最小値を使用すべきです。

Q: このLEDを350mAで連続駆動できますか？

A: 350mAは絶対最大定格ですが、この電流での連続動作には、接合部温度を120°Cより十分に低く保つための優れた熱管理が必要です。デレーティング曲線（図10）を参照することが不可欠です。最適な寿命と信頼性のためには、試験電流である300mA以下での動作が推奨されます。

Q: CIE色度図と5ステップ楕円をどのように解釈すればよいですか？

A: CIE図は色を2次元空間にプロットします。楕円は、LEDの色度座標が収まる領域を定義します。5ステップマクアダム楕円は色の一貫性の標準的な尺度です；同じ楕円内のLEDは、典型的な視認条件下で人間の目にはほぼ同じ色に見えます。

11. 実用的なアプリケーション事例研究

産業倉庫用のハイベイLED照明器具を設計することを考えます。目標は400Wメタルハライド器具を置き換えることです。複数の7070 LEDを使用した設計が考えられます。設計者は、効率と色品質のバランスのために、5000K、Ra80ビン（例：1300-1400 lmの3E）を選択します。LEDは、ヒートスプレッダーとして機能する大型のアルミニウムMCPCBに実装され、その後、器具のアルミニウムハウジングに取り付けられます。総電圧（直列LED数 * VF）と電流（ストリングあたり約300mA）に対応した定電流ドライバが使用されます。広い120度のビーム角は、各ポイントからの広いカバレッジを提供することで、必要な器具の数を減らすのに役立ちます。設計は、倉庫の最大周囲温度下で接合部温度が安全限界内に収まることを確認するための熱試験によって検証されます。

12. 技術原理の紹介

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、チップをコーティングする蛍光体層によってより長い波長（黄色、赤）に変換されます。変換されなかった青色光と蛍光体から発せられた光の混合により、白色光として知覚されます。相関色温度（CCT）は蛍光体組成によって制御され、白色点を暖色（2700K、より赤/黄色）から寒色（6500K、より青）にシフトさせます。平均演色評価数（CRI）は、LEDが基準光源と比較してどれだけ正確に色を再現するかを測定します；より高いCRIは、可視範囲全体でより連続的なスペクトルを発する蛍光体ブレンドを必要とし、これはしばしば初期の青色光をより多く吸収するため、全体の効率（ルーメン毎ワット）を低下させます。

13. 業界動向と発展

高輝度LED市場は、より高い効率（より多くのルーメン毎ワット）、改善された色品質（効率低下を抑えたより高いCRI）、およびより大きな信頼性に向けて進化し続けています。チップ技術が向上するにつれて、7070のようなパッケージが増加した最大駆動電流と許容損失を提供する傾向があります。もう一つの重要な傾向は、大規模照明メーカーのサプライチェーンを簡素化するための色と光束のビニングの標準化です。さらに、システムの複雑さを減らすために、LEDパッケージ内への二次光学系やドライバ部品の統合が進んでいます。本データシートの低いRth j-sp仕様に見られるように、熱性能への重点は依然として重要な焦点領域であり、より小型で、より強力で、より長寿命の照明ソリューションを可能にしています。