7070 ホワイトLED データシート - サイズ 7.0x7.0x2.8mm - 電圧 49V - 電力 7.8W - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、7070パッケージ形式の高輝度ホワイトLEDに関する包括的な技術仕様書です。本デバイスは、高い光束出力と堅牢な熱性能を必要とする要求の厳しい照明用途向けに設計されています。熱強化パッケージ設計により効率的な放熱が可能で、高電流動作をサポートし、長期信頼性に貢献します。

このLEDはトップビュー型の部品であり、広い光分布を必要とする用途に適した広い指向角を提供します。鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応しており、関連する環境規制に準拠するように設計されています。

2. 主な特長と用途

2.1 主要特長

• トップビュー型ホワイトLED発光。
• 熱強化パッケージ設計による改善された熱管理。
• 高い光束出力。
• 高電流駆動能力（最大150mA連続）。
• コンパクトなパッケージサイズ（7.0mm x 7.0mm）。
• 広い指向角（代表値120度）。
• 鉛フリーリフローはんだ付け適用可能。
• RoHS準拠。

2.2 主な用途

• 建築・装飾照明。
• リフォーム照明ソリューション（従来光源の置き換え）。
• 一般照明用途。
• 屋内・屋外看板のバックライト。

3. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

3.1 電気光学特性

すべての測定は、接合部温度（Tj）25°C、順方向電流（IF）100mAで規定されています。本デバイスは複数の相関色温度（CCT）：2700K、3000K、4000K、5000K、5700K、6500Kで提供されます。すべてのバリエーションで、最低演色評価数（Ra）80を保証します。代表的な光束はCCTに応じて590 lmから650 lmの範囲にあり、各ビンに対して最低保証出力が規定されています。光束の測定許容差は±7%、Raは±2%です。

3.2 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を定義します。動作は常にこれらの範囲内で維持する必要があります。

• 順方向電流（IF）：150 mA（連続）。
• パルス順方向電流（IFP）：225 mA（パルス幅 ≤100μs、デューティ比 ≤1/10）。
• 消費電力（PD）：7800 mW。
• 逆方向電圧（VR）：5 V。
• 動作温度（Topr）：-40°C ～ +105°C。
• 保管温度（Tstg）：-40°C ～ +85°C。
• 接合部温度（Tj）：120°C（最大）。
• はんだ付け温度（Tsld）：ピーク温度230°Cまたは260°Cで10秒間のリフロープロファイル。

これらのパラメータを超えると、LEDの特性が変化する可能性があり、推奨されません。消費電力が絶対最大定格を超えないように注意する必要があります。

3.3 Tj=25°Cにおける電気的・光学的特性

• 順方向電圧（VF）：IF=100mA時、46V（最小）、49V（代表）、52V（最大）。許容差は±3%。
• 逆方向電流（IR）：VR=5V時、最大10 μA。
• 指向角（2θ1/2）：代表値120度。ピーク光度の半分となる軸外角度として定義されます。
• 熱抵抗（Rth j-sp）：IF=100mAで電力を印加した状態で測定した、LED接合部からMCPCB上のはんだ付けポイントまでの代表値3 °C/W。
• 静電気耐性（ESD）：最低1000V（人体モデル）に耐えます。

4. ビニングシステムの説明

本製品は、照明設計における主要パラメータの一貫性を確保するために、ビンに分類されています。

4.1 光束ビニング

IF=100mA、Tj=25°Cにおいて、LEDは光束ランク（例：GL、GM、GN、GP）に選別され、各CCTに対して定義された最小・最大光束範囲が設定されています。例えば、GMビンの4000K LEDは、光束が550 lmから600 lmの間です。

4.2 順方向電圧ビニング

LEDは、IF=100mA、Tj=25°Cにおける順方向電圧によってもビニングされます。コードには6R（46-48V）、6S（48-50V）、6T（50-52V）があり、測定許容差は±3%です。

4.3 色度ビニング

色度座標は、CIE色度図上の5ステップマクアダム楕円内で管理されています。データシートには、各CCTコード（例：2700Kの27R5）について、中心座標（Tj=25°Cおよび85°C時）および楕円パラメータ（a、b、Φ）が提供されています。この厳密なビニング（2600K-7000KのEnergy Starなどの規格に準拠）により、LED間の目視可能な色変動を最小限に抑えています。色度座標測定の許容差は±0.005です。

5. 性能曲線分析

5.1 分光分布

提供されている色スペクトルグラフ（Tj=25°C時）は、ホワイトLEDの波長に対する相対強度を示しています。この曲線は、蛍光体変換型ホワイトLEDに典型的なもので、一次LEDチップからの青色ピークと、蛍光体からのより広い黄色/赤色発光帯を特徴としています。正確な形状が光のCCTとCRIを決定します。

5.2 指向性分布

極座標図は空間放射パターンを図示しています。広く、典型的にはランバート分布に近い（120度指向角）分布は、広い領域にわたる均一な光出力を確認しており、均一な照射が求められる一般照明やバックライトに理想的です。

6. 機械的・パッケージ情報

6.1 パッケージ寸法

LEDのフットプリントは7.00mm x 7.00mmの正方形です。パッケージ全体の高さは2.80mmです。主要な内部特徴には、アノードおよびカソードパッドの位置が含まれます。寸法図には、パッドサイズ（2.73mm x 2.73mm）や間隔（パッド中心間6.10mm）を含むすべての重要な長さが規定されています。特に断りのない限り、寸法許容差は±0.1mmです。

6.2 極性識別とパッド設計

本パッケージは2つの電気的パッドを備えています。極性は図面に明確に表示されており、一方のパッドがアノード、もう一方がカソードです。回路基板実装時には正しい極性を守る必要があります。パッド設計は標準的な表面実装技術（SMT）プロセスに適しています。

7. はんだ付けおよび実装ガイドライン

7.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリーはんだ付けのための詳細なリフロープロファイルを以下に示します：

• プリヒート：60-120秒かけて150°Cから200°Cまで上昇。
• 上昇速度：液相線温度からピーク温度まで最大3°C/秒。
• 液相線温度（TL）：217°C。TL以上の時間（tL）は60-150秒とする。
• ピーク温度（Tp）：パッケージ本体で最大260°C。
• ピーク温度保持時間（tp）：Tpの±5°C以内で最大30秒。
• 下降速度：TpからTLまで最大6°C/秒。
• 総サイクル時間：25°Cからピーク温度まで最大8分。

このプロファイルを遵守することは、LEDパッケージおよび内部ダイアタッチ材料への熱ダメージを防ぐために極めて重要です。

7.2 保管および取り扱い上の注意

提供された抜粋には明示的に詳細は記載されていませんが、湿気に敏感なデバイスの標準的な慣行に基づき、LEDは乾燥した環境（通常は相対湿度10%以下）で保管し、封を開けた後は指定された使用期限内に使用することを推奨します。これはリフロー時のポップコーン現象を避けるためです。常にESD対策を講じて取り扱ってください。<10%相対湿度）で保管し、封を開けた後は指定された使用期限内に使用することを推奨します。これはリフロー時のポップコーン現象を避けるためです。常にESD対策を講じて取り扱ってください。

8. 梱包および発注情報

8.1 テープ＆リール梱包

LEDは自動実装用のエンボスキャリアテープに供給されます。リールあたりの最大数量は1000個です。テープ10ピッチにわたる累積許容差は±0.2mmです。外装は防湿性があり、品番、製造日コード、数量がラベル表示されている必要があります。

8.2 品番体系

品番は構造化されたフォーマットに従います：T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □。主要な要素は以下の通りです：

• タイプコード：パッケージサイズを示す（例：'7C'は7070）。
• CCTコード：色温度を示す2桁（例：'40'は4000K）。
• 演色性（Ra）：1桁（例：'8'はRa80）。
• 直列/並列チップ数：1からZまでのコード。
• コンポーネントコード＆カラーコード：内部コンポーネントのバリエーションおよび用途別ビン（例：ANSI規格、高温85°C/105°Cビン、バックライト用）を定義。

9. アプリケーション提案

9.1 設計上の考慮事項

• 熱管理：高い消費電力（最大7.8W）には効果的な熱管理システムが必要です。金属基板（MCPCB）または他の放熱方法を使用して、接合部温度を最大定格120°Cを十分に下回るように保ち、長寿命と光出力の維持を確保してください。
• 電流駆動：高い順方向電圧（約49V）と電流（最大150mA）に適した定電流ドライバを使用してください。絶対最大定格を超えないようにしてください。
• 光学設計：広い120度の指向角は、より集光したビームが必要な場合、二次光学系（レンズ、リフレクター）を必要とする可能性があります。
• ビニング選択：色の一貫性を必要とする用途（例：建築照明）では、厳密な色度および光束ビンを指定してください。

9.2 代表的な回路実装例

複数のLEDを直列に接続して、定電流ドライバの電圧出力に合わせることができます。直列数はドライバの最大出力電圧によって制限されます。電流の偏りを防ぐための注意深いバランス調整なしでは、並列接続は一般的に推奨されません。

10. 技術比較と差別化

より小型のパッケージ（例：2835、3030）と比較して、この7070 LEDはパッケージあたりの光束が大幅に高く、所定の光出力に必要な部品点数を削減できます。その熱強化設計は、より高い駆動電流と消費電力をサポートします。高い順方向電圧（約49V）は単一ダイLEDとしては非典型的であり、パッケージ内にマルチチップ直列構成が採用されていることを示唆しており、特定のドライバと使用する場合に電流調整効率で利点を提供する可能性があります。広い120度の指向角は、狭角LEDと比較してより拡散した光を提供します。

11. よくある質問（技術パラメータに基づく）

11.1 実際の消費電力は？

代表的な動作点である100mAおよび49Vでは、電気的入力電力は4.9W（0.1A * 49V）です。絶対最大消費電力定格7.8Wは、より高い電流または電圧での動作のための余裕を提供します。

11.2 温度は性能にどのように影響しますか？

接合部温度が上昇すると、光束出力は一般的に減少し、順方向電圧はわずかに低下する可能性があります。色度座標も、Tj=85°Cに対して提供されている別の中心座標が示すように、シフトします。規定の性能を維持するには、効果的な冷却が不可欠です。

11.3 定電圧電源で駆動できますか？

強く推奨されません。LEDは電流駆動デバイスです。定電圧電源は、順方向電圧の負の温度係数により、熱暴走とLEDの破壊を引き起こす可能性があります。常に定電流ドライバを使用してください。

11.4 熱抵抗値は何を意味しますか？

熱抵抗（Rth j-sp）が3 °C/Wであるということは、LED接合部で消費される電力1ワットごとに、接合部とはんだ付けポイント間の温度差が約3℃上昇することを意味します。値が低いほど、より良い熱経路であることを示します。

12. 実践的な設計と使用事例

シナリオ：高天井工業用照明器具の設計

設計者は、4000KのCCTと良好な演色性（Ra80）で10,000ルーメンの光出力を必要としています。GP光束ビン（代表値650-700 lm）のこの7070 LEDを使用すると、約15-16個のLEDが必要になります。これらは大型のMCPCB上で直列ストリングに配置されます。16個のLEDを直列に駆動できる出力電圧範囲（16 * 約49V = 約784V）と100mAの電流出力を持つ定電流ドライバが選択されます。MCPCBは、低い接合部温度を維持して長寿命と安定した光出力を確保するために、十分なアルミニウム放熱板に取り付けられます。広い指向角は、工場床全体に均一な照明を提供するのに役立ちます。

13. 原理紹介

これは蛍光体変換型ホワイトLEDです。基本的には、青色発光半導体チップ（通常InGaNベース）で構成されています。この青色光は、チップ上または周囲に塗布された蛍光体材料（例：YAG:Ce）の層によって部分的に吸収されます。蛍光体は、黄色および赤色領域の広いスペクトルで光を再放出します。残りの青色光と蛍光体変換された黄色/赤色光の組み合わせにより、白色光として知覚されます。青色光と黄色光の正確な比率は、蛍光体の組成と厚さによって決定され、相関色温度（CCT）を定義します。演色評価数（Ra）は、同じCCTの自然な基準光源と比較して、LEDのスペクトルが物体の色をどれだけ正確に再現するかを測定する指標です。

14. 開発動向

固体照明産業は、いくつかの明確なトレンドとともに進化し続けています。同じ光出力に対してエネルギー消費を削減する、より高い発光効率（ワットあたりのルーメン）を求める絶え間ない推進があります。蛍光体技術とチップ設計の改善がこれに貢献しています。もう一つのトレンドは、小売や博物館照明など色品質が重要な用途において、より高い演色評価数（CRI）値、特にR9（飽和赤）の追求です。より高い動作温度および駆動電流下での信頼性の向上と長寿命化も重要な開発分野です。さらに、小型化と統合が進んでおり、パッケージは光取り出しと熱管理においてより効率的になり、より小型のフォームファクターでより高い電力密度を可能にしています。色と光束のビニングの標準化は継続的に改善され、一貫性のある照明設計を容易にしています。