T1Dシリーズ 白色LEDデータシート - 10.0x10.0mmパッケージ - 順電圧36-40V - 駆動電流540mA - 高光束 - 技術文書

1. 製品概要

T1Dシリーズは、厳しい要求を満たす一般照明用途向けに設計された高性能トップビュー白色LEDです。本製品は、高駆動電流下での性能と寿命維持に不可欠な効率的な放熱を促進する、熱強化パッケージ設計を特徴としています。コンパクトな10.0x10.0mmのフットプリントにより、様々な照明器具やシステムへの柔軟な統合が可能です。このシリーズの主な特徴は、高電流（標準動作で最大540mA）を扱う能力であり、従来光源の置き換えに適した高光束出力を実現します。LEDは120度の広視野角で光を放射し、均一な照明を提供します。鉛フリー材料で構成され、RoHS指令に準拠しており、リフローはんだ付けを利用する現代の電子製造プロセスに適しています。

2. 技術パラメータ分析

2.1 電気光学特性

LEDの性能は、特定の条件（順電流（IF）540mA、接合部温度（Tj）25°C）で規定されています。光束出力は主に相関色温度（CCT）と平均演色評価数（Ra）によって変化します。例えば、Ra70の4000K LEDの代表的な光束は3240ルーメン（lm）で、最小規定値は3000 lmです。同じCCTでRaがRa90に増加すると、代表的な光束は2600 lm（最小2400 lm）に減少し、色品質と光出力のトレードオフを示しています。光束測定の許容差は±7%、Ra測定の許容差は±2です。

2.2 電気・熱パラメータ

絶対最大定格は動作限界を定義します。最大連続順電流（IF）は600 mAで、特定の条件（パルス幅≤100μs、デューティサイクル≤1/10）下ではパルス順電流（IFP）900 mAが許容されます。最大許容損失（PD）は24,000 mWです。デバイスは周囲温度-40°Cから+105°Cの範囲で動作可能です。540mA時の順電圧（VF）は通常36Vから40Vの範囲で、代表値は37.5V、測定許容差は±3%です。接合部からはんだ付け点までの熱抵抗（Rth j-sp）は1°C/Wと規定されており、パッケージの優れた熱管理能力を示しています。静電気放電（ESD）耐量は1000V（人体モデル）です。

3. ビニングおよび分類システム

3.1 型番体系

型番は構造化されたコードに従います：T1D***C3R-*****。主要な要素には、タイプコード（例：10.0x10.0mmの場合は'1D'）、CCTコード（例：4000Kの場合は'40'）、CRIコード（例：Ra70の場合は'7'）、直列および並列チップ数のコード、コンポーネントコード、ANSIまたはその他の標準ビニングを定義するカラーコードが含まれます。

3.2 光束ビニング

LEDは一貫性を確保するために光束ビンに分類されます。4000K、Ra70のLEDの場合、ビンには3Y（最小3000-3100 lm）、3Z（3100-3200 lm）、4A（3200-3300 lm）、4B（3300-3400 lm）などのコードが含まれます。異なるCCT/CRIの組み合わせにはそれぞれ固有のビニングテーブルがあり、設計者はアプリケーションの正確な光束要件を満たす部品を選択できます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧も回路設計、特に複数のLEDを直列に駆動する場合に役立つようにビニングされています。IF=540mAで2つのビンが定義されています：コード6L（36V - 38V）およびコード6M（38V - 40V）。

3.4 色度ビニング

色の一貫性は、各CCTに対して5ステップマクアダム楕円内で管理されます。データシートには、2700Kから6500KまでのCCTの中心座標（x, y）および楕円パラメータ（a, b, Φ）が提供されています。例えば、4000K（40R5）ビンの中心はx=0.3875、y=0.3868です。Energy Starビニング規格は、2600Kから7000Kまでのすべての白色LEDに適用されます。

4. 性能曲線とグラフデータ

データシートにはいくつかの主要な性能グラフが含まれています。相対光束対順電流（IF）曲線は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示しており、高電流では発熱と効率低下により一般的に準線形の挙動を示します。順電圧対順電流曲線は、ダイオードのIV特性を示しています。相対光束対はんだ付け点温度（Ts）グラフは熱設計に重要であり、動作温度の上昇に伴う予想される光出力の低下を示します。視野角分布プロットは120度のビームパターンを確認します。異なるRaレベル（Ra70、Ra80、Ra90）の分光スペクトルグラフは、演色性に影響を与える分光パワー分布を示しています。最大順電流対周囲温度のグラフは、高温環境での過熱を防ぐために必要なデレーティングを定義します。

5. 機械的・パッケージ情報

LEDは10.0mm×10.0mmの正方形のトップビューパッケージを採用しています。詳細な寸法図が提供されており、上面図、底面図、側面図が含まれます。底面図には、正しいPCBレイアウトと実装に不可欠なアノードとカソードの極性マーキングが明確に示されています。リフロー工程中に確実な機械的・電気的接続を確保するために、推奨はんだパッドパターン（ランドパターン）も規定されています。規定されていない公差はすべて±0.1mmです。

6. 実装および取り扱いガイドライン

6.1 リフローはんだ付け

本デバイスはリフローはんだ付けプロセスに適しています。熱ダメージを防ぐためにプロファイルを制御する必要があります。最大はんだ付け温度は230°Cまたは260°Cと規定され、その温度での時間は10秒を超えてはなりません。典型的なリフロー温度プロファイルグラフには、予熱、ソーク、リフロー、冷却ゾーンが示されますが、提供された抜粋では具体的な時間は詳細に記載されていません。内部のはんだ接合部やLEDチップ自体を損なわないように、これらの制限を遵守することが重要です。

6.2 保管および取り扱い

保管温度範囲は-40°Cから+85°Cです。デバイスは使用するまで湿気敏感包装で保管し、包装が開封され暴露限界を超えた場合は、標準的なIPC/JEDECガイドラインに従ってベーキングする必要があります。静電気放電による損傷を防ぐため、取り扱い中は標準的なESD対策を遵守しなければなりません。

7. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

7.1 代表的な用途

この高輝度LEDは、その高輝度と広視野角により、建築・装飾照明、既存光源を置き換えるためのリフォームランプ、住宅および商業スペースの一般照明、屋内・屋外看板のバックライトなどに適しています。

7.2 設計上の考慮事項

熱管理：これは最も重要な側面です。最大24Wの損失電力があるため、効果的なヒートシンクが必須です。パッケージの低熱抵抗（1°C/W）は、金属基板PCB（MCPCB）や他の適切な高熱伝導性基板に適切に実装された場合にのみ有効です。信頼性を確保し光出力を維持するためには、接合部温度を120°C以下に保つ必要があります（Ts対光束グラフに示されています）。
電気的駆動：安定した光出力と色を確保するために、定電流ドライバの使用を推奨します。ドライバは最大600mAの連続電流を供給可能で、直列接続を設計する際には順電圧ビン（36-40V）を考慮する必要があります。逆電圧定格はわずか5Vであるため、逆バイアスや電圧スパイクに対する保護が必要です。
光学設計：120度の視野角はパッケージ固有の特性です。異なるビームパターンを必要とする用途では、二次光学系（レンズまたはリフレクター）を使用する必要があります。アプリケーションの色品質と光量要件を満たすためには、初期のCCTおよびCRIビンの選択が重要です。

8. 技術比較とポジショニング

T1Dシリーズは、大型の10.0x10.0mmパッケージ、非常に高い駆動電流能力（標準540mA、最大600mA）、そして結果として非常に高い光束出力（多くのビンで3000 lmを超える）の組み合わせによって差別化されています。より小型の中電力LED（例：2835、3030）と比較して、デバイスあたりの光束が大幅に高く、照明器具に必要なLED数を削減できますが、より堅牢な熱・電気設計が要求されます。広い120度の視野角は、統合レンズのないトップビューLEDに典型的なもので、ランバート放射パターンを提供します。光束、電圧、色度の詳細なビニング構造により、マルチLEDアレイでの精密なシステム設計と厳密な色の一貫性が可能になります。

9. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDの代表的な効率（lm/W）はどれくらいですか？
A: 540mA、37.5Vでの入力電力は約20.25Wです。3240 lmの4000K Ra70 LEDの場合、効率は約160 lm/Wです。これは計算値であり、実際の効率は特定のビンと動作条件に依存します。
Q: このLEDを定電圧電源で駆動できますか？
A: 推奨しません。LEDは電流駆動デバイスです。その順電圧は負の温度係数を持ち、ユニットごとに異なります（電圧ビンに示されています）。定電圧電源を使用すると、熱暴走やデバイスの故障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。
Q: 動作温度範囲で光出力はどのように変化しますか？
A: 温度が上昇すると光出力は減少します。Ts—相対光束グラフを参照してください。安定した光出力と長寿命を維持するためには、適切な熱管理が不可欠です。
Q: 5ステップマクアダム楕円の意味は何ですか？
A: マクアダム楕円は、標準視認条件下で平均的な人間の目には色の違いが知覚できない色度図上の領域を定義します。5ステップ楕円は、色の変動が最小知覚差（1ステップ）の5倍であることを意味します。より狭い楕円（例：3ステップ）は、より優れた色の一貫性を示します。

10. 動作原理と背景

このクラスの白色LEDは、通常、蛍光体層でコーティングされた青色LEDチップを使用します。チップからの青色光が蛍光体を励起し、黄色光を発光させます。残りの青色光と発光した黄色光の組み合わせによって白色光が生成されます。蛍光体の正確な比率と種類が、CCT（温白色2700Kから昼白色6500Kまで）とRaを決定します。高駆動電流は、半導体接合部で大きな熱を発生させます。セラミック基板や他の高熱伝導材料を組み込んだ熱強化パッケージは、この熱を効率的にはんだ付け点、そしてシステムのヒートシンクへと伝達します。この熱を管理することが、規定された性能、寿命、および色安定性を達成するための基本です。