T5Cシリーズ 5050 白色LED データシート - サイズ 5.0x5.0x1.9mm - 電圧 25.6V - 電力 5.12W - 日本語技術文書

1. 製品概要

T5Cシリーズは、コンパクトな5050（5.0mm x 5.0mm）パッケージに封止された高性能トップビュー白色LEDです。本デバイスは、一般照明および建築照明アプリケーション向けに設計されており、高い光束出力と堅牢な熱性能のバランスを提供します。その設計は、過酷な照明環境における信頼性と効率性のために最適化されています。

1.1 中核的な利点

• 熱性能強化パッケージ：パッケージ設計は効率的な放熱を優先しており、高駆動電流下での性能と長寿命を維持するために極めて重要です。
• 高光束出力：高い輝度レベルを実現し、十分な照度を必要とするアプリケーションに適しています。
• 高電流対応能力：200mAでの連続動作を定格とし、最大順方向電流は240mAで、高出力アプリケーションをサポートします。
• 広視野角：典型的な視野角（2θ1/2）は120度で、広く均一な光分布を提供します。
• 環境適合性：本製品は、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応し、RoHS適合基準に準拠しています。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは汎用性が高く、室内照明、従来光源を置き換えるリフォームランプ、一般照明器具、性能と形状の両方が重要な建築照明や装飾照明など、様々な照明シナリオで使用されます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、データシートに規定されている主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

2.1 電気光学特性

主要な性能指標は、接合温度（Tj）25°C、順方向電流（IF）200mA（推奨動作点）で測定されています。

• 順方向電圧（VF）：典型的な順方向電圧は25.6Vで、最小24V、最大27V（許容差±3%）です。この比較的高い電圧は、パッケージ内に複数の半導体チップが直列接続されていることを示唆しています。
• 光束：出力は相関色温度（CCT）および演色評価数（CRI）によって大きく異なります。例えば、CRI 70（Ra70）の4000K LEDの典型的な光束は775ルーメン（最小700 lm）であるのに対し、CRI 90（Ra90）の2700K LEDの典型的な光束は580ルーメン（最小500 lm）です。一般に、CRIが高いほど光束効率は低下する傾向があります。
• 視野角：120度の視野角は、ランバートまたは準ランバート放射パターンの特徴であり、スポット光ではなく面照明に理想的です。

2.2 絶対最大定格と電気的パラメータ

これらの定格は、これを超えると永久損傷が発生する可能性のある動作限界を定義します。

• 電流制限：最大連続順方向電流（IF）は240mAです。厳格な条件下（パルス幅≤100μs、デューティサイクル≤1/10）では、360mAのパルス順方向電流（IFP）が許容されます。これらの制限を超えると、致命的な故障のリスクがあります。
• 電力損失（PD）：絶対最大値は6480 mWです。高温での減額を考慮し、実際の動作電力（VF * IF）がこの値を下回るようにするためには、慎重な熱設計が不可欠です。
• 熱抵抗（Rth j-sp）：接合部からはんだ付け点までの典型的な熱抵抗は2.5 °C/Wです。この低い値は熱性能強化設計にとって極めて重要であり、熱がLEDチップからプリント基板（PCB）へ効率的に伝達されることを可能にします。
• 静電気放電（ESD）：1000V人体モデル（HBM）で定格されており、これは光電子部品の標準的な保護レベルです。組み立て時には、適切なESD取り扱い手順に従う必要があります。

2.3 熱特性

熱管理は、LEDの性能と寿命にとって最も重要です。

• 接合温度（Tj）：許容される最大接合温度は120°Cです。この限界値付近または限界値で動作すると、光束維持率の低下が加速され、動作寿命が短縮されます。
• 動作・保管温度：本デバイスは、周囲温度-40°Cから+105°Cで動作し、-40°Cから+85°Cで保管することができます。
• はんだ付け温度：標準リフロープロファイルに対応しており、ピークはんだ付け温度は230°Cまたは260°Cで、最大10秒間です。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、アプリケーションにおける一貫性を確保するために、主要な性能パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光束ビニング

光束ビンは、CCTとCRIの各組み合わせに対して定義されています。ビンコード（例：GN、GP、GQ）は、200mA時の最小および最大光束範囲を指定します。例えば、CRI 70の4000K/5000K/5700K/6500K LEDでは、ビンGQ（700-750 lm）、GR（750-800 lm）、GS（800-850 lm）が利用可能です。これにより、設計者は特定のニーズに合わせて予測可能な輝度のLEDを選択できます。

3.2 順方向電圧ビニング

LEDは順方向電圧によっても2つのカテゴリにビニングされます：コード6E（24-26V）とコード6F（26-28V）。同じ電圧ビンからのLEDを組み合わせることで、ドライバ設計を簡素化し、複数LEDアレイにおける電流バランスを改善できます。

3.3 色度ビニング（色の一貫性）

色度座標（x, y）は、各CCTビン（例：2700Kの27R5、4000Kの40R5）に対して、5ステップマクアダム楕円内で制御されています。5ステップ楕円は、ほとんどの一般照明アプリケーションにおいて、人間の目にとって許容できる色の均一性を確保するための一般的な業界標準です。データシートには、接合温度25°Cおよび85°Cの両方における中心座標と楕円パラメータが提供されており、加熱に伴う色ずれを考慮しています。

4. 性能曲線分析

提供されているグラフは、様々な条件下でのLEDの挙動に関する洞察を提供します。

4.1 電流対強度/電圧（IV曲線）

図3（順方向電流対相対強度）は、典型的には準線形の関係を示し、高電流では発熱増加により効率（ルーメン毎ワット）が低下する可能性があります。図4（順方向電流対順方向電圧）は、電圧が電流とともに増加するダイオードの指数関数的なIV特性を示しています。

4.2 温度依存性

図5（周囲温度対相対光束）は極めて重要です：温度が上昇すると光束出力が減少することを示しています。この低下を最小限に抑えるためには、効果的な放熱対策が必要です。図6（周囲温度対相対順方向電圧）は、典型的には負の温度係数を示し、VFは温度の上昇とともにわずかに減少します。図8（Ta対CIE x, yシフト）は、温度による色度座標のドリフトを視覚的に表しており、これは色度ビニング表で定量化されています。

4.3 分光分布と視野角

図1a、1b、1cは、それぞれCRI 70、80、90の分光パワー分布を示しています。CRIが高いスペクトルは、青色励起ピークとより広い蛍光体放射の間の谷がより埋められており、より優れた演色性をもたらします。図2は空間強度分布を示しており、広い120度の視野角を確認できます。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDのフットプリントは5.0mm x 5.0mmで、典型的な高さは1.9mmです。寸法図では、特に断りのない限り、公差は±0.1mmと指定されています。底面図にははんだパッドのレイアウトが明確に示されています。

5.2 はんだパッド設計と極性

はんだ付けパターンは、安定した機械的固定と最適な熱伝導のために設計されています。図中にはカソードとアノードが明確に表示されています。カソードは通常、切り欠き、緑色のマーキング、または異なるパッド形状などの特徴的な印で示されます。損傷を防ぐため、組み立て時には正しい極性を守る必要があります。

6. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

本LEDは、鉛フリーはんだ（SAC合金）を使用した標準的な赤外線または対流リフロープロセスに対応しています。最大ピーク温度は230°Cまたは260°Cを超えてはならず、液相線以上の時間ははんだペーストメーカーの仕様に従って制御する必要があり、ピーク温度での絶対的な制限時間は10秒です。熱応力を最小限に抑えるために、制御された昇温および冷却速度が推奨されます。

6.2 取り扱いおよび保管上の注意

ESD感受性（1000V HBM）があるため、作業者と作業台は適切に接地する必要があります。LEDは、湿気吸収（リフロー時にポップコーン現象を引き起こす可能性あり）を防ぐために、制御された環境（推奨：温度<30°C、相対湿度<60%）で、元の防湿バッグに保管する必要があります。

7. 型番規則

部品番号は構造化された形式に従います：T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □。主要な要素には以下が含まれます：X1（タイプコード、例：5050の5C）、X2（CCTコード、例：4000Kの40）、X3（CRIコード、例：Ra80の8）、X4/X5（直列/並列チップ数、1-Zで表記）、X6（コンポーネントコード）、X7（カラーコード、例：85°C ANSIビニングのR）。このシステムにより、LEDの電気的および光学的特性を正確に識別できます。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 設計上の考慮事項

• 熱管理：低い熱抵抗（2.5°C/W）は、LEDが適切な金属基板PCB（MCPCB）または他の放熱基板に実装された場合にのみ効果を発揮します。システムの熱設計は、信頼性の高い動作のために、接合温度を最大120°Cより十分に低く保つ必要があります。
• ドライバ選択：典型的なVFが約25.6Vと高いため、この電圧範囲に対応した定電流ドライバが必要です。ドライバは、所望の電流（例：200mA）と直列/並列接続されるLEDの数に基づいて選択する必要があります。
• 光学設計：広い120度のビーム角は、スポットライトやダウンライトアプリケーションなど、より指向性の高いビームが必要な場合には、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。

8.2 典型的なアプリケーション回路

信頼性の高い動作のためには、LEDは定電流源によって駆動されるべきです。複数のLEDを接続する場合、電流マッチングのためには直列構成が推奨されますが、直列接続されたLEDの総順方向電圧はドライバのコンプライアンス電圧内に収める必要があります。個々の電流バランスなしでのLEDの並列接続は、Vfのばらつきにより電流分配が不均一になるため、一般的には推奨されません。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDの実際の消費電力はどれくらいですか？

A: 典型的な動作点である200mAおよび25.6Vでは、電気的入力電力は約5.12ワットです（P = V * I）。

Q: 色温度（CCT）は光出力にどのように影響しますか？

A: 電気光学特性表に示されているように、同じCRIの場合、高いCCT（例：6500K）は一般的に低いCCT（例：2700K）と比較して、わずかに高い典型的な光束を持ちます。

Q: 私のアプリケーションにとって5ステップマクアダム楕円とはどういう意味ですか？

A: 同じ色ビンからのLEDは、色度座標が非常に近く、典型的な照明条件下ではほとんどの観察者にとって色差が知覚できないか最小限であることを意味し、照明器具内での良好な色の一貫性を保証します。

Q: 最大電流の240mAでこのLEDを連続駆動できますか？

A: 可能ではありますが、より多くの熱を発生し（25.6Vと仮定して約6.14W）、光束効率と寿命を低下させる可能性があります。推奨の200mAで動作させることで、性能と信頼性のより良いバランスが得られます。

10. 動作原理

このタイプの白色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、チップ上またはその周囲に堆積され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。残りの青色光と蛍光体変換光の組み合わせにより、白色光として知覚されます。蛍光体の特定の配合が、発光の相関色温度（CCT）と演色評価数（CRI）を決定します。

11. 業界動向

高出力LED市場は、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の向上）、改善された色品質（効率のトレードオフを少なくした高いCRI）、およびより高い信頼性に向けて進化し続けています。設計と製造を簡素化するための標準化された形状と電気的インターフェースへの動きもあります。本シリーズで使用されているような熱効率の良いパッケージは、電力密度が増加するにつれて依然として不可欠です。さらに、高品質な建築照明および商業照明の要求を満たすために、精密なビニングとより厳しい色公差への重視が高まっています。