LED部品技術データシート - ライフサイクル改訂版3 - 発行日 2015年10月16日 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本技術文書は、特定の電子部品（おそらくLED（発光ダイオード）または関連する光電子デバイス）に関するものです。提供されている中核情報は、この部品がライフサイクルの第3改訂版（Revision 3）にあり、発行日が2015年10月16日であることを示しています。有効期限：永久という表記は、この文書バージョンがこの特定の改訂版における最終的かつ確定的な仕様であり、この製品イテレーションに対して新たな文書による置き換えや有効期限の計画がないことを示唆しています。このステータスは、安定した生産状態に達した成熟した部品で一般的です。

この部品は、信頼性の高い長期的な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。その最終改訂版のステータスは、厳格なテストと検証を経ており、設計の安定性と一貫した供給が重要な要素である製品への統合に適していることを意味します。

2. 技術パラメータの詳細解釈

提供されたPDFの断片は限られていますが、このような部品の包括的な技術データシートには通常、設計エンジニアにとって必須である以下のパラメータカテゴリが含まれます。

2.1 測光・色特性

主要なパラメータには、発光色を定義する主波長または相関色温度（CCT）が含まれます。白色LEDの場合、CCTはケルビン（K）で指定され（例：2700K（電球色）、4000K（昼白色）、6500K（昼光色））、光束はルーメン（lm）で測定され、知覚される総光出力を示します。色度座標（例：CIE 1931色度図上）は、色点の正確な定義を提供します。演色評価数（CRI、最大100の値）は、自然光基準と比較して光源が物体の真の色を再現する能力を測定します。

2.2 電気的特性

順方向電圧（Vf）は、指定電流で動作しているときのLED両端の電圧降下です。これはドライバ設計にとって重要なパラメータであり、LED材料（例：青/緑/白色用のInGaN、赤/琥珀色用のAlInGaP）によって異なります。順方向電流（If）は推奨動作電流で、通常ミリアンペア（mA）またはパワーLEDの場合はアンペア（A）で表されます。逆電圧とピーク順方向電流の最大定格は、デバイスが損傷なく耐えられる絶対限界を定義します。静電気放電（ESD）耐性定格（例：Class 1C、1000V HBM）は、取り扱いと組立手順にとって極めて重要です。

2.3 熱特性

LEDの性能と寿命は、熱管理に大きく依存します。接合部-周囲間熱抵抗（RθJA）は、半導体接合部から周囲環境へ熱がどれだけ効果的に伝達されるかを示します。値が低いほど放熱性が優れていることを意味します。最大接合温度（Tj max）は、半導体チップが許容できる最高温度です。通常はより低いケース温度（Tc）を維持することで、この温度以下でLEDを動作させることは、定格寿命を確保し、光束の加速的な減衰や致命的な故障を防ぐために不可欠です。

3. ビニングシステムの説明

製造上のばらつきにより、エンドユーザーに一貫性を保証するために、部品を性能別のビン（区分）に選別する必要があります。

3.1 波長/色温度ビニング

LEDは、狭い波長またはCCTのビン（例：3ステップ、5ステップのマクアダム楕円）に選別され、単一アプリケーション内での色のばらつきを最小限に保証します。これは、色の均一性が要求される複数のLEDを使用する照明器具において最も重要です。

3.2 光束ビニング

部品は、標準試験電流における測定された光出力に基づいてグループ分けされます。これにより、設計者は異なる製品グレードの特定の輝度要件を満たすビンを選択したり、光学システムの損失を補償したりすることができます。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧による選別は、特に複数のLEDを直列に接続する場合に効率的なドライバ回路の設計に役立ちます。整合したVfビンにより、より均一な電流分布と簡素化されたドライバ要件が確保されます。

4. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのデバイスの挙動についてより深い洞察を提供します。

4.1 電流-電圧（I-V）特性曲線

この曲線は、順方向電流と順方向電圧の間の非線形関係を示しています。動作点を決定し、安定した光出力と色を確保するLEDの標準である定電流ドライバを設計するために不可欠です。

4.2 温度特性

曲線は通常、順方向電圧が接合温度の上昇とともにどのように減少するか、および光束が温度上昇に伴ってどのように減衰するかを示します。この熱的デレーティングを理解することは、適切なヒートシンクを設計し、アプリケーション環境での性能を予測するために重要です。

4.3 分光パワー分布（SPD）

SPDグラフは、各波長で発せられる光の相対強度をプロットします。色品質、ピーク波長、スペクトル幅に関する詳細な情報を提供し、比色に関する特定のニーズを持つアプリケーションにとって重要です。

5. 機械的仕様・パッケージ情報

物理的なパッケージは、電気的接続、機械的安定性、および熱経路を確保します。

5.1 外形寸法図

PCBフットプリント設計と機械的統合のために、主要寸法（長さ、幅、高さ）、公差、および基準データを含む詳細な図面が提供されます。

5.2 パッドレイアウト及びはんだパッド設計

リフロー時の信頼性のあるはんだ接合部の形成と熱応力の管理を確保するために、推奨されるPCBランドパターン（パッドサイズ、形状、間隔）が指定されています。

5.3 極性識別

組立時の誤った向き付けを防ぎ（これによりデバイスは機能しません）、カソードインジケータ、切り欠き、または面取りされた角などの明確なマーキングが定義されています。

6. はんだ付け及び組立ガイドライン

適切な組立は信頼性にとって重要です。

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

プリヒート、ソーク、リフローピーク温度（通常、指定時間（例：10秒間）で260°Cを超えない）、冷却速度を含む推奨温度プロファイルが提供されます。このプロファイルに従うことで、LEDパッケージと内部チップへの熱ダメージを防止します。

6.2 取扱い上の注意

ガイドラインには、ESD対策の実施、レンズへの機械的ストレスの回避、光学面の汚染防止、および部品本体への直接はんだ付けの禁止が含まれます。

6.3 保管条件

推奨される保管方法は、湿気敏感包装（定義された湿気感受性レベル、MSL付き）内の制御された環境（典型的な温度と湿度の範囲が指定される）で行い、端子の酸化とリフロー時の湿気による損傷（ポップコーン現象）を防ぎます。

7. 梱包及び発注情報

調達と物流のための情報です。

7.1 梱包仕様

リール寸法（テープ＆リール包装用）、ポケット数量、テープ内の向き、リール材質などの詳細が含まれます。

7.2 ラベル情報

梱包ラベル上のデータを説明します。通常、品番、数量、ロット/バッチコード、日付コード、ビニング情報が含まれます。

7.3 品番体系

品番構造を解読し、色、光束ビン、電圧ビン、包装タイプ、特殊機能などの属性に対応する異なるフィールドを示します。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション例

その特性から推測すると、この部品は一般照明（電球、ダウンライト）、バックライトユニット（ディスプレイ用）、車載内装照明、サイン、または安定した長寿命の光源が必要なインジケータ用途に適している可能性があります。

8.2 設計上の考慮点

主要な考慮点には、定電流ドライバの使用、適切な熱管理（ヒートシンキング）の実施、必要に応じた電気的絶縁の確保、電圧トランジェントからの保護、および所望のビームパターンと効率を達成するための光学設計（レンズ、拡散板）の検討が含まれます。

9. 技術比較

直接比較には特定の代替品が必要ですが、この部品のRevision 3と永久の有効期限は、成熟した最適化された設計であることを示唆しています。その利点には、十分に特性化された性能、広範な実績に基づく高い信頼性、安定したサプライチェーン、および設計成熟度を犠牲にしてより高い効率を提供する可能性のある最新の最先端部品と比較して潜在的に低コストであることが含まれる可能性があります。

10. よくある質問（FAQ）

Q: ライフサイクルフェーズ：改訂版3とはどういう意味ですか？

A: これは、製品の技術仕様の3番目の主要バージョンであることを示しています。以前の改訂版からの変更には、改善された性能パラメータ、更新された試験方法、または修正された機械的詳細が含まれる可能性があります。これはこの製品世代の最終仕様です。

Q: なぜ有効期限が永久と記載されているのですか？

A: これは、この文書バージョンには計画された陳腐化日がないことを示しています。この製品改訂版の有効な仕様として無期限に残り、設計者に長期的な文書の安定性を保証します。

Q: この部品にとって熱管理はどれほど重要ですか？

A: すべてのLEDにとって最も重要です。最大接合温度を超えると、光束出力（ルーメン減衰）が大幅に減少し、色がシフトし、動作寿命が劇的に短縮します。信頼性のある性能のためには、適切なヒートシンキングは必須条件です。

Q: このLEDを定電圧源で駆動できますか？

A: 強く推奨されません。LEDは指数関数的なI-V関係を示します。電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こし、熱暴走と故障につながります。定電流ドライバが標準的かつ必須の方法です。

11. 実用例

シナリオ：直線型LED照明器具の設計エンジニアは、色の一貫性（厳密なビニング）、効率、実証された信頼性に基づいてこの部品を選択します。電気的相互接続とヒートシンクの両方の役割を果たす金属基板PCB（MCPCB）を設計します。LEDは直列ストリングに配置され、各ストリングの総順方向電圧は、適切な定電流ドライバを選択するためにビニングされたVfを使用して計算されます。最悪の周囲条件下でもLED接合温度を限界内に保つために、器具筐体が十分な熱を放散することを確認するために熱シミュレーションが実行されます。完成した設計は、部品の安定した仕様の恩恵を受け、生産ユニット全体で一貫した性能を確保します。

12. 動作原理

LEDは半導体ダイオードです。順方向電圧が印加されると、n型半導体からの電子とp型半導体からの正孔が活性領域に注入されます。電子と正孔が再結合すると、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。発せられる光の波長（色）は、活性領域で使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップ（例：青/緑用のInGaN、赤/琥珀色用のAlInGaP）によって決まります。白色LEDは通常、青色LEDチップを蛍光体材料でコーティングし、青色光の一部をより長い波長（黄色、赤）に変換することで白色光を作り出します。

13. 開発動向

LED技術の一般的なトレンドは、より高い発光効率（ワットあたりのルーメン数の増加）、改善された演色性、および低コストでのより高い信頼性に向かって継続しています。小型化と高出力密度化も進行中です。パッケージングでは、チップスケールパッケージ（CSP）や、より良い光取り出しと熱管理のための新しい設計への移行があります。蛍光体変換白色LEDでは、より高い効率、より良いスペクトル品質、および改善された安定性のための新しい蛍光体材料に焦点が当てられています。さらに、センサーと制御を統合したスマートで接続された照明は、このトレンドが基本的なLED部品自体よりもシステム設計に影響を与えるものの、ますます重要になっています。