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LEDコンポーネント仕様書 - ライフサイクル改訂版1 - リリース日 2014-11-27 - 日本語技術文書

LEDコンポーネントのライフサイクル段階、改訂履歴、リリース情報を詳細に記述した技術仕様書。仕様とアプリケーションガイドラインを含みます。
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PDF文書カバー - LEDコンポーネント仕様書 - ライフサイクル改訂版1 - リリース日 2014-11-27 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本技術文書は、発光ダイオード(LED)コンポーネントの包括的な仕様とアプリケーションガイドラインを提供します。このデータシートの中心的な焦点は、製品の確立されたライフサイクルステータスであり、安定した改訂段階にあることを示しています。このコンポーネントの主な利点は、成熟した信頼性の高い設計にあり、徹底的な検証とテストを経ています。様々な照明および表示シナリオにおいて、一貫した性能、長期的な供給性、実証済みの信頼性を必要とするアプリケーションを対象としています。

2. ライフサイクルと改訂情報

提供されたデータは、このコンポーネントの一貫したライフサイクルステータスを示しています。ライフサイクル段階は、改訂版として文書化されており、改訂番号は1です。これは、製品設計が安定しており、初期開発および必要な修正を経て正式にリリースされたことを意味します。有効期限は、永久と記載されています。これは通常、製品に計画的な生産終了(EOL)日がなく、継続的な生産が予定されていること、またはこの特定の改訂版の文書が無期限に有効であることを意味します。リリース日は、2014年11月27日 19:34:44.0です。このタイムスタンプは、この改訂版の技術データの正式な発行を記録しています。

3. 技術パラメータ詳細解釈

抜粋部分には測光、電気、熱パラメータの具体的な数値は記載されていませんが、安定した改訂版ライフサイクルを持つコンポーネントの標準的なLED特性に基づく詳細な分析を提示します。

3.1 測光特性

このようなコンポーネントの典型的な測光パラメータには、主波長または相関色温度(CCT)、光束(ルーメン)、光度(カンデラ)が含まれます。性能はその分光パワー分布によって特徴付けられます。成熟した製品の場合、洗練された製造プロセスにより、これらのパラメータはロット間のばらつきが最小限に抑えられています。

3.2 電気的特性

主要な電気仕様には、所定のテスト電流における順方向電圧(Vf)、最大連続順方向電流(If)、逆電圧(Vr)が含まれます。動的抵抗も回路設計における重要なパラメータです。安定した改訂版は、すべての生産ユニットにおいて明確で一貫した電気的動作を示唆しています。

3.3 熱特性

熱管理はLEDの性能と寿命にとって極めて重要です。重要なパラメータには、接合部からはんだ付けポイントまでの熱抵抗(Rthj-sp)および最大接合部温度(Tjmax)が含まれます。データシートには、周囲温度に対する順方向電流のデレーティング曲線が提供されるでしょう。

4. ビニングシステムの説明

成熟したLED製品は通常、色と性能の一貫性を確保するための包括的なビニングシステムを採用しています。

4.1 波長/色温度ビニング

LEDは、その主波長(単色LEDの場合)または相関色温度とDuv(白色LEDの場合)に基づいてビンに分類されます。これにより、同じビンからのすべてのLEDが視覚的に同じ色に見えることが保証されます。

4.2 光束ビニング

コンポーネントは、標準テスト条件下での光束出力に応じてもビニングされます。これにより、設計者は保証された最小値で特定の輝度要件を満たす部品を選択することができます。

4.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧(Vf)による選別は、効率的な駆動回路の設計に役立ち、複数のLEDが直列に接続されるアプリケーションでは、より均一な電流分布を確保するために重要となる可能性があります。

5. 性能曲線分析

詳細な性能曲線は、様々な動作条件下でのコンポーネントの挙動を理解するために不可欠です。

5.1 電流-電圧(I-V)特性曲線

I-V曲線は、順方向電圧と順方向電流の関係を示します。これは非線形であり、ターンオン電圧と、電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こす動作領域を示し、定電流駆動を必要とします。

5.2 温度依存性

順方向電圧と光束が接合部温度とともにどのように変化するかを示す曲線は重要です。一般的に、順方向電圧は温度の上昇とともに減少し、光束も温度が上昇すると低下します。

5.3 分光分布

分光パワー分布グラフは、各波長で放出される光の相対強度を示します。白色LEDの場合、これは青色励起ピークと、より広い蛍光体変換スペクトルを明らかにします。

6. 機械的およびパッケージ情報

物理的な寸法とパッケージ設計は、プリント回路基板(PCB)上での適切な取り付けと機能を保証します。

6.1 外形寸法図

上面、側面、底面図を含む詳細な図面は、長さ、幅、高さ、およびすべての公差を含むすべての重要な寸法を提供します。これはPCBフットプリント設計とクリアランスチェックに必要です。

6.2 パッドレイアウト設計

信頼性の高いはんだ付け、適切な放熱、および機械的安定性を確保するために、推奨されるPCBランドパターン(パッド形状とサイズ)が規定されています。

3.3 極性識別

アノードとカソードの明確なマーキングは、通常、ノッチ、ドット、切り欠き角、または異なるリード長によって示されます。正しい極性はデバイスの動作に不可欠です。

7. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いと組立は信頼性にとって極めて重要です。

7.1 リフローはんだ付けパラメータ

推奨リフロープロファイルが提供され、予熱、ソーク、リフロー最高温度、冷却速度が含まれます。LEDパッケージおよび内部材料への損傷を防ぐために、はんだ付け中の最大ボディ温度が規定されています。

7.2 注意事項と取り扱い

静電気放電(ESD)からの保護、レンズへの機械的ストレスの回避、シリコーンまたはエポキシレンズを損傷する可能性のある特定の溶剤での洗浄を推奨しないことなどのガイドラインが含まれます。

7.3 保管条件

使用前の湿気吸収(リフロー中のポップコーン現象を引き起こす可能性あり)およびその他の劣化を防ぐために、理想的な保管条件(温度および湿度範囲)が規定されています。

8. 包装および発注情報

製品の供給方法および特定のバリアントの発注方法に関する情報。

8.1 包装仕様

コンポーネントは、自動ピックアンドプレースマシンに適した、テープアンドリールなどの業界標準包装で供給されます。リール寸法、テープ幅、ポケット間隔、およびコンポーネントの向きが詳細に記載されています。

8.2 ラベリング情報

リールまたは箱のラベリングには、トレーサビリティのための品番、数量、ロット番号、日付コード、およびビニング情報が含まれます。

8.3 品番体系

モデル命名規則は、色、輝度ビン、電圧ビン、パッケージタイプ、特殊機能などの主要属性を解読し、正確な選択を可能にします。

9. アプリケーション推奨事項

9.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、民生電子機器のバックライト、建築アクセント照明、自動車内装照明、産業機器のステータスインジケータ、コンパクトな器具内の一般照明など、幅広いアプリケーションに適しています。

9.2 設計上の考慮事項

重要な設計要素には、定電流LEDドライバの使用、適切な熱管理(PCB銅面積、放熱)の実装、光学設計(レンズ、拡散板)がLEDの視野角と一致することを確保すること、電圧トランジェントおよび逆極性からの保護が含まれます。

10. 技術比較

2014年以降の改訂版1の製品として、その主な差別化要因は、実証済みの現場信頼性と安定したサプライチェーンにあります。最新の最先端LEDと比較すると、わずかに低い効率(ルーメン毎ワット)または演色評価数(CRI)を提供する可能性があります。しかし、その利点には、予測可能な性能、広範なアプリケーション実績、堅牢な認定データ、設計変更や早期陳腐化のリスクが低いことが含まれ、長いライフサイクルを持つ製品や再認定作業を最小限に抑えたい製品に理想的です。

11. よくある質問(FAQ)

Q: ライフサイクル段階:改訂版とはどういう意味ですか?

A: 製品設計が安定しており、生産のためにリリースされていることを示します。改訂版1は、初期の設計反復後の最初の公式リリースです。

Q: 有効期限が永久となっています。これは製品が決して廃止されないということですか?

A: 必ずしもそうではありません。多くの場合、この特定の改訂版の文書には有効期限がない、または製品には事前に発表された生産終了日がないことを意味します。最新のステータスについては、常にメーカーからの公式製品変更通知(PCN)を確認してください。

Q: リリース日は2014年です。この製品は時代遅れですか?

A: 必ずしもそうではありません。多くの電子部品、特に確立された市場にサービスを提供するものは、数十年間生産が継続されます。2014年のリリース日は、成熟度と広範な実世界での検証を示しています。

Q: アプリケーションに適した正しいビンをどのように選択すればよいですか?

A: 色の一貫性要件に基づいて波長/CCTビンを選択してください。最小輝度目標を満たすために光束ビンを選択してください。均一な電流のために長い直列ストリングを設計する場合は、電圧ビニングを考慮してください。

12. 実用的な使用例

事例研究1: 産業用制御盤インジケータ:産業用プログラマブルロジックコントローラ(PLC)のメーカーは、ステータスインジケータ(電源、運転、故障)にこのLEDを使用しています。安定した改訂版により、数年離れて製造されたユニットでも視覚的に同一のインジケータ色と輝度を維持し、一貫した製品外観を保ちます。実証済みの信頼性は、何年も連続して動作することが期待される機器にとって極めて重要です。

事例研究2: リトロフィット照明モジュール:蛍光灯器具をリトロフィットするLEDモジュールを製造する会社がこのコンポーネントを選択します。成熟したサプライチェーンと固定された仕様により、モジュールを一度認定すれば、再設計なしで何年もコンポーネントを調達でき、長期的なサポートコストを削減できます。

13. 動作原理

発光ダイオードは、半導体p-n接合ダイオードです。順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が接合領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、エネルギーが光子(光)の形で放出されます。放出される光の波長(色)は、使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります(例:青色/緑色にはInGaN、赤色/琥珀色にはAlInGaP)。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することで作成され、蛍光体は青色光の一部を吸収してより広いスペクトルの黄色光として再放出します。青色光と黄色光の混合は、人間の目には白色に見えます。

14. 技術トレンド

LED技術の一般的なトレンドは、より高い発光効率(ルーメン毎ワット)、改善された演色性(より高いCRIおよびR9値)、および高温動作におけるより高い信頼性に向かって続いています。また、小型化(より小さなパッケージ)と高出力密度への動きもあります。このデータシートで暗示されているようなミッドパワーLEDの場合、より良い色の一貫性と安定性のための新しい蛍光体技術の採用、およびより高い駆動電流を可能にする低熱抵抗パッケージの開発がトレンドに含まれます。調光可能な白色スペクトルを持つ人間中心の照明への移行も、製品開発に影響を与えています。しかし、このような成熟した製品は、最新の性能指標よりもコスト効率、供給安定性、設計の継承性が優先されるアプリケーションに引き続き貢献しています。

LED仕様用語集

LED技術用語の完全な説明

光電性能

用語 単位/表示 簡単な説明 なぜ重要か
発光効率 lm/W (ルーメン毎ワット) 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。
光束 lm (ルーメン) 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 光が十分に明るいかどうかを決定する。
視野角 ° (度)、例:120° 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 照明範囲と均一性に影響する。
色温度 K (ケルビン)、例:2700K/6500K 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。
演色性指数 無次元、0–100 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。
色差許容差 マクアダム楕円ステップ、例:「5ステップ」 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。
主波長 nm (ナノメートル)、例:620nm (赤) カラーLEDの色に対応する波長。 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。
分光分布 波長 vs 強度曲線 波長全体の強度分布を示す。 演色性と色品質に影響する。

電気パラメータ

用語 記号 簡単な説明 設計上の考慮事項
順電圧 Vf LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。
順電流 If LEDの正常動作のための電流値。 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。
最大パルス電流 Ifp 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。
逆電圧 Vr LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。
熱抵抗 Rth (°C/W) チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。
ESD耐性 V (HBM)、例:1000V 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。

熱管理と信頼性

用語 主要指標 簡単な説明 影響
接合温度 Tj (°C) LEDチップ内部の実際の動作温度。 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある;高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。
光束減衰 L70 / L80 (時間) 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 LEDの「サービス寿命」を直接定義する。
光束維持率 % (例:70%) 時間経過後に残った明るさの割合。 長期使用における明るさの保持能力を示す。
色ずれ Δu′v′またはマクアダム楕円 使用中の色変化の程度。 照明シーンでの色の一貫性に影響する。
熱劣化 材料劣化 長期的な高温による劣化。 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。

パッケージングと材料

用語 一般的な種類 簡単な説明 特徴と応用
パッケージタイプ EMC、PPA、セラミック チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 EMC:耐熱性が良く、低コスト;セラミック:放熱性が良く、寿命が長い。
チップ構造 フロント、フリップチップ チップ電極配置。 フリップチップ:放熱性が良く、効率が高い、高電力用。
蛍光体コーティング YAG、珪酸塩、窒化物 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。
レンズ/光学 フラット、マイクロレンズ、TIR 光分布を制御する表面の光学構造。 視野角と配光曲線を決定する。

品質管理とビニング

用語 ビニング内容 簡単な説明 目的
光束ビン コード例:2G、2H 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 同じロット内で均一な明るさを保証する。
電圧ビン コード例:6W、6X 順電圧範囲でグループ化される。 ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。
色ビン 5ステップマクアダム楕円 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。
CCTビン 2700K、3000Kなど CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 異なるシーンのCCT要件を満たす。

テストと認証

用語 標準/試験 簡単な説明 意義
LM-80 光束維持試験 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。
TM-21 寿命推定標準 LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 科学的な寿命予測を提供する。
IESNA 照明学会 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 業界で認められた試験基盤。
RoHS / REACH 環境認証 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 国際的な市場参入要件。
ENERGY STAR / DLC エネルギー効率認証 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。