LEDコンポーネント仕様書 - ライフサイクルフェーズ：改訂版1 - リリース日：2013年3月15日 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本技術仕様書は、LEDコンポーネントの特定の改訂版に関するものです。提供されている主要情報は、このコンポーネントが最初の改訂版（Revision 1）であり、2013年3月15日に正式リリースされたことを示しています。ライフサイクルフェーズは改訂とマークされており、これは前バージョンからの更新または修正を意味します。有効期限は永久と記載されており、これは通常、この特定の改訂版に対する仕様書が無期限に有効であること、またはこのバージョンのコンポーネントに計画的な廃止日がないことを意味します。この文書は、製品開発および製造に関わるエンジニア、設計者、調達担当者向けに、このコンポーネント改訂版の電気的、光学的、機械的仕様を決定づける確定的な情報源として機能します。

2. 技術パラメータの詳細解釈

提供されている抜粋は限られていますが、Revision 1のLEDコンポーネントに関する包括的なデータシートには、詳細な技術パラメータが含まれます。これらは適切な回路設計と性能期待値の達成に不可欠です。

2.1 測光・色特性

完全なデータシートには、主要な測光パラメータが規定されます。主波長または相関色温度（CCT）は、発光する光の色（クールホワイト、ウォームホワイト、または赤や青などの特定の単色）を定義します。ルーメン（lm）で測定される光束は、知覚される総光出力を示します。色度座標（例：CIE 1931図上）は、色点の正確な定義を提供します。白色LEDについては、演色評価数（CRI）が規定される場合があり、光源が自然光源と比較して物体の色をどれだけ正確に再現するかを示します。視野角（通常、光度が最大値の半分になる角度、例：120度として与えられる）は、光の空間分布を記述します。

2.2 電気的特性

電気的仕様はドライバ設計の基本です。順方向電圧（Vf）は、指定されたテスト電流におけるLED両端の電圧降下です。これは電源要件を決定する上で極めて重要です。順方向電流（If）は推奨動作電流であり、光出力と寿命に直接影響します。逆電圧、ピーク順方向電流、および電力損失の最大定格は、永久損傷が発生する可能性のある絶対限界を定義します。動的抵抗も、パルスまたは変動電流アプリケーションにおけるより高度なモデリングのために提供される場合があります。

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定量化します。値が低いほど放熱性が優れていることを示します。最大接合部温度（Tj max）は、LEDチップが劣化せずに耐えられる最高温度です。適切な放熱により、LEDをこの温度以下で動作させることは、光束の維持、色安定性、定格寿命（多くの場合、光束が初期値の70%または50%に低下するまでの時間として定義されるL70またはL50）の達成に不可欠です。

3. ビニングシステムの説明

製造上のばらつきに対処するため、主要パラメータに基づいてLEDを分類し、生産ロット内の一貫性を確保するビニングシステムが必要です。

3.1 波長/色温度ビニング

LEDは、その正確な色度座標または主波長に基づいてビンに分類されます。これにより、複数のLEDを使用する製品で均一な色見えが保証されます。白色LEDの場合、ビンはCIE図上の範囲および/または相関色温度（CCT）の範囲（例：3000K ± 150K）によって定義されます。

3.2 光束ビニング

LEDはまた、標準テスト電流における光出力に応じてビニングされます。ビンコード（例：Flux Bin A, B, C）は、最小および最大光束範囲に対応します。これにより、設計者はアプリケーションの特定の輝度要件を満たすLEDを選択できます。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧（Vf）は、ばらつきの対象となるもう一つのパラメータです。Vfによるビニングは、特に複数のLEDを直列に接続する場合に、電流の不均衡と電力損失を最小限に抑えるため、効率的なドライバ回路の設計に役立ちます。

4. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのLED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

I-V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ます。ターンオン電圧と、Vfが電流とともにどのように増加するかを示します。この曲線は、適切な電流制限方法（抵抗器、定電流ドライバ）を選択するために不可欠です。

4.2 温度依存性

グラフは通常、順方向電圧が接合部温度の上昇とともに減少する様子（負の温度係数）を示します。さらに重要なことに、相対光束が接合部温度の関数としてどのように変化するかを描き、温度が上昇すると光出力が低下することを示します。これは効果的な熱設計の必要性を強調しています。

4.3 分光パワー分布

分光分布プロットは、各波長で発せられる光の相対強度を示します。単色LEDの場合、ピーク波長とスペクトル幅（FWHM）を示します。白色LED（多くの場合、蛍光体変換型）の場合、青色励起LEDのピークと、より広い蛍光体発光スペクトルを示します。

5. 機械的仕様・パッケージ情報

物理的仕様は、正しいPCBレイアウトと実装を保証します。

5.1 外形寸法図

詳細な機械図面は、すべての重要な寸法（長さ、幅、高さ、レンズ形状、突起物など）を提供します。各寸法に対して公差が規定されています。

5.2 パッドレイアウトとフットプリント設計

推奨されるPCBランドパターン（フットプリント）が提供され、パッドサイズ、形状、間隔が含まれます。これは、はんだ接合部の信頼性とPCBへの適切な熱接続にとって極めて重要です。

5.3 極性識別

アノードとカソードを識別する方法が明確に示されています。これは通常、部品本体のマーキング（切り欠き、ドット、角切りなど）または非対称なパッド設計によって行われます。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

適切な取り扱いと実装は、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

推奨リフロー温度プロファイルが提供され、予熱、ソーク、リフローピーク温度、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、最高温度および液相線以上の時間が規定されています。

6.2 取り扱い上の注意

ガイドラインは、LEDが静電気に敏感であるため、ESD（静電気放電）保護をカバーします。はんだ付け性を保持し、湿気吸収（MSL定格）を防ぐための保管条件（温度、湿度）に関する推奨事項が記載されています。

7. 梱包・発注情報

物流および調達のための情報です。

7.1 梱包仕様

LEDの供給方法に関する詳細：リールタイプ（例：7インチ、13インチ）、テープ幅、ポケット間隔、リールあたりの数量。テープ内の向きが規定されています。

7.2 ラベル表示と品番体系

リールまたは箱のラベルには、完全な品番、数量、日付コード、ロット番号が含まれます。品番自体は、色、光束ビン、電圧ビン、パッケージタイプなどの主要属性をコード化したものです。

8. アプリケーション推奨事項

設計にコンポーネントを実装するためのガイダンスです。

8.1 代表的なアプリケーション回路

基本的な駆動回路の回路図が示されています。例えば、定電圧源と直列抵抗を使用する方法や、効率と安定性を向上させるために専用の定電流LEDドライバICを採用する方法などです。

8.2 設計上の考慮点

主要な考慮点には、熱管理（PCB銅面積、熱ビア、外部ヒートシンクの可能性）、光学設計（レンズ選択、二次光学系）、ノイズを最小限に抑え安定した電流を確保するための電気的レイアウトが含まれます。

9. 技術比較

この改訂版に特有のことですが、前の改訂版や競合製品と比較して、改善された発光効率（ルーメン毎ワット）、より優れた色の一貫性（より厳しいビニング）、強化された信頼性データ（より長いL70寿命）、または高密度設計を可能にするよりコンパクトなパッケージサイズなどの利点が含まれる可能性があります。Revision 1というステータス自体が、初期リリースからのフィードバックや進歩に基づく改良と最適化を示しています。

10. よくある質問

技術パラメータに基づく一般的な質問には以下が含まれます：最大寿命を得るための推奨駆動電流は何ですか？（回答：通常、公称If以下）。光束は時間とともにどのように劣化しますか？（寿命曲線とL70/L50定格を参照）。電圧源でこのLEDを駆動できますか？（回答：LEDの指数関数的なI-V特性のため、電流制限機構なしでは推奨されません）。PWM調光は色にどのような影響を与えますか？（通常、周波数が十分に高ければ最小限ですが、データシートに規定される場合があります）。

11. 実用例

一般的なLEDアプリケーションに基づくと、このコンポーネントは以下の用途に使用される可能性があります：均一な色と高い効率が鍵となる一般照明モジュール（ダウンライト、パネルライト）。広い温度範囲での信頼性が要求される自動車内装照明（ドームライト、アクセント照明）。均一な輝度が極めて重要なLCDディスプレイ用バックライトユニット。特定の色点を活かした装飾・建築照明。コンパクトサイズを活かした民生電子機器のインジケータライト。

12. 原理紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれ、デバイス内で電子が正孔と再結合する際に、光子の形でエネルギーを放出することで起こります。光の色は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。白色LEDの場合、青色または紫外線LEDチップは、一部の青/紫外線を吸収して黄色またはより広いスペクトルとして再発光する蛍光体材料でコーティングされており、これらが組み合わさって白色光を生成します。

13. 開発動向

LED産業は進化を続けています。動向には、エネルギー消費を削減するためのより高い発光効率の追求が含まれます。優れた演色性を要求するアプリケーションのための、より高いCRIおよびR9（飽和赤）値などの色品質の向上。寿命および温度に対するより安定した色のための新しい蛍光体システムの開発。超高密度アプリケーションのためのパッケージの小型化。制御電子機器をLEDチップまたはパッケージに直接統合し、スマートまたはコネクテッドLEDへと導くこと。特に自動車ヘッドライトのような要求の厳しいアプリケーションのための、信頼性と寿命予測モデルへの注力の増加。