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LEDコンポーネント ライフサイクル文書 - 改訂版3 - リリース日 2014-12-05 - 技術仕様書

LEDコンポーネントのライフサイクル段階、改訂状況、リリース情報を詳細に記述した技術文書。改訂版3は「永久」の有効期間を持ち、2014年12月5日にリリースされました。
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PDF文書カバー - LEDコンポーネント ライフサイクル文書 - 改訂版3 - リリース日 2014-12-05 - 技術仕様書

1. 文書概要

本技術文書は、特定の電子部品(文脈上、ここではLEDとして識別)のライフサイクル管理に関する確定的な仕様書として機能します。中核となる情報は、その改訂履歴とリリース状況に関連します。本文書は、エンジニア、調達担当者、品質保証担当者が、部品の承認済みバージョンとその有効期間について明確で曖昧さのないデータを入手できるように構成されています。このライフサイクル情報を理解することは、電子製品開発における設計の一貫性、製造の再現性、長期的なサプライチェーンの安定性を確保する上で極めて重要です。

2. 主要ライフサイクルパラメータ

本文書は、一貫した単一のライフサイクルパラメータセットを繰り返し強調しており、これが部品の状態に関する主要なデータポイントであることを示しています。

2.1 ライフサイクル段階

ライフサイクル段階は、明示的に改訂版と記載されています。これは、部品仕様が以前のバージョンから変更を受けたことを示します。改訂段階は通常、完全な新製品導入や生産終了(EOL)状態とは対照的に、下位互換性のある、または軽微な調整を伴う機能的またはパラメトリックな変更を意味します。

2.2 改訂番号

この段階に関連付けられた改訂番号33

です。この整数は、正式な改訂の順序を示します。改訂版3は、以前のすべての改訂版(例:改訂版1、改訂版2)に優先します。設計ファイル、部品表(BOM)、品質文書において、矛盾を避けるためにこの特定の改訂番号を参照することが必須です。

2.3 有効期間有効期間永久

と定義されています。これは重要な宣言であり、通常の状況下では、この特定の改訂版に計画された有効期限や陳腐化(オブソリート)日がないことを意味します。この部品は、継続的かつ長期的な生産供給を意図しています。この状態は、この部品を用いて設計された製品に対するサプライチェーンの安全性を提供します。

2.4 リリース日リリース日は、2014-12-05 11:59:33.0

と正確にタイムスタンプが記録されています。これは、改訂版3が生産および設計使用のために承認・リリースされた公式の日時を示します。完全なデータシート(このヘッダーによって暗示される)に含まれるすべての仕様は、この時点から有効です。

3. 技術パラメータ分析

提供された抜粋はライフサイクルのメタデータに焦点を当てていますが、LEDコンポーネントの完全な技術データシートには、広範なパラメータが含まれます。以下のセクションでは、LED文書に関する標準的な業界慣行に基づき、このようなライフサイクル情報に付随する典型的なデータカテゴリについて詳述します。

3.1 測光特性

測光パラメータは、光出力と品質を定義します。主要な仕様には、全可視光出力を示す光束(単位:ルーメン、lm)が含まれます。光度(単位:カンデラ、cd)は、単位立体角あたりの光パワーを表します。相関色温度(CCT、単位:ケルビン、K)は、光が暖白色、昼白色、または昼光色に見えるかを指定します。平均演色評価数(CRI、Ra)は、自然光源と比較して光源が物体の色をどれだけ正確に再現するかの尺度であり、値が高いほど(100に近いほど)優れています。主波長またはピーク波長は、単色LEDの知覚される色を定義します。

3.2 電気的特性

電気的特性は回路設計の基本です。順方向電圧(Vf)は、指定された電流で動作しているときのLED両端の電圧降下であり、通常は範囲(例:2.8V~3.4V)として提供されます。順方向電流(If)は推奨動作電流であり、パッケージや定格電力に応じて20mA、60mA、150mAなどの公称値であることが多いです。逆方向電圧(Vr)は、LEDが非導通方向にバイアスされたときに耐えられる最大電圧を示します。許容損失(Pd)は、電気的および熱的限界を考慮した、パッケージが処理できる最大許容電力です。

3.3 熱的特性

熱管理は、LEDの性能と寿命にとって極めて重要です。接合部-周囲間熱抵抗(RθJA)は、半導体接合部から周囲の空気へ熱がどれだけ効率的に伝わるかを定量化します。値が低いほど放熱性が優れています。最大接合部温度(Tj max)は、LEDチップ自体の最高許容温度です。この限界を超えると寿命が大幅に短縮され、即座に故障を引き起こす可能性があります。これらのパラメータは、信頼性の高い動作に必要なヒートシンクまたはPCB設計を決定します。

4. ビニング・ソーティングシステム

LEDの製造には自然なばらつきが生じます。ビニングシステムは、厳密に制御されたパラメータを持つグループに部品を分類します。

4.1 波長 / 色温度ビニング

白色LEDは、そのCCT(例:2700K、3000K、4000K、5000K、6500K)に基づいてビンに分類され、多くの場合マクアダム楕円ステップ(例:2ステップ、3ステップ)内で色の一貫性を確保します。カラーLEDは主波長(例:625nm ± 2nm)によってビニングされます。

4.2 光束ビニング

LEDは、標準試験電流における光出力によって分類されます。ビンは最小および/または最大光束値(例:ビンA:20-22 lm、ビンB:22-24 lm)によって定義されます。これにより、設計者はアプリケーションに適した輝度グレードを選択できます。

4.3 順方向電圧ビニング

ドライバ設計を簡素化し、アレイ内での電流分布を一貫させるために、LEDは指定された試験電流における順方向電圧降下(例:Vf ビン1:3.0V-3.2V、Vf ビン2:3.2V-3.4V)によってビニングされる場合があります。

5. 性能曲線分析

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

5.1 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。動作点の決定や定電流回路(例:抵抗器または定電流ドライバ)の設計に不可欠です。この曲線は通常、しきい値電圧で急峻なターンオンを示します。

5.2 温度特性

グラフは、主要パラメータが温度とともにどのように変化するかを示します。光束は通常、接合部温度が上昇すると減少します。順方向電圧も温度の上昇とともに低下し、適切に管理されないと電流制御に影響を与える可能性があります。これらの曲線は、意図した動作温度範囲全体で性能を維持するシステムを設計するために極めて重要です。

5.3 分光パワー分布(SPD)

SPDグラフは、各波長で放出される光の相対強度をプロットします。白色LEDの場合、青色励起ピークとより広い蛍光体変換スペクトルを示します。このグラフは、CRIなどの色品質指標の分析や、特定の分光感度を持つアプリケーションにとって重要です。

6. 機械的仕様及びパッケージ情報

物理的仕様は、適切な適合性と組み立てを保証します。

6.1 外形寸法図

詳細な機械図面は、長さ、幅、高さ、リード間隔、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および最終組み立て内でのクリアランス確保に必要です。

6.2 パッドレイアウト設計

推奨されるPCBランドパターン(パッド形状とサイズ)が指定されており、リフローまたはフローはんだ付け時の信頼性の高いはんだ接合部形成を保証します。これには、ソルダーマスク開口寸法も含まれます。

6.3 極性識別

アノードとカソードを識別する方法は、通常、部品上のマーキング(例:切り欠き、ドット、緑色の線、または角切り)または非対称なリード長によって明確に示されています。正しい極性は機能にとって不可欠です。

7. はんだ付け及び実装ガイドライン

7.1 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、プリヒート、ソーク、リフロー最高温度(通常、指定時間、例:240°C以上10秒間で260°Cを超えない)、および冷却速度が含まれます。このプロファイルに従うことで、LEDパッケージおよび内部ダイへの熱ダメージを防止します。

7.2 取り扱い上の注意

注意事項には、取り扱い中のESD(静電気放電)保護の使用、レンズへの機械的ストレスの回避、光学面の汚染防止が含まれます。一部のLEDは湿気に敏感であり、パッケージが暴露された場合ははんだ付け前にベーキングが必要な場合があります。

7.3 保管条件

理想的な保管条件が指定されており、通常は湿度が制御された(例:25°Cで相対湿度<40%)涼しく乾燥した環境で、湿気の吸収と材料の劣化を防ぎます。

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回路

低電流インジケータ用の単純な直列抵抗回路や、パワーLED用の定電流ドライバ回路など、基本的なアプリケーション回路が示されています。電流制限抵抗を計算するための設計式が含まれることが多いです。

8.2 設計上の考慮点

主要な考慮点には、熱管理(PCB銅面積、ヒートシンク)、光学設計(レンズ、リフレクター)、ノイズを最小限に抑えるための電気的レイアウト、および長期信頼性を確保するための高温動作時のデレーティングガイドラインが含まれます。

9. 信頼性及び寿命

抜粋には含まれていませんが、完全なデータシートでは、規定動作条件下(例:周囲温度25°C、定格電流)での寿命期待値が定義されており、多くの場合L70またはL50(光束が初期出力の70%または50%に低下するまでの時間)として表記されます。これは加速寿命試験に基づくもので、照明用途にとって極めて重要なパラメータです。

10. 提供データの解釈提供されたPDFコンテンツ内の繰り返し行は、各ページに表示される文書のヘッダーまたはフッターであることを強く示唆しています。単一のデータ項目ライフサイクル段階: 改訂版 : 3, 有効期間: 永久, リリース日: 2014-12-05

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。