T3Bシリーズ 3014 ホワイトLED 仕様書 - サイズ 3.0x1.4x0.8mm - 電圧 9.2V - 電力 0.3W - 日本語技術文書

1. 製品概要

T3Bシリーズは、3014パッケージフットプリント（3.0mm x 1.4mm x 0.8mm）を採用した表面実装型（SMD）LEDです。この特定モデルT3B003L(C,W)Aは、3チップ直列構成を特徴とするホワイトLEDで、定格電力は0.3Wです。コンパクトなフォームファクタでありながら、高い信頼性と安定した性能を要求する一般照明用途向けに設計されています。

1.1 主な特徴

• パッケージ：3014 (3.0mm x 1.4mm)
• チップ構成：3チップ直列接続
• 定格電力：0.3W (順電流 30mA時)
• 色：ホワイト。ウォームホワイト(L)、ニュートラルホワイト(C)、クールホワイト(W)のバリエーションがあります。
• 代表順電圧 (V_F)： 9.2V
• 指向角 (2θ_1/2)：115°

2. 技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格 (T_s=25°C)

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある限界値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 順電流 (I_F)：40 mA (連続)
• 順パルス電流 (I_FP)：120 mA (パルス幅 ≤10ms、デューティ比 ≤1/10)
• 電力損失 (P_D)：408 mW
• 動作温度 (T_opr)：-40°C ～ +80°C
• 保存温度 (T_stg)：-40°C ～ +100°C
• 接合温度 (T_j)：125°C
• はんだ付け温度 (T_sld)：リフローはんだ付け、230°Cまたは260°Cで最大10秒間。

2.2 電気光学特性 (T_s=25°C)

これらは、指定された試験条件下での代表的な動作パラメータです。

• 順電圧 (V_F)：代表値 9.2V、最大値 10.8V (I_F=30mA時)
• 逆電圧 (V_R)：5V
• 逆電流 (I_R)：最大 10 μA
• 光束：セクション2.4のビニング表を参照してください。
• 主波長 / 相関色温度 (CCT)：セクション2.3のビニング表を参照してください。

3. ビニングシステムの説明

製品は、色と明るさの一貫性を確保するためにビンに分類されます。モデル命名規則には、これらのビンコードが直接組み込まれています。

3.1 モデル命名規則

構造は次の通りです：T [形状コード] [チップ数] [レンズコード] [内部コード] - [光束コード] [CCTコード]。例えば、T3B003L(C,W)Aは次のように解読されます：T (製品ライン)、3B (3014パッケージ)、3 (3チップ)、00 (レンズなし)、L (内部コード)、A (内部コード)、そして最後の光束と色温度のコード (C/Wはニュートラル/クールホワイト)。

3.2 相関色温度 (CCT) ビニング

3014シリーズの標準的な発注は、色のばらつきを制御するための特定の色度楕円（マクアダム楕円）に基づいています。

許容差：色度座標許容値は±0.005です。

3.3 光束ビニング

光束は、30mA時の最小値として規定されています。実際に出荷される光束は、発注された最小値以上である可能性がありますが、常に発注されたCCT色度領域内に収まります。

許容差：光束測定許容差は±7%です。演色性試験値の許容差は±2です。

3.4 順電圧 (V_F) ビニング

許容差：電圧測定許容差は±0.08Vです。

4. 性能曲線分析

データシートには、設計に不可欠ないくつかの主要な特性曲線が提供されています。

4.1 順電流 vs. 順電圧 (I-V曲線)

この曲線は、LEDを流れる電流とその両端の電圧降下の関係を示しています。これはダイオードに典型的な非線形特性です。この曲線は、LEDが最大定格を超えずに所望の電流（例：30mA）で動作するように、電流制限回路（例：ドライバや抵抗器）を設計するために不可欠です。

4.2 順電流 vs. 相対光束

このグラフは、駆動電流の変化に伴う光出力の変化を示しています。一般的に、光束は電流とともに増加しますが線形ではなく、高電流では発熱の増加により効率が低下する可能性があります。推奨される30mAで動作させることで、出力と寿命の最適なバランスが確保されます。

4.3 接合温度 vs. 相対分光パワー分布

この曲線は、接合温度 (T_j) がLEDの分光出力に及ぼす影響を示しています。ホワイトLEDの場合、温度が上昇するとスペクトルがシフトし、全体的な光出力（光束減衰）が減少することがよくあります。適切な熱管理により接合温度を低く保つことは、色の一貫性と長期的な光出力の安定性にとって極めて重要です。

4.4 相対分光パワー分布

このプロットは、各波長で放出される光の強度を示しています。蛍光体変換型ホワイトLED（本製品のような）の場合、通常、LEDチップからの青色のピークと、蛍光体からのより広い黄色/赤色の放射帯が示されます。この曲線の形状が、演色性指数 (CRI) とホワイトの正確な色合い（例：ウォーム、ニュートラル、クール）を決定します。

4.5 放射パターン (指向角)

提供されている極座標プロットは、光強度の空間分布を示しています。115°の指向角 (2θ_1/2、強度がピークの半分になる角度) は、広い照射が望まれる一般エリア照明に適した、ランバーシアンに近い広い放射パターンを示しています。

5. 機械的仕様とパッケージング情報

5.1 外形寸法

LEDは標準的な3014パッケージサイズです：3.0mm (長さ) x 1.4mm (幅) x 0.8mm (高さ)。PCBフットプリント設計のための公差付き詳細寸法図（例：.X: ±0.10mm、.XX: ±0.05mm）が提供されています。

5.2 パッドレイアウトとステンシル設計

信頼性の高いはんだ接合を形成するために、推奨されるはんだパッドパターンとステンシル開口設計が提供されています。これらのガイドラインに従うことは、PCBへの適切な位置合わせ、電気的接続、および熱伝達にとって重要です。

5.3 極性識別

カソードは通常、パッケージ上の切り欠き、ドット、または緑色のマーキングなどで示されています。逆バイアス（絶対最大定格で5Vに制限）を防ぐため、組立時には正しい極性を確認する必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 湿気感受性とベーキング

3014 LEDパッケージは、IPC/JEDEC J-STD-020Cに基づき湿気感受性があります。防湿バッグを開封後に環境湿度にさらされると、高温リフロー工程中に内部剥離やクラックが発生する可能性があります（ポップコーン効果）。

• 保管：未開封のバッグは<30°C、<30% RHで保管してください。これらの条件が満たされ、バッグ内の湿度指示カードで確認された場合、使用前のベーキングは不要です。
• ベーキング要件：元の密閉包装から取り出され、はんだ付けされずに環境条件にさらされたLEDはベーキングが必要です。
• ベーキング方法：元のリール上で60°C、24時間ベーキングします。60°Cを超えないでください。ベーキング後は、1時間以内にはんだ付けするか、乾燥キャビネット（<20% RH）に保管してください。
• リフロー後：すでにリフローはんだ付けを完了したLEDは、再ベーキングは不要です。

6.2 リフローはんだ付けプロファイル

最大許容はんだ付け温度は230°Cまたは260°Cで10秒間です。この制限内のピーク温度と制御された昇温/降温速度を持つ標準的な無鉛リフロープロファイルを使用し、LEDパッケージとはんだ接合部への熱ストレスを最小限に抑える必要があります。

7. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

7.1 熱管理

最大接合温度125°C、最大電力損失408mWであるため、効果的な放熱が不可欠です。LEDの主要な熱経路は、はんだパッドを通じてPCBへ伝達されます。十分な熱ビアを持つPCBを使用し、必要に応じて外部ヒートシンクを使用してT_jを可能な限り低く保ってください。高いT_jは光束減衰を加速し、色温度をシフトさせる可能性があります。

7.2 電流駆動

LEDは、推奨される30mA連続電流以下で動作させてください。特に複数のLEDを使用する場合や入力電圧が変動する場合、安定性と効率を向上させるために、直列抵抗を用いた定電圧源よりも定電流ドライバが推奨されます。高い順電圧（約9.2V）は、複数のLEDを直列接続する場合、昇圧コンバータートポロジーが必要になる可能性があることを意味します。

7.3 光学設計

広い115°の指向角は、二次光学系なしで広く均一な照射を必要とする用途に適しています。指向性照明のためには、外部リフレクターやレンズを使用できます。このモデルでは一次レンズがない（コード00）ため、カスタム光学素子を追加する設計の柔軟性が提供されます。

8. 代表的なアプリケーションシナリオ

• バックライト：LCDディスプレイ、サインボード、制御パネル用のエッジライト型またはダイレクトライト型バックライトユニット。
• 一般照明：複数のLEDを配列してエリア照明を作り出すLED電球、チューブ、パネルライト。
• 装飾照明：ストリップライト、輪郭照明、アクセント照明。
• 産業用インジケータ：高輝度と高信頼性を要求する機械・装置の状態表示灯。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 なぜ順電圧が高いのですか（約9.2V）？

このLEDは、パッケージ内部で直列に接続された3つの半導体チップを含んでいます。各チップの順電圧が加算されるため、合計のV_Fが高くなります。これにより、より高い電圧源から効率的に駆動でき、複数のLEDを長い直列ストリングで接続する場合のドライバ設計を簡素化できます。

9.2 12V電源でこのLEDを駆動できますか？

12V電源への直接接続は、過剰な電流を引き起こしLEDを破壊するため推奨されません。電流制限機構を使用する必要があります。最も簡単な方法は直列抵抗です：R = (V_supply- V_F) / I_F。12V電源で30mAを目標とする場合：R ≈ (12V - 9.2V) / 0.03A ≈ 93オーム。定電流ドライバは、より安定した効率的な解決策です。

9.3 湿気ベーキングプロセスはどれほど重要ですか？

信頼性にとって非常に重要です。湿気感受性デバイスがリフロー前に適切にベーキングされていない場合、はんだ付け中に吸収された湿気が急速に気化し、内部パッケージの損傷を引き起こし、即時故障や長期信頼性の低下につながる可能性があります。湿度指示カードを常に確認し、湿度警告レベルを超えた場合はベーキング指示に従ってください。

9.4 光束ビンコード（例：D8、E1）は何を保証しますか？

光束ビンコードは、30mA、25°Cで測定した場合の光束出力の最小値を保証します。出荷されるユニットの実際の光束は、この最小値以上になりますが、そのビンにリストされている最大値を超えることはありません。LEDは常に発注された色度（色）領域に適合します。

10. 技術比較とトレンド

10.1 類似パッケージとの比較

従来の3528パッケージと比較して、3014は低プロファイル（0.8mm vs. ~1.9mm）であり、サイズに対する放熱パッド面積が大きいため、しばしば優れた熱性能を提供します。これは、より薄型設計を必要とするバックライトおよび一般照明用途において、3528の一般的な後継製品です。

10.2 業界トレンド

SMD LEDのトレンドは、より高い効率（ルーメン毎ワット）、改善された色の一貫性（より厳密なビニング）、および強化された信頼性に向かって続いています。このT3Bシリーズのようなマルチチップパッケージは、単一コンポーネントからより高い光出力を可能にし、複数の単一ダイLEDを使用する場合と比較して光学設計と組立を簡素化します。また、製造時の取り扱いを簡素化するために、耐湿性レベル（MSL）の向上にも焦点が当てられています。