T3Bシリーズ 3014デュアルチップ 0.25W 白色LED データシート - サイズ 3.0x1.4x0.8mm - 電圧 6.3V - 電力 0.25W

1. 製品概要

T3Bシリーズは、3014パッケージフットプリントを採用した表面実装デバイス（SMD）LEDのファミリーです。このシリーズの特徴は、1つのパッケージ内に直列接続された2つのLEDチップを統合している点にあります。この構成は、一般的な単一ダイLEDよりも高い順電圧を必要とするアプリケーション向けに設計されており、コンパクトな形状を維持しています。主な用途は、バックライトユニット、インジケータランプ、およびスペースが制限され特定の電圧互換性が必要な一般照明です。

デュアルチップシリーズ構成の中核的な利点は、順電圧（Vf）の増加です。40mAで公称6.3Vで動作するため、すでに6-7V範囲の電圧を供給しているシステムではドライバ設計を簡素化でき、追加の降圧回路が不要になる可能性があります。3014パッケージ（3.0mm x 1.4mm x 0.8mm）は、光出力と基板スペースの利用効率の良いバランスを提供します。

2. 技術パラメータと客観的解釈

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、はんだ付け点温度（Ts）が25°Cに維持されている条件下で定義されます。これらの定格を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 順電流（IF）：60 mA（連続）
• 順パルス電流（IFP）：80 mA（パルス幅 ≤ 10ms、デューティ比 ≤ 1/10）
• 消費電力（PD）：408 mW
• 動作温度（Topr）：-40°C ～ +80°C
• 保存温度（Tstg）：-40°C ～ +100°C
• 接合温度（Tj）：125°C
• はんだ付け温度（Tsld）：リフローはんだ付けは230°Cまたは260°Cで最大10秒間。

2.2 電気光学特性（Ts=25°C、IF=40mAにおける標準値）

これらのパラメータは、通常の動作条件下で期待される性能を定義します。

• 順電圧（VF）：6.3 V（標準）、6.8 V（最大）。2つのチップの直列接続により、この高いVfが得られます。
• 逆電圧（VR）：5 V
• 逆電流（IR）：10 µA（最大）
• 指向角（2θ1/2）：120°。この広いビーム角は、二次レンズのない3014パッケージに典型的です。

3. ビニングシステムの説明

製品は、一貫性を確保し設計要件を満たすために、いくつかの主要パラメータに従って分類されます。注文コードは、これらのビンを選択するための特定の構造に従います。

3.1 型番命名規則

命名規則は次の通りです：T [パッケージコード] [チップ数コード] [レンズコード] [内部コード] - [光束コード] [色温度コード]。例えば、T3B002LWAは次のように解読されます：Tシリーズ、3014パッケージ（3B）、デュアルチップ（2）、レンズなし（00）、内部コード2、特定の光束ビン、クールホワイト（W）。

3.2 相関色温度（CCT）ビニング

白色LEDは、CIE 1931色度図上の楕円で定義された特定の色度領域にビニングされます。標準的な注文ビンは以下の通りです：

• 27M5: 2725K ± 145K
• 30M5: 3045K ± 175K
• 40M5: 3985K ± 275K
• 50M5: 5028K ± 283K
• 57M5: 5665K ± 355K
• 65M5: 6530K ± 510K

M5およびM7の接尾辞は、マクアダム楕円ステップ（5ステップまたは7ステップ）を指し、色の一貫性の許容範囲を示します。ステップ数が小さいほど、色の制御が厳密であることを意味します。

3.3 光束ビニング

光束は、40mAにおける最小値として規定されます。標準値および最大値はこれより高い場合があります。ビニングはCCTおよび演色評価数（CRI）と組み合わされます。

• ウォームホワイト（2700-3700K）、CRI 70：最小 28 lm
• ニュートラルホワイト（3700-5000K）、CRI 70：最小 30 lm
• クールホワイト（5000-7000K）、CRI 70：最小 32 lm
• ウォームホワイト、CRI 80+：最小 26 lm
• ニュートラルホワイト、CRI 80+：最小 28 lm
• クールホワイト、CRI 80+：最小 30 lm

3.4 順電圧ビニング

標準電圧ビンは6.0Vから6.5Vです。標準値は6.3Vです。このビニングは、適切な電圧マージンを持つ定電流ドライバの設計に役立ちます。

4. 性能曲線分析

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

デュアルチップLEDのI-V曲線は、単一チップの約2倍のターンオン電圧を示します。曲線は最初は指数的であり、ターンオンポイントを超えるとより線形になります。設計者は、特にVfが増加する低温時に、ドライバが必要な電圧を供給できることを確認する必要があります。

4.2 相対光束対順電流

光出力は電流とともに増加しますが、線形ではありません。効率は通常、特定の電流でピークに達し、その後、熱効果の増加とドループにより低下します。推奨される40mAで動作させることで、最適な効率と長寿命が確保されます。

4.3 分光パワー分布

白色光は、青色LEDチップが蛍光体層を励起することで生成されます。分光曲線は、チップからの支配的な青色ピークと、蛍光体からのより広い黄色/赤色発光を示します。蛍光体発光の比率と幅がCCTとCRIを決定します。クールホワイトLEDはより顕著な青色ピークを持ち、ウォームホワイトLEDはより強い長波長の蛍光体発光を持ちます。

4.4 相対光束対接合温度

LEDの光出力は、接合温度（Tj）が上昇すると減少します。この特性は熱設計において極めて重要です。安定した光出力と長寿命を確保するために、Tjを可能な限り低く維持するには効果的な放熱が必要です。

4.5 空間放射パターン（指向角）

120度の指向角は、光度がピーク光度（0度軸）の半分になる角度幅を表します。3014パッケージの放射パターンは通常、ランバートまたは準ランバートであり、パネル照明に適した均一で広範囲な照明を提供します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

3014パッケージの寸法は、3.0mm（L）± 0.1mm x 1.4mm（W）± 0.1mm x 0.8mm（H）± 0.1mmです。レンズは通常シリコンベースです。

5.2 パッドレイアウトとステンシル設計

推奨フットプリントには、2つのアノードパッドと2つのカソードパッドが含まれます。はんだパッド設計は、適切なリフロー、機械的安定性、および熱伝導にとって重要です。提供されるステンシルパターンは、信頼性の高いはんだ接合を形成するために、適切な量のはんだペーストが堆積されることを保証します。パッド寸法の公差は、小数点以下1桁の値に対して±0.1mm、小数点以下2桁の値に対して±0.05mmです。

5.3 極性識別

LEDのカソード側は通常、基板上に緑色の着色やパッケージ上の切り欠き/面取りでマークされています。逆バイアス損傷を防ぐために、組立時に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 リフローはんだ付けプロファイル

この部品は、鉛フリーリフローはんだ付けに対応しています。2つのプロファイルが許容されます：ピーク温度230°Cまたは260°Cで、液相線以上の時間（通常~217°C）はピーク温度で最大10秒に制御されます。熱応力を最小限に抑えるために、標準的な立ち上げ、ソーク、リフロー、冷却プロファイルに従うべきです。

6.2 湿気感受性とベーキング

3014パッケージは湿気感受性（MSL）です。元の真空密封袋が開封され、LEDが周囲湿度にさらされた場合（湿度指示カードがピンクに変色することで示される）、はんだ付け中のポップコーン損傷を防ぐために、リフローの前にベーキングする必要があります。

• ベーキング条件：60°Cで24時間。
• ベーキング後：LED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）に保管する必要があります。
• 60°Cを超える温度でベーキングしないでください。

6.3 保管条件

• 未開封袋：温度 5-30°C、湿度 <85%。
• 開封後：温度 5-30°C、湿度 <60%。長期保管の場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素キャビネットを使用してください。
• フロアライフ：工場フロア条件（<60% RH）で防湿バリア袋を開封後、12時間以内に部品を使用することを推奨します。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• LCDバックライト：テレビ、モニター、サイネージ向け。高いVfがドライバ出力に適合します。
• 一般装飾照明：ストリップ、モジュール、アクセント照明。
• インジケータランプ：明るく信頼性の高い状態表示を必要とする家電製品および産業機器。

7.2 ドライバ設計

必要な電流（例：40mA）に対応した定電流ドライバを使用し、LEDストリングの最大Vf（公差および温度効果を含む）に対応する電圧コンプライアンス範囲を持たせます。複数のLEDの場合は、ドライバ能力と必要な冗長性に基づいて、直列、並列、または直並列構成で接続します。

7.3 熱管理

電力はわずか0.25Wですが、低い接合温度を維持するためには、PCB上の効果的な熱管理が不可欠です。LEDの放熱パッド（存在する場合）の下に、放熱のために銅箔または内部グランドプレーンに接続された熱ビアを持つPCBを使用してください。これにより、光出力の安定性と動作寿命が最大化されます。

8. 技術比較と差別化

標準的な3014単一ダイLED（通常Vf ~3.0-3.4V）と比較して、T3Bデュアルダイシリーズは重要な差別化要因を提供します：より高い順電圧です。これは、システムアーキテクチャに応じて利点または要件となり得ます。

• 利点：6V/12Vレールを持つシステムでの設計を簡素化し、バックコンバータを削減または排除します。所定のドライバ電圧に対してより長い直列ストリングを可能にします。
• 考慮点：より高い電圧能力を持つドライバが必要です。同じ電流でより高いVfのため、パッケージあたりの消費電力はわずかに高くなり、熱設計への注意が必要です。
• 同様の電力の5730または5050パッケージと比較して、3014はより小さなフットプリントを提供しますが、異なる熱的および光学的特性を持つ場合があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを60mAで連続駆動できますか？

A: 絶対最大定格は60mAですが、推奨動作電流は40mAです。60mAで動作させると、接合温度が大幅に上昇し、効率（ルーメン/ワット）が低下し、LEDの寿命が短くなる可能性があります。堅牢な熱管理が実装され、寿命の短縮が許容される場合にのみ考慮すべきです。

Q: 27M5と30M5のCCTビンの違いは何ですか？

A: 27M5は約2725Kのより暖かい白色光を対象とし、30M5は約3045Kで、まだ暖かいですがオレンジ/赤みがわずかに少ないです。M5は、両方が5ステップマクアダム楕円内に選別されていることを示し、各ビン内で非常に優れた色の一貫性を意味します。

Q: なぜベーキングが必要なのですか？また、省略するとどうなりますか？

A: プラスチックパッケージは湿気を吸収します。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に蒸気に変わり、内部圧力が発生してパッケージの剥離、ダイのクラック、ワイヤーボンドの破断を引き起こし、即時または潜在的な故障（ポップコーン効果）を引き起こします。

Q: 光束の最小値をどのように解釈すればよいですか？

A: 特定の光束ビン（例：ニュートラルホワイトで30 lm最小）を注文すると、すべてのLEDが試験条件下でその値を満たすか超えることが保証されます。実際に出荷される部品はより高い出力を持つ場合がありますが、常に指定されたCCT色度楕円内に収まります。

10. 実践的な設計と使用事例

事例：キャビネット照明用12V LEDモジュールの設計

設計者は、12V DCアダプタから直接給電される薄型で明るいモジュールを作成する必要があります。標準的な3V LEDを使用すると、4個を直列に接続する必要があり、特に低温時には定電流ドライバ用の電圧マージンがほとんど残りません。Vfが~6.3VのT3BデュアルチップLEDを使用すると、2個のLEDを直列に接続できます。この2S構成の公称Vfは12.6Vであり、低ドロップアウトの単純なリニアまたはスイッチング定電流ドライバを使用する場合、12V電源に良く適合します。これにより、回路が簡素化され、部品点数が削減され、より小さなLEDの4Sストリングよりも機械的制約に適合しやすくなります。

11. 動作原理

LEDは半導体ダイオードです。バンドギャップエネルギーを超える順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。白色LEDでは、青色発光のインジウムガリウム窒化物（InGaN）チップがセリウム添加のイットリウムアルミニウムガーネット（YAG:Ce）蛍光体でコーティングされています。青色光の一部は蛍光体に吸収され、黄色光として再放出されます。残りの青色光と変換された黄色光の混合が、人間の目には白色として知覚されます。相関色温度は、蛍光体の組成と濃度を変更することで調整されます。デュアルチップ設計は、単に2つのそのような半導体構造を電気的に直列に1つのパッケージ内に配置したものです。

12. 技術トレンド

SMD LEDの一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の増加）、改善された演色性（より高いCRIおよびR9値）、より良い色の一貫性（より厳密なビニング、例：3ステップまたは2ステップマクアダム楕円）、およびより高い信頼性に向かっています。光出力を維持または増加させながら小型化を進める動きもあります。3014や2835などの標準パッケージでのデュアルチップまたはマルチチップ設計の使用は、外部の機械的フットプリントを変更することなく、アプリケーション固有の電気的特性（より高いVfなど）を提供する方法であり、設計者により多くの柔軟性を提供します。さらに、蛍光体技術とチップ設計の進歩は、すべてのCCT範囲にわたって効率と色品質の限界を押し広げ続けています。