T3Cシリーズ 3030 ホワイトLED データシート - 外形寸法 3.0x3.0x0.69mm - 電圧 3.2V - 電力 1.12W - 日本語技術文書

1. 製品概要

T3Cシリーズは、コンパクトな3030表面実装デバイス（SMD）パッケージを採用した高性能トップビュー ホワイト発光ダイオード（LED）のファミリーです。一般照明および建築照明アプリケーション向けに設計されており、高い光束出力、優れた熱管理、広い視野角を兼ね備えています。このパッケージは、標準的なリフローはんだ付けプロセスを使用した自動生産ラインでの組立の容易さと信頼性を考慮して設計されています。

1.1 コアアドバンテージ

• 熱強化パッケージ：LED接合部からはんだ接点までの熱抵抗（Rth j-sp）を最小化する設計により、効率的な放熱を促進し、持続的な性能を維持するためのより高い駆動電流をサポートします。
• 高光束効率：高い光束出力を実現し、明るく効率的な照明を必要とするアプリケーションに適しています。
• 堅牢な構造：最大400mA（DC）および600mA（パルス）の順方向電流に対応可能で、設計の柔軟性を提供します。
• 広視野角：典型的な120度の視野角（2θ1/2）を特徴とし、均一な光分布を実現します。
• 環境適合性：本製品は鉛フリー設計であり、RoHS適合仕様の範囲内に収まっています。

1.2 ターゲットアプリケーション

このLEDは、以下のような様々な照明ソリューションに最適です：

• 屋内照明器具
• リフォームランプ（従来光源の置き換え）
• 一般照明
• 建築・装飾照明

2. 技術パラメータ分析

2.1 電気光学特性

全ての測定は、接合温度（Tj）25°C、順方向電流（IF）350mAという標準試験条件下で規定されています。

• 相関色温度（CCT）：2700K、3000K、4000K、5000K、5700K、6500Kで提供。
• 演色評価数（CRI - Ra）：全てのCCTオプションで最小Ra80（典型的Ra82）を確保し、良好な色再現性を提供します。
• 光束：典型的値は136 lm（2700K）から145 lm（4000K-6500K）の範囲です。各CCTごとに最小値も規定されています。
• 順方向電圧（VF）：典型的値は3.2V、350mA時の最大値は3.4Vです。許容差は±0.1Vです。
• 視野角（2θ1/2）：典型的120度。

2.2 絶対最大定格

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を定義します。動作はこれらの限界内で維持する必要があります。

• 順方向電流（IF）：400 mA（DC）
• パルス順方向電流（IFP）：600 mA（パルス幅 ≤100μs、デューティサイクル ≤1/10）
• 消費電力（PD）：1360 mW
• 逆電圧（VR）：5 V
• 動作温度（Topr）：-40°C ～ +105°C
• 接合温度（Tj）：120°C（最大）

2.3 熱特性

• 熱抵抗（Rth j-sp）：典型的18 °C/W。このパラメータは熱設計において極めて重要であり、半導体接合部からPCB上のはんだ接点へ熱がどれだけ効率的に伝わるかを示します。
• 静電気放電（ESD）：1000V（人体モデル）耐性を有し、取り扱い時に発生する静電気に対する基本的な保護レベルを提供します。

3. ビニングシステムの説明

製品は、主要パラメータの一貫性を確保するためにビンに分類されます。

3.1 光束ビニング

LEDは、350mAでの測定出力に基づいて光束ビン（コード2E、2F、2G、2H）に仕分けられます。各CCTには、各ビンコードごとに特定の最小および最大光束範囲があります。例えば、ビン2Gの4000K LEDの光束は139 lmから148 lmの間です。光束の測定許容差は±7%です。

3.2 順方向電圧ビニング

LEDは、350mA時の順方向電圧に基づいても3つのカテゴリにビニングされます：H3（2.8-3.0V）、J3（3.0-3.2V）、K3（3.2-3.4V）。これは、特に並列アレイにおいて、一貫した駆動回路の設計に役立ちます。

3.3 色度ビニング

色度座標（CIE図上のx, y）は、各CCTコード（例：2700Kの27R5）に対して5ステップマクアダム楕円内に制御されています。これにより、非常に厳密な色の一貫性が確保され、個々のLED間の目に見える色の違いを最小限に抑えます。ビニングは、2600K-7000KにおけるEnergy Starガイドラインに従っています。中心座標は、接合温度25°Cおよび85°Cの両方について提供されており、加熱に伴う色ずれを考慮しています。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイスの動作を示すいくつかの重要なグラフが含まれています。

4.1 順方向電流 vs. 相対光束

この曲線は、光束出力が電流とともに増加するが、最終的には飽和することを示しています。輝度と効率/寿命のバランスを取るための最適な駆動電流を決定する上で極めて重要です。

4.2 順方向電流 vs. 順方向電圧（IV曲線）

このグラフは、LED動作の基本である電圧と電流の指数関数的関係を示しています。ドライバ設計や電力計算に使用されます。

4.3 周囲温度 vs. 相対光束

この曲線は、上昇する周囲温度（ひいては接合温度）が光出力に与える負の影響を示しています。性能を維持するには効果的な熱設計が必要です。

4.4 周囲温度 vs. 相対順方向電圧

順方向電圧が温度の上昇とともに減少する様子を示しています。これは半導体ダイオードの特性です。これは、一部の高度な制御システムにおける温度センシングに利用できます。

4.5 視野角分布

ランバート型に近い発光パターンを図示し、広い120度の視野角を確認します。

4.6 分光スペクトル

青色LEDチップと蛍光体コーティングの組み合わせによる白色光の分光パワー分布を示しています。その形状はCRIと色品質を示しています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDのコンパクトな占有面積は3.0mm x 3.0mmで、標準的な高さは0.69mmです。図面には、レンズ、ボディ、はんだパッドの詳細な寸法が記載されています。特に指定がない限り、主要な公差は±0.2mmです。

5.2 パッドレイアウトと極性

ボトムビュー図には、アノードとカソードのはんだパッドが明確に示されています。カソードは通常、パッケージ上のマーキングまたは面取りされたコーナーで識別されます。正しい極性は動作に不可欠です。

6. はんだ付け・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

LEDを損傷することなく確実にはんだ付けを行うための詳細なリフロープロファイルが提供されています。

• ピークパッケージボディ温度（Tp）：最大260°C。
• 液相線温度以上での時間（TL=217°C）：60 ～ 150秒。
• ピーク温度±5°C以内の時間：最大30秒。
• 昇温速度：最大3°C/秒。
• 降温速度：最大6°C/秒。
• プリヒート：150°C ～ 200°Cで60-120秒。

このプロファイルに従うことは、はんだ接合部の完全性を維持し、LEDパッケージおよび内部ダイボンドへの熱ストレスを防止するために重要です。

6.2 保管と取り扱い

保管温度範囲は-40°C ～ +85°Cです。デバイスは使用まで湿気敏感包装で保管し、ESD対策を講じて取り扱う必要があります。

7. 包装・発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

LEDは、自動ピック＆プレース組立用のエンボスキャリアテープに供給されます。リールあたりの最大数量は5000個です。フィーダー設定を容易にするため、テープの包装寸法が提供されています。

7.2 品番体系

品番T3C**811A-*****は以下のように解読されます：'T3C'は3030パッケージタイプを示します。続く文字はCCT（例：2700Kの場合は27）、演色性（Ra80の場合は8）、直列および並列チップ数（それぞれ1と1）、コンポーネントコード、色コード（例：85°C ANSIビニングの場合はR）を指定します。この体系により、所望の性能特性を正確に選択することが可能です。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 熱管理

消費電力（350mA、3.2Vで最大1.12W）と熱抵抗を考慮すると、適切に設計された金属基板PCB（MCPCB）または他の放熱方法が必須です。目標は、光束出力、寿命、色安定性を最大化するために、接合温度を可能な限り低く保つことです。18°C/WのRth j-spは、必要なシステム熱抵抗を計算するための出発点となります。

8.2 電気的駆動

安定した光出力を確保し、熱暴走を防ぐために、定電圧源よりも定電流ドライバの使用を強く推奨します。ドライバは、順方向電圧ビンとVFの負の温度係数の両方を考慮して、絶対最大定格内で動作するように設計する必要があります。

8.3 光学設計

広い120度の視野角により、このLEDは二次光学系を必要とせずに広い照射を必要とするアプリケーションに適しています。集光ビームの場合は、LEDの発光パターンと物理サイズを考慮して、適切なレンズまたは反射器を選択する必要があります。

9. よくある質問（技術データに基づく）

9.1 'Typ'と'Min'の光束値の違いは何ですか？

'Typ'（Typical）値は、標準試験条件下での平均的または期待される性能を表します。'Min'（Minimum）値は、製品が保証する下限値です。設計者は、最終製品が輝度目標を確実に満たすように、保守的なシステムルーメン計算に'Min'値を使用すべきです。

9.2 このLEDを400mAで連続駆動できますか？

連続順方向電流の絶対最大定格は400mAですが、この限界で動作するとより多くの熱が発生し（電力 = IF * VF）、寿命と効率が低下する可能性があります。標準試験条件とほとんどの性能データは350mAで与えられており、これは出力と信頼性のバランスを取るためのより最適な動作点と見なされています。400mAでの駆動には、例外的な熱管理が必要です。

9.3 5ステップマクアダム楕円ビニングは、私のアプリケーションにどのような利点がありますか？

この厳密なビニングにより、同じCCTコード（例：40R5）のLEDは、並べて配置した場合、人間の目には実質的に同じ色に見えることが保証されます。これは、パネルライトやダウンライトなどの複数LEDを使用する照明器具において、品質不良と見なされがちな不快な色むらを回避するために極めて重要です。

10. 設計ケーススタディ

シナリオ：1200 lmのLEDダウンライトリフォームモジュールの設計。

設計プロセス：

1. LED選択：4000K、Ra80、光束ビン2GのLED（典型的139-148 lm）を使用。保守的な設計のために最小値139 lmを使用。
2. 数量計算：目標ルーメン / LEDあたりの最小光束 = 1200 / 139 ≈ 8.6個。切り上げて9個のLED。
3. 電気設計：定電流ドライバで駆動する直並列アレイ（例：3個直列のストリングを3列並列）を計画。ドライバ電流はストリングあたり350mAに設定。ストリングあたりの順方向電圧（3個のLED * ～3.2V）≈ 9.6V。ドライバは、VFビン範囲（例：最大3*3.4V=10.2Vまで）をカバーする電圧コンプライアンスで350mAを供給する必要があります。
4. 熱設計：総電力 ≈ 9個 * 3.2V * 0.35A = 10.1W。Rth j-sp 18°C/Wを使用し、55°Cの周囲環境（ΔT=50°C）で最大Tjを105°Cと目標とした場合、接合部から周囲への必要なシステム熱抵抗は ΔT / 電力 = 50°C / 10.1W ≈ 4.95°C/W。LED内部のRth j-spが既に18°C/Wであるため、非常に低い熱抵抗を持つ外部ヒートシンクが必要であり、効果的なMCPCBとシャーシ設計の必要性が強調されます。
5. 光学/機械：LEDの広い視野角により、ダウンライトの反射器または拡散板内で良好な光の広がりが得られます。

11. 技術原理

このLEDは、チップ（通常InGaN）を流れる電流により電子-正孔の再結合が起こり、青色スペクトルの光子を放出する半導体技術に基づいています。チップ上に堆積された蛍光体層は、この青色光の一部を吸収し、黄色光として再放出します。残りの青色光と変換された黄色光の組み合わせにより、白色光として知覚されます。青色と黄色（およびより高いCRIのためには赤色蛍光体も含む場合あり）の正確な混合が相関色温度（CCT）を決定します。この変換プロセスの効率と、チップの電気的効率が、全体の光束効率（ルーメン毎ワット）を決定します。パッケージは、チップを保護し、電気的接続を提供し、発生する熱を管理するように設計されています。過剰な熱はチップと蛍光体の両方を劣化させ、光出力を低下させ、色をずらすためです。

12. 業界動向

LED業界は、光束効率（lm/W）の向上と色品質の改善（より良い分光再現性、特に赤色のR9を伴うより高いCRI）に注力し続けています。サプライチェーンと照明器具設計を簡素化するためのパッケージ（3030など）の標準化に向けた強い傾向があります。もう一つの重要なトレンドは、より多くの知能の統合であり、接続可能で調光・調色（CCTと強度制御）可能なシステムへと移行しています。さらに、高温動作下での信頼性と寿命は、チップ技術、蛍光体の安定性、パッケージ材料の進歩を通じて絶えず改善されています。持続可能性への取り組みも、より高い効率とより長い製品ライフサイクルを推進しています。