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 5.9V - 電力 0.71W - 日本語技術文書

1. 製品概要

T3Cシリーズ 3030 ホワイトLEDは、一般照明用途向けに設計された高性能表面実装デバイスです。熱性能を強化したコンパクトなパッケージ設計により、高い駆動電流下でも信頼性の高い動作を実現します。広い視野角で白色光を放射するため、均一な照明が求められる用途に適しています。

1.1 主な特長

• 高光束出力：高い輝度レベルを実現し、照明設計の効率を最適化します。
• 熱性能強化パッケージ：LEDチップ接合部からの放熱性を向上させる設計で、より高い駆動電流をサポートし、長い動作寿命に貢献します。
• 高電流耐性：熱抵抗（Rth j-sp）：
• 広視野角：典型的な半値角（2θ1/2）は120度で、広範囲な光分布を保証します。
• RoHS準拠＆鉛フリー：RoHS指令に準拠して製造され、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに適合しています。

1.2 対象市場と用途

このLEDは汎用性が高く、以下の複数の照明分野を対象としています：

• リフォームランプ：既存の照明器具における従来光源の直接置き換え。
• 一般照明：住宅、商業、産業用照明器具の主光源。
• 看板バックライト：屋内・屋外看板の照明。
• 建築・装飾照明：アクセント照明、コーブ照明、その他の美的照明用途。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 電気光学特性

主要性能指標は、接合部温度（Tj）25°C、順方向電流（IF）120mA（推奨試験条件）で測定されます。

• 光束：出力は相関色温度（CCT）と演色評価数（CRI）によって異なります。例えば、CRI 80（Ra80）の4000K LEDの典型的な光束は117ルーメン（最小110 lm）です。高演色版（Ra90）では出力がやや低くなります（例：4000Kで96 lm 典型）。
• 順方向電圧（VF）：120mA時の典型値は5.9Vで、範囲は5.6Vから6.4Vです。このパラメータは設計制御を厳密にするためビニングされています。
• 視野角（2θ1/2）：半値角は典型的に120度です。
• 演色評価数（CRI/Ra）：Ra70、Ra80、Ra90の3グレードが用意されており、測定許容差は±2です。

2.2 電気的特性と絶対最大定格

信頼性の高い設計には、これらの限界値の理解が不可欠です。

• 絶対最大定格：
  • 連続順方向電流（IF）： 200 mA
  • ピーク順方向電流（IFP）： 300 mA（パルス幅 ≤100μs、デューティ比 ≤1/10）
  • 電力損失（PD）： 1280 mW
  • 逆電圧（VR）： 5 V
  • 接合部温度（Tj）： 120 °C
  • 動作温度（Topr）： -40°C ～ +105°C
• 電気的特性：
  • 逆電流（IR）： VR=5V時、最大 10 μA。
  • 静電気耐圧（ESD）： 1000V（人体モデル）。

2.3 熱特性

熱管理は性能と寿命にとって極めて重要です。

• Thermal Resistance (Rth j-sp):LED接合部からMCPCB上のはんだ付け点までの熱抵抗は、典型的に13 °C/Wです。この値は、所定の動作条件下での予想接合部温度上昇を計算するための鍵となります。
• 性能グラフ（図7、8、10）は、周囲温度、順方向電圧、光束、最大許容電流の関係を示しており、効果的な放熱の必要性を強調しています。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、製造ロット内での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。

3.1 光束ビニング

光束ビンは、最小・最大ルーメン値を持つ英字コード（例：5F、5G）で定義されます。ビニング構造は、CCTとCRIの各組み合わせに固有です。例えば、4000K Ra80 LEDのビンは、5G（110-115 lm）から5K（125-130 lm）の範囲にあります。

3.2 順方向電圧ビニング

電圧は4つのコードにビニングされます：Z3（5.6-5.8V）、A4（5.8-6.0V）、B4（6.0-6.2V）、C4（6.2-6.4V）。これにより、設計者はより厳密な電圧公差を持つLEDを選択し、ドライバーの性能をより予測可能にすることができます。

3.3 色度ビニング（色）

色度座標（x, y）は、各CCTビン（例：2700K用27R5、4000K用40R5）に対して5ステップマクアダム楕円内で制御されます。これにより、同じビン内のLED間の知覚可能な色差は非常に小さくなります。ビニングは、2600K-7000KのEnergy Starガイドラインに従っています。

4. 性能曲線分析

データシートには、主要な挙動を示すいくつかのグラフが含まれています。

• 図5 - 順方向電流 vs. 相対強度：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、動作範囲内ではほぼ線形関係にあります。
• 図6 - 順方向電流 vs. 順方向電圧：ドライバー設計に不可欠なIV特性曲線を示します。
• 図7 - 周囲温度 vs. 相対光束：熱消光効果を示します。周囲温度（ひいては接合部温度）が上昇すると光出力が減少します。
• 図8 - 周囲温度 vs. 相対順方向電圧：順方向電圧が温度上昇とともに減少することを示します。これは半導体ダイオードの特性です。
• 図9 - Ts vs. CIE x, y シフト：色度座標がはんだ付け点温度（Ts）とともにどのようにシフトするかをプロットします。
• 図10 - 最大順方向電流 vs. 周囲温度：周囲温度が上昇するにつれて最大安全動作電流を定義するデレーティング曲線です。
• 図1-3 - 分光分布：異なるCRIレベル（Ra70、Ra80、Ra90）の分光パワー分布を示し、高CRI LEDのより完全なスペクトルを強調しています。
• 図4 - 視野角分布：相対光度と角度の関係を示す極座標プロットで、広い120度のビームパターンを確認できます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDのフットプリントは3.0mm x 3.0mmの正方形です。パッケージ全体の高さは0.69mmです。ソルダーパッドはパッケージ底面に配置されています。

5.2 ソルダーパッド設計と極性識別

底面図はアノードとカソードのパッドを明確に示しています。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。適切なはんだ付けとPCBへの熱接続を確保するために、推奨ソルダーパッドパターン寸法が提供されています。

6. はんだ付けと組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

このLEDは鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに適しています。最大はんだ付け温度（Tsld）は、10秒間で230°Cまたは260°Cと規定されています。LEDパッケージや内部チップへの熱ダメージを避けるため、推奨リフロープロファイルに従うことが重要です。

6.2 取り扱いと保管上の注意

• ESD対策：1000V HBMに定格されていますが、取り扱い中は標準的なESD対策を講じてください。
• 保管条件：温度-40°Cから+85°C、低湿度の環境で保管してください。湿気感受性レベル（MSL）情報はメーカーに確認してください。
• 洗浄：はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、LEDの封止材と適合する方法および溶剤を使用してください。

7. 発注情報と型番体系

型番は以下の構造に従います： T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]。

• X1（タイプコード）：3030パッケージは3C。
• X2（CCTコード）：例：2700Kは27、4000Kは40。
• X3（CRIコード）：Ra70は7、Ra80は8、Ra90は9。
• X4（直列チップ数）：直列接続されたチップの数（1-Z）。
• X5（並列チップ数）：並列接続されたチップの数（1-Z）。
• X6（コンポーネントコード）：内部指定（A-Z）。
• X7（色コード）：ビニング規格を指定（例：ANSIはM、85°C ANSIはR）。

8. アプリケーション設計上の考慮点

8.1 ドライバーの選定

120mA時の典型的な順方向電圧が5.9Vであることを考慮すると、定電流LEDドライバーが必須です。ドライバーの出力電流は、所望の輝度と熱設計に基づいて設定する必要があります。ドライバーは、特に200mAの連続電流制限を含む絶対最大定格に準拠しなければなりません。

8.2 熱設計

熱抵抗が13°C/W（接合部-はんだ付け点）であるため、高電流動作には効果的な放熱が不可欠です。PCBは金属基板（MCPCB）またはその他の熱性能強化基板を使用する必要があります。最大接合部温度120°Cを超えてはなりません。デレーティング曲線（図10）と熱抵抗を使用して、必要な放熱器性能を計算してください。

8.3 光学設計

120度の視野角は、広く拡散した光が必要な用途に適しています。より集光したビームが必要な場合は、二次光学系（レンズ）が必要になります。特に異なる光束または色度ビンからのLEDを混在させる場合は、空間的な色の均一性を評価する必要があります。

9. 技術比較と差別化

2835や3014などの小型パッケージと比較して、3030パッケージはより大きな熱経路とパッド面積を提供し、より高い電力損失と駆動電流を可能にし、デバイスあたりのより高いルーメン出力につながります。その5.9Vの典型的な順方向電圧は、標準的な3VクラスのLEDよりも高く、ドライバートポロジの選択（例：降圧型 vs. 昇圧型）に影響を与える可能性があります。高CRI（Ra90）版の入手可能性は、演色性が重要な高品質照明用途において競争力を発揮します。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 推奨動作電流は？

絶対最大値は200mAですが、標準試験およびビニング条件は120mAです。これは、出力、効率、信頼性をバランスさせる典型的な動作点です。実際の動作電流は、熱設計と必要なルーメン出力に基づいて決定する必要があります。

10.2 CRIは光出力にどのように影響しますか？

高CRI（Ra90）LEDは、同じCCTのRa70版と比較して、通常10-20%低い光束を持ちます。これは、より良い演色性を達成するには、より広い、または異なるバランスのスペクトルが必要となり、いくらかの発光効率を犠牲にするためです。

10.3 5ステップマクアダム楕円の意味は？

これは、CIE色度図上の領域を定義し、標準視認条件下で平均的な人間の目には2つのLED間の色差が知覚できない範囲を示します。5ステップ楕円は厳しい公差であり、優れた色の一貫性を保証します。

10.4 定電圧電源でこのLEDを駆動できますか？

いいえ。LEDは電流駆動デバイスです。定電圧電源を使用すると、電流が制御不能になり、最大定格を超えて即座に故障する可能性があります。常に定電流ドライバーを使用してください。

11. 実用的な設計・使用例

11.1 リフォーム用LED直管ランプ

T8 LED直管リフォームでは、複数の3030 LEDを狭いMCPCB上に直線状に配置できます。高い光束出力により、目標輝度を達成するために必要なLED数を減らすことができ、回路を簡素化します。広い視野角は、管からの均一な光分布の実現に役立ちます。ドライバーは、直列接続されたLEDストリングに定電流（例：120mA）を供給するように設計され、総電圧は直列接続されたLEDの数によって決まります。

11.2 高演色ダウンライト

優れた演色性（Ra90）が求められる住宅用ダウンライトには、2700Kまたは3000K CCTの3030 LEDが適しています。LEDは、統合放熱器付きの円形MCPCBに実装されます。調光機能付き（例：0-10VまたはTRIAC）の定電流ドライバーを使用できます。熱設計により、最適な寿命と色安定性のために接合部温度が85°C以下に保たれます。

12. 動作原理の紹介

白色LEDは基本的に半導体ダイオードです。バンドギャップを超える順方向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。この一次光は通常、青色または紫外線です。白色光を作り出すために、半導体チップの上または周囲に蛍光体層が堆積されます。この蛍光体は一次青色/紫外光の一部を吸収し、より長い波長の光（黄色、赤）として再放出します。変換されなかった青色光と下方変換された黄色/赤色光の混合が、人間の目には白色に見えます。蛍光体の正確な配合が、LEDのCCT（温白色、昼白色）とCRIを決定します。

13. 技術トレンドと開発動向

3030のようなミッドパワー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）と、より高い動作温度での信頼性の向上に向かっています。効率をあまり犠牲にせずに高いCRI値を達成し、時間と温度に対する色の一貫性と安定性を向上させるための蛍光体技術の継続的な開発が行われています。パッケージング技術も進化しており、熱抵抗をさらに低減し、より高い電力密度を可能にしています。さらに、パッケージからの光取り出し効率を向上させ、出力を最大化することに焦点が当てられています。業界では、寿命（L70、L90）や様々なストレス条件下での色度維持率などの指標の標準化にも取り組んでおり、照明システム設計のためのより信頼性の高いデータを提供しようとしています。