目次
- 1. 製品概要
- 1.1 説明
- 1.2 特長
- 1.3 用途
- 2. 技術パラメータ
- 2.1 電気・光学特性(Ts=25°C時)
- 2.2 絶対最大定格
- 3. ビニングシステム
- 3.1 順方向電圧および光束ビン
- 3.2 色度ビニング
- 4. 性能曲線
- 4.1 順方向電圧対順方向電流
- 4.2 順方向電流対相対強度
- 4.3 はんだ温度対相対強度
- 4.4 はんだ温度対順方向電流
- 4.5 順方向電圧対はんだ温度
- 4.6 放射ダイアグラム
- 4.7 色度座標対はんだ温度
- 4.8 スペクトル分布
- 5. 機械的・梱包情報
- 5.1 パッケージ寸法
- 5.2 キャリアテープ寸法
- 5.3 リール寸法
- 5.4 ラベル仕様
- 5.5 防湿包装
- 5.6 信頼性試験項目
- 5.7 損傷判定基準
- 6. SMTリフローはんだ付け手順
- 6.1 リフロープロファイル
- 6.2 はんだごて
- 6.3 修理
- 6.4 注意事項
- 7. 取り扱い上の注意
- 7.1 硫黄およびハロゲン含有量
- 7.2 VOCとシリコーン
- 7.3 取り扱い工具
- 7.4 回路設計
- 7.5 熱設計
- 7.6 洗浄
- 7.7 保管条件
- 7.8 ESD感受性
- 8. 適用上の注意
- 9. よくある質問
- 9.1 順方向電圧ビニングが重要な理由
- 9.2 ESDへの対処方法
- 9.3 600mAを超えても問題ないか
- 10. 実用的な応用例
- 11. 動作原理
- 12. 開発動向
- LED仕様用語集
- 光電性能
- 電気パラメータ
- 熱管理と信頼性
- パッケージングと材料
- 品質管理とビニング
- テストと認証
1. 製品概要
1.1 説明
RT-TVG*GE33MCZは、青色チップと蛍光体変換を利用して広帯域の白色光を生成する白色発光ダイオード(LED)です。3.0mm x 3.0mm、厚さ0.72mmのEMC(エポキシ成形コンパウンド)パッケージに収められています。このパッケージは従来のPLCCパッケージと比較して放熱性と機械的強度が向上しており、最大600mAの大電流動作に適しています。
1.2 特長
- 熱管理と信頼性が向上したEMCパッケージ。
- 120度の極めて広い視野角により均一な配光を実現。
- 標準的なSMT実装およびリフローはんだ付けプロセスに対応。
- 自動実装に対応したテープ&リール梱包。
- 耐湿性レベル3(開封後168時間のフロアライフ)。
- RoHS準拠、有害物質フリー。
1.3 用途
- LCDディスプレイ、テレビ、モニターのバックライト。
- 自動車および家電製品のスイッチ・記号照明。
- ステータス表示や警報用光学インジケーター。
- 屋内表示盤およびサイネージ。
- 管状照明器具(T8/T5代替)。
- 高輝度が要求される一般照明。
2. 技術パラメータ
2.1 電気・光学特性(Ts=25°C時)
以下の表に主要な電気・光学パラメータを示します。試験条件は特に記載がない限り順方向電流600mAです。
| パラメータ | 記号 | 最小 | 標準 | 最大 | 単位 | 試験条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧 | VF | 2.8 | — | 3.6 | V | IF=600mA |
| 逆方向電流 | IR | — | — | 10 | µA | VR=0.6V |
| 光束 | Φ | 140 | — | 220 | lm | IF=600mA |
| 視野角 | 2θ1/2 | — | 120 | — | 度 | IF=600mA |
| 熱抵抗 | RTHJ-S | — | 12 | — | °C/W | IF=600mA |
2.2 絶対最大定格
| パラメータ | 記号 | 定格値 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 消費電力 | PD | 2160 | mW |
| 順方向電流 | IF | 600 | mA |
| ピーク順方向電流 | IFP | 900 | mA |
| 逆方向電圧 | VR | 0.6 | V |
| ESD(HBM) | ESD | 8000 | V |
| 動作温度 | TOPR | -40~+85 | °C |
| 保存温度 | Tstg | -40~+100 | °C |
| 接合部温度 | TJ | 115 | °C |
注記:(1) ピーク順方向電流は1/10デューティ、0.1msパルス幅。(2) すべての測定は標準条件下で実施。
3. ビニングシステム
3.1 順方向電圧および光束ビン
順方向電流600mAにおいて、順方向電圧と光束はビンに分類され、均一性が確保されます。電圧ビンはG1(2.8-2.9V)からJ2(3.5-3.6V)まであります。光束ビンはT140(140-145 lm)からT240(240-245 lm)まで指定されています。他の中間ビンも存在しますが、ここではすべてを列挙していません。
3.2 色度ビニング
CIE 1931色度図では、D、H、K、Tなどの複数の色ビンが定義されています。各ビンは4つのコーナー座標で定義されます。例えば、ビンD00の座標は(0.3025,0.2723)、(0.2958,0.2760)、(0.3003,0.2850)、(0.3070,0.2813)です。これらのビンにより、厳密な色の一貫性が必要なアプリケーションで正確な色選択が可能になります。
4. 性能曲線
4.1 順方向電圧対順方向電流
図1-7は関係を示しています:順方向電圧は順方向電流に伴って適度に増加します。約600mAでは、VFは約3.0Vです。
4.2 順方向電流対相対強度
相対発光強度は、600mAまでの順方向電流に対してほぼ直線的に増加し、動作範囲における良好な効率を示しています。
4.3 はんだ温度対相対強度
はんだパッド温度(Ts)が20°Cから120°Cに上昇すると、相対強度は約15%低下し、熱管理の重要性が強調されます。
4.4 はんだ温度対順方向電流
最大許容順方向電流は温度に応じてディレーティングされます。Ts=85°Cでは、順方向電流を約400mAに低減する必要があります。
4.5 順方向電圧対はんだ温度
順方向電圧は温度上昇に伴って直線的に減少し、傾きは約-2mV/°Cです。
4.6 放射ダイアグラム
放射パターンはランバート分布を示し、半値全幅は120°で、広い角度範囲をカバーします。
4.7 色度座標対はんだ温度
温度による色ずれは最小限で、ΔxおよびΔyは動作範囲内で0.01以内に留まります。
4.8 スペクトル分布
発光スペクトルは約450nm(青色)と550nm(黄色)にピークがあり、蛍光体変換白色LEDに典型的です。
5. 機械的・梱包情報
5.1 パッケージ寸法
パッケージ寸法は3.0mm×3.0mm×0.72mm(上面図:3.0×2.6?実際のサイズは3.0×3.0mm)です。極性は上面のノッチとマークされたカソードで示されます。推奨はんだ付けパターンが提供されています。
5.2 キャリアテープ寸法
キャリアテープのポケット寸法は、AO=3.2±0.1mm、BO=3.3±0.1mm、KO=1.4±0.1mmです。テープ幅は8.0mmで、標準ピッチです。
5.3 リール寸法
リール径は178±1mm、幅16.9±0.1mm、ハブ径59mmです。
5.4 ラベル仕様
各ラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード(光束、色度、VF)、数量、日付が含まれます。
5.5 防湿包装
リールは乾燥剤と湿度インジケーターカードとともに防湿バッグに入れられます。
5.6 信頼性試験項目
試験にはリフロー、熱衝撃、高温/低温保存、600mA・25°Cでの寿命試験、高温高湿寿命試験が含まれます。合否基準:故障数0/1。
5.7 損傷判定基準
試験後、順方向電圧はUSLの1.1倍以下、逆方向電流はUSLの2.0倍以下、光束はLSLの0.7倍以上でなければなりません。
6. SMTリフローはんだ付け手順
6.1 リフロープロファイル
150°Cから200°Cまで60~120秒で予熱。昇温速度≤3°C/s。217°C(TL)以上の時間は60~120秒、ピーク温度260°Cで最大10秒。冷却速度≤6°C/s。25°Cからピークまでの総時間≤8分。
6.2 はんだごて
手はんだ:こて温度≤300°C、≤3秒、1回のみ。
6.3 修理
修理は推奨しません。必要な場合は両頭はんだごてを使用し、特性を確認してください。
6.4 注意事項
上面は柔らかいシリコーンです。過度な圧力を避けてください。反ったPCBに実装しないでください。冷却時の機械的応力を避けてください。
7. 取り扱い上の注意
7.1 硫黄およびハロゲン含有量
相手材の硫黄含有量は100PPM未満である必要があります。臭素と塩素はそれぞれ900PPM未満、合計1500PPM未満。これは参考情報です。
7.2 VOCとシリコーン
器具材料からのVOCはシリコーンに浸透し変色を引き起こし、光出力を低下させる可能性があります。すべての材料の適合性をテストしてください。
7.3 取り扱い工具
側面をピンセットで持ち、シリコーンレンズに触れないでください。レンズに圧力をかけないでください。
7.4 回路設計
絶対最大定格を超えないように電流制限抵抗を設計してください。逆電圧を印加しないでください(損傷の原因)。
7.5 熱設計
発熱は輝度を低下させ、色を変化させます。適切な放熱を確保してください。
7.6 洗浄
洗浄にはイソプロピルアルコールを使用してください。超音波洗浄はLEDを損傷する恐れがあります。
7.7 保管条件
未開封バッグ:≤30°C、≤75%RHで最長1年。開封後:≤30°C、≤60%RHで24時間。超えた場合は65±5°Cで24時間ベークしてください。
7.8 ESD感受性
LEDはESDに敏感です。適切な予防措置を講じてください。8kV HBMでのESD耐力は90%以上。
8. 適用上の注意
バックライト用途では、複数のLEDを直列/並列に接続し、適切な電流調整を行います。一定の輝度を維持するために定電流ドライバを推奨します。熱管理は重要です:LEDパッドとPCBヒートシンクの間の良好な接触を確保してください。必要に応じてサーマルビアを使用してください。屋外用途では、シリコーンレンズの感受性のため、追加の環境保護を検討してください。
9. よくある質問
9.1 順方向電圧ビニングが重要な理由
並列ストリングでの均一な輝度と消費電力を保証するためです。
9.2 ESDへの対処方法
接地された作業台、帯電防止リストストラップ、帯電防止包装を使用してください。
9.3 600mAを超えても問題ないか
いいえ、絶対最大定格を超えてはなりません。900mAの短いパルスでも、10%デューティでのみ許可されます。
10. 実用的な応用例
ケース1:蛍光灯T8を置き換えるリニア管状ランプ。1メートルあたり24個のLEDを600mAで駆動し、1メートルあたり3000ルーメンを達成。ケース2:100個のLEDを使用したLCDバックライトユニット。各LEDは300mAで動作し、熱密度を低減。
11. 動作原理
この白色LEDは、YAG:Ce蛍光体でコーティングされた青色InGaNチップを使用しています。チップからの青色光(λ≈450nm)が蛍光体を励起し、黄色光を放射します。青色と黄色の組み合わせにより白色光が生成されます。色温度は蛍光体の組成に依存します。
12. 開発動向
EMCパッケージは、耐熱性、光取り出し効率の向上、大電流動作への適合性から人気が高まっています。今後の動向としては、チップスケールパッケージと高効率化が挙げられます。
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。 |