T5Cシリーズ 5050 白色LED データシート - サイズ 5.0x5.0x1.9mm - 電圧 6.2V - 電力 3.97W - 日本語技術文書

1. 製品概要

T5Cシリーズは、業界標準の5050（5.0mm x 5.0mm）表面実装デバイス（SMD）パッケージを採用した、高性能なトップビュー白色LEDです。高光束出力、信頼性、熱効率を要求するアプリケーション向けに設計されています。コンパクトなフォームファクタと広い視野角により、幅広い照明ニーズに対応する汎用性の高いソリューションを提供します。

1.1 中核的利点

• 熱強化パッケージ設計：パッケージは効率的な放熱に最適化されており、高駆動電流下での性能と長寿命維持に不可欠です。
• 高光束出力：高輝度レベルを実現可能で、一般照明や建築照明に適しています。
• 高電流耐性：最大960mAまでの順方向電流（IF）に対応し、高出力アプリケーションをサポートします。
• 広視野角：典型的な視野角（2θ1/2）は120度で、均一な光分布を確保します。
• 鉛フリーおよびRoHS準拠：環境に配慮した材料とプロセスで製造され、鉛フリーリフローはんだ付けに適しています。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、以下のような幅広い照明アプリケーション向けに設計されています：

• 建築・装飾照明器具。
• 従来光源を置き換えるためのリフォームランプおよびモジュール。
• 一般用途の屋内・屋外照明。
• 屋内・屋外看板およびディスプレイのバックライト。

2. 詳細技術パラメータ分析

本セクションでは、データシートに規定された主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

2.1 電気光学特性

主要な性能指標は、接合温度（Tj）25°C、順方向電流（IF）640mA（典型的動作点と見なされる）で測定されます。

• 順方向電圧（VF）：典型的に6.2V、範囲は5.8Vから6.6V。このパラメータは電源要件を決定し、システム全体の効率に影響を与えるため、ドライバ設計において極めて重要です。規定公差は±0.2Vです。
• 光束：光出力は相関色温度（CCT）と演色評価数（CRI）によって大きく変化します。例えば、Ra70の4000K LEDは典型的に655ルーメンを出力しますが、Ra90の2700K LEDは490ルーメンを出力します。設計者は、アプリケーション固有の輝度と色品質の目標を満たす適切なビンを選択する必要があります。光束測定公差は±7%です。
• 視野角（2θ1/2）：広い120度の角度が規定されており、集光ビームではなく広く均一な照明を必要とするアプリケーションに理想的です。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5Vで最大10μA。これは、軽微な逆電圧条件に対する保護のための良好なダイオード特性を示しています。

2.2 絶対最大定格と熱管理

これらの制限を超えると、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性があります。

• 順方向電流：絶対最大連続電流は960mAです。厳格な条件下（パルス幅≤100μs、デューティサイクル≤1/10）では、1440mAのパルス順方向電流（IFP）が許容されます。
• 消費電力（PD）：最大6336 mW。これは熱設計における重要なパラメータです。実際の消費電力はVF * IFです。典型的な動作点640mA/6.2Vでは、消費電力は約3968 mWとなり、熱抵抗が管理されていれば、より高い電流動作や周囲温度上昇のための余裕があります。
• 熱抵抗（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2.5 °C/Wと規定されています。この低い値は、熱強化パッケージであることを示しています。はんだ付け点に対する接合温度上昇は、ΔTj = PD * Rth j-spで計算します。接合温度を最大定格120°C以下に保つためには、効果的な放熱が不可欠です。
• 動作・保管温度：デバイスは周囲温度-40°Cから+105°Cで動作可能で、-40°Cから+85°Cで保管できます。
• はんだ付け温度：標準リフロープロファイルに対応し、ピーク温度230°Cまたは260°Cで最大10秒間です。

2.3 静電気放電（ESD）

本デバイスは、人体モデル（HBM）に基づき1000VのESD耐圧を有します。潜在的な損傷を防ぐため、組立および取り扱い時には標準的なESD対策を遵守してください。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、色、輝度、電気的特性の一貫性を確保するために、管理されたビンで提供されます。

3.1 光束ビニング

光束は英数字コード（例：GL, GM, GN）でビニングされます。ビンの範囲は、CCTとCRIの異なる組み合わせごとに個別に定義されます。例えば： - 3000K、Ra80のLEDでビン"GM"の場合、光束は550から600ルーメンの間です。 - 6500K、Ra70のLEDでビン"GQ"の場合、光束は700から750ルーメンの間です。 このシステムにより、設計者は厳密に管理された輝度レベルのLEDを選択し、アレイ内での均一な照明を実現できます。

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、0.2V刻みでB4、C4、D4、E4のコードでビニングされ、5.8-6.0Vから6.4-6.6Vまでの範囲に対応します。電圧ビンでLEDをマッチングすることで、並列ストリング間の電流バランスを整え、定電圧ドライバの効率向上に役立ちます。

3.3 色度ビニング（色）

色度座標（CIE図上のx, y）は、各CCTに対して5ステップマクアダム楕円内で管理されます。これにより、同じ公称白色点（例：4000K）のLED間で知覚できる色のばらつきを最小限に抑えます。データシートには、2700Kから6500KまでのCCTについての楕円中心座標と寸法が記載されています。Energy Starビニング規格は、2600Kから7000Kのすべての白色LEDに適用されます。

4. 性能曲線分析

提供されるグラフは、様々な条件下でのLEDの挙動に関する洞察を提供します。

4.1 分光パワー分布

Ra70、Ra80、Ra90バージョンのスペクトルが示されています。高CRIのLEDは、通常、可視光域全体、特に赤色およびシアン領域でスペクトルがより充実しており、より正確な演色性をもたらしますが、全体的な効率（ルーメン毎ワット）がわずかに低下することが多いです。

4.2 電流 vs. 強度/電圧

相対強度 vs. 順方向電流の曲線は、典型的な動作範囲ではほぼ線形関係を示しますが、非常に高い電流では飽和が発生する可能性があります。順方向電圧 vs. 順方向電流の曲線は、電圧が電流に対して対数的に増加する、ダイオードの特徴的な指数関数的挙動を示しています。

4.3 温度依存性

主要なグラフは、周囲温度（Ta）の影響を示しています： -相対光束 vs. Ta：内部量子効率の低下やその他の要因により、温度が上昇すると一般に光出力は減少します。この減衰曲線は、高温環境で動作するシステムを設計する上で不可欠です。 -相対順方向電圧 vs. Ta：順方向電圧は通常、温度の上昇とともに減少します（負の温度係数）。これは、並列構成での熱暴走を避けるために、定電流ドライバ設計で考慮する必要があります。 -最大順方向電流 vs. Ta：このグラフは安全動作領域を定義し、接合温度を制限内に保つために、周囲温度が上昇するにつれて最大許容連続電流をどのように減衰させる必要があるかを示しています。 -CIEシフト vs. Ta：白色点（色度座標）が温度とともにわずかにシフトする可能性を示しており、色が重要なアプリケーションにおいて重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDの公称フットプリントは5.0mm x 5.0mmです。パッケージ全体の高さは約1.9mmです。本体、レンズ、ソルダーパッドの詳細寸法は図面に記載されています。特に断りのない限り、重要な公差は通常±0.1mmです。パッドレイアウトは、安定したはんだ付けとPCBへの効果的な熱伝達のために設計されています。

5.2 極性識別とソルダーパッドパターン

底面図にはアノードとカソードが明確にマークされています。ソルダーパッドパターンには、熱用パッドと電気用パッドが含まれます。PCB設計および組立時の適切な位置合わせは、電気的機能、熱性能、機械的安定性にとって極めて重要です。推奨されるソルダーペーストステンシル設計は、正しいはんだ接合部形成を確保するために、パッド形状に従うべきです。

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

本コンポーネントは、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応しています。2つの一般的なピーク温度プロファイルがサポートされています： -プロファイル1：ピーク温度230°C。 -プロファイル2：ピーク温度260°C。 いずれの場合も、液相線以上の時間（SAC合金では通常~217°C）およびピーク温度での時間を制御する必要があります。指定されたピーク温度での最大時間は10秒で、シリコーン樹脂レンズおよび内部材料への損傷を防ぎます。熱衝撃を最小限に抑えるため、標準的な昇温・降温速度に従ってください。

6.2 取り扱いと保管上の注意

• 指定された温度範囲（-40°C から +85°C）内の乾燥した静電気防止環境で保管してください。
• 推奨保管条件下で製造日から12ヶ月以内に使用し、湿気感受性の問題を避けてください。周囲湿度にさらされた場合は、リフロー前にベーキングが必要になる場合があります。
• 静電気防止設備と手順で取り扱ってください。
• レンズに機械的ストレスをかけないでください。

7. 品番体系と発注情報

品番は体系的なシステムに従います：T5C**824C-*****。各文字またはグループは特定の属性を表します： -X1（タイプ）："5C"は5050パッケージを表します。 -X2（CCT）：色温度（例：27は2700K、65は6500K）または色（RE, GR, BLなど）の2桁コード。 -X3（CRI）：演色評価数の1桁（7はRa70、8はRa80、9はRa90）。 -X4（直列チップ数）：パッケージ内の直列接続されたチップ数。 -X5（並列チップ数）：パッケージ内の並列接続されたチップ数。 -X6（コンポーネントコード）：内部指定コード。 -X7（カラーコード）：性能グレードまたは用途を指定（例：MはANSI、Bはバックライト用）。 -X8-X10：内部および予備コード。 発注時には、正確に必要な性能を得るために、光束、電圧、色度の特定のビンコードも指定する必要があります。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 ドライバ選定と回路設計

• 定電流ドライバ：安定した光出力と長寿命に不可欠です。ドライバの電流定格は、意図した動作点（例：640mA）と一致させる必要があります。
• 熱管理：寿命に影響を与える主要因です。金属基板PCB（MCPCB）またはその他の効果的な放熱方法を使用してください。最大周囲温度、LEDの消費電力、および接合部-はんだ付け点間抵抗（2.5°C/W）に基づいて、必要な放熱器の熱抵抗を計算してください。
• 光学系：広い120度のビーム角のため、集光照明や特定のビームパターンを必要とするアプリケーションでは、二次光学系（レンズ、リフレクター）が必要になる場合があります。

8.2 信頼性と寿命

特定のL70/L90寿命（光束維持率70%/90%までの時間）は明記されていませんが、寿命は主に接合温度の関数です。LEDを最大Tjである120°Cを十分に下回り、理想的には85°C以下で動作させることで、動作寿命を大幅に延ばすことができます。適切な熱設計が信頼性にとって最も重要な要素です。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 典型的な消費電力は？

標準試験条件である640mA、典型的VF 6.2Vでは、電気的入力電力は約3.97ワットです（P = I * V）。

9.2 適切なCCTとCRIはどのように選ぶ？

CCTは、光の望ましい"温かみ"に基づいて選択します：暖白色には2700K-3000K、中性白色には4000K、昼白色には5000K-6500K。正確な色知覚が重要なアプリケーション（例：小売店、博物館、作業照明）では、より高いCRI（Ra80、Ra90）が必要ですが、Ra70バージョンと比較して光束効率がわずかに低下する可能性があります。

9.3 絶対最大電流960mAで駆動できる？

可能ではありますが、絶対最大定格で駆動するには、接合温度を安全限界内に保つための卓越した熱管理が必要です。また、光束減衰を加速し、寿命を短縮します。性能、効率、長寿命のバランスのためには、典型的な電流640mA以下での動作が推奨されます。

9.4 小型LEDと比べて順方向電圧（~6.2V）が高いのはなぜ？

5050パッケージには、内部で直列接続された複数のLEDチップが含まれていることが多いです。典型的な構成は、それぞれ約3.1Vの順方向電圧を持つ2つのチップを直列接続したもので、結果として観測される合計~6.2Vになります。この設計により、コンパクトなパッケージで高出力処理が可能になります。

10. 動作原理と技術トレンド

10.1 基本的動作原理

白色LEDは通常、青色発光の窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップを使用します。青色光の一部は、チップをコーティングした蛍光体層によってより長い波長（黄色、赤色）に変換されます。青色光と蛍光体変換光の混合により、白色光として知覚されます。蛍光体の特定の配合が、発光のCCTとCRIを決定します。

10.2 業界トレンド

照明業界は、より高い効率（ルーメン毎ワット）、改善された色品質（より良いスペクトル連続性、特に赤色のR9を伴う高CRI）、およびより高い信頼性を追求し続けています。本シリーズで使用されているような熱強化パッケージは、より高い駆動電流で発生する熱を管理するために、中電力および高出力LEDの標準となっています。また、本製品に提供されている詳細なビニング構造に反映されているように、大規模な設置において色と輝度の一貫性を確保するため、より精密で厳格なビニングへの傾向もあります。