334-15/T1 C3-2TVA LEDランプ データシート - T-1 3/4 パッケージ - 最大3.6V - 30mA - 白色光 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度白色LEDランプの仕様を詳細に記載しています。このデバイスは、一般的なT-1 3/4ラウンドパッケージ内に、InGaN半導体チップと蛍光体変換システムを組み込んで構築されています。主な設計目標は、各種インジケータおよび照明用途に適した高い光度を提供することです。本製品は、RoHS準拠、EU REACH、ハロゲンフリー要件（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）を含む、複数の環境および安全基準に準拠しています。また、最大4KV（HBM）の堅牢なESD耐圧を特徴としています。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、Ta=25°Cの条件下で定義されています。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。

• 連続順方向電流 (I_F):30 mA
• ピーク順方向電流 (I_FP):100 mA (デューティ 1/10 @ 1KHz)
• 逆電圧 (V_R):5 V
• 電力損失 (P_d):110 mW
• 動作温度 (T_opr):-40°C ～ +85°C
• 保存温度 (T_stg):-40°C ～ +100°C
• ESD (HBM):4000 V
• ツェナー逆電流 (I_z):100 mA
• はんだ付け温度 (T_sol):260°C、5秒間。

2.2 電気光学特性

主要な性能パラメータは、Ta=25°C、標準試験電流I_F=20mAで測定されます。

• 順方向電圧 (V_F):最小 2.8V、標準 --、最大 3.6V。これは、LED動作時の電圧降下を定義します。
• ツェナー逆電圧 (V_z):標準 5.2V (I_z=5mA時)。これは、内蔵保護機能を示しています。
• 逆電流 (I_R):最大 50 µA (V_R=5V時)。
• 光度 (I_V):最小 7150 mcd、標準 --、最大 14250 mcd。これは、光出力の主要な測定値です。
• 指向角 (2θ_1/2):標準 30度。これは、光度がピーク値の少なくとも半分となる角度範囲を定義します。
• 色度座標 (CIE 1931):標準 x=0.26、y=0.27。これは、白色光出力を色度図上の特定の領域内に位置付けます。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、主要パラメータに基づいてビンに分類され、生産ロット間の一貫性を確保します。

3.1 光度ビニング

LEDは、I_F=20mAで測定された光度に基づき、3つのビン（T、U、V）に分類され、許容差は±10%と規定されています。

• ビン T:7150 mcd (最小) ～ 9000 mcd (最大)
• ビン U:9000 mcd (最小) ～ 11250 mcd (最大)
• ビン V:11250 mcd (最小) ～ 14250 mcd (最大)

3.2 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、測定不確かさ±0.1Vで、4つのコード（0、1、2、3）にビニングされます。

• ビン 0:2.8V (最小) ～ 3.0V (最大)
• ビン 1:3.0V (最小) ～ 3.2V (最大)
• ビン 2:3.2V (最小) ～ 3.4V (最大)
• ビン 3:3.4V (最小) ～ 3.6V (最大)

3.3 色ビニング

色は、特定の色度座標境界内で定義されます。データシートでは、特定のビンを組み合わせたグループ（例：グループ1: A1+A0）を参照しています。色ランクA1およびA0は、CIE 1931図上に定義された座標ボックスを持ち、x座標およびy座標の測定不確かさはそれぞれ±0.01です。

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特性曲線が含まれています。

• 相対強度 vs. 波長:青色InGaNチップの発光と、より広い波長範囲の蛍光体変換黄色発光の組み合わせである、白色光のスペクトルパワー分布を示します。
• 指向性パターン:標準30度の指向角を視覚化する極座標プロットで、中心軸からの光強度の減少を示します。
• 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線):指数関数的関係を示し、電流制限回路の設計に極めて重要です。
• 相対強度 vs. 順方向電流:駆動電流の増加に伴う光出力の増加を示し、輝度制御と効率の理解に重要です。
• 色度座標 vs. 順方向電流:動作電流の変化に伴い、白色光の知覚色がわずかにシフトする可能性を示します。
• 順方向電流 vs. 周囲温度:周囲温度の上昇に伴う最大許容順方向電流のデレーティングを示し、熱管理に重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

本デバイスは、2本のアキシアルリードを持つ標準的なT-1 3/4（約5mm）ラウンドパッケージを使用しています。主要な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 全ての寸法はミリメートル（mm）です。
• 特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25mmが適用されます。
• リード間隔は、リードがパッケージ本体から出る点で測定されます。
• フランジ下の樹脂の最大突出は1.5mmです。
• パッケージ図面には、レンズ直径、本体長、リード長および直径、シーティングプレーンの詳細な寸法が記載されています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リード成形

• 曲げは、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた場所で行う必要があります。
• はんだ付け前にリードを成形してください。
• 曲げ時にパッケージにストレスをかけないようにし、内部損傷や破損を防止してください。
• リード切断は室温で行ってください。高温での切断は故障の原因となる可能性があります。
• PCBの穴がLEDリードと完全に一致するようにし、取り付けストレスを避けてください。

6.2 保管

• 推奨保管条件：温度≤30°C、相対湿度≤70%。
• 出荷後の標準保管寿命：3ヶ月。
• 長期保管（最大1年）の場合は、窒素雰囲気と乾燥剤を入れた密閉容器を使用してください。
• 高湿度環境での急激な温度変化は結露の原因となるため避けてください。

6.3 はんだ付け

はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離を3mm確保してください。

手はんだ:はんだごて先温度 最大300°C（最大30Wのごて）、はんだ付け時間 最大3秒。

フロー/ディップはんだ付け:予熱温度 最大100°C（最大60秒）、はんだ浴温度 最大260°C、5秒間。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

• 梱包:LEDは帯電防止バッグに梱包され、内箱に入れられ、その後、外箱に梱包されます。
• 梱包数量:バッグあたり200-500個。内箱あたり5バッグ。外箱あたり10内箱。

7.2 ラベル説明

梱包上のラベルには以下が含まれます：顧客生産番号（CPN）、生産番号（P/N）、数量（QTY）、光度および順方向電圧ランク（CAT）、色ランク（HUE）、参照（REF）、ロット番号（LOT No）。

7.3 生産指定 / 品番体系

品番は以下の形式に従います：334-15/T1C3- □ □ □ □。空白の四角（□）は、色グループ、光度ビン、電圧グループに関連する特定のビンコードのプレースホルダーであり、性能特性の正確な選択を可能にします。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• メッセージパネル & 光学インジケータ:高い光度を活用し、優れた視認性を提供します。
• バックライト:小型パネルやアイコンのバックライトに適しています。
• マーカーライト:ステータスや位置表示に最適です。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限:I_Fを30mA以下に制限するために、常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。
• 熱管理:デレーティング曲線（順方向電流 vs. 周囲温度）を考慮してください。高温環境や密閉空間では、信頼性を維持するために駆動電流を低減してください。
• ESD保護:4KV HBMに定格されていますが、特に取り扱いや組立時には、PCB上に標準的なESD保護を実装することが推奨されます。
• 光学設計:30度の指向角は比較的集光されたビームを提供します。より広い照明が必要な場合は、二次光学部品（レンズ、拡散板）が必要となる場合があります。

9. 技術比較と差別化

このLEDの同クラス（T-1 3/4 白色LED）における主な差別化要因は以下の通りです：

• 高光度:最小7150 mcdは、このパッケージサイズにおいて顕著に高く、優れた明るさを提供します。
• 内蔵ツェナー保護:規定されたツェナー逆電圧（Vz）は、内蔵の逆電圧保護機能を示唆しており、これは基本的なLEDには必ずしも備わっていない機能で、回路設計の堅牢性を高めます。
• 包括的なビニング:光度、電圧、色に関する詳細なビニングにより、複数ユニット間の一貫性を必要とするアプリケーションでの正確なマッチングが可能です。
• 環境適合性:ハロゲンフリーやREACHなどの現代的な基準を満たしており、特定の市場や環境配慮設計にとって重要となる可能性があります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: 推奨動作電流は何ですか？

A1: 絶対最大連続電流は30mAです。典型的な動作点は20mAであり、これは記載されている光学仕様（光度、色）の標準試験条件です。20mAで動作させることで、明るさ、効率、寿命の良いバランスが得られます。

Q2: 光度ビン（T、U、V）はどのように解釈すればよいですか？

A2: これらのビンは、最小光出力を保証します。例えば、ビンVから発注すると、各LEDは20mA時に少なくとも11250 mcdを持つことが保証されます。これは、最小輝度レベルを満たす必要があるアプリケーションで重要です。ビンにより、設計者はコストに適した性能階層を選択できます。

Q3: 5V電源でこのLEDを駆動できますか？

A3: 電流制限抵抗なしでは直接駆動できません。順方向電圧（Vf）は2.8Vから3.6Vの間です。5Vを直接接続すると過剰電流が流れ、LEDを破壊します。直列抵抗を計算して使用する必要があります：R = (電源電圧 - Vf) / I_F。典型的なVf=3.2V、I_F=20mA、5V電源の場合：R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 オーム。

Q4: 4KVのESD定格は取り扱いに何を意味しますか？

A4: これは、LEDが人体モデル（HBM）に基づく4000Vの静電気放電に通常耐えられることを意味します。これは堅牢ですが、累積損傷や潜在欠陥を防ぐために、取り扱いや組立時には標準的なESD予防策（接地された作業台、リストストラップの使用など）を講じることが依然として不可欠です。

Q5: はんだ付け/リード曲げの3mm最小距離はどれほど重要ですか？

A5: 非常に重要です。パッケージベース付近のエポキシ樹脂および内部ワイヤボンディングは、熱および機械的ストレスに敏感です。この距離を守らないと、即時故障（樹脂のひび割れ、ボンディング破断）や長期信頼性の問題（光出力の低下、早期故障）を引き起こす可能性があります。

11. 実用的な使用例

シナリオ: 高視認性ステータスインジケータパネルの設計

設計者は、高い周囲光下でも視認可能な制御パネル用に20個の明るい白色インジケータを必要としています。十分な明るさを確保するために、最高光度ビン（V）のLEDを選択します。均一な外観を確保するために、厳密な色ビン（例：グループ1）も指定します。5V電源ラインを使用したシンプルな駆動回路を設計します。各LEDに対して、100オーム、1/8Wの抵抗を計算します（ビン2/3に対して保守的なVf=3.4Vを使用：(5-3.4)/0.02=80オーム；100オームは標準値で、約16mAの安全で明るい動作点を提供します）。PCBレイアウトでは、はんだパッドとLED本体外形の間に3mmのクリアランスを確保します。組立時には、基板への挿入前に、3mmのリード曲げ距離を維持するためのはんだ付け治具を使用します。

12. 動作原理の紹介

これは蛍光体変換白色LEDです。コアは窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られた半導体チップです。順方向電流が印加されると、チップ内で電子と正孔が再結合し、スペクトルの青色領域（通常450-455nm付近）の光子を放出します。この青色光は直接放出されません。代わりに、チップを囲むリフレクターカップ内に堆積された黄色（または黄色と赤色）の蛍光体材料の層に衝突します。蛍光体は青色光の一部を吸収し、より広い波長範囲の長波長（黄色）光として再放出します。吸収されなかった残りの青色光は、黄色の蛍光光と混合され、人間の目はこの組み合わせを白色光として知覚します。白色光の正確な色合いまたは色温度は、青色光と黄色光の比率によって決定され、これは蛍光体の組成と濃度によって制御されます。

13. 技術トレンドと背景

T-1 3/4パッケージは、インジケータ用途で数十年にわたり広く使用されてきた成熟したスルーホール技術を代表しています。青色LEDの発明以来、蛍光体変換を伴うInGaNチップの使用は白色LEDを製造する標準的な方法です。より広範なLED業界における現在のトレンドは以下の方向に進んでいます：

• 表面実装デバイス（SMD）:自動組立および小型化のために、3528、5050、2835などのパッケージが、新しい大量生産設計においてスルーホールLEDに取って代わっています。
• 高効率化:同じ光出力に必要な電力を削減するため、ワットあたりのルーメン（lm/W）を増加させることに焦点を当てた継続的な開発が行われています。
• 演色性（CRI）の向上:マルチ蛍光体ブレンドまたは赤/緑蛍光体を伴うバイオレット/青色チップを使用して、物体の色をより正確に再現する白色光を生成します。
• 統合ソリューション:内蔵電流レギュレータ、コントローラ、さらにはフルRGBカラーミキシング機能を備えたLED。

これらのトレンドにもかかわらず、このようなスルーホールLEDは、試作、修理、レガシーシステムのメンテナンス、教育目的、および手動組立や極端な堅牢性が要求されるアプリケーションにおいて、依然として関連性があります。シンプルで堅牢なパッケージにおける高い光度は、電子部品の分野において継続的なニッチを確保しています。