目次
- 1. 製品概要
- 2. 技術パラメータ詳細
- 2.1 絶対最大定格
- 2.2 電気・光学特性
- 3. ビニングシステムの説明
- 3.1 光度ビニング
- 3.2 順電圧ビニング
- 3.3 色ビニング
- 4. 特性曲線分析
- 5. 機械的・パッケージ情報
- 6. はんだ付けおよび組立ガイドライン
- 7. 梱包および発注情報
- 7.1 梱包仕様
- 7.2 ラベル説明
- 7.3 型番指定
- 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
- マーカーライト
- 色の一貫性:
- 9. 技術比較と差別化
- Q: これらのLEDは屋外使用に適していますか?
- エンジニアは、明るい工場内で数メートル離れた場所から見られる可能性のある機械の電源オンまたはシステム故障を示す、非常に明るく信頼性の高い表示灯を必要としています。彼らは最高光度ビン(V)のこのLEDを選択します。12V電源ライン、選択した電圧ビンからのLEDのV
- 12. 動作原理の紹介
- 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
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、汎用性の高いT-1 3/4ラウンドパッケージに収められており、多様な表示灯および照明用途に適しています。コア技術としてInGaN半導体チップを採用し、リフレクタ内の蛍光体コーティングにより、発せられた青色光が白色光に変換されます。主な利点として、高い光束出力、およびRoHS、REACH、ハロゲンフリー要件などの主要な環境・安全規格への適合が挙げられます。
2. 技術パラメータ詳細
2.1 絶対最大定格
本デバイスは、規定の限界内で確実に動作するように設計されています。連続順電流(IF)は30 mAを超えてはならず、パルス条件(1 kHz、1/10デューティサイクル)下ではピーク順電流(IFP)100 mAが許容されます。最大逆電圧(VR)は5 Vです。許容損失(Pd)は110 mWです。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度(Tstg)範囲は-40°Cから+100°Cと若干広くなっています。LEDは最大4 kV(人体モデル)までの静電気放電(ESD)に耐えます。最大はんだ付け温度は260°C、5秒間です。
2.2 電気・光学特性
標準試験条件(Ta=25°C、IF=20mA)下では、順電圧(VF)は通常2.8Vから3.6Vの範囲です。光度(IV)の標準値は、特定のビンに応じて7150から14250ミリカンデラ(mcd)です。指向角(2θ1/2)は約30度で、集光されたビームを提供します。CIE 1931色度座標系に基づく標準色度座標はx=0.26、y=0.27で、クールホワイトの色点を示します。VR=5Vにおける逆電流(IR)は最大50 µAです。
3. ビニングシステムの説明
3.1 光度ビニング
一貫性を確保するため、LEDは20mAで測定された光度に基づいてビンに分類されます。ビンコードと対応する範囲は以下の通りです:T(7150-9000 mcd)、U(9000-11250 mcd)、V(11250-14250 mcd)。これらの値には±10%の許容差が適用されます。
3.2 順電圧ビニング
LEDは、20mA時の順電圧(VF)によってもビニングされます。ビンは以下の通りです:0(2.8-3.0V)、1(3.0-3.2V)、2(3.2-3.4V)、3(3.4-3.6V)。VFの測定不確かさは±0.1Vです。
3.3 色ビニング
色性能は、CIE図上で定義された特定の色度領域内で管理されます。データシートでは、主な色ランクグループとしてA1とA0の2つを指定し、それぞれに定義された座標境界(例:A1: x 0.255-0.28, y 0.245-0.267)を設けています。本製品の組み合わせ色グループは2(A1+A0)として記載されています。色度座標の測定不確かさは±0.01です。
4. 特性曲線分析
データシートには、設計エンジニアにとって重要な複数の特性曲線が含まれています。相対強度対波長曲線は白色光の分光パワー分布を示し、通常、青色領域(チップからの光)でピークを持ち、黄/緑色領域(蛍光体からの光)で広い二次ピークを持ちます。指向性パターンは30度の指向角を視覚的に確認し、光強度が軸から外れるに従ってどのように減少するかを示します。順電流対順電圧(I-V)曲線はドライバ設計に不可欠であり、非線形関係を示し、電力要件と熱負荷の計算に役立ちます。相対強度対順電流曲線は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、調光や過駆動の検討に重要です。色度座標対順電流グラフは駆動電流による色ずれを示し、安定した色を必要とするアプリケーションにとって重要な要素です。最後に、順電流対周囲温度曲線は熱管理に不可欠であり、周囲温度が上昇するにつれて最大安全動作電流がどのように減少するかを示します。
5. 機械的・パッケージ情報
LEDは、2本のアキシアルリードを持つ標準的なT-1 3/4(5mm)ラウンドパッケージを使用しています。パッケージ図面には、エポキシレンズの直径、リード間隔(リードがパッケージ本体から出る部分で測定)、および全長などの重要な寸法が記載されています。主要な注記として、特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で標準公差は±0.25mmであることが指定されています。フランジ下の樹脂の最大突出は1.5mmです。PCBの穴とLEDリードの適切な位置合わせが強調されており、実装時の機械的ストレスを回避する必要があります。
6. はんだ付けおよび組立ガイドライン
LEDの性能と信頼性を維持するには、適切な取り扱いが必要です。リード成形については、エポキシバルブの根元から少なくとも3mm離れた位置で曲げを行い、パッケージへのストレスを避ける必要があります。成形ははんだ付け前に行い、リードは室温で切断する必要があります。保管については、出荷後はLEDを30°C以下、相対湿度70%以下で保管し、賞味期限は3ヶ月です。長期保管(最大1年)の場合は、窒素と乾燥剤を入れた密閉容器が推奨されます。結露を防ぐため、湿気の多い環境での急激な温度変化は避けるべきです。はんだ付けについては、はんだ接合部はエポキシバルブから少なくとも3mm離す必要があります。推奨条件は以下の通りです:手はんだの場合は、はんだごて先端温度300°C以下(最大30W)で3秒以内;フロー/ディップはんだの場合は、プレヒート100°C以下で60秒以内、はんだ浴温度260°C以下で5秒以内。
7. 梱包および発注情報
7.1 梱包仕様
LEDは、静電気放電と湿気の侵入を防ぐために梱包されています。静電気防止バッグに入れられます。梱包数量は柔軟で、バッグあたり最小200個から最大500個の範囲です。5袋が1つの内箱に梱包され、10個の内箱が1つのマスター(外)箱を構成します。
7.2 ラベル説明
梱包のラベルには、CPN(顧客部品番号)、P/N(生産部品番号)、QTY(数量)、CAT(光度および順電圧ビンの組み合わせコード)、HUE(色ランク)、REF(参照)、LOT No.(トレーサビリティのためのロット番号)などのコードが含まれています。
7.3 型番指定
部品番号334-15/T2C3-2TVCは特定の構造に従っており、末尾の文字(データシートでは四角で表記)が特定の色グループ, 光度ビン、および電圧グループを選択します。これにより、所望の性能特性を持つLEDを正確に発注することが可能です。
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
高い光度と集光ビームにより、このLEDは明るく視認性の高い表示灯を必要とする用途に理想的です。主な用途には、メッセージパネルや看板、機器および民生電子機器の光学表示灯、小型ディスプレイやパネルのバックライト、および.
マーカーライト
が含まれます。8.2 設計上の考慮事項設計者はいくつかの要素を考慮する必要があります。電流制限:特に急峻なI-V曲線を考慮すると、最大順電流を超えないようにするため、直列抵抗または定電流ドライバが必須です。熱管理:パッケージは小さいですが、損失電力(最大110mW)により温度上昇を引き起こす可能性があります。特に密閉空間や高周囲温度では、減衰曲線(順電流対周囲温度)に従う必要があります。高電流での連続動作には、十分なPCBの銅面積または放熱対策が必要になる場合があります。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(拡散板、レンズ)が必要になる場合があります。
色の一貫性:
複数のLED間の色合わせが重要なアプリケーションでは、変動を最小限に抑えるため、同じ生産ロットおよび色ビンからの発注が推奨されます。
9. 技術比較と差別化
一般的な5mm LEDと比較して、本製品は大幅に高い光度(最大14,250 mcd)を提供し、高輝度カテゴリーに位置付けられます。光度、電圧、色に対して定義されたビニング構造は、エンジニアに予測可能な性能を提供し、量産と品質管理に不可欠です。RoHS、REACH、ハロゲンフリー規格への適合により、厳しい環境規制を持つ世界市場に適しています。データシートに詳細な特性曲線と豊富なアプリケーションノートが含まれていることは、一般的な基本的なLED仕様よりも優れた設計サポートを提供します。
10. よくある質問(技術パラメータに基づく)
Q: このLEDの標準駆動電流は何ですか?
A: 電気・光学特性は20mAで規定されており、これは標準試験電流です。より高い輝度を得るために最大連続電流30mAまで動作させることができますが、熱的影響と寿命を考慮する必要があります。
Q: 光度ビンコード(T, U, V)はどのように解釈すればよいですか?
A: これらのコードは、測定された光出力に基づいてLEDを分類したグループを表します。20mAで試験した場合、'T'は最低光度ビン(7150-9000 mcd)、'U'は中程度(9000-11250 mcd)、'V'は最高(11250-14250 mcd)です。
Q: 5V電源からこのLEDを直接駆動できますか?
A: できません。標準順電圧は約3.2Vです。5Vに直接接続すると過剰な電流が流れ、LEDを破損します。電流制限抵抗または定電流レギュレータドライバを使用する必要があります。
Q: 指向角30度とはどういう意味ですか?
A: これは、光度が軸上(0度)で測定した強度の半分になる角度を意味します。ビーム幅を定義します。30度の角度は、かなり集光されたスポット光を生成します。
Q: これらのLEDは屋外使用に適していますか?
A: 動作温度範囲(-40°Cから+85°C)は多くの屋外環境をサポートします。ただし、パッケージは防水や紫外線耐性に対して特別に定格されているわけではありません。長期間の屋外暴露には、追加の環境保護(コンフォーマルコーティング、密閉筐体)が必要になります。11. 実用的な使用例Fシナリオ: 産業機器用の高視認性ステータス表示灯の設計。
エンジニアは、明るい工場内で数メートル離れた場所から見られる可能性のある機械の電源オンまたはシステム故障を示す、非常に明るく信頼性の高い表示灯を必要としています。彼らは最高光度ビン(V)のこのLEDを選択します。12V電源ライン、選択した電圧ビンからのLEDのV
を考慮して約20mAの駆動電流に計算された電流制限抵抗、および機器のマイクロコントローラで制御されるトランジスタスイッチを使用した回路を設計します。ガイドラインに従ってはんだ接合部が本体から>3mmになるように、リードへのストレインリリーフを提供するホルダーを使用してLEDを前面パネルに取り付けます。集光された30度のビームにより、視野内のオペレータに対して表示灯が明確に視認可能になります。
12. 動作原理の紹介
これは蛍光体変換型白色LEDです。発光の中心要素は、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。チップのP-N接合に順電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。InGaN材料のバンドギャップは、青色光(通常450-470 nm付近)を生成するように設計されています。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カップ内に堆積された蛍光体材料(例:セリウムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット - YAG:Ce)の層に衝突します。蛍光体は青色光子の一部を吸収し、より広いスペクトル(主に黄色領域)で光を再放出します。残りの青色光と変換された黄色光の混合は、人間の目には白色光として知覚されます。蛍光体の特定の比率と正確な組成が、生成される白色光の相関色温度(CCT)および演色評価数(CRI)を決定します。
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。 |