目次
- 1. 製品概要
- 2. 主な特徴と説明
- 2.1 特徴
- 2.2 説明
- 3. 絶対最大定格
- 4. 電気光学特性
- 5. ビニングシステムの説明
- 5.1 光度ビン
- 5.2 順方向電圧ビン
- 5.3 色(色度)ビン
- 6. 性能曲線分析
- 6.1 相対強度 vs. 波長
- 6.2 指向性パターン
- 6.3 順方向電流 vs. 順方向電圧(I-V曲線)
- 6.4 相対強度 vs. 順方向電流
- 6.5 色度座標 vs. 順方向電流
- 6.6 順方向電流 vs. 周囲温度
- 7. 機械的・パッケージ情報
- 7.1 パッケージ寸法
- 7.2 極性識別
- 8. はんだ付けおよび実装ガイドライン
- 8.1 リード成形
- 8.2 保管条件
- 8.3 はんだ付け推奨事項
- 9. 梱包および注文情報
- 9.1 梱包仕様
- 9.2 ラベル説明
- 9.3 型番指定
- 10. アプリケーション提案
- 10.1 代表的な用途
- 10.2 設計上の考慮事項
- 11. 技術比較と差別化
- 12. よくある質問(技術パラメータに基づく)
- 12.1 推奨動作電流は何ですか?
- 12.2 光度ビンをどのように解釈すればよいですか?
- 12.3 なぜツェナー逆電圧パラメータがあるのですか?
- 12.4 3mmはんだ付け距離ルールはどの程度重要ですか?
- 13. 動作原理
- 14. 技術トレンド
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説明します。本デバイスは、コンパクトで業界標準のパッケージから大きな光出力を必要とするアプリケーション向けに設計されています。その中核的な利点は、高性能なInGaN半導体チップと白色光を生成する蛍光体変換システムを組み合わせ、堅牢で広く採用されているフォームファクタに収めた点にあります。
2. 主な特徴と説明
2.1 特徴
- 業界標準のT-1 3/4(約5mm)ラウンドパッケージ。
- 高い光束出力。
- 代表的な色度座標:x=0.29, y=0.28 (CIE 1931)。
- バルクまたはテープリール(自動実装用)で供給可能。
- 静電気放電(ESD)耐圧:最大4KV(人体モデル)。
- 関連する環境規制に準拠。
2.2 説明
本LEDシリーズは、高輝度を必要とするシナリオに特化して設計されています。白色光は蛍光体変換方式により生成されます:窒化インジウムガリウム(InGaN)チップから発せられる青色光が、反射カップ内に充填された蛍光体材料に吸収され、より広いスペクトルの光として再放出されることで、白色光として知覚されます。ウォータークリア樹脂レンズは光取り出し効率の最大化に寄与します。
3. 絶対最大定格
以下の定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある限界を定義します。これらの条件下またはそれ以上の条件下での動作は保証されません。
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 連続順方向電流 | IF | 30 | mA |
| ピーク順方向電流(デューティ比 1/10 @ 1kHz) | IFP | 100 | mA |
| 逆電圧 | VR | 5 | V |
| 電力損失 | Pd | 110 | mW |
| 動作温度 | TT_opr | -40 ~ +85 | °C |
| 保存温度 | TT_stg | -40 ~ +100 | °C |
| ESD(HBM) | ESD | 4000 | V |
| ツェナー逆電流 | Iz | 100 | mA |
| はんだ付け温度(最大5秒) | TT_sol | 260 | °C |
4. 電気光学特性
これらのパラメータは、周囲温度(T_a)25°Cで測定され、指定された試験条件下での代表的なデバイス性能を示します。aです。
| パラメータ | 記号 | Min. | Typ. | Max. | 単位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順方向電圧 | VF | 2.8 | -- | 3.6 | V | IFI_F = 20mA |
| ツェナー逆電圧 | Vz | 5.2 | -- | -- | V | IzI_Z = 5mA |
| 逆電流 | IR | -- | -- | 50 | µA | VRV_R = 5V |
| 光度 | IV | 2850 | -- | 7150 | mcd | IFI_F = 20mA |
| 指向角(2θ_1/2)1/2) | -- | -- | 50 | -- | deg | IFI_F = 20mA |
| 色度座標 x | x | -- | 0.29 | -- | -- | IFI_F = 20mA |
| 色度座標 y | y | -- | 0.28 | -- | -- | IFI_F = 20mA |
5. ビニングシステムの説明
アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDは主要な性能パラメータに基づいて選別(ビニング)されます。
5.1 光度ビン
LEDは、20mAで測定された最小および最大光度を定義するビンに分類されます。許容差は±10%です。
| ビンコード | 最小(mcd) | 最大(mcd) |
|---|---|---|
| P | 2850 | 3600 |
| Q | 3600 | 4500 |
| R | 4500 | 5650 |
| S | 5650 | 7150 |
5.2 順方向電圧ビン
LEDは、20mAでの順方向電圧降下に応じてもビニングされ、測定不確かさは±0.1Vです。
| ビンコード | 最小(V) | 最大(V) |
|---|---|---|
| 0 | 2.8 | 3.0 |
| 1 | 3.0 | 3.2 |
| 2 | 3.2 | 3.4 |
| 3 | 3.4 | 3.6 |
5.3 色(色度)ビン
白色光の色は、CIE 1931色度図上の特定の領域内で定義されます。提供される色ランク(A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0)は、x座標とy座標の四角形の境界を指定し、発せられる白色光が制御された色空間内に収まることを保証します。座標の測定不確かさは±0.01です。グループコード(例:"1")は、より広い選択肢のために複数の隣接する色ビンを組み合わせることがあります。
6. 性能曲線分析
グラフデータは、様々な条件下でのデバイスの挙動に関する洞察を提供します。
6.1 相対強度 vs. 波長
スペクトルパワー分布曲線は、蛍光体変換白色LEDに特徴的な広いピークを示し、典型的には青色領域(チップ由来)を中心とし、蛍光体からのより広い黄緑色の発光を伴います。
6.2 指向性パターン
放射パターンは、50度の指向角(半値全幅)を示し、光強度の角度分布を表しています。
6.3 順方向電流 vs. 順方向電圧(I-V曲線)
この曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。順方向電圧は電流とともに増加し、設計者は、特に電圧ビンのばらつきを考慮して、駆動回路が十分な電圧を供給することを保証しなければなりません。
6.4 相対強度 vs. 順方向電流
光束出力は順方向電流とともに増加しますが、線形ではありません。推奨連続電流(代表値20mA)を超えて動作すると、より高い光出力が得られる可能性がありますが、効率が低下し、接合温度の上昇により長期信頼性に影響を与える可能性があります。
6.5 色度座標 vs. 順方向電流
色度座標(x, y)は、駆動電流の変化に伴ってわずかにシフトする可能性があり、調光レベル全体で安定した色知覚を必要とするアプリケーションでは重要な考慮事項です。
6.6 順方向電流 vs. 周囲温度
このデレーティング曲線は、熱管理において非常に重要です。周囲温度の上昇に伴う最大許容順方向電流を示し、過熱を防止して長寿命を確保します。
7. 機械的・パッケージ情報
7.1 パッケージ寸法
LEDは標準的なT-1 3/4ラジアルリードパッケージを使用します。主要寸法には、ボディ直径(約5mm)、リード間隔(リードがパッケージから出る部分で測定)、全高が含まれます。詳細な寸法図は、PCBフットプリント設計に不可欠であり、適切なフィットと位置合わせを保証します。注記には、フランジ下の樹脂突出部の最大1.5mmおよび標準的な寸法公差が規定されています。
7.2 極性識別
カソードは、通常、LEDレンズの縁の平坦部または短いリードによって識別されます。取り付け時には正しい極性を守る必要があります。
8. はんだ付けおよび実装ガイドライン
8.1 リード成形
- エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げてください。
- はんだ付け前にリード成形を行ってください。
- 成形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いでください。
- 室温でリードフレームを切断してください。
- PCBの穴がLEDリードと完全に合うようにし、取り付けストレスを避けてください。
8.2 保管条件
- 受領後は、温度30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。
- 標準保管寿命は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を使用してください。
- 湿気の多い環境での急激な温度変化を避け、結露を防止してください。
8.3 はんだ付け推奨事項
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 ≤300°C(最大30W)、はんだ付け時間 ≤3秒。
- フロー/ディップはんだ付け:予熱 ≤100°C(≤60秒)、はんだ浴 ≤260°C、≤5秒。
熱衝撃を最小限に抑えるための推奨はんだ付け温度プロファイルが提供されています。
9. 梱包および注文情報
9.1 梱包仕様
LEDはESDから保護するため、静電気防止バッグに梱包されます。梱包数量は柔軟に対応可能です:通常、バッグあたり200-500個、内箱あたり5袋、外箱あたり10個の内箱。
9.2 ラベル説明
梱包上のラベルには、顧客部品番号(CPN)、部品番号(P/N)、数量(QTY)、光度と順方向電圧の組み合わせランク(CAT)、色ランク(HUE)、参照(REF)、ロット番号(LOT No)のコードが含まれます。
9.3 型番指定
部品番号334-15/T2C5-1PSBは、特定のコーディングシステムに従っており、各セグメントはシリーズ、色(白)、光度ビン、順方向電圧ビン、および梱包スタイルなどの他の属性を示している可能性があります。正確な内訳は、正確な注文のためにサプライヤーに確認する必要があります。
10. アプリケーション提案
10.1 代表的な用途
- メッセージパネル&サイネージ:高輝度のため、屋内および屋外の情報表示に適しています。
- 光学インジケータ:高い視認性が要求される機器の状態表示に最適です。
- バックライト:小型パネル、アイコン、またはシンボルのエッジライトまたはダイレクトバックライトに使用できます。
- マーカーライト:装飾照明、位置表示、または低照度のエリア照明に適しています。
10.2 設計上の考慮事項
- 電流制限:常に直列抵抗または定電流ドライバを使用して、順方向電流を所望のレベル(通常20mA)に制限してください。抵抗値を計算する際は、順方向電圧ビンの範囲を考慮してください。
- 熱管理:電力損失は控えめですが、高温環境または最大電流付近で動作する場合は、性能と寿命を維持するために十分な通風または放熱を確保してください。
- ESD保護:4KV HBM定格で指定されているように、組立時には標準的なESD取り扱い手順を実施してください。
- 光学設計:所望のビームパターンを達成するために、レンズや導光板を設計する際には50度の指向角を考慮してください。
11. 技術比較と差別化
標準的な5mm LEDと比較して、本デバイスは高輝度を強調しています。その主な差別化要因は、輝度に最適化された特定のInGaNチップ技術と蛍光体システムです。輝度、電圧、色に関する詳細なビニングを含めることで、設計者はビニングされていない、または広くビニングされた代替品と比較して、アプリケーションの一貫性をより厳密に制御できます。4KVのESD定格は、多くの基本的なLEDよりも優れた取り扱い堅牢性を提供します。
12. よくある質問(技術パラメータに基づく)
12.1 推奨動作電流は何ですか?
電気光学特性は20mAで規定されており、これは輝度、効率、寿命のバランスを取るための代表的な推奨動作点です。絶対最大定格である30mA連続まで駆動することは可能ですが、効率が低下し、熱ストレスが増加します。
12.2 光度ビンをどのように解釈すればよいですか?
設計で最小輝度が必要な場合は、"最小"値が要件を満たすビンを選択してください。例えば、ビン"R"を選択すると、20mAで4500から5650 mcdの間の強度が保証されます。より高いビン("S"など)を使用すると、一般的により明るいLEDが得られますが、コストが高くなる可能性があります。
12.3 なぜツェナー逆電圧パラメータがあるのですか?
一部のLED設計では、パッケージ内に逆保護用ツェナーダイオードが組み込まれています。Vzパラメータは、この保護デバイスが存在する場合の代表的な降伏電圧を示します。これは部品の逆特性を理解するのに役立ちます。
12.4 3mmはんだ付け距離ルールはどの程度重要ですか?
これは非常に重要です。エポキシボディから3mm以内ではんだ付けすると、過剰な熱が伝わり、エポキシレンズのひび割れ、内部蛍光体の劣化、ワイヤボンドの損傷、またはチップの剥離を引き起こす可能性があります。これは信頼性と光出力に直接影響します。
13. 動作原理
これは蛍光体変換白色LEDです。InGaN半導体チップは、順方向バイアスがかかると(エレクトロルミネセンス)、青色光を発します。この青色光は、封止材に埋め込まれた黄色(または黄色と赤色)の蛍光体粒子層に衝突します。蛍光体は青色光子の一部を吸収し、より長い波長(黄色、赤色)の光として再放出します。残りの青色光と広スペクトルの蛍光体発光の組み合わせが、人間の目には白色光として知覚されます。正確な色合い(相関色温度)は、青色光と蛍光体変換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。
14. 技術トレンド
このような個別のインジケータLEDの業界トレンドは、より高い効率(ワットあたりのルーメン数)、より良い色再現性(CRI)による色忠実度の向上、およびより厳密なビニング公差によるアプリケーション一貫性の向上に向かって続いています。また、表面実装で使用されるより高温のリフローはんだ付けプロセスに耐える、より堅牢なパッケージングへの推進もあります(ただし、この特定のデバイスはスルーホール部品です)。基礎となるInGaNチップ技術は、その高い効率と信頼性のため、青色および白色LEDの業界標準であり続けています。
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。 |