目次
- 1. 製品概要
- 1.1 主な特長
- 1.2 対応品番
- 2. 機械的仕様およびパッケージ情報
- 3. 絶対最大定格
- パルス順電流定格(105 mA)は、特定の条件下:デューティサイクル1/10、パルス幅100マイクロ秒(μs)以下で適用されます。
- 4.1 代表性能データ
- 相対分光分布:
- 5.1 色ビニング
- 5.2 光束ビニング
- ビン
- 光束の公差は±10%です。
- 3.3
- 3.3
- 3.5
- 最大 5 秒
- ピーク温度からの急冷(クエンチ)は避けてください。
- 0/20
- 8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項
- マップランプ、足元照明、その他の非外部用途(自動車規格への適合性は別途評価が必要)。
- 9.2 業界動向
- 鉛フリー(RoHS準拠)およびグリーン製造への移行は、本製品で完全に採用されています。指定されたリフロープロファイルは、電子業界全体で使用されている現代の鉛フリー組立プロセスに適合しています。固体照明のトレンドは、より高い効率(ワット当たりのルーメン数)に向かって続いていますが、この標準パッケージは、超高効率よりもコスト、信頼性、使いやすさが重要視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。
- .2 Industry Context
1. 製品概要
本製品は、広いビーム角を持つ標準サイズの表面実装型(SMD)LEDパッケージです。発光ダイオードに固有の長寿命と高信頼性に加え、様々な用途において従来の照明技術に置き換え可能な輝度レベルを実現するように設計されています。設計の柔軟性に優れ、自動組立プロセスへの統合を想定しています。
1.1 主な特長
- 自動ハンドリングのため、7インチ径リールに8mmテープで包装されています。
- 標準的な自動実装機(ピックアンドプレース装置)に完全対応しています。
- 赤外線(IR)リフローおよび気相リフローはんだ付けプロセス両方に適しています。
- EIA(Electronic Industries Alliance)標準パッケージ外形に準拠しています。
- 集積回路(IC)の駆動レベルとの互換性を考慮して設計されています。
- グリーン製品として製造され、鉛フリーでRoHS(有害物質使用制限)指令に準拠しています。
1.2 対応品番
本文書で対象とする具体的な品番はLTW-K140SXR85であり、これは相関色温度(CCT)8500ケルビン(K)の白色LEDに対応します。
2. 機械的仕様およびパッケージ情報
本デバイスは標準EIAパッケージ外形を採用しています。レンズ色は黄色で、光源はInGaN(窒化インジウムガリウム)技術に基づき青色光を発し、黄色レンズ内の蛍光体コーティングにより白色光に変換されます。
注記:
- 全ての外形図および公差はミリメートル単位で提供されています。
- 寸法の標準公差は、図面に明示されていない限り±0.1 mmです。
3. 絶対最大定格
これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界値を定義します。全ての値は周囲温度(Ta)25°Cで規定されています。
| パラメータ | 記号 | 定格 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 電力損失 | Po | 280 | mW |
| 連続順電流 | IF | 80 | mA |
| パルス順電流 | IFP | 105 | mA |
| 動作温度範囲 | TT_opr | -40 ~ +80 | °C |
| 保存温度範囲 | TT_stg | -40 ~ +100 | °C |
| 接合温度 | Tj | T_j | ≤100 |
°C
- 重要事項:
- デバイスは、長時間にわたる逆電圧条件下で動作させてはいけません。
パルス順電流定格(105 mA)は、特定の条件下:デューティサイクル1/10、パルス幅100マイクロ秒(μs)以下で適用されます。
4. 電気光学特性Fこのセクションでは、主に順電流(I_F)60 mAにおける、代表的な動作条件下でのLEDの主要性能パラメータを詳細に説明します。
4.1 代表性能データ
| パラメータ | 記号 | 値 | 単位 | 試験条件 |
|---|---|---|---|---|
| 色度座標 | x, y | 代表値 0.292, 0.306 | - | IFI_F = 60mA |
| 光束 | Φv | 最小:19.4, 代表:23.0, 最大:29.0 | lm | |
| 指向角(半値角) | 2θ_1/2代表値 120 | deg | 順電圧 | |
| V_F | VF | 最小:2.9, 代表:3.2, 最大:3.5 | V |
V
- 重要なアプリケーション注記:v光束(Φ_v):積分球を用いて測定された総可視光出力を表します。各包装袋には分類コードが印字されています。
- 色度(x, y):1931 CIE色度図に基づきます。代表座標には±0.01の公差を適用すべきです。
- 静電気放電(ESD):LEDはESDに敏感です。損傷を防ぐため、リストストラップ、静電気防止手袋、接地設備を使用した適切な取り扱い手順が必須です。
- 測定公差:光束測定には±10%の許容差があります。順電圧測定には±0.1 Vの許容差があります。
- 熱管理:接合部からはんだパッドまでの熱抵抗(R_jt)は重要なパラメータです。指定の2.5x2.5x0.17 cmアルミニウム金属基板PCB(MCPCB)に実装した場合、30°C/Wの参考値が与えられています。接合温度を限界内に保ち、性能と寿命を確保するためには、適切な放熱対策が不可欠です。4.2 性能曲線分析データシートには、デバイス性能のいくつかのグラフ表示が提供されています:
相対分光分布:
各波長で発せられる光の強度を示し、8500K白色光の色特性を定義します。
- 指向特性 / 指向角特性:光強度の角度分布を示し、広い120度の指向角を確認します。
- 順電流対順電圧(I-V曲線):回路設計に不可欠で、駆動電流とLED両端の電圧降下の関係を示します。この曲線は非線形で、ダイオードの典型的な挙動です。
- 相対光束対接合温度:LEDの接合温度が上昇するにつれて光出力がどのように減少するかを示します。これは熱管理の重要性を強調しています。
- 順電圧対接合温度:接合温度の変化に伴う順電圧のわずかな変動を示します。
- 5. ビニングおよび分類システム生産の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は色、輝度、電圧について特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。
5.1 色ビニング
LEDは、CIE 1931図上の特定の色度領域(ランク)に分類されます。データシートではランクL1およびL5の座標を定義しています。各定義されたビン内の(x, y)座標には±0.01の公差が適用されます。
5.2 光束ビニング
LEDは、60 mA時の総光出力に基づいて選別されます。
ビン
光束範囲(lm) I_F = 60 mA
| Φv最小 | 最大FS0 | |
|---|---|---|
| 19.4 | 23.0 | |
| S1 | 19.4 | 24.0 |
| 23.0 | 24.0 | 29.0 |
29.0
光束の公差は±10%です。
5.3 順電圧ビニング
| VFLEDは、60 mA時の順電圧降下によっても選別されます。 | ビンF順電圧範囲(V) I_F = 60 mA | |
|---|---|---|
| 最小 | 最大 | |
| V1 | 2.9 | 3.1 |
| 2.9 | 3.1 | 3.2 |
| 3.1 | 3.2 | 3.3 |
| V2 | 3.3 | 3.5 |
3.1
3.3
V3
3.3
3.5
V4
| 3.5 | 3.7 |
|---|---|
| 順電圧の公差は±0.1 Vです。5.4 ビンコードおよびラベリング完全なビンコードは、各カテゴリのランクを組み合わせて形成されます:電圧 / 光束 / 色(例:V1/S0/L1)。この完全なコードは、トレーサビリティと選択のために製品ラベルに表示されます。P) | 6. はんだ付けおよび組立ガイドライン |
| 6.1 リフローはんだ付けプロファイル | 本デバイスは、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。熱損傷を防ぐため、推奨プロファイルが重要です。 |
| プロファイル特性 | 鉛フリー組立仕様 |
| 平均上昇レート(T_smax から T_p)L最大 3°C/秒 | 予熱温度 |
| 150°C ~ 200°CP) | 予熱時間 |
| 60~180 秒P) | 液相線以上時間(T_l = 217°C) |
| 60~150 秒 | ピーク温度(T_p) |
| 最大 260°C | ピーク温度±5°C内時間(t_p) |
最大 5 秒
- 下降レート最大 6°C/秒
- 25°Cからピークまでの総時間最大 8 分
- 6.2 重要な組立注記はんだ付け方法:
- リフローはんだ付けが主です。手はんだ付けも可能ですが、最大350°Cで2秒以内、1回のみに限定されます。リフローは、指定のピーク条件下で最大3回まで実行できます。温度基準:
- 全てのプロファイル温度は、パッケージ本体の上面を指します。湿気感受性:
- LEDは湿気に敏感です。元の防湿包装から取り出して168時間(1週間)以上経過した場合は、リフロー中のポップコーン現象や層間剥離を防ぐため、はんだ付け前に60°Cで60分間ベーキングする必要があります。保管:
- 元の袋の外で長期保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素環境を使用してください。冷却:
ピーク温度からの急冷(クエンチ)は避けてください。
一般原則:
| No. | 信頼性の高い接合が得られる可能な限り低いはんだ付け温度を使用してください。 | ウェーブ/ディップはんだ付け: | このSMDパッケージに対して、この方法は推奨も保証もされていません。 | 7. 信頼性試験データ |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 本製品は、一連の標準化された信頼性試験を実施しています。結果は、様々な環境的・動作的ストレス下での堅牢性を示しています。記載されている全ての試験はサンプル数20個で実施され、故障は報告されていません。 | Ts試験項目F試験条件 | 時間 | 故障数 |
| 2 | 高温動作寿命(HTOL) | TaT_a=85°C, I_F=60mAF1000 時間 | 0/20 | 低温動作寿命(LTOL) |
| 3 | T_a=-40°C, I_F=60mA | 1000 時間F0/20 | 高温高湿動作寿命 | 60°C / 90% RH, I_F=60mA |
| 4 | 500 時間 | 0/20Fパルス加湿動作寿命 | 60°C/90%RH, I_F=60mA, 30分ON/OFF | 500 時間 |
| 5 | 0/20 | 高温保存(HTS) | 100°C | 1000 時間 |
| 6 | 0/20 | 低温保存(LTS) | -40°C | 1000 時間 |
| 7 | 0/20 | 温度サイクル(TC) | -40°C ↔ 100°C, 保持30分 | 200 サイクル |
| 8 | 0/20 | 温度衝撃(TS) | -40°C ↔ 100°C, 保持20分 | 200 サイクル |
0/20
8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項
- 8.1 代表的なアプリケーションシナリオ一般インジケータ照明:
- 状態表示灯、電源オンランプ、パネルやスイッチのバックライト。装飾および建築照明:
- アクセント照明、輪郭照明、広く均一なビームが望ましいその他の用途。民生電子機器:
- 小型ディスプレイのバックライト、キーボード照明、機器内の装飾要素。自動車室内照明:
マップランプ、足元照明、その他の非外部用途(自動車規格への適合性は別途評価が必要)。
- 8.2 重要な設計上の考慮事項電流駆動:
- LEDは常に定電圧源ではなく、定電流源で駆動してください。代表駆動電流は60 mAですが、回路は最大電流を連続80 mAに制限する必要があります。電圧源と直列の電流制限抵抗を使用するのは簡単な方法ですが、温度や電圧変動に対する安定性のためには、専用のLEDドライバICの使用を推奨します。熱管理:これは、LEDの性能と寿命にとって最も重要な側面です。280 mWの電力損失(60 mA、3.2V時、代表192 mW)は、LEDの接合部から効果的に放熱されなければなりません。提供された熱抵抗データ(R_jt=30°C/W)を使用して、T_jを100°C以下に保つために必要な放熱対策を計算してください。例えば、参考MCPCB上で、周囲温度50°C、損失192 mWの場合、T_jは約50°C + (0.192W * 30°C/W) = 55.8°Cとなり、安全です。光学設計:j120度の指向角は、非常に広く拡散したビームを提供します。より集光したビームが必要なアプリケーションでは、二次光学部品(レンズまたはリフレクタ)が必要になります。jESD保護:
- 特に静電気放電が発生しやすい環境では、LEDに接続されたPCBトレースにESD保護ダイオードを組み込んでください。一貫性のためのビニング:
- 複数のLED間で均一な色や輝度を必要とするアプリケーションでは、発注時に狭いビン(例:単一の色ランクと光束ビン)を指定してください。9. 技術比較およびトレンド
- 9.1 製品ポジショニングLTW-K140SXR85は、成熟した標準化SMD LEDパッケージを代表するものです。その主な利点は、自動組立との互換性、実証された信頼性、および広範な入手性です。より新しい小型パッケージ(例:0402、0201)と比較して、より高い光出力と、その大きさゆえに潜在的に優れた熱性能を提供します。より大型の高電力LEDパッケージと比較して、統合が容易で、より複雑でない駆動および熱管理回路で済みます。
9.2 業界動向
鉛フリー(RoHS準拠)およびグリーン製造への移行は、本製品で完全に採用されています。指定されたリフロープロファイルは、電子業界全体で使用されている現代の鉛フリー組立プロセスに適合しています。固体照明のトレンドは、より高い効率(ワット当たりのルーメン数)に向かって続いていますが、この標準パッケージは、超高効率よりもコスト、信頼性、使いやすさが重要視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。
The LTW-K140SXR85 represents a mature, standardized SMD LED package. Its key advantages are its compatibility with automated assembly, proven reliability, and wide availability. Compared to newer, smaller packages (e.g., 0402, 0201), it offers higher light output and potentially better thermal performance due to its larger size. Compared to larger, high-power LED packages, it is easier to integrate and requires less complex drive and thermal management circuitry.
.2 Industry Context
The move towards lead-free (RoHS compliant) and green manufacturing is fully embraced in this product. The specified reflow profile aligns with modern lead-free assembly processes used across the electronics industry. The trend in solid-state lighting continues towards higher efficacy (more lumens per watt), but this standard package remains relevant for applications where ultra-high efficiency is less critical than cost, reliability, and ease of use.
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。 |