Application Note

Light Emitting Diode

Nichia 321 Series
ジャンクション温度の算出方法

目次
1. 概要 ................................................................................... 2
2. 適用品種 ......................................................................... 2
3. TMP 測定について ......................................................... 3
4. TJ 算出方法..................................................................... 4
5. TJ 算出例.......................................................................... 4
6. 熱電対取り付け時の注意 ....................................... 4
7. TMP 測定時の注意 ........................................................ 5
8. まとめ................................................................................ 6

本書内に記載する型番 NCSW321x、NC2W321x、NC3W321x、NC4W321x、および NC5W321x は弊社製品の型番であり、商標権を有する可能性のある他社製品といかなる関連性・類似性を有するものではありません。

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1. 概要
LED を用いた製品設計を行ううえで、熱の発生に注意が必要です。LED を使用できる温度は、ジャンクション温度（TJ）により決められます。この TJ が絶対最大定格を瞬時でも超えると性能に悪影響を及ぼし、最悪の場合不灯になる可能性があります。必ず絶対最大定格の範囲内で使用しなければなりません。そのため、実際の使用環境において LED を点灯させたとき、TJ がどのくらいの温度になるかを把握しておく必要があります。
本書では、熱電対を用いた温度測定により TJ を推定する方法について解説します。

2. 適用品種
本書は、表 1 に示す LED を対象とした参考資料となります。

Light Emitting Diode表 1. 適用品種
品種Nichia 321 Series

型番NCSW321x

NC2W321x

NC3W321x

NC4W321x

NC5W321x

3.05×2.8×0.75

3.5×3.2×0.75

3.5×4.0×0.75

3.5×5.1×0.75

3.5×6.1×0.75

外観例

サイズ [mm]x は同タイプの LED を代表する記号として用いています。
（例：NC2W321x ・・・ NC2W321A、NC2W321B、NC2W321F 等）This document contains tentative information, Nichia may change the contents without notice.
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3. TMP 測定について実装された LED の測定ポイント部の温度（TMP）を測定することにより、TJ の推定値を算出することができます。TMP 測定時の電流は、実際にご使用になる最大の動作電流（IF）で行ってください。表 2 に TMP 測定ポイントを示します。
表 2. TMP 測定ポイント● ：TMP 測定ポイント

型番

NCSW321x

NC2W321x

NC3W321x

TMP 測定Light Emitting Diodeポイント
●

型番

●

●

●

●

NC4W321x●

NC5W321x

TMP 測定ポイント
●

●

●

●

TMP は、熱電対先端の測温部を LED のセラミックス基板の側面に接着剤等で固定した状態で測定してください。（図 1 参照)
実装基板

高熱伝導性
接着剤

TMP 測定ポイント

LED
高熱伝導性
接着剤

LED
熱電対接着剤

接着剤

TMP 測定ポイント

セラミックス基板

実装基板

熱電対
図 1. TMP 測定方法
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4. TJ 算出方法
製品動作時における TJ は、以下の関係式（1）を用いて算出することができます。

TJ ＝ TMP ＋ RθJMP × W・・・・・・・ （1）TJ ： ジャンクション温度 [ ℃ ]TMP ： 測定ポイント温度 [ ℃ ]RθJMP ： チップから TMP 測定ポイントまでの熱抵抗 [ ℃/W ]W ： 投入電力（IF×VF） [ W ] （IF：順電流[A]，VF：順電圧[V]）RθJMP 値は、製品型番により異なります。別表「Nichia 321 Series 熱抵抗値一覧」をご確認ください。一覧にLight Emitting Diode

記載がない製品については、弊社営業担当までお問い合わせください。

5. TJ 算出例
TMP 測定値を用いた TJ の算出例を示します。
例）NC2W321F を投入電力 6.5W で駆動したときの TMP 測定値が 70℃の場合NC2W321F の RθJMP＝2.7℃/W （別表「Nichia 321 Series 熱抵抗値一覧」参照）
TJ ＝ TMP ＋ RθJMP × W より
TJ ＝70[℃]＋2.7[℃/W]×6.5[W]＝87.6[℃]

6. 熱電対取り付け時の注意
熱電対は、できるだけ素線径の細いものをご使用ください。素線径が太い場合、放熱経路となり測定値に誤差が生じる可能性があります。また、図 2 に示すように、熱電対の測温部が大きくなると、測定したい部分へ接触できないことがあります。測温部が LED のセラミックス基板から離れたり、セラミックス基板以外の部分に接触したりすると、測定値がばらつく原因となりますのでご注意ください。

測温部

測温部

素線径が細く、測温部が素線径が太く、測温部のTMP 測定ポイントに接触している形状が大きすぎる

図 2. 熱電対取り付けの例（接着剤塗布前）This document contains tentative information, Nichia may change the contents without notice.
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熱電対の測温位置は、接合もしくは接触の根元部分です。図 3（b）のように根元でねじれた熱電対では、先端部分ではなく、ねじれの部分で測温します。熱電対先端が TMP 測定ポイントに接触していても、測温部が離れてしまうと TMP が低くなる可能性があります。測温部が TMP 測定ポイントに接触するようご注意ください。

（a）

（b）

（c）

測温部
測温部

Light Emitting Diode測温部

図 3. 熱電対の測温位置

熱電対を固定する接着剤は、つけ過ぎないようご注意ください。LED の発光面にまで接着剤が付着すると、測定値がばらつく可能性があります。

熱電対熱電対接着剤

接着剤(つけ過ぎ)図 4. 熱電対取り付け例

7. TMP 測定時の注意
TJ は同じ駆動条件でも LED 周辺の放熱環境により変化します。TMP を測定する際は、できるだけ最終製品に近い灯具状態、実際の使用状態を想定した灯具姿勢、想定される最大の周囲温度、エージング後の完全な熱飽和状態で行ってください。
また、測定によるばらつき等も考慮し、必ず複数の LED について評価を実施してください。測定数を増やすことで、TMP 測定値の妥当性の見極めが容易になります。

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8. まとめ
実装状態の LED の TJ を推定するため、実測評価用の熱抵抗 RθJMP と TMP 測定値を用いた算出方法を紹介
しましたが、より正確な TJ 推定値を得るために、熱電対の取り付けや TMP の測定条件・状態に注意して評価を行ってください。
また、放熱性に関するさまざまな条件や特性のばらつきを想定し、TJ が最大定格を超えることのないよう余Light Emitting Diode裕のある設計を行ってください。

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日亜化学工業株式会社 774-8601 徳島県阿南市上中町岡491番地
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Phone: 0884-22-2311 Fax: 0884-21-0148

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