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Light Emitting Diode

Nichia E11A Series の熱設計について目次
1. 概要 ................................................................................... 2
2. Nichia E11A Series について .................................. 2
3. 熱設計について ........................................................... 4
4. ジャンクション温度の測定方法 ............................. 6
5. Nichia E11A Series の熱評価 ................................. 7
6. 赤外線サーモグラフィによる熱評価 ................ 12
7. まとめ ............................................................................. 16

本 書 内 に 記 載 す る 型 番 NFSWE11A 、 NFSWE11A-V1 、 NFSGE11A-V1 、
NFSRE11A-V1、NFSBE11A-V1L1 および型番 NFSW757H 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 は放熱が不十分な場合自身の発熱により構成部材が劣化し明るさなどの性能低下や信頼性（寿命）の低下を引き起こします。よって LED 本来の性能を引き出すためには適切な熱設計が不可欠です。
弊社照明用 LED の Nichia E11A Series は小型、薄型、軽量が特徴の LED であり、従来では難しかった小型
照明器具への搭載が可能です。しかし搭載される器具が小さくなるほど放熱設計や熱評価は難しくなるので注意が必要です。
本書では Nichia E11A Series の熱設計における注意点および温度評価方法について示します。

2. Nichia E11A Series について
2.1. Nichia E11A Series のカラーラインナップ
Nichia E11A Series の代表的な製品を表 1 に示します。詳細仕様については営業担当までお問合せください。

Light Emitting Diode表 1. Nichia E11A Series の代表的なカラーラインナップ
型番

NFSWE11A(-V1)

NFSGE11A-V1

NFSRE11A-V1NFSBE11A-V1L1

白色・電球色

緑

赤

青

参考
外観
発光色

2.2. 製品寸法
図 1 に Nichia E11A Series の外形寸法を示します。また弊社における従来製品として同等出力品のNFSW757H1との比較イメージを図 2 に示します。Nichia E11A Series は従来の同等出力品と比較してとても小さ
いことがわかります。よって従来の製品では設計が難しかった超小型、薄型アプリケーションでの使用が期待されます。
0.27～0.35
0.27～0.32

1.1

0.9

1.1

0.9

1.1

3.0

0.8

0.25

図 1. Nichia E11A Series 外形寸法0.27～0.35(NFSW757H)(NFSWE11A)

図 2. 同等出力品との比較

2.2. 構造
一般的な LED はリードフレームやサブマウント基板などの上にチップを搭載しています。このため発熱源であるチップで発生した熱はダイボンディング材などの接着部材、リードフレーム（またはサブマウント基板）を経由して実装基板へ放熱されることになります。対して Nichia E11A Series は発熱源であるチップを直接実装基板にはんだ付けする構造になっており、効率よく実装基板へと熱を伝えることができます。（図 3） よって放熱性に優れていると言えますが発熱量に対して製品外形および放熱経路である電極端子が非常に小さいため適切な熱設計が必要です。

1

Nichia E11A Series と同じ定格電流 65mA の製品です。

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蛍光体
チップ
ダイボンディング材
リードフレーム
はんだ
ランドパターン
実装基板母材：放熱経路（一般的な LED）

（NFSWE11A）
図 3. LED の放熱イメージ

2.3. 電極端子とはんだ接合
Nichia E11A Series は実装性能の向上を目的として電極形状を大きくしています。（図 4） ただしこの電極端子のはんだ接合が十分に確保できていない場合、製品の放熱性能や信頼性が低下する場合があります。（図5） 製品本来の性能を引き出すためにこの電極端子が確実にはんだで実装基板に接合されていることを確認
推奨します。X 線測定などではんだの接合状態を確認してください。はんだ接合率は式 1 にて計算します。
はんだ接合率[%] ＝ ボイドなど非接合部分を除いたはんだ接合部面積/電極端子面積 ×100 ・・・（式１）：電極端
子

図 4. Nichia E11A Series 裏面外観。

Light Emitting Diode

してください。製品本来の性能を引き出すための目安として、電極端子面積に対して 75％以上のはんだ接合を

チップ
電極端子
はんだ
ランドパターン
実装基板母材：放熱経路（接合が十分な場合）（接合が不十分な場合）

図 5. Nichia E11A Series の放熱イメージ

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3. 熱設計について
3.1. 熱抵抗モデルと各パラメータについて
Nichia E11A Series における熱モデルを図 6 および図 7 に示します。また本書で使用する用語の説明を表 2に示します。実機にて熱評価を行う際は、LED 近傍の実装基板温度 TB を測定することになります。
TT： LED表面温度
RTJ： 蛍光体層の熱抵抗
TJ： ジャンクション温度
TA：周囲温度
TT： LED表面温度

RθJC： LEDの熱抵抗

TJ： ジャンクション温度
TC： ケース温度

TB： 実装基板温度

TC： ケース温度

TB： 実装基板温度

RP1： 実装基板の熱抵抗1Light Emitting Diode

RP2： 実装基板の熱抵抗2
TA： 周囲温度

図 6. Nichia E11A Series 断面イメージ

図 7. Nichia E11A Series 簡易熱モデル

表 2. 熱設計に関する用語
用語

記号

周囲温度

TA

表面温度

TT

ジャンクション温度

TJ

ケース温度

TC

実装基板温度TB

蛍光体層の熱抵抗

RTJ

LED の熱抵抗

RθJC

LED と実装基板
の熱抵抗

RθJB
RP1

実装基板の熱抵抗
RP2

説明
LED の周囲温度です。LED モジュール周辺に熱がこもり易い構造の場合は温度上昇を考慮する必要があります。
LED 発光面の表面温度です。
LED チップの温度です。このジャンクション温度を最大定格以下に抑える必要があります。Nichia E11A Series の最大定格ジャンクション温度は 135℃です。
また温度が低いほど LED の寿命は長くなります。
LED の電極端子温度です。製品仕様書に記載している通りシミュレーションで使用するためのものであり、実機での測定は難しいです。
NFSWE11A は電極の温度を測定することができないため、代わりに実装基板の銅箔パターン温度を熱電対で測定します。
LED のチップから発光面の表面までの熱抵抗です。
LED のチップから電極端子までの熱抵抗です。製品仕様書に記載している通り
JESD51-1 に準拠して測定された値です。
LED のチップから実装基板の温度測定ポイントまでの熱抵抗です。
RθJB = RθJC + RP1 となります。
LED の Tc ポイントから実装基板温度 Ts 測定箇所までの熱抵抗です。ランドパ
ターン形状や実装基板、はんだ性能および動作条件等により変わります。
実装基板の熱抵抗です。実装基板の性能や他の放熱部材によって変わります。

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3.2. 実装基板の材質についてLED の性能や信頼性を確保するには、LED の消費電力（発熱量）によって適切な実装基板の種類を選定する必要があります。表 3 にて実装基板の種類と主な特徴について示します。
Nichia E11A Series の定格電力は 0.25W で、LED としては比較的低い電力での使用が想定されています。この程度の消費電力であれば放熱性能が低くてもある程度 LED の温度をおさえることが可能なので、金属基板よりも安価な CEM-3 や FR-4 といった樹脂基板の使用が想定されます。また照明器具の小型軽量化に伴いフレキシブル基板の使用も想定されますが、ポリイミドなどを使用したフレキシブル基板は熱抵抗が高く、放熱設計が難しい傾向にあります。
表 3. 一般的な実装基板の種類
基板の種類
紙フェノール

安価ですが耐久性や難燃性などの性能は低いため、性能を基板問わない安価な製品で使用されることが多いです。

ガラスエポキシ基板

最も一般的に使用されている基板で電子機器など複雑な多FR-4層基板にも利用されます。LED 実装基板でもよく使われます。

ガラスコンポジット基板

ガラスエポキシ基板(FR-4)より寸法精度は多少落ちますがCEM-3

その分価格を抑えることができます。

△○○

熱伝導率の高いアルミや銅などの金属を使用することで樹脂
金属基板

基板よりも大きな電力を投入できます。樹脂基板では放熱が◎難しい高出力 LED で使用されます。
薄型、軽量で折り曲げることが可能なので電気回路の立体配

フレキシブル基板置が可能です。近年、電子機器の小型軽量化に伴い様々なFPC△

機器での採用が広がっています。

3.3. ランドパターン設計について
Nichia E11A Series の推奨ランドパターンを図 8 に示します。その他、実装時の注意点についてはアプリケー
ションノート「型番 NFSWE11A 実装について」を参照してください。
なおランドパターンの設計方法には SMD(Solder Mask Defined)と NSMD(Non Solder Mask Defined)があります。SMD とは銅箔パターンを広くとりソルダーレジストの開口形状でランドパターンを形成する方法です。対して
NSMD とは銅箔パターンでランドパターンを形成する方法です。（図 9） 一般的にソルダーレジストより銅箔の方が加工精度は高いため NSMD の方が精度の高いランドパターンを形成できますが、銅箔面積が小さくなる分
放熱性は SMD に劣ります。このため放熱性を優先させる場合は SMD 方式によるランドパターン設計を推奨します。また配線パターン幅(面積)によっても熱抵抗などの放熱性能は変わります。（第 5 章参照） SMD 方式と合わせて LED 周辺の銅箔面積をできるだけ広くとることで放熱性を向上させることができます。
ソルダーレジスト

1

銅箔パターン--- LED 外形+電極形状

0.9Light Emitting Diode

FR-1

リジット

放熱性2

解説

■

ランドパターン形状[単位：mm]
基材

0.25

図 8. Nichia E11A Series 推奨ランドパターン

2

（SMD）

（NSMD）

図 9. ランドパターンの形成方式イメージ図参考です。製品によって異なります。

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4. ジャンクション温度の測定方法
4.1. ジャンクション温度 TJ 測定方法
Nichia E11A Series のジャンクション温度 TJ を求めるには以下の 2 種類の方法があります。
①実装基板温度 TB と投入電力、熱抵抗 RθJB から算出
②LED の⊿VF 法による算出
各々の測定方法の詳細についてはアプリケーションノート「型番 NCSxE17A/型番 NVSxE21A の熱設計について」を参照ください。いずれの測定方法においてもジャンクション温度 TJ が製品の最大定格値である 135℃を
超えないことをご確認ください。
4.2. 実装基板温度 TB の測定
Nichia E11A Series は構造上電極端子やはんだ付け部の温度を測定することができません。また製品が非常に小さいため、製品にLight Emitting Diode

直接熱電対を取り付けると接着部材や熱電対が放熱部材として働TJ： ジャンクション温度

TB： 実装基板温度(熱電対取り付け箇所）

1.0 [mm]

き正確な温度を測定することができません。よって実装基板上の温度を TB 温度として測定することを推奨します。
図 10 のように製品中心から 2.05mm 離れたところに φ1mm の熱電対取り付け用ランドパターンを設置してください。熱電対の固定にははんだや熱伝導率の高い接着剤を使用し、取り付けの際は製

2.05 [mm]図 10. TB 測定ポイント

品にフラックスや接着剤が付着しないよう気を付けてください。
4.3. 熱抵抗 RθJB
実装基板温度 TB 測定箇所から製品のチップ（ジャンクション）までの熱抵抗 RθJB は実装基板の条件により異なります。詳細は p.9「5.2.2. 熱抵抗 RθJB 測定」を参考にしてください。なおジャンクション温度 TJ は熱抵抗値
RθJB を使用して以下の式 2 にて計算することができます。
ジャンクション温度 TJ[℃]＝実装基板温度 TB[℃]＋消費電力 P[W]×熱抵抗 RθJB[℃/W]・・・（式 2）This document contains tentative information, Nichia may change the contents without notice.
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5. Nichia E11A Series の熱評価
様々な条件にて Nichia E11A Series のジャンクション温度 TJ および熱抵抗値 RθJB を測定しました。なお測定方法は JESD51 に準拠しています。
5.1. 評価条件
以下に示す因子、水準にて評価を行いました。

Light Emitting Diode○評価 LED
水準 1： NFSWE11A

色調ランク sm50(5000K 相当)、演色性ランク R8000

水準 2： NFSWE11A

色調ランク sm27(2700K 相当)、演色性ランク R9050

水準 3： NFSGE11A-V1

色調ランク G013(Green)

水準 4： NFSRE11A-V1

色調ランク Rp(Red)

水準 5： NFSBE11A-V1L1

色調ランク W014(Blue)

白色は蛍光体の量や種類によって発熱量が変わるため 2 水準評価しました。
Nichia E11A Series の最大定格ジャンクション温度 TJ_max はいずれも 135℃です。
○実装基板材質
水準 1： CEM-3
水準 2： FPC(ポリイミド）
評価に使用した基板の仕様を表 4 に示します。なおヒートシンクなどの放熱部材は使用していません。
表 4．評価基板仕様
種類

熱伝導率[W/m・K]

銅箔厚[μm]

基材厚[mm]

CEM-3

1.0

35

1.2

FPC

0.4

35

0.2

○ランドパターン形状
ランドパターン形状： 弊社推奨条件 (図 8 参照）
ランドパターン形成方法： NSMD
○配線パターン幅
水準 1： 0.5mm 幅
水準 2： 0.9mm 幅
0.5mm 幅はランドパターン(電極端子)幅よりも狭く、熱が広がりにくいため推奨できません。（図 11）(0.5mm)(0.9mm)

図 11. 配線パターン幅
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○駆動電流値
水準 1： 65mA（定格電流）
水準 2： 130mA
水準 3： 200mA
水準 4： 250mA（最大定格電流）○TB 温度測定箇所「4.2. 実装基板温度 TB の測定」参照
5.2. 評価結果
5.2.1. ジャンクション温度 TJ 測定
ジャンクション温度 TJ の測定結果を図 12～21 に示します。
250

200

TJ_max=135[℃]

150

CEM-3

100
0.5mm幅50

0.9mm幅ジャンクション温度TJ [℃]

Light Emitting Diodeジャンクション温度TJ [℃]

250

0

50

100

150

200

250

0.9mm幅

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

図 12. sm50/R8000、CEM-3

図 13. sm50/R8000、FPC

300

250

200

TJ_max=135[℃]
CEM-3

100
0.5mm幅50

0.9mm幅ジャンクション温度TJ [℃]

ジャンクション温度TJ [℃]

フレキ
0.5mm幅

50

300

0

200

150

TJ_max=135[℃]
フレキ

100
0.5mm幅50

0.9mm幅

0

0

50

100

150

200

250

300

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 14. sm27/R9050、CEM-3

図 15. sm27/R9050、FPC

300

250
ジャンクション温度TJ [℃]250
ジャンクション温度TJ [℃]

100

駆動電流IF [mA]

250

200
150

TJ_max=135[℃]

1000.5mm幅50

0.9mm幅0.5mm幅

200

0.9mm幅150

TJ_max=135[℃]

100

50
0

0

0

3

TJ_max=135[℃]

150

0

0

150

200

50

100

150

200

250

300

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 16. G013(Green)、CEM-3

図 17. G013(Green)、FPC3300

最大定格温度を大幅に超える条件では評価を省略しています。

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Application Note250
ジャンクション温度TJ [℃]

ジャンクション温度TJ [℃]

250
200

TJ_max=135[℃]

150
100

0.5mm幅50

0.9mm幅

0

50

100

150

200

250

TJ_max=135[℃]

150
100

50

0

300

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 18. Rp(Red)、CEM-3

図 19. Rp(Red)、FPC3

250

300

250
0.5mm幅200

ジャンクション温度TJ [℃]

ジャンクション温度TJ [℃]

0.9mm幅000.9mm幅TJ_max=135[℃]

150
100
50
0

0.5mm幅

200

0.9mm幅TJ_max=135[℃]

150
100
50
0

0

50

100

150

200

250

300

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 20. W014(Blue)、CEM-3

図 21. W014(Blue)、FPC

300

白色では蛍光体の発熱量が多い低色温度の方がジャンクション温度 TJ は高くなります。蛍光体を使用していない Blue は温度上昇が少ないです。また CEM-3 基板よりも FPC 基板、0.9mm 幅よりも 0.5mm 幅、と放熱性能が低いと考えられる条件でジャンクション温度 TJ は高くなります。駆動電流値とジャンクション温度 TJ は比例関係にあると言えますが、温度が急上昇している条件では発熱量に対する放熱性能が著しく不足していると考えられます。
いずれも定格電流 65mA 程度の使用では問題ありませんが、高い駆動電流値で使用される場合は放熱性能の高い基板やヒートシンクなどの放熱部材の使用を推奨します。

5.2.2. 熱抵抗 RθJB 測定測定されたジャンクション温度 TJ と実装基板温度 TB から熱抵抗 RθJB を算出しました。結果を図 22～31 に示し
ます。
140

140
0.5mm幅120

CEM-30.9mm幅

100
80
60
40

熱抵抗RθJB [℃/W]

熱抵抗RθJB [℃/W]

Light Emitting Diode

0.5mm幅200

フレキ

0.5mm幅120

0.9mm幅

100
80
60
40
20

20
0

50

100

150

200

250

300

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 22. sm50/R8000、CEM-3

図 23. sm50/R8000、FPC

300

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1400.5mm幅120

CEM-30.9mm幅

100
80
60

40

熱抵抗RθJB [℃/W]

熱抵抗RθJB [℃/W]

1400.5mm幅

120
100
80

60
40
20

20
0

50

100

150

200

250

0

300

200

250

図 25. sm27/R9050、FPC

300

200

150

0.5mm幅

熱抵抗RθJB [℃/W]

熱抵抗RθJB [℃/W]150

図 24. sm27/R9050、CEM-3

0.9mm幅100
50
00.9mm幅

150
100

50
0

0

50

100

150

200

250

300

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 26. G013(Green)、CEM-3

図 27. G013(Green)、FPC3

200

300

200
0.5mm幅150

熱抵抗RθJB [℃/W]

0.5mm幅0.9mm幅100
50
00.9mm幅

150
100

50
0

0

50

100

150

200

250

300

0

50

駆動電流IF [mA]

100

150

200

250

300

駆動電流IF [mA]

図 29. Rp(Red)、FPC3

図 28. Rp(Red)、CEM-3
200

200

0.5mm幅150

熱抵抗RθJB [℃/W]

0.5mm幅

熱抵抗RθJB [℃/W]

100

駆動電流IF [mA]

0.5mm幅

熱抵抗RθJB [℃/W]50

駆動電流IF [mA]

200

Light Emitting Diode

フレキ

0.9mm幅0.9mm幅100
50

0.9mm幅

150
100
50

0

0
0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

図 30. W014(Blue)、CEM-3

300

0

50

100

150

200

250

300

駆動電流IF [mA]

図 31. W014(Blue)、FPC

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実装基板のパターン上の温度を TB 温度として測定しているため、配線パターン幅による影響が大きいことがわかります。今回は小型アプリケーションを想定して NSMD ランドパターンで評価を行いましたが、実装基板設計に制約がなければ SMD ランドパターンでかつ配線パターン幅を大きくとることで熱抵抗値 RθJB をより低くすることが可能と考えられます。
またジャンクション温度 TJ の測定結果と同様、放熱性能の低い FPC 基板/0.5mm 幅に高電流を流すと熱抵
抗 RθJB が急激に高くなることから、この条件では発熱量に対して実装基板の放熱性能が不十分であるということがわかります。
なお熱抵抗値 RθJB が決まれば実装基板温度 TB の測定値からジャンクション温度 TJ を算出することが可能となります。ただし上記結果の通り熱抵抗値 RθJB は使用条件により大きく異なるので、熱抵抗 RθJB を使用してジャンクション温度を計算する場合は図 22～31 に示す特性グラフから最も使用条件に近い熱抵抗値を読み取ってください。ただしこれらの値はお客様の使用条件、使用環境により異なる可能性があるため参考値としておLight Emitting Diode

取り扱い願います。

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6. 赤外線サーモグラフィによる熱評価
6.1. LED の表面温度 TT について
多くの白色 LED は青色チップから発せられる青色光と蛍光体によって変換される黄色光の足し合わせで白色光を作り出しています。この蛍光体による色変換の際にエネルギーロス（熱）が発生するため、蛍光体は発熱源として作用します。（図 32） ただし製品に使用されている樹脂部材は高温に晒されると急速に劣化し製品の性能や信頼性に悪影響を及ぼす可能性があります。

蛍光体（発熱源）
チップ（発熱源）

Light Emitting Diode

図 32. 白色 LED の発熱イメージ
6.2. 表面温度 TT の測定方法
表面温度 TT を熱電対で測定する場合、発光時に接着部材が発熱するため正確な温度を測定することができません。よって LED の表面温度 TT を測定するには非接触測定の赤外線サーモグラフィの使用を推奨します。
（図 33 参照） 赤外線サーモグラフィは温度分布の確認が可能なので、モジュール内で最も温度の高い LED の特定や異常発熱を起こしている LED の発見なども可能となります。
赤外線サーモグラフィで LED を測定する際は長時間点灯させて温度が安定した状態で発光表面の中心温度（最も温度が高い箇所）を測定してください。その他、赤外線サーモグラフィによる表面温度測定の注意点を以下に示します。
・赤外線サーモグラフィの測定では測定条件や環境により誤差が生じます。余裕を持った熱設計を行ってください。
・十分な解像度の測定器を使用してください。LED 表面ではチップ直上の中心部と端部で温度差が発生します。
（図 33 参照） 解像度が低い場合、温度が平均化され実際の中心温度よりも低い値が出力される場合があります。
・LED 表面にフラックスやゴミなどの異物が付着している場合、正確な表面温度を測定できない場合があります。
・高密度実装の場合、中心に配置された LED は周囲の熱のあおりを受け温度が上がりやすくなります。実装基板の仕様によっては熱分布が均一になっていない場合もあるためモジュール内の温度分布を確認してください。
・耐熱温度の低い光学部品と組み合わせる際は、LED 表面の発熱による影響がないことを事前に確認ください。

図 33. 赤外線サーモグラフィ測定例
6.3. 赤外線サーモグラフィによる熱評価
第 5 章の評価と同じ条件で、熱電対による実装基板温度 TB の測定と赤外線サーモグラフィによる LED 表面
温度 TT の測定を行いました。またこの時の表面温度 TT とジャンクション温度 TJ の差を確認しました。

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6.3.1. 赤外線サーモグラフィによる表面温度 TT 測定

300

300

250

250

200
150

CEM-3

100
0.5mm幅50

表面温度TT [℃]

表面温度TT [℃]

赤外線サーモグラフィで測定した LED の表面温度 TT を図 34～43 に示します。

0.9mm幅

0
100

フレキ

100
0.5mm幅50

0.9mm幅

150

200

250

300

0

50

150

200

250

駆動電流IF [mA]

図 34. sm50/R8000、CEM-3

図 35. sm50/R8000、FPC

300

300

250

250

200

150

CEM-3

100
0.5mm幅

50

300

200
150

フレキ

100
0.5mm幅50

0.9mm幅0.9mm幅

0

0

50

100

150

200

250

0

300

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 36. sm27/R9050、CEM-3

図 37. sm27/R9050、FPC
300

250

250
表面温度TT [℃]

300

200
150
100
0.5mm幅

50

300

200
150
100
0.5mm幅50

0.9mm幅

00.9mm幅

0

0

50

100

150

200

250

300

0

50

駆動電流IF [mA]

150

200

250

300

図 39. G013(Green)、FPC3
300

250

250

表面温度TT [℃]

300

200
150
100
0.5mm幅50100

駆動電流IF [mA]

図 38. G013(Green)、CEM-3

表面温度TT [℃]

100

駆動電流IF [mA]

表面温度TT [℃]

表面温度TT [℃]500

表面温度TT [℃]

150

0
0

Light Emitting Diode

200

200

150
100
0.5mm幅50

0.9mm幅0.9mm幅

0

0

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

図 40. Rp(Red)、CEM-3

300

0

50

100

150

200

250

300

駆動電流IF [mA]

図 41. Rp(Red)、FPC3

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300

300

表面温度TT [℃]250

ジャンクション温度TJ [℃]

0.5mm幅0.9mm幅

200
150

100
50

0.5mm幅

250

0.9mm幅

200
150

100
50
0

0
0

50

100

150

200

250

0

300

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 42. W014(Blue)、CEM-3

図 43. W014(Blue)、FPC

300

駆動電流に比例して表面温度 TT は高くなります。表面温度 TT は蛍光体の発熱による影響が大きいため、色6.3.2. 表面温度 TT とジャンクション温度 TJ の関係
表面温度 TT と実装基板温度 TB 測定値から算出したジャンクション温度 TJ との温度差を計算しました。結果

0.5mm幅30CEM-30.9mm幅

20
10
0
-10
-20
0

50

100

150

200

250

フレキ

0.5mm幅0.9mm幅

30

20
10
0

-10
-20

0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 44. sm50/R8000、CEM-3

図 45. sm50/R8000、FPC

0.5mm幅CEM-30.9mm幅

20
10

0
-10
-20
0

40

300

40
30

表面温度TT－ジャンクション温度TJ [℃]

40

50

100

150

200

250

300

表面温度TT－ジャンクション温度TJ [℃]

表面温度TT－ジャンクション温度TJ [℃]

を図 44～53 に示します。

表面温度TT－ジャンクション温度TJ [℃]

Light Emitting Diode

調ランクによって大きく異なります。

300

40
フレキ

0.5mm幅0.9mm幅

30
20

10
0
-10
-20
0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 46. sm27/R9050、CEM-3

図 47. sm27/R9050、FPC

300

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40

表面温度TT -ジャンクション温度TT [℃]

表面温度TT -ジャンクション温度TT [℃]

Application Note
30
20
10
0
-10
-20

0.5mm幅-30

0.9mm幅

-40
0

50

100

150

200

250

40
30

20
10
0

-10
-20

0.5mm幅-30

0.9mm幅

-40

300

0

50

駆動電流IF [mA]

200.9mm幅

表面温度TT -ジャンクション温度TT [℃]

0.5mm幅

10
0
-10
-20

-30
-40
150

200

250

30
20
10

0
-10
-20

0.5mm幅-30

0.9mm幅

-40
0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

図 50. Rp(Red)、CEM-3

図 51. Rp(Red)、FPC3300.5mm幅

200.9mm幅

10
0

-10
-20
-30

-40
50

100

150

200

300

40

300

40

0

250

駆動電流IF [mA]

表面温度TT -ジャンクション温度TT [℃]

表面温度TT -ジャンクション温度TT [℃]
表面温度TT -ジャンクション温度TT [℃]

Light Emitting Diode

30

100

200

図 49. G013(Green)、FPC3

40

50

150

駆動電流IF [mA]

図 48. G013(Green)、CEM-3

0

100

250

300

300

40
30
20

10
0
-10

-20

0.5mm幅-30

0.9mm幅

-40
0

50

100

150

200

250

駆動電流IF [mA]

駆動電流IF [mA]

図 52. W014(Blue)、CEM-3

図 53. W014(Blue)、FPC

300

基本的にジャンクション温度 TJ よりも表面温度 TT の方が高くなりますが、FPC 基板のように放熱性能が低い
場合はジャンクション温度 TJ の方が高くなることがあります。また青色は蛍光体を使用していないため表面温度 TT よりもジャンクション温度 TJ の方が高くなります。
本結果を用いることで赤外線サーモグラフィで測定した表面温度 TT からおおよそのジャンクション温度 TJ を推測することができます。ただし実装基板や放熱部材の放熱性能によっては上記の結果と異なる場合がありますので必ず表面温度 TT とジャンクション温度 TJ の両方を測定し、いかなる条件においても最大定格温度を超えないことをご確認ください。

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7. まとめNichia E11A Series は非常に小さく、また搭載される器具においても小型のものが想定されるため熱設計および熱測定が難しい LED です。ただし適切な放熱設計を行い製品のジャンクション温度および表面温度を抑えることができれば、器具設計の可能性を広げる LED であるとも言えます。
放熱設計、温度測定の際は本書を参考にしてください。ただし本書における熱抵抗値は弊社評価条件、測定
環境におけるものであり、お客様の使用条件、使用環境により異なる可能性があるため参考値としてお取り扱

Light Emitting Diode

い願います。また十分余裕を持った熱設計をお勧めします。

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