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Ever Researching for a Brighter World SP-QR-C-15810-6 1/45 Oct. 3rd, 2019 第二部門 UVプロジェクト ©2019 NICHIA CORP. UV - COB 取り扱い注意 事項 NVCUQ0xxA シリーズ) 本資料に記載の NVCUQ096A/ - D4 NVCUQ072A/ - D4 NVCUQ048A / - D4 型番です)

SP-QR-C-15810-6 Oct. 3rd, 2019 UV-COB取り扱い注 …SP-QR-C-15810-6 3/45 Oct. 3rd, 2019 第二部門 UVプロジェクト ©2019 NICHIA CORP. COBはChip on Boardの略で、LEDチップをセラミック基板上へ直接実装した構造となります。下記に当社製UV-COBの構成図を示します。

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UV-COB取り扱い注意事項

(NVCUQ0xxAシリーズ)

(※本資料に記載のNVCUQ096A/-D4、NVCUQ072A/-D4、NVCUQ048A/-D4は型番です)

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目次

1. 製品の特長 P3

2. 設計時の注意事項について

2.1 熱設計について P4~P10

2.2 水冷時の注意事項について P11

2.3 取り付け時に注意事項について P12~P21

2.4 コネクターの挿抜方法 P22

2.5 COB並列接続時の分流について P23

2.6 複数枚実装時のピッチ幅について P24、25

3. 不具合事例について

3.1 放熱不良による不具合事例 P26

3.2 セラミック基板割れについて P27、28

4. UV-COBを用いた照射器について

4.1 NVCUQ096A/D4 P29~P33

4.2 NVCUQ072A/D4 P34~P38

4.3 NVCUQ048A/D4 P39~P43

5.改定履歴 P44、45

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COBはChip on Boardの略で、LEDチップをセラミック基板上へ直接実装した構造となります。

下記に当社製UV-COBの構成図を示します。

従来のLEDは、プリント基板にLEDを実装した状態でヒートシンクへ組み付けますが、COBタイプの場合はヒートシンクへ直接組

み付けることができます。このため、プリント基板が不要となり、基板実装するリフロー工程が不要となります。また、従来のLEDを複

数個並べるより、COBを用いることで灯具の小型化が可能となります。

本資料では、当社製UV-COBの取り扱い注意事項について示します。

1.製品の特長

コネクター コネクターフライアイレンズ

セラミック基板

フラットガラス

セラミック基板

LEDチップLEDチップ

UV-COB構成図例(NVCUQ096A) UV-COB構成図例(NVCUQ096A-D4)

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2.1.1 UV-COBの熱設計について

本製品をご使用の際は、熱の発生を考慮してください。

通電時のLEDチップの温度上昇は、筐体の熱抵抗や本製品の集合状態により変化します。

熱の集中を避け、本製品周囲の環境条件により最大ジャンクション温度(TJ)を超える

ことがないよう配慮ください。

本製品を搭載する筐体は最終設計の状態でジャンクション温度(TJ)を算出ください。

また、サーミスタのディレーティングライン(P11参照)を超えることが無いようご注意ください。

サーミスタ温度は、抵抗値から換算することが可能です。

(サーミスタ温度の算出方法につきましては、P6~P8に記載します)

TTH(サーミスタ温度):0~85℃の範囲となるように設計をお願いします。

ジャンクション温度(TJ)の算出方法についてはP9、P10に記載します。

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2.1.2 サーミスタ特性について(抵抗値-温度)

B定数について

規定された周囲温度2点での抵抗値を用いて次式より算出する。

※ R:周囲温度Tの時の抵抗値 R0:周囲温度T0の時の抵抗値T,T0:絶対温度(K)

抵抗値 B定数(25-50℃)

10kΩ±1% 3,410K±1%

注)本特性は参考値としてお取り扱い下さい。

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

0 20 40 60 80 100

抵抗値(Ω)

温度(℃)

サーミスタ特性(抵抗値-温度)

T(℃) R(Ω) T(℃) R(Ω) T(℃) R(Ω) T(℃) R(Ω)

0 27,940 26 9,628 51 3,994 76 1,851

1 26,730 27 9,272 52 3,866 77 1,799

2 25,580 28 8,931 53 3,742 78 1,748

3 24,490 29 8,605 54 3,623 79 1,699

4 23,440 30 8,292 55 3,508 80 1,651

5 22,450 31 7,992 56 3,398 81 1,605

6 21,510 32 7,705 57 3,291 82 1,561

7 20,610 33 7,430 58 3,189 83 1,518

8 19,760 34 7,166 59 3,090 84 1,476

9 18,950 35 6,913 60 2,995 85 1,435

10 18,170 36 6,670 61 2,903 86 1,396

11 17,430 37 6,437 62 2,814 87 1,358

12 16,730 38 6,214 63 2,728 88 1,321

13 16,050 39 5,999 64 2,646 89 1,286

14 15,410 40 5,793 65 2,566 90 1,251

15 14,800 41 5,595 66 2,489 91 1,218

16 14,210 42 5,405 67 2,415 92 1,186

17 13,660 43 5,223 68 2,343 93 1,154

18 13,120 44 5,047 69 2,274 94 1,124

19 12,620 45 4,879 70 2,207 95 1,094

20 12,130 46 4,717 71 2,143 96 1,066

21 11,660 47 4,561 72 2,080 97 1,038

22 11,220 48 4,411 73 2,020 98 1,011

23 10,800 49 4,267 74 1,962 99 984

24 10,390 50 4,128 75 1,906 100 959

25 10,000

B定数=lnR/R0

(1/T − 1/T0)

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2.1.3.1 サーミスタからの温度測定方法①

はじめに

サーミスタ温度を確認する方法として、

①テスターでサーミスタ抵抗値を直接読み取る

②微小なパルス電流をサーミスタへ印加し、電圧を計測して抵抗値に換算する

等の方法が挙げられます。しかしながら、適したテスターが手元に無い場合や機器に組み

込んだ後に計測できる特性が限られる事があります。このような場合の参考として、定電

圧電源を用いた分圧回路とサーミスタの電圧値からサーミスタ温度を算出する例を記し

ます。右記に回路図を示します。

【記号の説明】

V:定電圧電源の電圧です。例として、COSEL社のスイッチング電源5Vなどが挙げられます。V=V1+V2が成り立ちます。(V)

I:回路に流れる電流です。I=I1=I2が成り立ちます。(A)

R:回路の合成抵抗です。R=R1+R2が成り立ちます。(Ω)

V1:分圧用抵抗部の電圧です。(V)

I1:分圧用抵抗に流れる電流です。(A)

R1:分圧用抵抗部の抵抗です。δより、最終的にサーミスタの消費電力が≦0.3mWとなるよう選定下さい。(Ω)

V2:サーミスタ(と並列に接続した検圧計)の電圧です。この電圧値をお客様で確認頂きます。(V)

I2:サーミスタに流れる電流です。(A)

R2:サーミスタの抵抗です。本製品では、Typ.10kΩ品を搭載しております。(Ω)

δ:本製品に搭載しているサーミスタの熱放散定数≧0.3(mW/℃)

→次ページに算出方法について報告します。

サーミスタ分圧用回路図

--

+V

NTC

I

V,R

分圧用抵抗I1,V1,R1

V2I2,R2

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2.1.3.2 サーミスタからの温度測定方法②

算出例

前ページに記載した回路のV2から抵抗R2を逆算します。

1.COBへ電流を印加する前に周囲温度Tnと電圧V2を測定し、オームの法則を用いてR2を算出

2.周囲温度をTnに、上記で算出したR2をB定数(25℃~50℃)の式のRnに代入し、Ta=25℃でのR25を計算

3.P6の表に記載されているTa=25℃のR25(10kΩ)と、上記で算出したR25の差を計算し、オフセット

(サーミスタには個々のバラつきがあるため、正確な温度を読み取るためにはオフセットが必要)

4.COBへ電流を印加した際のサーミスタの電圧を測定し、Rnを再算出後、オフセット後の関係式を用いて

サーミスタの温度を算出

サーミスタTyp.値2.で算出したR25との差をオフセット

【記号の説明】Rn:周囲温度Tnの時の抵抗値 R25:周囲温度T25の時の抵抗値Tn:n℃の時の絶対温度(K)、T25:25℃の時の絶対温度(K)

R2 =(V2× R1)

(V − V2)

B定数=lnRn/R25

(1/Tn − 1/T25)

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2.1.4 ジャンクション温度の算出(RJ-Cによる算出)

TJ:ジャンクション温度(チップの温度)

RJ-C:チップからセラミックパッケージ裏面までの熱抵抗

TC:セラミックパッケージ裏面の温度

RC-MP:ヒートシンクの熱抵抗

TMP:ヒートシンクの温度測定箇所の温度RJ-C:ジャンクション-セラミックパッケージ底面までの熱抵抗

RC-MP:ヒートシンクの熱抵抗

ジャンクションサーミスタセラミックパッケージ チップ

ヒートシンク

※RJ-MP = RJ-C + RC-MP

TJ(℃)=TMP(℃) + RJ-MP(℃/W)×投入電力(W)

熱抵抗 標準 最大 単位

NVCUQ096A/-D4

RJ-C

0.026 0.030

℃/WNVCUQ072A/-D4 0.030 0.038

NVCUQ048A/-D4 0.040 0.052

本COBの熱設計を行う際は、COBのケース温度を直接測定することが困難なため、実装基板温度にて温度を測定する

必要があります。COBをヒートシンクに実装したときの熱抵抗簡易モデルを以下に示します。

RJ-Cより算出

TC

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2.1.5 ジャンクション温度の算出(RJ-THによる算出)

COBは、サーミスタを搭載しております。サーミスタの温度を測定することで、サーミスタの熱抵抗(RJ-TH)を算出すること

が可能です。サーミスタ温度と熱抵抗の関係を下図に示します。

⊿TH:電流印加前後のサーミスタの温度差

(電流印加後はサーミスタ温度が安定した時の温度として下さい)

W:投入電力(VF×IF)

RJ-TH:ジャンクションからサーミスタ間の熱抵抗

【NVCUQ096A/-D4】 【NVCUQ072A/-D4】

TJ(℃)=TTH(℃) + RJ-TH(℃/W)×投入電力(W)

RJ-THより算出

【NVCUQ048A/-D4】

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2.1.6 ディレーティング特性について

通電時のLEDチップの温度上昇は、筐体の熱抵抗や本製品の集合状態により変化します。熱の集中を避け、本製品

周囲の環境条件により、以下のディレーティング特性を超えることが無いよう配慮下さい。

貴社の灯具における熱抵抗(RJ-TH)を算出し、以下ディレーティング特性を参考にして灯具の設計をお願いします。

【NVCUQ096A/-D4】 【NVCUQ072A/-D4】 【NVCUQ048A/-D4】

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2.2 水冷時の注意事項

本製品は結露する環境で使用しないでください。結露環境で使用した場合、出力低下やリークが発生します。

・放熱系が水冷の場合、 周囲温度より低い冷却水で冷やすと結露が発生する

可能性があります。使用環境(温度・湿度)によって冷却水の温度を調整ください。

本製品はもちろん、周辺で結露が発生

しない様にご使用ください。

(例)使用環境(30℃,80%RH)の場合

⇒ 空気中の水分量:24g/m3

この環境下で冷却水の温度を26℃

以下で使用した場合、水冷ジャケット

の表面が結露する可能性があります。

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40

飽和水蒸気量(

g/m

3)

温度(℃)

飽和水蒸気量

湿度:100%

湿度:80%

26℃

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2.3.1 取り付け方法について

本製品をヒートシンクの表面状態が「粗い面」、「凹凸形状」、「バリ残り部」に取り付けする場合、熱伝導性が

著しく低下する可能性があります。また、本製品下に厚い熱伝導性シートを敷くと熱伝導の妨げ、およびセラミック基板の割

れが発生する場合がありますので、当社では放熱グリスの使用を推奨しております。

※放熱シート使用時のジャンクション温度につきましては、次ページに記載します。

※赤枠の状態でCOBをヒートシンクに取り付けた際、ネジ締時にセラミック基板にたわみの応力が発生し、割れが発生する可能性があります。

図8 粗い面

図1 放熱材を用いた粗い面

図6 放熱不足図4 取り付け面の平坦度欠如

図10 バリによる浮き

図5 弧形状 図7 厚い放熱材を用いる

図2 凹形状 図3 ネジ穴

図9 異物による浮き

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参考として、放熱シートを用いた際の、ジャンクション温度について以下に記載します。

(締付トルクを0.20N・mにすると、基板割れが発生するため、0.15N・mで試験を実施)

2.3.2 放熱シート使用時のジャンクション温度について

・放熱シートを用いた場合、放熱グリスよりジャンクション温度が高い結果となりましたが、絶対最大定格

(Tjmax=130℃)内になることを確認しました。

・放熱シートを用いることで、サンプル間差が大きい結果となりました。

放熱シート:PGS GRAPHITE SEET(ソフトPGS、EYGS0918ZLX2 t=0.2mm、熱伝導率 = 400W/mK)

水冷ジャケット(Cu)

COB放熱シート

実装プレート(Cu)

※チラー流量:5ℓ/min.

放熱グリス

30

40

50

60

70

80

90

0 2 4 6 8 10

ジャン

クシ

ョン温

度(

℃)

電流(A)

LED No.1

LED No.2

LED No.3

LED No.4

Ref.(LED No.3 グリス)

締付トルク:0.15N・m

試験数:4pcs.

If=2~8A

M3鋼製なべネジNVCUQ096A(U365)

Reference

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放熱グリスは塗布量が適切で且つ均一になるよう塗布して下さい。放熱グリスの塗布量が少ないと放熱性が悪化します。

特に、発光部裏面に放熱グリスが無いと放熱性が悪くなります。また、放熱グリスが多すぎるとCOBの前面にグリスが広がり出力

低下に繋がる事が有る為ご注意下さい。参考に、当社にて実施している塗布方法をご紹介します。

放熱グリスの塗布状態が適切か、必ず貴社灯具状態にてご確認頂きますお願い申し上げます。

特に、放熱グリスの塗布状態が不十分な場合、投入電流の変化量に対してサーミスタの抵抗値が

急激に変化する事があります。投入電流とサーミスタの抵抗値の関係が設計値通りとなっているか

ご確認頂きますようお願いします。

尚、安全にお使い頂く為のサーミスタの抵抗値の目安は≧3kΩ(≦60℃)です。

COBを並べて使用する際は、COB間で大きな温度バラツキが無いことを確認下さい。

(狙い:COB間の温度バラツキMax.10℃以下)

2.3.3 放熱グリスの塗布方法について

252014

12

17

マスク厚み(t=0.1mm)

塗布状態実装後の裏面の

放熱グリス状態

塗布状態(中央に塗布)

実装後の裏面の

放熱グリス状態

発光部裏面 発光部の放熱グリスにムラ

均一

放熱グリス:TC-5622(東レ・ダウンコーニング)熱伝導率:4.3W/mK

図13 マスク開口形状

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2.3.4 放熱グリス使用時の注意事項について

メーカ 型式粘度

[Pa・s]熱伝導率

[W/m・K]色

東レ・ダウコーニング TC-5622 104 4.3 灰色

信越シリコーン G-777 140 3.3 白色

放熱グリスのスペック

放熱グリスをヒートシンク中央部に塗布し、 M3鋼製なべネジを使用し、締付トルク0.43N・mで取り付けを行いました。COB

をヒートシンクから取り外し、基板割れの有無を確認しました。

TC-5622 G-777

基板割れあり基板割れなし

・粘度が高い放熱グリスを用いた場合、グリスの凹凸差で基板割れが発生する可能性があります。貴社灯具状態にて事前に十分検証の後、ご使用頂けます様、お願い申し上げます。

※本資料に記載の弊社使用マスクを用いて実装試験を実施した結果、いずれの放熱グリスにおいても、基板割れは発生しており

ません。本試験は放熱グリスの粘度が基板割れに及ぼす影響について、調査した結果です。

プレート COB裏面プレートCOB裏面

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2.3.5 放熱グリス塗布不良時の温度ムラについて

タイプ:NVCUQ096A(U365)、駆動環境:Ta=25℃,Tw=25℃ If=8A

放熱グリス塗布量が不十分な状態で駆動させ、サーミスタ温度算出とサーモカメラによる温度の測定を実施しました。

<塗りムラ無し> <上部未塗布> <下部未塗布>

・上部下部の温度差ほぼ無し

・サーミスタ温度≒46℃

・上部下部の温度差≒60℃

・サーミスタ温度≒46℃

・上部下部の温度差≒50℃

・サーミスタ温度≒95℃×上部

×下部

・サーミスタから離れている上部に放熱グリスの塗りムラが発生しても、サーミスタ温度は塗りムラ無しと同じ温度を示しました。

一方で、放熱グリス未塗布部の温度は塗布部と比較して、60℃高い値を示していることを確認しました。

→上記結果より、サーミスタから離れた個所で放熱グリスの塗布ムラが発生した場合、サーミスタで検知することはできません。

放熱グリスの塗布ムラが発生しないよう、十分検証の後、ご使用頂けます様、お願い申し上げます。

(温度ムラが無いことをサーモカメラなどで確認することを推奨します。)

×上部

×下部

×上部

×下部

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写真 放熱材 締付トルク ネジ締め結果

グリス

30cN・m(0.30N・m) 問題なし

35cN・m(0.35N・m) 問題なし

40cN・m(0.40N・m) 問題なし

45cN・m(0.45N・m) 問題なし

50cN・m(0.50N・m) 問題なし

55cN・m(0.55N・m) 問題なし

60cN・m(0.60N・m) 問題なし

2.3.6 取り付け時のネジ締付トルクについて

ネジの種類による締付トルク表 ※下記数値は代表値であり規格値ではありません

締め付けトルク試験結果(参考)

M3鋼製なべネジ

M3鋼製なべネジを使用し、締付トルク0.25N・m~0.60N・mにおいてCOBを固定したときに、問題が無いことを確認しました。

材質 強度区分 種類締付トルク(N・m)

M2 M2.6 M3 M4

鋼製 4.6 なべ 0.12 0.25 0.43 0.98

ステンレス製 A2-50 なべ 0.11 0.22 0.37 0.87

黄銅製 ー なべ 0.09 0.18 0.28 0.74

注)ネジの締付トルクが低い場合、放熱不良が発生する可能性が考えられます。一方で、締付トルクが高い場合、

セラミック基板の割れが発生する可能性が考えられます。また、上記表に示すように、ネジの材質によって最適な

締付トルク値は異なるため、貴社灯具状態にて事前に十分検証の後、ご使用頂けます様、お願い申し上げます。

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2.3.7 取り付け時のネジ締付順について

UV COBのネジ穴の径を以下に記載します。

② ③

④ ネジ穴 ネジ穴の径

① Φ3.2(基準穴)

②、③、④ Φ3.6

弊社UV LEDは、ネジ穴①を基準穴とするため、ネジ穴径をΦ3.2と、他のネジ穴径と比

較して、小さい設計としております。それ故、ネジ穴①以外の個所からネジ穴を締付ける

と、ネジ穴①の径が他のネジ穴と比較して小さいため、ネジ穴①を締付けた際、パッケージ

が破損する可能性があります。ネジの締め付けは最初に基準穴①から行い、次に対角の

②の順番で締め付けるようお願いします。

※本締めを実施する前に、必ず仮止めを実施するようお願いします。

次ページ以降に仮止め未実施で本締めをした際に発生する不具合事例を紹介しま

す。ネジ穴①以外から締付を行い、パッケージが破損

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2.3.8 ネジ締付トルクとジャンクション温度について

M3鋼製なべネジを使用し、締付トルク0.10N・m~0.43N・mにおいてCOBを固定したときの、ジャンク

ション温度の変化を調査しました。

注)ネジの締付トルクが低い場合、駆動環境によっては、ネジのゆるみが発生する可能性があります。貴社灯具状態

にて事前に十分検証の後、ご使用頂けます様、お願い申し上げます。

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

ジャン

クシ

ョン温

度(

℃)

締付トルク(N・m)

締付トルク vs ジャンクション温度

・締付トルク0.10N・m~0.43N・mではジャンクション温度に大きな差は確認されませんでした。

放熱グリス:TC-5622(東レ・ダウンコーニング)

水冷ジャケット(Cu)

COB放熱グリス

実装プレート(Cu)

※チラー流量:5ℓ/min.

放熱グリス

M3鋼製なべネジ

締付トルク:0.10~0.43N・m

試験数:1pc.

If=8A

NVCUQ096A(U365)

Reference

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2.3.9 取り付け時のワッシャ使用について

ワッシャ使用時の注意事項について

ネジ(M3)スプリングワッシャワッシャ(Φ6)

・上記条件でワッシャを使用しても、セラミック基板の割れは発生しませんでした。

・ワッシャの直径がΦ7では、コネクターの半田部に接触します。

→ワッシャを使用される際は、コネクターの半田部に接触しないサイズを選定するようにお願いします。

スプリングワッシャ使用時の注意事項について

スプリングワッシャ単独での使用は凸面がセラミック基板に接触するため、ネジを締付けた際にセラミック基板が破損する危険性があります。

→スプリングワッシャを使用される際は、ワッシャを合わせて使用するようにお願いします。

ネジ(M3)スプリングワッシャワッシャ(Φ7)

締付トルク:0.43N/m 締付トルク:0.43N/m

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2.3.10 取り扱い時の注意について

・素手で本製品を取り扱わないで下さい。表面が汚れ、光学特性に影響を及ぼすことがあります。また、硝子端部が鋭利な為、怪我をする恐れがあります。

・本製品を落下させてしまった場合には、硝子、セラミック部、場合によってはワイヤーなども損傷することがあります。

・本製品を積み重ねないで下さい。本製品を重ねると、基板が硝子部に衝撃を与え硝子部の傷、欠け、剥がれが発生し故障の原因になります。

実装時注意事項

ピンセットでの取り扱い注意事項

取り扱い注意事項

その他注意事項

・硝子部に直接作用を及ぼさないで下さい。荷重を掛け過ぎると、硝子部の傷、欠け、剥がれが発生し故障の原因になります。予め問題なきことをご確認下さい。

・本製品は、セラミック基板部を吸着ノズルで取り扱うようにしてください。

・吸着ピンセットによる取り扱いを推奨します。・硝子部は触らないで下さい。・製品へ過度な圧力を掛けないようにして下さい。硝子やセラミック部の欠け、剥がれが発生し故障の原因になります。

素手での取り扱いNG 落下注意荷重注意

本製品の積み重ねNG

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2.4 コネクターの挿抜方法

コネクター挿入方法 コネクター抜去方法

◆電線を持っての抜去は、破損の原因となりますのでご注意ください。

◆電線側のソケットを引き上げても、ロックが解除されません。無理に取り外すと、破損の原因となりますのでご注意ください。コネクタを外す際は、コネクタの破損する可能がありますので、慎重に取り外し作業を行うようにお願いします。

構造説明図ソケット

ヘッダー ロック部

コネクター:ヒロセ電機製(DF65-4P、6P)

◆コネクターを挿入する際は、22N以下の力で挿入してください。

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2.5 COB並列接続時の分流について

COBを並列に接続した際の、分流についてシミュレーションしました。

シミュレーション条件

・NVCUQ096A(U365)を2並列に接続

・順電圧44VのCOBを基準として、電流差を計算

・印加電流源はIf=16A(8A×2)

・Tj=25℃、85℃、130℃でそれぞれ算出→それぞれのCOBに流れた電流値の差を計算しました。計算結果を下図に示します。

25℃

85℃

130℃

Reference

・上記データはシミュレーション結果となります。参考としてお取り扱い下さい。

・上記結果で示したように、順電圧の異なるLEDを並列に接続することで分流が発生し、定格の電流(8A/COB)を印加し

ても順電圧の低いCOBに絶対最大定格を超える電流が印加される可能性があります。LEDを並列に接続する際は、貴社

灯具にて事前に十分検証して頂ける様、お願いします。

・尚、本製品は1COB毎、1電源での制御を推奨しております。

DC16A

?A ?A

COB1 COB2

・本シミュレーション結果において、電圧差1VのCOBを並列

に接続することで、分流が発生し、順電圧の低いCOBに絶

対最大定格(8.8A)を超える電流が印加される結果と

なりました。

COB同士の電流値の差が1.6Aとなるライン

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2.6.1 複数枚実装時のピッチ幅について①

UV-COBを4pcs実装時の実装ピッチ幅を変更し、光学シミュレーションを実施しました。

・ピッチ幅25.0~26.0mmでは放射強度分布、放射照度分布に大きな差は確認されませんでした。

放射照度分布 25.0mmP WD=10mmシミュレーション条件

NVCUQ096Aを4pcs配列、WD=10mm、ピッチ幅=25.0~26.0mm

ピッチ幅:UV-COB中心間の距離

放射照度分布 26.0mmP WD=10mm

放射強度分布(横断面)

Reference

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2.6.2 複数枚実装時のピッチ幅について②

UV-COBを4pcs実装時の実装ピッチ幅を変更し、光学シミュレーションを実施しました。

・ピッチ幅25.0~26.0mmでは放射強度分布、放射照度分布に大きな差は確認されませんでした。

放射照度分布 25.0mmP WD=30mmシミュレーション条件

NVCUQ096A-D4を4pcs配列、WD=30mm、ピッチ幅=25.0~26.0mm

ピッチ幅:UV-COB中心間の距離

放射照度分布 26.0mmP WD=30mm

放射強度分布(横断面)

Reference

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3.1 放熱グリスの塗布不良不具合事例について

パッケージの破損

タイプ :NVCUQ096A(U365)

駆動環境 :Ta=25℃,Tw=30℃ If=8.8A(絶対最大定格)

放熱グリス塗布量が不十分な状態で、駆動試験を実施した結果を以下に記載します。

[試験条件]

発光部裏面に放熱グリスが不十分な状態

駆動時間約100hで不点灯が発生し、放熱グリスが不十分な個所でパッケージの破損を確認しました。

→放熱グリスが不十分のため放熱性が悪くなり、COBが異常な高温状態となり不具合に至ったものと考えます。

[試験結果]

Reference

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3.2.1 ネジ締め時の不具合事例①

<不具合事例1>

仮止めを実施せずに本締めを実施

①②

仮止めを実施せずに本締めを実施した際に発生する不具合を以下に記載します。

※M3鋼製なべネジ、締付トルクは0.20N・mで試験を実施

<不具合事例2>

仮止めを実施せず、かつ締付順を守らずに本締めを実施

セラミック基板の割れが発生 セラミック基板の割れが発生

Reference

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3.2.2 ネジ締め時の不具合事例②

<不具合事例3>

UV-COBを並べて実装、かつ仮止めを実施せずに本締めを実施

仮止めを実施せずに本締めを実施した際に発生する不具合を以下に記載します。

※M3鋼製なべネジ、締付トルクは0.43N・mで試験を実施

UV-COBが接触した状態(実装基板のピッチ幅:25.0mm)

セラミック基板の割れが発生

※UV-COBを複数枚並べて実装する場合は、接触しないようにご注意をお願いします。

Reference

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4.1.1 UV-COBを用いた照射器について

Reference~NVCUQ096A、NVCUQ096A-D4~

回路図

COB搭載数:4pcs.発光エリア:20×100mm(赤色破線部)

1 2 3 4

チラー型番:アピステ製PCU-1610R水温:25℃(設定値)流量:5ℓ/min.

放熱グリス型番:東レダウコーニング製TC-5622

銅製水冷ヒートシンク型番:カワソーテクセル製HS-C120

チューブ内径:10mm 外径:12mm

照射機に使用したCOBの放射束NVCUQ096A:U365:Ave.144W(Ta=25℃、If=8A)U385:Ave.160W(Ta=25℃、If=8A)

NVCUQ096A-D4:U365:Ave.128W(Ta=25℃、If=8A)U385:Ave.155W(Ta=25℃、If=8A)

12直列4並列×2回路/COB

1-上(+) TH11-下(+)

1-上(-) TH11-下(-)

2-上(+) TH22-下(+)

2-上(-) TH22-下(-)

3-上(+) TH33-下(+)

3-上(-) TH33-下(-)

4-上(+) TH44-下(+)

3-上(-) TH43-下(-)

上下

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 30.7 34.2

500 37.1 44.6

1000 51.6 67.6

4.1.2 UV-COBを用いた照射器について

NVCUQ096A(U365) Reference

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA)を用いて測定しました。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 29.8 33.1

500 35.2 42.1

1000 47.6 62.3

4.1.3 UV-COBを用いた照射器について

ReferenceNVCUQ096A(U385)

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA2)を用いて測定しました。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 29.2 32.8

500 35.9 43.5

1000 50.4 66.6

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA)を用いて測定しました。

・実線は実測値となります。

・破線は計算値となります。

4.1.4 UV-COBを用いた照射器について

NVCUQ096A-D4(U365) Reference

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 29.8 33.1

500 35.7 42.8

1000 48.4 63.3

4.1.5 UV-COBを用いた照射器について

ReferenceNVCUQ096A-D4(U385)

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA2)を用いて測定しました。

・実線は実測値となります。

・破線は計算値となります。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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4.2.1 UV-COBを用いた照射器について

Reference~NVCUQ072A、NVCUQ072A-D4~

回路図

COB搭載数:4pcs.発光エリア:20×100mm(赤色破線部)

1 2 3 4

チラー型番:アピステ製PCU-1610R水温:25℃(設定値)流量:5ℓ/min.

放熱グリス型番:東レダウコーニング製TC-5622

銅製水冷ヒートシンク型番:カワソーテクセル製HS-C120

チューブ内径:10mm 外径:12mm

照射機に使用したCOBの放射束NVCUQ072A:U365:Ave.103W(Ta=25℃、If=6A)U385:Ave.128W(Ta=25℃、If=6A)

NVCUQ072A-D4:U365:Ave.93W(Ta=25℃、If=6A)U385:Ave.109W(Ta=25℃、If=6A)

12直列3並列×2回路/COB

1-上(+) TH11-下(+)

1-上(-) TH11-下(-)

2-上(+) TH22-下(+)

2-上(-) TH22-下(-)

3-上(+) TH33-下(+)

3-上(-) TH33-下(-)

4-上(+) TH44-下(+)

3-上(-) TH43-下(-)

上下

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 28.0 33.1

500 31.6 42.3

1000 39.8 62.6

4.2.2 UV-COBを用いた照射器について

NVCUQ072A(U365) Reference

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA)を用いて測定しました。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 27.5 32.3

500 30.6 40.7

1000 37.9 59.6

4.2.3 UV-COBを用いた照射器について

ReferenceNVCUQ072A(U385)

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA2)を用いて測定しました。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 28.5 33.8

500 32.4 43.3

1000 41.4 64.7

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA)を用いて測定しました。

・実線は実測値となります。

・破線は計算値となります。

4.2.4 UV-COBを用いた照射器について

NVCUQ072A-D4(U365) Reference

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 28.1 33.1

500 31.6 42.1

1000 39.7 61.8

4.2.5 UV-COBを用いた照射器について

ReferenceNVCUQ072A-D4(U385)

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA2)を用いて測定しました。

・実線は実測値となります。

・破線は計算値となります。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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4.3.1 UV-COBを用いた照射器について

Reference~NVCUQ048A、NVCUQ048A-D4~

回路図

COB搭載数:4pcs.発光エリア:20×100mm(赤色破線部)

1 2 3 4

チラー型番:アピステ製PCU-1610R水温:25℃(設定値)流量:5ℓ/min.

放熱グリス型番:東レダウコーニング製TC-5622

銅製水冷ヒートシンク型番:カワソーテクセル製HS-C120

チューブ内径:10mm 外径:12mm

照射機に使用したCOBの放射束NVCUQ048A:U365:Ave.68W(Ta=25℃、If=4A)U385:Ave.79W(Ta=25℃、If=4A)

NVCUQ048A-D4:U365:Ave.62W(Ta=25℃、If=4A)U385:Ave.72W(Ta=25℃、If=4A)

12直列2並列×2回路/COB

1-上(+) TH11-下(+)

1-上(-) TH11-下(-)

2-上(+) TH22-下(+)

2-上(-) TH22-下(-)

3-上(+) TH33-下(+)

3-上(-) TH33-下(-)

4-上(+) TH44-下(+)

3-上(-) TH43-下(-)

上下

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 26.4 30.8

500 29.1 38.5

1000 34.2 54.1

4.3.2 UV-COBを用いた照射器について

NVCUQ048A(U365) Reference

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA)を用いて測定しました。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 26.4 30.7

500 28.3 37.2

1000 32.7 51.8

4.3.3 UV-COBを用いた照射器について

ReferenceNVCUQ048A(U385)

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA2)を用いて測定しました。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 27.1 31.6

500 29.3 38.7

1000 34.6 54.6

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA)を用いて測定しました。

4.3.4 UV-COBを用いた照射器について

NVCUQ048A-D4(U365) Reference

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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電流値/Chip サーミスタ温度 Tj温度

(mA) (℃) (℃)

250 26.8 31.2

500 28.9 38.0

1000 33.9 53.3

4.3.5 UV-COBを用いた照射器について

ReferenceNVCUQ048A-D4(U385)

注)ピーク放射照度は、EIT社 UV POWER PUCK Ⅱ(UVA2)を用いて測定しました。

※サーミスタ温度、Tj温度につきましては、4COBの平均値となります。

※Tj温度の算出につきましてはP9、P10を参照してください。

WDの定義

被照射体COB底面

WD

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5.1 改定履歴①

Ver. 年 月 日 改定履歴

1

2

3

4

5

2018/7/14

2018/9/27

2018/11/2

2019/2/15

2019/3/13

SP-QR-C-15810 初版

SP-QR-C-15810-2 以下4項目を追加・放熱グリスの塗布不良不具合事例について・取り付け時のネジ締付順について・COB並列接続時の分流について・UV-COB照射器のピーク放射照度測定結果(NVCUQ096A-D4 U385)

SP-QR-C-15810-3 以下4項目を追加・ジャンクション温度の算出(RJ-Cによる算出)・ジャンクション温度の算出(RJ-THによる算出)・ディレーティング特性について・UV-COB照射器のピーク放射照度測定結果(NVCUQ096A U365、U385)

SP-QR-C-15810-4 以下3項目を追加・サーミスタからの温度測定方法・放熱グリス塗布不良の温度ムラについて・取り付け時のワッシャ使用について

SP-QR-C-15810-5・NVCUQ048A/D4の項目追加・NVCUQ072A/D4,NVCUQ048A/D4 照射器に関する項目追加

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5.2 改定履歴②

Ver. 年 月 日 改定履歴

6 2019/10/3 SP-QR-C-15810-6・2.3.1 取り付け方法について 内容改定・2.3.2 放熱シート使用時のジャンクション温度について 追加・2.3.4 放熱グリス使用時の注意事項について 追加・2.3.7 取り付け時のネジ締付順について 内容改定・2.3.8 ネジ締付トルクとジャンクション温度について 追加・2.6 複数枚実装時のピッチ幅について 追加・3.2 ネジ締め時の不具合事例 追加