209UYOSUGC/S530-A3 LEDランプ データシート - オレンジ/グリーン バイカラー - 20mA - 3.3V 標準 - 日本語技術文書

1. 製品概要

209UYOSUGC/S530-A3は、インジケータおよびバックライト用途向けに設計されたコンパクトな表面実装型LEDランプです。単一パッケージ内に2つの半導体チップを統合し、ブリリアントオレンジとブリリアントグリーンという2つの異なる色の発光を可能にしています。このバイカラー構成により、スペースに制約のある電子機器において、ステータス表示、多状態シグナリング、美的照明のための設計柔軟性を提供します。

本製品の中核的な利点は、マッチングされたチップ技術にあり、両色において均一な光出力と一貫した広い視野角を保証します。ソリッドステートの信頼性を備えた構造により、従来の白熱電球と比較して大幅に長い動作寿命を実現しています。低電力動作向けに設計されており、集積回路（IC）の駆動ロジックとの互換性があり、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー要件を含む主要な環境および安全基準に準拠しています。

ターゲット市場は、信頼性が高く、低コストで多機能なステータス表示が求められる民生用電子機器およびコンピュータ周辺機器です。主な用途には、テレビ、コンピュータモニター、電話機、および各種コンピュータ部品が含まれます。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 電気光学特性

LEDの性能は標準条件（Ta=25°C）で定義されます。デバイスには、UYO（ブリリアントオレンジ）とSUG（ブリリアントグリーン）と指定された2つの異なるチップタイプが含まれており、それぞれ固有のパラメータを持ちます。

順方向電圧（VF）：UYO（オレンジ）チップは、試験電流20mAにおいて、典型的な順方向電圧が2.0V（最小1.7V、最大2.4V）です。SUG（グリーン）チップは、同じ20mA条件下で、より高い典型的な順方向電圧3.3V（最小2.7V、最大3.7V）で動作します。この違いは、特に共通の電圧レールから両色を駆動する場合、異なる値の電流制限抵抗または定電流ドライバを必要とする可能性があるため、回路設計において重要です。

光度（IV）：UYOチップの典型的な光度は200ミリカンデラ（mcd）で、最小100 mcdです。SUGチップはより高い典型的出力320 mcdを提供し、最小160 mcdです。このパラメータは、LEDの知覚される明るさを定義します。

視野角（2θ1/2）：両チップとも、典型的な広い視野角50度を提供します。これは、光度がピーク値の少なくとも半分である角度範囲を定義し、様々な視点からの良好な視認性を保証します。

分光特性：UYOチップは、ピーク波長（λp）611 nm、主波長（λd）605 nm（オレンジ赤色領域の特徴）で発光します。その分光帯域幅（Δλ）は17 nmです。SUGチップは、ピーク波長518 nm、主波長525 nm（緑色）で発光し、より広い分光帯域幅35 nmを持ちます。

2.2 絶対最大定格および電気的パラメータ

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。いかなる動作条件下でもこれを超えてはなりません。

連続順方向電流（IF）：UYOおよびSUGチップ両方の最大許容連続順方向電流は25 mAです。この制限を超えて動作すると、過熱による致命的な故障のリスクがあります。

逆電圧（VR）：印加可能な最大逆電圧は5Vです。これを超えると接合部破壊を引き起こす可能性があります。

電力損失（Pd）：UYOチップの最大電力損失は60 mW、SUGチップでは90 mWです。この定格は、パッケージ内で発生する総熱を考慮しています。

逆電流（IR）：最大逆電圧5Vにおいて、最大逆電流はUYOで10 μA、SUGで50 μAであり、ダイオード接合部のリーク特性を示しています。

3. 熱および環境仕様

動作温度（Topr）：デバイスは、周囲温度範囲-40°Cから+85°Cでの連続動作に対して定格されています。

保存温度（Tstg）：デバイスは、電源が印加されていない状態で、温度範囲-40°Cから+100°Cで保存できます。

はんだ付け温度（Tsol）：本パッケージはリフローはんだ付けプロセスに対応しています。推奨プロファイルには、最大5秒間のピーク温度260°Cが含まれます。これは、エポキシ樹脂や内部ワイヤボンディングを損傷しないようにするためのPCB実装における重要なパラメータです。

4. 性能曲線分析

4.1 UYO（オレンジ）チップ特性

提供される曲線は、主要な動作のグラフィカルな表現です。相対強度対波長曲線は、611 nm付近を中心とした鋭いピークを示し、オレンジ色を確認します。指向性パターンは50度の視野角を示し、強度が中心軸から対称的に低下する様子を図示しています。

The順方向電流対順方向電圧（I-V）曲線は非線形で、ダイオードに典型的です。UYOチップの場合、ターンオン閾値を超えると電圧が急激に上昇し、その後電流とともに徐々に増加します。相対強度対順方向電流曲線は、定格最大値まで光出力が電流とともに直線的に増加することを示しており、これはアナログ調光制御に不可欠です。

The相対強度対周囲温度曲線は熱消光を示しています：温度が上昇すると、発光効率と出力強度が低下します。順方向電流対周囲温度曲線（一定電圧下）は、印加電圧が固定されている場合、順方向電流が温度上昇とともに増加することを示しており、これは順方向電圧に対するダイオードの負の温度係数の特性です。電流制限回路で適切に管理しないと、熱暴走につながる可能性があります。

4.2 SUG（グリーン）チップ特性

SUGチップの曲線は同様の傾向ですが、数値が異なります。そのI-V曲線は、3.3Vという典型的なVfと一致して、より高い電圧から始まります。強度対電流の関係も線形です。グリーンチップには追加の曲線、色度座標対順方向電流が提供されています。この曲線は、知覚される色（CIE図上のx,y座標）が駆動電流の変化に伴ってわずかにシフトする可能性を示すため、非常に重要です。この効果は、AlGaInP（赤/オレンジ）LEDと比較して、InGaN（緑/青）LEDでより顕著です。

5. 機械的およびパッケージ情報

デバイスは標準的な表面実装パッケージを使用しています。主要な寸法上の注意点は以下の通りです：すべての寸法はミリメートル単位です。部品のフランジの高さは1.5mm未満でなければなりません。指定されていない寸法の一般的な公差は±0.25mmです。寸法図には通常、本体の長さ、幅、高さ、リード間隔（ピッチ）、およびカソード識別子（パッケージ上の切り欠き、平らな側面、または緑色の点など）の位置が示されています。この図面を正しく解釈することは、正しい配置と実装を保証するためのPCBフットプリント設計に不可欠です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって重要です。リード成形：リードを曲げる必要がある場合（スルーホールタイプまたは特殊なSMT配置の場合）、曲げはエポキシバルブベースから少なくとも3mm離れた場所で行い、はんだ付け前に行い、パッケージにストレスをかけないようにしなければなりません。リードの切断は室温で行ってください。

保管：LEDは、温度30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。出荷からの保管寿命は3ヶ月です。長期保管（最大1年）の場合は、乾燥剤を入れた密閉窒素雰囲気が推奨されます。湿気の多い環境での急激な温度変化は結露を防ぐために避けてください。

はんだ付けプロセス：はんだ接合部からエポキシバルブまでの最小距離を3mm保ってください。推奨条件は以下の通りです：

- 手はんだ：はんだごて先端温度300°C以下（最大30W）、時間3秒以下。

- ウェーブ/ディップはんだ付け：予熱100°C以下で60秒以下、はんだ浴260°C以下で5秒以下。

熱衝撃を最小限に抑えるために、徐々に上昇し、持続するピーク、制御された冷却段階を示すはんだ付けプロファイルグラフが推奨されます。高温でのリードへのストレスを避けてください。ディップまたは手はんだ方法でデバイスを複数回はんだ付けしないでください。はんだ付け後、デバイスが室温に冷却されるまで機械的衝撃から保護してください。急速な強制冷却は推奨されません。

7. 梱包および注文情報

The product is shipped in moisture-resistant, anti-static packaging to protect it from electrostatic discharge (ESD) and environmental damage during transport and storage. The packing hierarchy is: LEDs are placed in an anti-static bag (200-500 pieces per bag). Six bags are packed into one inner carton. Ten inner cartons are packed into one master (outside) carton.

The label on the packaging contains several codes:

- CPN:Customer's Part Number.

- P/N:Manufacturer's Part Number (209UYOSUGC/S530-A3).

- QTY:Quantity in the package.

- CAT:Luminous Intensity rank (bin).

- HUE:Dominant Wavelength rank (bin).

- REF:Forward Voltage rank (bin).

- LOT No:Manufacturing lot number for traceability.

This binning information (CAT, HUE, REF) is crucial for applications requiring tight color or brightness consistency, as it allows selection of LEDs from specific performance groups.

. Application Suggestions and Design Considerations

Typical Application Circuits:The most common drive method is a series current-limiting resistor. The resistor value (R) is calculated using Ohm's Law: R = (Vsupply - Vf_LED) / If, where Vf_LED is the forward voltage of the specific chip being driven (UYO or SUG) at the desired current (If, typically 20mA or less). Using a single resistor for both LEDs in parallel is not recommended due to their different Vf characteristics; they should be driven by separate resistors or switched independently.

PCB Layout:The PCB footprint must match the package dimensions exactly. Ensure the cathode/anode orientation is correct on the layout. Provide adequate copper area for heat dissipation if operating near maximum ratings, though for typical indicator use at 20mA, this is less critical.

Multiplexing:For applications requiring independent control of both colors, the bicolor LED can be connected in a common-cathode or common-anode configuration (the datasheet specifies this is a bicolor type, implying two terminals per color, likely a 4-pin device). This allows it to be driven by a microcontroller GPIO pin or a dedicated LED driver IC with multiplexing capability, saving I/O pins.

. Technical Comparison and Differentiation

The primary differentiation of the 209UYOSUGC/S530-A3 is itsdual-chip, bicolor capability in a single SMT package. Compared to using two separate single-color LEDs, this saves PCB space, simplifies assembly (one placement vs. two), and ensures perfect alignment of the two light sources. The matching of chips for uniform output and viewing angle is a key quality feature not always present in lower-cost alternatives.

Its compliance withHalogen-Free(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm),RoHS, andREACHstandards makes it suitable for products sold in environmentally regulated markets like the European Union. The specified wide viewing angle (50°) provides better off-axis visibility than narrower-angle LEDs, which is advantageous for panel indicators.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q: Can I drive both the orange and green LEDs simultaneously at their full 20mA?

A: Electrically, yes, if they are on independent circuits. However, consider the total power dissipation within the package. Simultaneous operation at 20mA would result in Pd_UYO ~40mW and Pd_SUG ~66mW (using typical Vf). The combined heat generation must be managed within the package's thermal limits, especially at high ambient temperatures.

Q: Why are the forward voltages so different between the orange and green chips?

A: This is due to the fundamental semiconductor materials. The orange chip uses AlGaInP, which has a lower bandgap energy, resulting in a lower forward voltage (~2.0V). The green chip uses InGaN, which has a higher bandgap, requiring a higher forward voltage (~3.3V) to achieve carrier injection and recombination that emits higher-energy (shorter wavelength) photons.

Q: How do I interpret the 'CAT', 'HUE', and 'REF' codes on the label?

A: These are binning codes. Manufacturers test LEDs and sort them into groups (bins) based on measured performance. 'CAT' groups LEDs by luminous intensity (e.g., 160-200 mcd, 200-240 mcd for SUG). 'HUE' groups by dominant wavelength (e.g., 520-525 nm, 525-530 nm for SUG). 'REF' groups by forward voltage. Ordering a specific bin ensures tighter consistency in your final product's appearance and behavior.

Q: What is the purpose of the 3mm minimum distance from the solder joint to the epoxy bulb?

A> This is a critical thermal management rule. Solder joints get very hot. If the heat from soldering is conducted too close to the epoxy bulb, it can cause several issues: thermal stress cracking of the epoxy, degradation of the epoxy's optical properties (yellowing), or damage to the delicate wire bonds connecting the chip to the leads. The 3mm distance allows the lead frame to act as a heat sink, dissipating the soldering heat before it reaches the sensitive components.

. Practical Application Example

Scenario: Dual-Status Indicator for a Network Router.A router needs to indicate power (steady) and network activity (blinking). Using the 209UYOSUGC/S530-A3, a designer can implement this with one component: the orange LED can be driven by the power supply rail (via a resistor) to indicate 'Power On'. The green LED can be connected to a microcontroller GPIO pin (via another resistor) and programmed to blink in response to network data packets. This provides a clear, two-color status indication in a single, compact footprint on the front panel. The wide 50-degree viewing angle ensures the status is visible from a wide range in front of the device. The design must calculate separate resistors: e.g., for a 5V supply, R_orange = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohms; R_green = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohms (use nearest standard value, 82 or 91 Ohms).

. Operating Principle

An LED is a semiconductor diode. When a forward voltage exceeding its bandgap is applied across the p-n junction, electrons from the n-type material recombine with holes from the p-type material. This recombination event releases energy in the form of a photon (light). The color (wavelength) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material. The 209 lamp uses two different material systems: AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) for the orange emission and InGaN (Indium Gallium Nitride) for the green emission. These materials are grown as epitaxial layers on a substrate. The specific composition of the alloys is carefully controlled during manufacturing to achieve the target peak and dominant wavelengths. The epoxy resin package serves to protect the delicate semiconductor chips and wire bonds, and its dome shape acts as a primary lens to shape the light output and achieve the specified viewing angle.

. Technology Trends and Context

The 209UYOSUGC/S530-A3 represents a mature product category within LED technology. Key trends influencing this segment include:

- Increased Efficiency:Ongoing improvements in epitaxial growth and chip design lead to higher luminous efficacy (more light output per electrical watt), allowing for similar brightness at lower currents, reducing power consumption and heat generation.

- Miniaturization:The drive for smaller electronic devices continues to push for LEDs in even smaller package footprints while maintaining or improving optical performance.

- Color Consistency and Binning:Advances in manufacturing process control allow for tighter performance distributions, reducing the need for extensive binning and providing more consistent color and brightness from device to device.

- Integrated Solutions:A trend towards LED drivers with integrated current control and sequencing logic, simplifying the design of multi-color indicator systems. While the basic principle of the bicolor LED remains stable, these surrounding technological advancements continuously improve the performance, reliability, and ease of use of such components in end applications.