209SDRSYGW/S530-A3 バイカラーLEDランプ データシート - ディープレッド & イエローグリーン - 20mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

209SDRSYGW/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バイカラーLEDランプです。1つのパッケージ内に2つの異なるAlGaInP半導体チップを統合し、ディープレッドとブリリアントイエローグリーンの光を放射します。このデュアルチップ構成により、コンパクトなフォームファクタで多様なシグナリングおよび状態表示が可能となります。本ランプはバイカラーバージョン用の白色拡散樹脂タイプで提供され、広い視野角と均一な光出力を実現します。

1.1 中核的利点

• マッチング済みチップ:2つのチップは、均一な光度と色出力を確保するために慎重にマッチングされており、アプリケーションにおける視覚的な均一性を高めます。
• 広視野角:典型的な視野角（2θ1/2）は80度であり、様々な角度からの視認性が求められるアプリケーションに適しています。
• 固体信頼性:LEDとして、従来の白熱灯と比較して長い動作寿命、耐衝撃性、および高い信頼性を提供します。
• 低消費電力 & IC互換性:低い順方向電流（典型的に20mA）で動作するため、集積回路ドライバとの互換性があり、電力に敏感な設計に適しています。
• 環境適合性:本製品はRoHS、EU REACH規制に準拠しており、ハロゲンフリー（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）です。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは主に、以下のような民生用電子機器および情報表示機器での使用を意図しています:

• テレビ（状態表示、バックライト）
• コンピュータモニター
• 電話機
• 汎用コンピュータ周辺機器および計測機器

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 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のある限界値を定義します。これらの条件下またはそれ以上の条件下での動作は保証されません。

• 連続順方向電流（I_F）:ディープレッド（SDR）およびブリリアントイエローグリーン（SYG）チップ共に25 mA。この電流を超えると、過剰な発熱と光出力の急速な劣化を引き起こす可能性があります。
• 逆電圧（V_R）:5 V。この定格を超える逆電圧を印加すると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 電力損失（P_d）:チップあたり60 mW。これは接合部で熱として許容される最大電力損失です。
• 動作・保管温度:デバイスは-40°Cから+85°Cで動作し、-40°Cから+100°Cで保管できます。この広い範囲により、様々な環境条件に適しています。
• はんだ付け温度:260°Cで5秒間のリフローはんだ付けに耐え、標準的な鉛フリーはんだ付けプロセスと互換性があります。

2.2 電気光学特性（Ta=25°C）

これらは標準試験条件下での典型的な性能パラメータです。

• 順方向電圧（V_F）:両色共に、I_F=20mAにおいて、典型的に2.0V（範囲1.7V～2.4V）。この低電圧は低電圧回路設計に有利です。
• 光度（I_V）:ディープレッドチップは20mAで典型的な光度50 mcdを提供し、ブリリアントイエローグリーンチップは32 mcdを提供します。最小値はそれぞれ25 mcdおよび16 mcdです。
• ピーク波長（λ_p）:ディープレッド: 650 nm。ブリリアントイエローグリーン: 575 nm。これらの値はスペクトル上の色点を定義します。
• 主波長（λ_d）:ディープレッド: 639 nm。ブリリアントイエローグリーン: 573 nm。これは人間の目が知覚する波長です。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）:両色共に約20 nmで、放射光のスペクトル純度を示します。

測定不確かさに関する注意: 順方向電圧 ±0.1V、光度 ±10%、主波長 ±1.0nm。

3. 性能曲線分析

データシートは各チップ色の特性曲線を提供しており、非標準条件下での性能を理解する上で重要です。

3.1 ディープレッド（SDR）チップ特性

• 相対強度 vs. 波長:650 nm付近に鋭いピークを示し、ディープレッド色の発光を確認します。
• 指向性パターン:80度の視野角を持つランバート型に近い放射パターンを図示します。
• 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）:ダイオードに典型的な指数関数的関係を示します。この曲線は電流制限回路の設計に役立ちます。
• 相対強度 vs. 順方向電流:光出力は電流と共に増加しますが、高電流では発熱効果によりサブリニアになる可能性があることを示します。
• 相対強度 vs. 周囲温度:周囲温度が上昇すると光度が低下することを示します。これはLEDの一般的な特性です。適切な熱管理は輝度を維持するために不可欠です。
• 順方向電流 vs. 周囲温度:定電圧駆動の場合、ダイオードのV_Fのシフトにより、順方向電流は温度と共に変化します。安定動作のためには定電流駆動が推奨されます。

3.2 ブリリアントイエローグリーン（SYG）チップ特性

SYGチップに対しても同様の曲線が提供されており、さらに色度座標 vs. 順方向電流のグラフが追加されています。この曲線は、知覚される色（CIE図上の色度座標）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、特に重要です。一貫した色を必要とするアプリケーションでは、LEDを公称電流（20mA）で駆動することが重要です。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDは標準的な209パッケージ（ラジアルリード）を使用しています。主な寸法は以下の通りです:

• リード間隔: 約2.54 mm（標準）。
• エポキシレンズ径および本体寸法は詳細図面に準拠。
• フランジ高さは1.5mm未満と規定されています。
• 特に指定がない限り、寸法の一般公差は±0.25mmです。

4.2 極性識別およびリード成形

デバイスは極性識別のために、レンズにフラットサイドがあるか、または長いリード（通常はアノード）があります。リード成形に関する重要なガイドラインは以下の通りです:

• 曲げ加工は、エポキシバルブの基部から少なくとも3mm離れた場所で行い、シール部への応力を避ける必要があります。
• リード成形は必ず soldering.
• 成形中のパッケージへの機械的ストレスは、内部損傷や破損を防ぐために最小限に抑える必要があります。
• PCBの穴はLEDリードと完全に一致させ、実装ストレスを避ける必要があります。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 推奨はんだ付け条件

• 手はんだ:はんだごて先温度最大300°C（30Wごて最大）、はんだ付け時間最大3秒。はんだ接合部からエポキシバルブまで最低3mmの距離を保つこと。
• ウェーブ/ディップはんだ付け:予熱温度最大100°C（最大60秒）、はんだ浴温度最大260°Cで5秒。同じ3mm距離のルールを適用。
• LEDが熱いうちにリードにストレスを加えないこと。
• 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こと。
• はんだ付け後、室温に冷却されるまでLEDを機械的衝撃から保護すること。

5.2 保管条件

はんだ付け性とデバイスの完全性を維持するために:

• 受領後は、温度≤30°C、相対湿度≤70%で保管すること。
• これらの条件下での保管寿命は3ヶ月です。
• 長期保管（最大1年）の場合は、窒素雰囲気と乾燥剤を入れた密閉容器を使用すること。
• 結露を防ぐため、湿気の多い環境での急激な温度変化を避けること。

6. 梱包および注文情報

6.1 梱包仕様

LEDはESDおよび湿気保護付きで梱包されます:

• 一次梱包:帯電防止袋。
• 二次梱包:5袋入りの内箱。
• 三次梱包:10個の内箱入りの外箱。
• 梱包数量:袋あたり200～500個。外箱あたり合計: 10,000～25,000個（内箱あたり5袋 * 10内箱 * 袋あたり200-500個に基づく）。

6.2 ラベル説明

梱包上のラベルには、トレーサビリティとビン選択のための主要情報が含まれます:

• CPN:顧客部品番号。
• P/N:メーカー部品番号（例: 209SDRSYGW/S530-A3）。
• QTY:梱包内の数量。
• CAT:光度ランク（ビン）。
• HUE:主波長ランク（ビン）。
• REF:順方向電圧ランク（ビン）。
• LOT No:製造ロット番号（トレーサビリティ用）。

7. アプリケーション設計上の考慮事項

7.1 回路設計

LEDは常に定電流源または直列電流制限抵抗付きの電圧源で駆動してください。抵抗値は R = (V_電源- V_F) / I_F を使用して計算できます。典型的なV_Fを2.0V、希望するI_Fを20mA、電源5Vとすると: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。適切な定格電力（P = I²R）の抵抗を選択する必要があります。

7.2 熱管理

電力損失は低い（チップあたり60mW）ですが、周囲温度の上昇に伴う光度の低下（性能曲線に示されている通り）は設計において考慮する必要があります。LEDが密閉空間や他の発熱部品の近くで使用される場合は、十分な換気を確保してください。

7.3 光学的考慮事項

白色拡散レンズは広く均一な視野角を提供しますが、クリアレンズと比較して軸上光度は低減されます。狭いビームを必要とするアプリケーションでは、外部光学系が必要になる場合があります。バイカラー特性により、2色の多重化または個別制御が可能で、多状態表示に利用できます。

8. 技術比較および差別化

この製品の主な差別化点は、1つの標準パッケージ内に2つの異なる高効率AlGaInPチップを統合している点にあります。2つの単色LEDを別々に使用する場合と比較して、このソリューションはPCBスペースを節約し、組立を簡素化し、2つの色点の機械的な位置合わせを一貫して確保します。AlGaInP材料技術は、赤色および黄緑色波長に対して高輝度と良好な効率を提供します。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 両方のチップを最大電流で同時に駆動できますか？

はい、ただし総電力損失を考慮する必要があります。両方のチップを典型的なV_F2.0Vで25mA駆動した場合、総電力は約100mW（2チップ * 2.0V * 0.025A）となります。これは合計最大定格（120mW）を下回りますが近い値です。信頼性の高い長期動作のためには、デレーティングが推奨されます。典型的な20mAでの動作をお勧めします。

9.2 光度ビン（ラベルのCAT）はどのように解釈すればよいですか？

メーカーは測定された光度に基づいてLEDをビンに分類します。特定のCATコードはmcd値の範囲に対応します（例: SDRチップ用の40-60 mcdビン）。アプリケーションで一貫した明るさを確保するには、同じ光度ビンのLEDを指定または要求してください。

9.3 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_p）は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λ_d）は、LEDの知覚される色に一致する単色光の波長です。λ_dは、人間中心のアプリケーションにおける色仕様により関連性が高いです。

10. 実用的な使用例

シナリオ: デバイス用デュアルステータス電源インジケータ。ディープレッドチップはスタンバイまたは充電中モードの表示に、ブリリアントイエローグリーンチップは電源オンまたは充電完了モードの表示に使用できます。シンプルなマイクロコントローラまたは論理回路で、一方のLEDのアノードまたは他方のアノードを駆動するように切り替えることができます（このようなバイカラーLEDでは一般的な、共通カソード構成を想定）。広い視野角により、様々な位置から状態を視認できます。低消費電力は、最終製品のエネルギー効率目標に合致します。

11. 動作原理

光は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスによって生成されます。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域（これらの色の場合はAlGaInP材料で構成）で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlGaInP合金の特定のバンドギャップエネルギーが、放射光の波長（色）を決定します。拡散エポキシ樹脂レンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力パターンを形成します。

12. 技術トレンド

AlGaInPベースのLEDは、琥珀色、赤色、黄緑色において成熟した高効率技術です。インジケータタイプLEDの現在のトレンドは、効率の向上（mAあたりの光出力の増加）、より厳密なビンニングによる色の一貫性の改善、過酷な環境条件下での信頼性の向上に焦点を当てています。単一パッケージ内に複数チップ、さらにはフルカラー機能のためのRGBチップを統合することも一般的な開発経路であり、シンプルなインジケータランプの機能を拡張しています。