LEDランプ 7344-15SUBC/C470/S400-A6 データシート - 青色 - 3.3V 標準 - 20mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度青色LEDランプ（型番：7344-15SUBC/C470/S400-A6）の完全な技術仕様を提供します。この部品は、優れた光束出力を要求するアプリケーション向けに特別に設計されたシリーズの一部です。LEDは、様々な設計要件に適合するよう、複数の構成で提供されています。

1.1 中核的利点と製品ポジショニング

このLEDは、電子設計において信頼性の高い選択肢として位置づけられるいくつかの主要な特徴を提供します。様々な視野角から選択可能で、設計者はアプリケーションに最適なビームパターンを選択できます。部品は信頼性と堅牢性を確保するように設計されており、一貫した性能を発揮します。主要な環境および安全基準に準拠しており、鉛フリー、RoHS準拠、EU REACH準拠、ハロゲンフリー（臭素<900 ppm、塩素<900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）です。テープ＆リールでの供給により、大量生産における効率的な自動組立プロセスを容易にします。

1.2 ターゲット市場とアプリケーション

このLEDは、民生用電子機器およびディスプレイ産業をターゲットとしています。主なアプリケーションには、テレビやコンピュータモニターのバックライト、電話機のインジケータランプ、コンピュータ内の汎用照明が含まれます。高輝度であるため、明確で視認性の高い光出力が重要な状況に適しています。

2. 詳細技術パラメータ分析

LEDの性能は、周囲温度（Ta）25°Cで測定された一連の絶対最大定格および標準的な電気光学特性によって定義されます。

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発生する可能性の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）：25 mA。これは連続的に印加できる最大の直流電流です。
• ピーク順方向電流（IFP）：100 mA。これは、1 kHzでデューティサイクル1/10のパルス条件下でのみ許容されます。
• 逆電圧（VR）：5 V。逆バイアスでこれより高い電圧を印加すると、LED接合部が損傷する可能性があります。
• 電力損失（Pd）：90 mW。これはパッケージが放散できる最大電力です。
• 動作温度（Topr）：-40°C ～ +85°C。信頼性のある動作のための周囲温度範囲です。
• 保管温度（Tstg）：-40°C ～ +100°C。非動作状態での保管温度範囲です。
• はんだ付け温度（Tsol）：260°C、5秒間。はんだ付けプロセスの最大熱プロファイルです。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、標準試験条件（特に記載がない限り IF=20mA、Ta=25°C）におけるLEDの典型的な性能を定義します。

• 光度（Iv）：1000（最小）～ 2000（標準） mcd。これは人間の目で知覚される光出力を指定します。
• 視野角（2θ1/2）：20°（標準）。光度がピーク値の半分に低下する全角であり、比較的狭いビームであることを示しています。
• ピーク波長（λp）：468 nm（標準）。スペクトル放射が最も強い波長です。
• 主波長（λd）：470 nm（標準）。人間の目が知覚する単一波長であり、青色を定義します。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）：35 nm（標準）。ピーク強度の半分（半値全幅）で測定された放射スペクトルの幅です。
• 順方向電圧（VF）：20mA時、2.7V（最小）、3.3V（標準）、3.7V（最大）。動作時のLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（IR）：VR=5V時、50 μA（最大）。LEDが逆バイアスされたときのわずかなリーク電流です。

2.3 デバイス選定とチップ技術

このLEDは、青色光を生成するためにInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体チップ材料を利用しています。樹脂封止材はウォータークリアであり、色を変えずに最大限の光取り出しを可能にするため、青色LEDに最適です。

3. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのLEDの挙動についてより深い洞察を提供します。

3.1 スペクトル分布と指向性分布

相対強度対波長曲線は、468-470 nmを中心とし、典型的な半値全幅が35 nmの特徴的な青色放射スペクトルを示しています。指向性曲線は、20°の視野角を視覚的に表し、光強度が中心軸からどのように減少するかを示しています。

3.2 電気的特性と熱的特性

順方向電流対順方向電圧（IV曲線）は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。20mAの典型的な動作点では、電圧は約3.3Vです。相対強度対順方向電流曲線は、光出力が電流とともに増加するが、加熱や効率低下により高電流では非線形になる可能性があることを示しています。相対強度対周囲温度および順方向電流対周囲温度曲線は熱管理に極めて重要であり、光出力と順方向電圧特性が温度とともにどのように変化するかを示しています。光出力は一般に温度が上昇すると減少します。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

データシートには、LEDパッケージの詳細な機械図面が含まれています。主要な寸法注記では、すべての寸法はミリメートル単位であり、フランジの高さは1.5mm（0.059\"）未満でなければならず、特に記載がない限り一般公差は±0.25mmであることが指定されています。図面は、PCBフットプリント設計に重要なリード間隔、ボディサイズ、および全体形状を定義しています。

4.2 極性識別と実装方法

提供されたテキストでは明示的に詳細は記載されていませんが、標準的なランプ型LEDは、より長いアノード（+）リードとより短いカソード（-）リードを持ち、プラスチックレンズまたはベースのカソード側には平坦部やマークが付いていることが多いです。注記では、PCBの穴はLEDリードと正確に一致させ、実装時のストレスを避ける必要があることを強調しています。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

信頼性のためには適切な取り扱いが不可欠です。

5.1 リードフォーミング

• リードは、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置で曲げてください。
• フォーミングははんだ付け soldering.
• の前に行ってください。パッケージにストレスをかけないでください。ストレスは内部ボンドを損傷したり、エポキシにひび割れを生じさせたりする可能性があります。
• リードは室温で切断してください。
• 挿入時のストレスを防ぐため、PCBの穴位置を正確に合わせてください。

5.2 保管条件

• 出荷後は、30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。
• 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、窒素と乾燥剤を入れた密閉容器を使用してください。
• 湿気の多い環境での急激な温度変化は避け、結露を防止してください。

5.3 はんだ付けプロセスパラメータ

はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離を3mm確保してください。

手はんだ：

• はんだごて先温度：最大 300°C（最大30Wのごての場合）
• はんだ付け時間：リードあたり最大 3秒

ディップ（波はんだ）はんだ付け：

• プリヒート温度：最大 100°C（最大60秒間）
• はんだ浴温度＆時間：最大 260°C、5秒間

推奨はんだ付け温度プロファイルグラフが提供されており、制御された立ち上がり、ピーク、冷却段階が強調されています。重要な追加指示には以下が含まれます：

• 高温時のリードへの機械的ストレスを避けてください。
• はんだ付け（ディップまたは手はんだ）は1回のみとし、複数回行わないでください。
• はんだ付け後、LEDが室温に冷却されるまで、衝撃や振動から保護してください。
• ピーク温度からの急冷は避けてください。
• 信頼性の高い接合が得られる最低限のはんだ付け温度を使用してください。

5.4 洗浄

• 必要な場合のみ、室温のイソプロピルアルコールで1分以内に洗浄してください。
• 室温で乾燥させてください。
• 超音波洗浄は日常的に使用しないでください。絶対に必要な場合は、プロセス（出力、時間、治具）を事前に評価し、損傷が発生しないことを確認してください。

5.5 熱管理

効果的な熱管理は、LEDの寿命と性能安定性にとって極めて重要です。設計者は、アプリケーションにおける放熱経路を考慮する必要があります。動作電流は、周囲温度に基づいて適切にデレーティング（定格低下）する必要があり、通常は製品仕様書にあるデレーティング曲線を参照します。注記では、アプリケーションにおけるLED周囲の温度を管理しなければならないことが明示されています。

6. 梱包および発注情報

6.1 梱包仕様

LEDは、静電気放電（ESD）と湿気から保護するために梱包されています。

• 一次梱包：帯電防止袋。
• 二次梱包：複数の袋を収納した内箱。
• 三次梱包：複数の内箱を収納した外箱。

6.2 ラベル説明

梱包のラベルには、いくつかの主要な識別子が含まれています：

• CPN：顧客生産番号
• P/N：生産番号（品番）
• QTY：梱包数量
• CAT：ランク（おそらく性能ビン）
• HUE：主波長
• REF：参照
• LOT No：トレーサビリティのためのロット番号

7. アプリケーション提案と設計上の考慮点

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

この高輝度青色LEDは、以下に最適です：

• 状態表示：薄暗いまたは明るい環境光の中で、明確で視認性の高い電源オンまたは動作信号を提供します。
• バックライト：民生機器の小型LCDディスプレイ、キーパッド、装飾パネル用。
• 装飾照明：鮮やかな青色が求められる電子機器のアクセント照明用。

7.2 重要な設計上の考慮点

• 電流制限：連続動作のためには、常に直列抵抗または定電流ドライバを使用して順方向電流を20mA以下に制限してください。電圧源に直接接続しないでください。
• PCBレイアウト：パッケージ寸法に正確に従ってPCBフットプリントを設計してください。最大定格近くで動作する場合は、放熱のための十分な銅面積または熱ビアを確保してください。
• ESD保護：LEDは静電気放電に敏感であるため、組立時には標準的なESD取り扱い手順を実施してください。
• 光学設計：20°の視野角は比較的狭いです。所望の照明パターンを達成するためのレンズや導光板の設計において、この点を考慮してください。

8. 技術比較と差別化

直接比較には特定の競合データが必要ですが、このデータシートに基づくこのLEDの主要な差別化要因は、高光度（最大2000 mcd）と包括的な規格準拠（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）の組み合わせです。狭い20°の視野角は、普遍的な利点や欠点ではなく、広範囲の照明ではなく指向性のある光を必要とするアプリケーションに適した特定の特徴です。堅牢なはんだ付け仕様（260°C、5秒）は、標準的な鉛フリーリフロー・プロセスとの良好な互換性を示しています。

9. よくある質問 (FAQ)

Q: このLEDの推奨動作電流は何ですか？

A: 標準試験条件および典型的な動作点は20mA DCです。連続的に25mAを超えてはなりません。

Q: 5V電源でこのLEDを駆動できますか？

A: 直接はできません。20mAでの典型的なVfは3.3Vであるため、直列抵抗が必要です。抵抗値は R = (電源電圧 - Vf) / If で計算できます。5V電源の場合：R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85オーム。最も近い標準値（例：82または100オーム）を使用し、結果の電流を確認してください。

Q: アノードとカソードはどのように識別しますか？

A: 標準的なラジアルLEDランプの場合、長いリードがアノード（+）です。多くの場合、プラスチックレンズまたはフランジのカソード（-）側には平坦なエッジやマークがあります。

Q: このLEDは屋外使用に適していますか？

A: 動作温度範囲は-40°C～+85°Cであり、多くの屋外条件をカバーします。ただし、パッケージ自体は本質的に防水ではありません。屋外使用の場合は、湿気や汚染物質から保護するための追加の環境シーリング（コンフォーマルコーティング、筐体）が必要です。

Q: はんだ接合部からボールベースまで3mmの距離を保つことがなぜそれほど重要ですか？

A: これは、過剰な熱がリードを伝わって内部の半導体ダイやエポキシ封止材を損傷するのを防ぎ、早期故障やレンズの黒ずみを引き起こす可能性を低減します。

10. 実用的な使用例

シナリオ：ネットワークルーターの状態表示器の設計。

LEDは部屋の向こう側からも明確に見える必要があります。設計者は、その高輝度（2000 mcd）のためにこのLEDを選択します。パッケージ図面に一致するフットプリントを持つPCBを設計します。100オームの電流制限抵抗をLEDと直列に接続し、3.3VのマイクロコントローラGPIOピンに接続します。これにより、低論理レベルでは約(3.3V - 3.3V)/100Ω = 0mA、高論理レベルでは（最小Vfを使用）(3.3V - 2.7V)/100Ω = 6mAが供給され、安全で十分な明るさが得られます。組立時、生産ラインは指定された波はんだプロファイルを使用します。狭い20°の視野角は、明るい部屋でもユーザーに向けられた明るく焦点の合った光のスポットを作り出すため、完璧です。

11. 動作原理の紹介

これは発光ダイオード（LED）、すなわち半導体フォトニックデバイスです。その中核はInGaN材料で作られたチップです。順方向電圧（順方向電圧Vfを超える）が印加されると、電子と正孔が半導体p-n接合を横切って注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、光子（光）の形でエネルギーを放出します。特定の波長（青色、470 nm）は、InGaN材料系のバンドギャップエネルギーによって決定されます。ウォータークリアのエポキシ樹脂封止材はチップを保護し、光出力を整形するレンズとして機能し（20°の視野角を作り出し）、半導体からの光取り出しを向上させます。

12. 技術トレンドと背景

InGaN技術に基づく青色LEDは、固体照明における基礎的な成果を表しています。効率的な青色LEDの開発は、白色LED（青色と黄色蛍光体の組み合わせによる）およびフルカラーRGBディスプレイの実現を可能にしました。現在のLED技術のトレンドは、効率（ルーメン毎ワット）の向上、白色光のための演色評価数（CRI）の改善、一般照明のための高出力密度の達成、および小型化・集積化されたソリューション（マイクロLEDなど）の開発に焦点を当てています。この特定の部品は、標準的で信頼性の高い、中電力のインジケータLEDというカテゴリーに属し、その基本技術は成熟しており、電子産業全体で広く展開されている主力部品です。