LEDランプ 383-2SUBC/C470/S400-A6 データシート - 青色 - 3.3V 標準順電圧 - 20mA 動作電流 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、優れた光束出力を必要とする用途向けに設計された高輝度青色LEDランプの仕様を詳細に説明します。本デバイスはInGaNチップを利用して、標準主波長470nmの青色光を生成します。コンパクトなパッケージ、信頼性の高い性能、RoHS、REACH、ハロゲンフリー要件を含む環境規格への適合が特徴です。

1.1 中核的利点

• 高輝度:20mAで標準3200 mcdの光度を提供し、高い視認性を必要とするバックライトやインジケータ用途に適しています。
• 狭視野角:標準視野角（2θ1/2）20度を特徴とし、集中した指向性のある光出力を提供します。
• 環境規格適合:本製品はRoHS、EU REACHに適合し、ハロゲンフリー（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）であり、現代の電子機器製造に適していることを保証します。
• 包装の柔軟性:自動組立工程向けにテープ&リールで供給可能です。
• 堅牢な構造:指定された動作条件下で信頼性が高く堅牢になるように設計されています。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは主に、民生用電子機器およびディスプレイバックライト市場をターゲットとしています。主な用途分野は以下の通りです:

• テレビ（TV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インジケータ

2. 詳細な技術パラメータ分析

デバイスの電気的、光学的、熱的限界および特性に関する包括的な分析。

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発生する可能性のある応力限界を定義します。これらの限界値以上での動作は推奨されません。

• 連続順電流（I_F）:25 mA
• ピーク順電流（I_FP）:100 mA（デューティサイクル 1/10 @ 1 kHz）
• 逆電圧（V_R）:5 V
• 電力損失（P_d）:90 mW
• 動作温度（T_opr）:-40°C ～ +85°C
• 保存温度（T_stg）:-40°C ～ +100°C
• はんだ付け温度（T_sol）:260°C、5秒間（ウェーブまたはリフロー）

2.2 電気光学特性（T_a=25°C）

これらは、標準試験条件（特に指定がない限り順電流20mA）で測定された標準的な性能パラメータです。

• 光度（I_v）:最小: 1600 mcd、標準: 3200 mcd。この高輝度はバックライト用途の重要な特徴です。
• 視野角（2θ_1/2）:標準: 20度。この狭いビームは指向性照明に理想的です。
• ピーク波長（λ_p）:標準: 468 nm。
• 主波長（λ_d）:標準: 470 nm。これは知覚される青色を定義します。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）:標準: 35 nm。これは青色光のスペクトル純度を示します。
• 順電圧（V_F）:最小: 2.7V、標準: 3.3V、最大: 3.7V（I_F=20mA時）。設計者はドライバ回路でこの電圧降下を考慮する必要があります。
• 逆電流（I_R）:最大: 50 μA（V_R=5V時）。

測定不確かさ:光度（±10%）、主波長（±1.0nm）、順電圧（±0.1V）。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、主要な性能のばらつきに基づいてLEDを分類するためのビニングシステムの使用を示しています。これは、重要な用途において製造ロット内の一貫性を保証します。

• CAT（光度ランク）:測定された光出力に従ってLEDをビン分けします。
• HUE（主波長ランク）:発せられる青色の特定の色合いまたはピークに基づいてLEDをビン分けします。
• REF（順電圧ランク）:指定電流における順電圧降下に従ってLEDをビン分けします。

特定のビンコード（例：品番のC470）は、注文情報で所望の性能特性を選択するために使用されます。

4. 性能曲線分析

提供された特性曲線は、様々な条件下でのデバイスの動作についてより深い洞察を提供します。

4.1 相対強度 vs. 波長

この曲線はスペクトルパワー分布を示し、約468-470 nm（青色）付近でピークを持ち、標準帯域幅35 nmであり、出力の単色性を確認します。

4.2 指向性パターン

極座標プロットは20度の視野角を示し、中心ビームの外側で光強度が急激に減少する様子を示しています。

4.3 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）

この非線形曲線はドライバ設計に重要です。電流と電圧の指数関数的関係を示し、標準動作点は20mA/3.3Vです。この曲線は適切な電流制限抵抗または定電流ドライバの選択に役立ちます。

4.4 相対強度 vs. 順電流

この曲線は、光出力（強度）が順電流とともに増加することを示しています。ただし、過熱や劣化の加速を防ぐために、連続電流25mAの絶対最大定格内で動作を維持する必要があります。

4.5 熱性能曲線

相対強度 vs. 周囲温度:周囲温度が上昇すると光束出力が減少することを示します。アプリケーションで輝度を維持するには効果的な熱管理が不可欠です。

順電流 vs. 周囲温度:このデレーティング曲線は信頼性にとって重要です。周囲温度が上昇するにつれて、デバイスの電力損失限界内に留まり熱暴走を防ぐために、最大許容順電流を低減しなければならないことを示しています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは標準的なラジアルリードパッケージ（しばしばランプパッケージと呼ばれる）を特徴とします。図面からの主要な寸法注記は以下の通りです:

• 全ての寸法はミリメートル（mm）です。
• フランジの高さは1.5mm（0.059\"）未満でなければなりません。
• 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mmです。

寸法図は、リード間隔、ボディ径、全高の正確な測定値を提供し、これはPCBフットプリント設計および機械的適合に不可欠です。

5.2 極性識別

カソード（負極リード）は、通常、LEDレンズの平坦部または短いリードによって識別されます。この部品の具体的な極性マーキングについては、データシートの図面を参照してください。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは、信頼性を確保し損傷を防ぐために重要です。

6.1 リード成形

• エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げてください。
• 成形はPCB実装前 soldering.
• に行ってください。パッケージに応力をかけないでください。PCB実装時の位置ずれは樹脂のひび割れや故障を引き起こす可能性があります。
• リードは室温で切断してください。

6.2 保管条件

• 受領後は、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棚寿命は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結露を防ぐために避けてください。

6.3 はんだ付けパラメータ

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）

- はんだ付け時間: 最大3秒

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）

- はんだ浴温度と時間: 最大260°C、最大5秒

一般的なはんだ付けルール:

- 高温作業中はリードに応力をかけないでください。

- 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が室温に冷却するまで衝撃/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。

- 常に最低限の有効温度を使用してください。

6.4 洗浄

• 必要に応じて、室温のイソプロピルアルコールで最大1分間のみ洗浄してください。
• 超音波洗浄は避けてください。絶対に必要な場合は、損傷が発生しないことを確認するために広範な事前評価が必要です。

7. 熱管理およびESD対策

7.1 熱管理

LEDの性能と寿命は温度に大きく依存します。設計者は以下を行う必要があります:

• 設計初期段階から放熱を考慮してください。
• 順電流 vs. 周囲温度曲線に従って動作電流をデレートしてください。
• 最終アプリケーションにおけるLED周囲の温度を制御し、輝度と寿命を維持してください。

7.2 ESD（静電気放電）感受性

本製品は静電気放電に敏感です。組立および取り扱い時には、接地された作業台、リストストラップ、導電性容器の使用を含む、標準的なESD取り扱い手順に従わなければなりません。

8. 包装および注文情報

8.1 包装仕様

• 一次包装:帯電防止袋（防湿）。
• 二次包装:内箱。
• 三次包装:外箱。

8.2 包装数量

• 袋あたり200～500個。
• 内箱あたり6袋。
• 外箱あたり10内箱。

8.3 ラベル説明

包装上のラベルには重要な情報が含まれています:

- CPN:顧客生産番号

- P/N:生産番号（品番）

- QTY:包装数量

- CAT/HUE/REF:光度、主波長、順電圧のビニングコード。

- LOT No:トレーサビリティロット番号。

9. アプリケーション設計上の考慮事項

9.1 ドライバ回路設計

非線形なI-V特性のため、インジケータ用途では単純な直列抵抗で十分な場合が多くあります。バックライトアレイや精密な電流制御のためには、均一な輝度を確保しLEDを保護するために定電流ドライバが推奨されます。直列抵抗は R = (V_電源- V_F) / I_F を使用して計算し、安全設計のために最大V_Fを使用してください。

9.2 PCBレイアウト

機械的応力を避けるために、PCBの穴パターンがLEDのリード間隔に正確に一致することを確認してください。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設けてください。

9.3 光学統合

20度の視野角により、このLEDは集中ビームを必要とする用途に適しています。より広い照明のためには、二次光学系（レンズまたは拡散板）が必要になります。

10. 技術比較と差別化

標準的なインジケータLEDと比較して、このデバイスの主な差別化要因は、その非常に高い光度（標準3200 mcd）と狭視野角です。これは、モニターやTVのLCDパネルのバックライトなど、特定方向での高輝度が最も重要である用途向けに設計されており、全方向の状態表示用ではありません。

11. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 標準的な動作電流と電圧は何ですか？

A: 標準試験条件は順電流20mAであり、これによる標準順電圧降下は3.3Vです。

Q: このLEDを5V電源で駆動できますか？

A: はい、ただし電流制限抵抗が必須です。例えば、標準値を使用すると: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85オーム。標準の82または100オーム抵抗が適切ですが、計算は最小/最大V_F.

Q: 温度は輝度にどのように影響しますか？

A: 周囲温度が上昇すると光度は減少します。具体的なデータについては相対強度 vs. 周囲温度曲線を参照してください。高温環境では適切な放熱が重要です。

Q: ビニングコード（CAT、HUE、REF）は私の設計にとって何を意味しますか？

A: これらは色と輝度の一貫性を保証します。均一な外観が重要な用途（例：バックライトアレイ）では、HUE（波長）とCAT（強度）の厳しいビンを指定することが不可欠です。

12. 実用的な使用例

シナリオ: デバイスパネルのための簡単な状態インジケータを設計する。

1. 電源:PCB上で5Vラインが利用可能です。

2. 電流計算:目標 I_F= 20mA。安全設計のために最大V_F(3.7V) を使用: R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65オーム。最も近い標準値は68オームです。

3. 電力チェック:抵抗での消費電力 P = I²R = (0.02)²* 68 = 0.0272W。標準の1/8W（0.125W）抵抗で十分です。

4. PCB設計:68Ω抵抗をLEDのアノードと直列に配置します。穴配置についてはパッケージ寸法に従ってください。カソード（データシートに従って識別）がグランドに接続されていることを確認してください。

5. 組立:リード成形とはんだ付けガイドラインに正確に従い、はんだ接合部をレンズから>3mm離してください。

13. 動作原理

これは半導体発光ダイオード（LED）です。P-N接合（アノードがカソードに対して正）に順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域（InGaNチップ）内で再結合します。この再結合過程は光子（光）の形でエネルギーを放出します。特定の材料組成（InGaN）と半導体層の構造が発せられる光の波長を決定し、この場合は青色スペクトル（～470 nm）です。エポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成します。

14. 技術トレンドと背景

青色InGaN LEDは、固体照明における基礎技術を代表します。効率的な青色LEDの開発は大きな科学的成果であり、白色LED（蛍光体変換による）の創造を可能にし、一般照明に革命をもたらしました。この特定の部品は、バックライトおよび特殊インジケータ目的へのこの技術の応用例です。業界のトレンドは、光束効率（ルーメン/ワット）の向上、演色性の改善、信頼性の向上、および光出力を維持または増加させながらパッケージのさらなる小型化に焦点を当て続けています。