LEDランプ 1003SUBD/S400-A6 データシート - ブルー拡散 - 468nmピーク波長 - 20mcd光度 - 3.3V順電圧 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度ブルー拡散LEDランプの技術仕様を提供します。このデバイスは、信頼性の高い性能と一貫した光出力を必要とするアプリケーション向けに設計されています。広い視野角を特徴とし、自動実装プロセスに対応したテープ＆リール梱包で提供されます。

1.1 主な特長

• 高輝度：優れた光度を要求するアプリケーション向けに設計されています。
• 広視野角：広い照射範囲を実現するため、典型的な視野角（2θ1/2）は110度です。
• 堅牢な構造：様々な動作条件下での信頼性と長寿命のために構築されています。
• 環境適合性：本製品は鉛フリー（Pb-free）であり、関連する環境規制に適合しています。
• 梱包の柔軟性：大量生産・自動化製造を容易にするため、テープ＆リールで提供可能です。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、以下のような様々なインジケータおよびバックライト用途に適しています：

• テレビ
• コンピュータモニター
• 電話機
• 一般的なコンピュータ周辺機器および民生電子機器

2. 技術パラメータ分析

以下のセクションでは、データシートに規定された主要な技術パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

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がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 連続順電流（IF）：25 mA。これは連続的に印加できる最大の直流電流です。
• ピーク順電流（IFP）：デューティサイクル1/10、1kHzで100 mA。パルス動作に適しています。
• 逆電圧（VR）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、破壊を引き起こす可能性があります。
• 電力損失（Pd）：90 mW。Ta=25°Cにおいてパッケージが放散できる最大電力です。
• 動作・保管温度：-40°C ～ +85°C（動作）、-40°C ～ +100°C（保管）。
• はんだ付け温度（Tsol）：5秒間260°C。リフローはんだ付けプロファイルの許容範囲を定義します。

2.2 電気光学特性 (Ta=25°C)

これらのパラメータは標準試験条件（IF=20mA）で測定され、デバイスの性能を定義します。

• 光度（Iv）：代表値は20ミリカンデラ（mcd）、最小値は10 mcdです。これは知覚される明るさを定量化します。
• 視野角（2θ1/2）：110度（代表値）。光度がピーク値の半分になる角度です。
• ピーク波長（λp）：468 nm（代表値）。スペクトル放射が最も強い波長です。
• 主波長（λd）：470 nm（代表値）。人間の目が単一波長として知覚する波長です。
• 順電圧（VF）：3.3 V（代表値）、20mA時で2.7 Vから4.0 Vの範囲です。駆動回路設計において重要です。
• 逆電流（IR）：VR=5V時、最大50 µA。逆バイアス時のリーク電流を示します。

3. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイスの挙動を示すいくつかの特性曲線が含まれています。

3.1 スペクトル分布

相対強度 vs. 波長曲線は、約468 nmにピークを持ち、典型的なスペクトル帯域幅（Δλ）が35 nmであることを示しており、拡散樹脂による広い光拡散を伴う青色発光を確認できます。

3.2 電気的・熱的挙動

• 順電流 vs. 順電圧（IV曲線）：ダイオードに典型的な指数関数的関係を示します。代表順電圧3.3Vでは、電流は20 mAです。
• 相対強度 vs. 順電流：光度は電流とともに増加しますが、完全に線形ではない場合があります。設計者は、正確な駆動電流計画のために曲線を参照する必要があります。
• 相対強度 vs. 周囲温度：周囲温度が上昇すると、一般に光出力は減少します。輝度を維持するためには、適切な放熱が重要です。
• 順電流 vs. 周囲温度：電圧を固定した場合、ダイオードの負の温度係数により、順電流は温度とともに変化する可能性があります。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なランプスタイルのパッケージで提供されます。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（mm）です。
• フランジ高さは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。

設計者は、正確なリード間隔、ボディサイズ、および推奨PCBフットプリントについては、データシートの詳細な寸法図を参照する必要があります。

4.2 極性識別

カソードは通常、LEDレンズの平らな側面または短いリードで示されます。このモデルの具体的な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。

5. はんだ付け・実装ガイドライン

これらのガイドラインを遵守することは、信頼性を確保し、組立工程中の損傷を防止するために重要です。

5.1 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。
• はんだ付け前に成形を行ってください。
• パッケージに応力を加えないでください。リードは室温で切断してください。
• PCBの穴がLEDリードと完全に一致するようにし、実装応力を避けてください。

5.2 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：はんだごて先端温度最大300°C（最大30W）、はんだ付け時間最大3秒。
• フロー/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、5秒間。
• 複数回のはんだ付けサイクルは避けてください。リードが熱いうちに応力を加えないでください。
• LEDを機械的ショックを与えずに、室温まで徐々に冷却させてください。

5.3 保管条件

• 受領後は、温度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、結露を防ぐために避けてください。

5.4 洗浄

洗浄が必要な場合：

• 室温のイソプロピルアルコールを1分以内で使用してください。
• 室温で自然乾燥させてください。
• LEDを損傷する可能性があるため、絶対に必要で事前に適合性が確認されていない限り、超音波洗浄は避けてください。

6. 梱包・発注情報

6.1 梱包仕様

LEDは、静電気放電（ESD）と湿気による損傷を防ぐために梱包されています。

• 一次梱包：帯電防止バッグ。
• 数量：バッグあたり200～500個。内箱あたり5袋。外箱あたり10個の内箱。

6.2 ラベル説明

梱包のラベルには、以下のコードが含まれる場合があります：

• 顧客部品番号（CPN）
• 生産番号（P/N）
• 数量（QTY）
• 品質/性能ランク（CAT）
• 主波長（HUE）
• ロット番号（LOT No.）

7. アプリケーションノートと設計上の考慮点

7.1 熱管理

効果的な熱管理は、LEDの性能と寿命にとって不可欠です。順電圧は負の温度係数を持ちます。電圧を固定した状態で接合温度が上昇すると、電流が増加し、制御されない場合、熱暴走を引き起こす可能性があります。90 mWの電力損失（Pd）定格は遵守しなければなりません。高温環境または高駆動電流での動作では、関連する温度ディレーティング曲線（データシートの注記に示唆）に従って電流をディレーティングする必要があります。設計者は、接合温度を安全な限界内に保つために、十分なPCB銅面積または他の放熱方法を確保する必要があります。

7.2 回路設計

代表順電圧が3.3V、最大4.0Vであるため、約2.7Vを超える電圧源に接続する場合は、電流制限抵抗または定電流ドライバが必須です。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (供給電圧 - LEDのVf) / 希望電流。計算に最大Vf（4.0V）を使用することで、デバイス間のばらつきがあっても電流が限界を超えないようにします。安定した輝度を必要とするアプリケーションでは、単純な抵抗よりも定電流ドライバの使用が推奨されます。

7.3 光学設計

拡散樹脂パッケージは広い（110°）視野角を提供し、広範囲の照射を必要とするアプリケーションや様々な角度から視認可能なインジケータに適しています。青色（468-470nm）は、ステータスインジケータ、バックライト、または装飾照明によく使用されます。設計者は、光度（代表値20 mcd）を考慮し、意図した視認距離と周囲光条件に対して十分な明るさを確保する必要があります。

8. 技術比較と差別化

具体的な競合データはここでは提供されていませんが、このLEDのデータシートに基づく主な差別化要因には、標準ランプパッケージとしては比較的高い代表光度（20 mcd）、拡散樹脂による広い110度の視野角、堅牢な絶対最大定格（25mA連続電流）の組み合わせが含まれます。テープ＆リールでの提供により、民生電子機器製造で一般的な自動化されたコスト重視の大量生産ラインにおいて競争力があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（468 nm）は、LEDが最も多くの光パワーを放射する物理的な波長です。主波長（470 nm）は、人間の目がLEDの光の色に一致すると知覚する心理物理学的な単一波長です。特に単色光源でない場合、これらはしばしば近い値ですが、同一ではありません。

9.2 より明るくするために30mAで駆動できますか？

できません。連続順電流（IF）の絶対最大定格は25 mAです。この定格を超えると、デバイスに永久的な損傷を与えるリスクがあり、信頼性保証も無効になります。より高い輝度が必要な場合は、より高い駆動電流に対応したLEDを選択してください。

9.3 "Pb free"およびRoHS適合宣言はどのように解釈すればよいですか？

"Pb free"は、デバイスが意図的に鉛を含まないことを意味します。"The product itself will remain within RoHS compliant version"という記述は、LEDコンポーネントが電気電子機器における特定の有害物質（鉛、水銀、カドミウムなど）の使用を制限するRoHS指令に適合していることを示しています。ただし、設計者は最終的に組み立てられた製品全体の適合性を確認する必要があります。

10. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：ネットワークルーターのステータスインジケータを設計する。

1. 要件：部屋の向こう側からも視認可能な青色の電源/動作中インジケータ。
2. 選択：青色で良好な光度を持つため、このLEDが適しています。
3. 回路設計：ルーターの内部電源ラインは5Vです。代表Vf 3.3Vと目標電流20 mAを使用すると、直列抵抗は R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 オームとなります。標準的な82または100オームの抵抗が選択されます。最悪ケースのチェックに最大Vf（4.0V）を使用すると：(5V-4V)/82Ω ≈ 12.2 mAとなり、これは可視光の最小値よりも依然として高い値です。
4. レイアウト：PCBフットプリントはデータシートのパッケージ寸法と一致します。リード周囲に少量の銅を配置することで放熱を助けます。
5. 実装：LEDはテープ＆リールフィーダーを介して配置されます。基板は、5秒間260°Cのプロファイルに従ったリフロー工程を経ます。

11. 動作原理

このデバイスは発光ダイオード（LED）です。半導体材料（青色光の場合はInGaN）におけるエレクトロルミネッセンスの原理で動作します。p-n接合に順電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、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）がバンドギャップエネルギー、したがって放出される光の波長（色）を決定し、この場合は青色です。拡散エポキシ樹脂封止材は光を散乱させ、クリアレンズと比較してより広い視野角と柔らかい外観を生み出します。

12. 技術トレンド

LED技術は、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性、および低コストに向けて進化し続けています。これは標準的なインジケータLEDですが、業界全体のトレンドとしては、パッケージの小型化（例：0603から0402、さらに小さなSMDサイズへ）、複数チップの統合（RGB、白色）、UV-C消毒、園芸照明、高速可視光通信（Li-Fi）などの特殊用途向けLEDの開発が含まれます。インジケータ用途では、信頼性、コスト効率、および実装の容易さが主要な推進要因であり続けています。