LEDランプ 1003SUGD/S400-A4 データシート - ブリリアントグリーン - 20mA - 3.3V - 50mcd - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度ブリリアントグリーンLEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、優れた発光出力を要求するアプリケーション向けに設計されたシリーズの一部です。InGaNチップ技術を採用し、緑色拡散樹脂で封止されており、鮮やかな緑色発光を実現しています。主な特徴として、110度の広い視野角、自動実装に対応したテープ＆リール供給、RoHSおよび鉛フリー要件への適合が挙げられ、環境配慮と製造互換性を確保しています。

このLEDは、様々な電子アプリケーションにおける信頼性と堅牢性を考慮して設計されています。その構造は、標準動作条件下での安定した性能を優先しており、色や光出力の一貫性が重要な民生用および産業用電子機器の部品として適しています。

2. 技術仕様詳細

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。通常動作での使用を意図したものではありません。

• 連続順方向電流（I_F)）： 25 mA。これはLEDに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（I_FP)）： 100 mA。このパルス電流定格（1/10デューティサイクル、1 kHz）により、マルチプレクシングやストロボ効果など、短時間の高駆動が可能です。
• 逆電圧（V_R)）： 5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、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)）： 90 mW。これはパッケージが放散できる最大電力で、V_F* I_F.
• 動作および保管温度： -40°C から +85°C（動作時）、-40°C から +100°C（保管時）。
• はんだ付け温度： 260°Cで5秒間耐え、標準的な鉛フリーリフロー・プロファイルに対応しています。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、順方向電流20mA、周囲温度25°C（Ta）という標準試験条件で測定されます。ユーザーが期待できる典型的な性能を定義します。

• 光度（I_v)）： 代表値は50ミリカンデラ（mcd）、最小値は16 mcdです。これは緑色光出力の知覚される明るさを定量化します。
• 視野角（2θ_1/2)）： 110度（代表値）。この広い角度は、LEDが広い円錐状に光を放射することを示し、面照明や広い視認性を必要とするインジケータに適しています。
• ピーク波長（λ_p)）： 518 nm（代表値）。これ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)）： 525 nm（代表値）。これは、標準的な人間の観察者がLEDの色と一致すると知覚する単一波長であり、そのブリリアントグリーンの色調を定義します。
• 順方向電圧（V_F)）： 3.3 V（代表値）、20mA時の最大値は4.0 Vです。これは電流制限回路を設計する上で極めて重要です。
• 逆電流（I_R)）： 5V逆バイアス時の最大値は50 µAであり、良好な接合部の完全性を示しています。

3. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下での性能を示すいくつかの特性曲線が記載されています。これらは堅牢な設計に不可欠です。

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、518-525 nm付近を中心とした狭い発光スペクトルを示しており、InGaNベースの緑色LEDの特徴です。指向性曲線は、110度の視野角を視覚的に確認し、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 電気特性と熱特性

順方向電流対順方向電圧（I-V曲線）は、典型的な指数関数的なダイオードの関係を示しています。20mAという典型的な動作点では、電圧は約3.3Vです。設計者は、ドライバーが十分な電圧を供給できることを確認するためにこの曲線を使用する必要があり、特にV_F increases.

相対強度対順方向電流曲線は、低電流領域では一般的に線形であり、安定した色と効率を示しています。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、熱的影響を示しています。光度出力は温度の上昇とともに減少し、順方向電圧は減少します。これは、一貫した明るさを維持するために熱管理が必要であることを強調しています。

4. 機械的仕様とパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

このLEDは、標準的なラジアルリード型ランプパッケージを採用しています。重要な寸法には、リード間隔、ボディ直径、全高が含まれます。フランジ高さは1.5mm未満と規定されています。特に記載がない限り、寸法の標準公差は±0.25mmです。エンジニアは、正確なPCBフットプリント設計のために、詳細な寸法図を参照する必要があります。

4.2 極性識別

極性は、通常、リードの長さ（長いリードがアノード）および/またはLEDレンズまたはボディ上のカソードリード近くのフラットスポット（切り欠き）によって示されます。正しい極性は動作に不可欠です。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

適切な取り扱いは、損傷を防止し、長期信頼性を確保するために重要です。

5.1 リードフォーミング

• 曲げ加工は、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた場所で行い、シール部へのストレスを避けてください。
• はんだ付け前にリードを成形してください。
• 室温でリードを切断してください。
• PCBの穴がLEDリードと完全に一致するようにし、実装ストレスを避けてください。

5.2 はんだ付けプロセス

手はんだ： はんだごて先温度最大300°C（30Wごての場合）、はんだ付け時間はリードあたり最大3秒、接合部からエポキシボールまでの最小距離3mmを維持してください。
フロー/ディップはんだ付け： 最大100°Cまで予熱（最大60秒）、はんだ浴温度最大260°Cで最大5秒間、同じ3mm距離ルールを適用してください。
推奨はんだ付けプロファイルグラフは、温度を急速に上昇させてピーク260°Cに達し、その後制御された冷却を行うことを示唆しています。急冷は避けてください。複数回のはんだ付けは行わないでください。高温時にLEDを機械的衝撃から保護してください。

5.3 洗浄および保管

洗浄が必要な場合は、室温のイソプロピルアルコールを1分以内に使用してください。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。保管時は、温度30°C以下、湿度70%以下の条件を維持してください。3ヶ月を超える長期保管の場合は、窒素と乾燥剤を入れた密閉容器を使用してください。

5.4 熱および静電気対策

熱管理は極めて重要です。動作電流は、周囲温度に基づいてデレーティング曲線を参照して減額する必要があります。LEDの性能は温度に依存します。このデバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時には、標準的なESD予防策（接地された作業台、リストストラップ）を遵守する必要があります。

6. 梱包および発注情報

6.1 梱包仕様

LEDは、防湿・帯電防止バッグに梱包されています。梱包の階層は以下の通りです：
1. 単位数量： 帯電防止バッグあたり1,500個。
2. 内箱： 内箱あたり5バッグ（合計7,500個）。
3. 外箱： 外箱あたり10内箱（合計75,000個）。

6.2 ラベル説明

梱包上のラベルには以下が含まれます：
- CPN： 顧客部品番号。
- P/N： メーカー部品番号（1003SUGD/S400-A4）。
- QTY： 梱包数量。
- CAT/HUE： 主波長に基づくランク/カラービンを表示。
- LOT No.： トレーサブルな製造ロット番号。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮点

7.1 代表的な用途

このLEDは、以下の機器のバックライトおよび状態表示に適しています：
- テレビ
- コンピュータモニター- 汎用コンピュータ機器

7.2 回路設計

常に直列の電流制限抵抗を使用してください。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。堅牢な設計のためには、データシートの最大V_F（4.0V）を使用し、部品公差があってもI_Fが20mAを超えないようにします。例えば、5V電源の場合：R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50Ω。標準的な51Ωまたは56Ωの抵抗が適切です。

7.3 熱設計

複数のLEDを使用する場合や周囲温度が高いアプリケーションでは、放熱のためのPCBレイアウトを考慮してください。LEDを他の発熱部品の近くに配置しないでください。高信頼性アプリケーションでは、必要に応じてアクティブまたはパッシブ冷却を実施し、デレーティング曲線で定義された安全限界内にLED接合部温度を保つようにしてください。

8. 技術比較および差別化

GaP緑色LEDなどの旧来技術と比較して、このInGaNベースのLEDは、はるかに高い輝度（光度）と、より狭いスペクトルおよび高い主波長純度によるより鮮やかなブリリアントグリーン色を提供します。広い110度の視野角は、二次光学系なしで広い視認性が必要な場合に、狭角LEDよりも有利です。RoHS適合および鉛フリーはんだ付け対応により、現代のグローバルな電子機器製造に適しています。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 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、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（λ_d)）は、標準的な人間の観察者がLEDの色と同じであると知覚する単色光の単一波長を表す測色量です。緑色LEDの場合、λ_dはしばしばλ_p.

よりもわずかに長くなります。

9.2 このLEDを25mAで連続駆動できますか？

連続電流の絶対最大定格は25mAですが、標準試験条件および典型的な性能データは20mAで規定されています。25mAで動作させると、より高い光出力が得られる可能性がありますが、電力損失（熱）が増加し、長期信頼性が低下する可能性があります。アプリケーションがわずかな追加の明るさを特に必要とし、熱的影響が管理されている場合を除き、典型的な20mA駆動電流で設計することをお勧めします。

9.3 はんだ付け時の3mm距離ルールはどれほど重要ですか？

非常に重要です。LEDチップを封止しているエポキシ樹脂は高温に敏感です。ボールに近すぎる場所ではんだ付けすると、熱応力が生じ、エポキシ樹脂に微細なクラックが発生したり、早期黄変（光出力低下）を引き起こしたり、さらには即座に故障する可能性があります。常に規定の距離を維持してください。

10. 実践的設計ケーススタディシナリオ

： メインPCB上の安定した5V電源ラインから給電し、この緑色LEDを10個使用したデバイスの状態表示パネルを設計する。:

1. 設計手順電流計算_F： 目標I
2. = LEDあたり20mA。抵抗計算_F： 信頼性のために最悪ケースのV²（4.0V）を使用：R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50Ω。標準的な51Ω、1/8Wまたは1/10Wの抵抗を選択します。抵抗での電力損失：P = I²R = (0.02)
3. * 51 = 0.0204W、定格内です。レイアウト
4. ： 各LEDの近くにその電流制限抵抗を配置します。PCBフットプリントがデータシートの寸法図と一致し、ラジアルリード用の穴があることを確認します。放熱を助けるために、LED間に数ミリメートルの間隔を設けます。実装上の注意

： 実装時に、挿入前にリードを曲げ（必要に応じて）、手はんだガイドライン（最大300°C、最大3秒、3mm距離）に従うよう指示してください。

このシンプルな設計により、製品の寿命にわたって信頼性が高く一貫したインジケータ動作が確保されます。

11. 技術原理

このLEDは、窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップに基づいています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体接合の活性領域に注入されます。それらの再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。InGaN合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接、発光の波長（色）を定義します—この場合は緑色です。緑色拡散樹脂封止材は、チップを保護し、光出力ビームを形成し（110度の視野角を作り出し）、光を拡散させてより均一に見せる役割を果たします。

12. 業界動向