LEDランプ 333-2SYGD/S530-E2 データシート - ブリリアントイエローグリーン - 20mA - 2.0V - 60mW - 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イエローグリーンLEDランプの完全な技術仕様を提供します。本デバイスはAlGaInPチップ技術を用いて設計され、緑色拡散樹脂で封止されており、様々な視野角オプションを備えた信頼性の高い堅牢な照明を必要とする用途を対象としています。本製品は関連する環境規格に準拠しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

本LEDシリーズの主な利点は、高い発光強度、異なる色と強度での入手性、自動組立のためのテープ＆リールなどのパッケージングオプションを含みます。特に優れた輝度を要求する用途向けに設計されています。ターゲット市場および典型的な用途には、テレビ、コンピュータモニター、電話機、その他のコンピューティング機器などのデバイス向けの民生電子機器ディスプレイ、インジケータランプ、バックライトシステムが含まれます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

本セクションでは、標準試験条件（Ta=25°C）で定義されたデバイスの主要な電気的、光学的、熱的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

絶対最大定格は、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。これらは推奨動作条件ではありません。

• 連続順方向電流（IF）：25 mA。この電流を連続して超えると、LEDの寿命と発光出力が低下します。
• ピーク順方向電流（IFP）：60 mA。これは最大許容パルス電流であり、通常1kHzでデューティサイクル1/10の条件下で規定されます。短時間の高電流パルスを伴う用途において極めて重要です。
• 逆電圧（VR）：5 V。この値を超える逆バイアス電圧を印加すると、LED接合部の即時的かつ致命的な故障を引き起こす可能性があります。
• 電力損失（Pd）：60 mW。これは、最大接合温度を超えることなくパッケージが放散できる最大電力であり、順方向電圧（VF）と順方向電流（IF）の積として計算されます。
• 動作・保管温度：本デバイスは-40°Cから+85°Cでの動作、および-40°Cから+100°Cでの保管が定格されています。これらの範囲は、エポキシ樹脂および半導体材料の機械的・化学的安定性を確保します。
• はんだ付け温度（Tsol）：260°C、5秒間。これは、波はんだ付けまたはリフローはんだ付けプロセス中にLEDパッケージが耐えられる最大熱プロファイルを定義します。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、通常動作条件（IF=20mA）におけるデバイスの性能を定義します。Typ.列は期待される中央値を表し、Min.およびMax.は許容される生産バラツキを定義します。

• 光度（Iv）：40-80 mcd（Typ. 80 mcd）。これはミリカンデラで測定されるLEDの知覚される明るさです。広い範囲はビニングプロセスを示しています。設計者は、最悪の明るさシナリオに対して最小値を考慮する必要があります。
• 視野角（2θ1/2）：30度（Typical）。これは、光度がピーク値（軸上）の半分に低下する全角度です。30度の角度は比較的焦点の合ったビームを示し、指向性インジケータに適しています。
• ピーク波長・主波長（λp, λd）：それぞれ575 nmおよび573 nm。ピーク波長は最大放射パワーのスペクトル点です。主波長は知覚される色点です。近い値は、スペクトル的に純粋な黄緑色発光を示しています。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）：20 nm。これは最大強度の半分（半値全幅）におけるスペクトル幅です。20 nmの帯域幅はAlGaInPベースのLEDの特徴であり、良好な色純度を提供します。
• 順方向電圧（VF）：1.7V から 2.4V（Typ. 2.0V）。これは20mAで駆動したときのLED両端の電圧降下です。電源電圧が固定されている場合、電流が最大定格を超えないようにするには、最大VFを考慮して電流制限抵抗またはドライバを設計する必要があります。
• 逆電流（IR）：VR=5V時、10 μA（Max.）。これはデバイスが逆バイアスされたときのリーク電流です。正常なLEDでは通常非常に低くなります。

測定公差：データシートは特定の不確かさを記載しています：VFは±0.1V、Ivは±10%、λdは±1.0nm。これらは精密設計計算に考慮する必要があります。

3. ビニングシステムの説明

提供されたデータは、量産における一貫性を確保するための主要性能パラメータに基づくビニング構造を示唆しています。詳細なビニングマトリックスは完全には説明されていませんが、仕様表とラベルの説明から以下が推測できます：

• 光度／光束ビニング：Ivの範囲40-80 mcdは、デバイスが20mAでの測定出力に基づいてビンに分類されることを示唆しています。梱包ラベルのCATフィールドは、おそらくこのランクまたはカテゴリを示しています。
• 波長／色ビニング：ラベルのHUEフィールドは主波長（λd）に対応します。代表値が573 nmであることを考慮すると、生産ロットは特定の主波長で特性評価され、アプリケーション内での色の一貫性を維持するためにラベル付けされている可能性があります。
• 順方向電圧ビニング：VFの範囲1.7Vから2.4Vは、LEDが順方向電圧特性によってもグループ化される可能性があることを示しています。並列回路でVFを一致させることは、均一な電流分担を達成するのに役立ちます。

4. 性能曲線分析

代表的な特性曲線は、様々な条件下でのデバイスの動作に関する重要な洞察を提供し、堅牢な回路および熱設計に不可欠です。

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グラフィカルに表し、約575 nm付近にピークを持ち、半値全幅が約20 nmであることを示しています。可視スペクトルの黄緑色領域を中心とした、光出力の単色性を確認します。

4.2 指向性パターン

指向性（または放射パターン）曲線は、光の空間分布を示します。提供された30度の視野角はこのパターンから導き出されます。曲線形状はドームレンズを備えた標準LEDランプに典型的で、ほぼランバートまたはわずかに焦点の合った放射プロファイルを示しています。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

この曲線は、ダイオードに典型的な電流と電圧の指数関数的関係を示します。膝電圧は約1.8V-2.0Vです。この点を超えると、わずかな電圧の増加が大きな電流の増加を引き起こし、LEDを駆動する際には電圧制御ではなく電流制御が極めて重要であることを強調しています。

4.4 相対強度 vs. 順方向電流（L-I曲線）

この曲線は、駆動電流と光出力の関係を示します。推奨動作範囲内では一般的に線形ですが、非常に高い電流では飽和し、最終的に劣化します。代表的な20mAで動作させることで、効率、明るさ、寿命の良好なバランスが確保されます。

4.5 熱特性

以下の曲線は極めて重要です：相対強度 vs. 周囲温度および順方向電流 vs. 周囲温度（一定電圧時）。これらは、内部量子効率の低下と非放射再結合の増加により、周囲温度が上昇すると発光出力が減少することを示しています。逆に、印加電圧が固定されている場合、ダイオードの順方向電圧は負の温度係数を持つため、順方向電流は温度とともに増加します。これは、定電流ドライバで適切に管理しない場合、潜在的な熱暴走シナリオを生み出します。

5. 機械的およびパッケージング情報

5.1 パッケージ寸法と図面

データシートには詳細な寸法図が含まれています。図面および注記から導き出される主要仕様には以下が含まれます：すべての寸法はミリメートル（mm）、フランジ高さは1.5mm未満、特に指定がない限り一般公差は±0.25mm。図面は、リード間隔、ボディサイズ、および全体形状を定義しており、PCBフットプリント設計（ランドパターン）に不可欠です。

5.2 極性識別

提供されたテキストでは明示的に詳細化されていませんが、標準LEDランプは通常、レンズの平らなエッジ、短いリード、またはパッケージ上のマーキングによってカソード（負極リード）を識別します。PCBフットプリントは、組立時の正しい向きを確保するためにこの極性に合わせて設計する必要があります。

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、デバイスの信頼性と性能を維持するために不可欠です。

6.1 リード成形

• 曲げは、応力亀裂を防ぐために、エポキシバルブベースから少なくとも3mm離れた場所で行う必要があります。
• 成形ははんだ付けの前に行う必要があります。
• 熱衝撃を避けるため、室温でリードを切断してください。
• PCBの穴は、取り付け応力を避けるために、LEDリードと完全に一致させる必要があります。

6.2 保管条件

• 受領時は、温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%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、窒素雰囲気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 はんだ付けプロセス

重要なルール：はんだ接合部からエポキシバルブまでの最小距離を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のはんだごて）、はんだ付け時間最大3秒。
• 波はんだ／ディップはんだ：予熱温度最大100°C（最大60秒）。はんだ浴温度最大260°C、最大浸漬時間5秒。
• 熱応力を最小限に抑えるために従うべき、推奨はんだ付け温度プロファイルが提供されています。
• デバイスが熱いうちのはんだ付け中および直後は、リードに機械的応力をかけないでください。
• ディップ／手はんだ付けを複数回行わないでください。
• ピークはんだ付け温度から徐冷してください。急冷は避けてください。

6.4 洗浄

• 必要な場合のみ、室温のイソプロピルアルコールを使用して1分以内に洗浄してください。風乾してください。
• 超音波洗浄は強く推奨されません。絶対に必要な場合は、超音波エネルギーが内部ダイボンドやエポキシパッケージを損傷する可能性があるため、安全な電力レベルと時間を決定するための広範な事前評価試験が必要です。

6.5 熱管理

効果的な熱管理は、LEDの性能と寿命にとって最も重要です。データシートで参照されているデレーティング曲線に示されているように、より高い周囲温度では電流を適切にデレートする必要があります。設計では、通常、十分なサーマルリリーフを備えたPCB、サーマルビア、または高電力用途の場合は外部ヒートシンクを使用して、LEDボディ周囲の温度を制御する必要があります。

6.6 静電気放電（ESD）保護

これらのLEDは静電気放電に敏感です。ESDは潜在的な損傷または即時の故障を引き起こす可能性があります。常に、接地されたリストストラップと導電性マットを使用して、ESD保護エリアで部品を取り扱ってください。すべての組立および取り扱いプロセス中に、ESD安全な包装および設備を使用してください。

7. 包装および注文情報

7.1 包装仕様

デバイスは、輸送および取り扱い中の機械的および静電気的損傷を防ぐために包装されています。

• 一次包装：帯電防止バッグ。
• 二次包装：5袋入りの内箱。
• 三次包装：10個の内箱入りの外箱。
• 包装数量：バッグあたり最小200から500個。したがって、1つの外箱には10,000から25,000個が含まれます（内箱10個 * 5袋 * 200-500個/袋）。

7.2 ラベル説明

包装ラベルには、トレーサビリティと識別のためのいくつかのコードが含まれています：

• CPN：顧客部品番号。
• P/N：メーカー生産番号（例：333-2SYGD/S530-E2）。
• QTY：バッグ内の個数。
• CAT：ランクまたは性能カテゴリ（おそらく光度ビンに関連）。
• HUE：主波長コード。
• REF：参照コード。
• LOT No：トレーサビリティのための製造ロット番号。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは以下の用途に適しています：

• 状態インジケータ：その高輝度と焦点の合った視野角により、民生電子機器（TV、モニター、電話機、コンピュータ）の電源、動作、またはモードインジケータ。
• バックライト：均一で明るい照明が必要な小型LCDパネルのエッジ照明またはアイコンバックライト。
• フロントパネルディスプレイ：ボタン、スイッチ、またはパネルメーターの照明。

8.2 重要な設計上の考慮事項

• 電流制限：常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。抵抗値は、最悪条件（最小VF）下でも電流が25mAを決して超えないように、最大順方向電圧（2.4V）を使用して計算してください。式：R = (電源電圧 - VF_max) / 希望電流。
• 熱設計：温度が光出力と順方向電圧に及ぼす悪影響を考慮してください。特に高い周囲温度環境や密閉空間では、十分なPCB銅面積または他の放熱手段を提供してください。
• ESD保護：ユーザーインターフェースまたは外部コネクタに接続されるLEDアノード/カソードの信号線にESD保護ダイオードを組み込んでください。
• 光学設計：30度の視野角は比較的狭いビームを提供します。より広い照明が必要な場合は、拡散レンズの使用またはより広い固有視野角を持つLEDの選択を検討してください。

9. 技術比較および差別化

特定の競合部品との直接比較は提供されていませんが、そのデータシートに基づくこのLEDの主要な差別化機能は以下の通りです：

• チップ技術：AlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）半導体材料を使用しており、従来技術と比較して琥珀色、黄色、緑色光の生成に非常に効率的です。
• 輝度：20mAで代表的な光度80 mcdを提供し、この色の標準ランプパッケージとしては競争力があります。
• 堅牢性：データシートは信頼性の高い堅牢な構造を強調し、標準的な組立プロセスに耐えることに焦点を当てた設計を示唆する詳細な取り扱いおよびはんだ付けガイドラインを提供しています。
• 適合性：鉛フリーおよびRoHS準拠と記載されており、電子部品の現代的な環境規制を満たしています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: より明るくするために、このLEDを30mAで駆動できますか？

A: できません。連続順方向電流の絶対最大定格は25 mAです。30mAで動作するとこの定格を超え、LEDの寿命を大幅に短縮し、急速な光束減衰を引き起こし、致命的な熱故障につながる可能性があります。

Q2: 私の電源は5Vです。20mAの駆動電流にはどの値の抵抗を使用すべきですか？

A: 安全な設計のために、最悪条件（最大）VFの2.4Vを使用してください。R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 オーム。最も近い標準的な高い値は150オームです。150オームでは、電流は約(5V - 2.0V)/150 = 20mA（代表VFを使用）となり、安全です。常に抵抗での電力損失を確認してください：P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W、したがって標準の1/8W（0.125W）抵抗で十分です。

Q3: 私のデバイスが熱くなると、なぜ光出力が暗くなるのですか？

A: これは相対強度 vs. 周囲温度曲線に示されているように、LEDの基本的な特性です。半導体材料の効率は接合温度の上昇とともに低下し、同じ量の電流に対してより少ない光を生成します。設計における改善された熱管理は、この影響を軽減できます。

Q4: これらのLEDをはんだ付けした後、PCBを洗浄するために超音波洗浄を使用できますか？

A: 強く推奨されません。データシートは、電力と組立条件によっては超音波洗浄がLEDを損傷する可能性があると述べています。使用する必要がある場合は、徹底的な事前評価試験を実施する必要があります。より安全な代替方法は、イソプロピルアルコールと柔らかいブラシを使用するか、はんだ付け後の洗浄を必要としないノークリンフラックスを使用することです。

11. 実践的な設計および使用事例

シナリオ：ネットワークルーター用の状態インジケータクラスタの設計。

設計者は、電源、インターネット、Wi-Fi、および2つのイーサネットポート用に5つの明るい黄緑色インジケータを必要としています。彼らはその輝度と色のためにこのLEDを選択します。

• 回路設計：ルーターの内部ロジック電源は3.3Vです。最大VF 2.4Vと目標電流18mA（マージンを追加するため）を使用すると、抵抗値は(3.3V - 2.4V) / 0.018A = 50 オームです。51オームの標準抵抗が選択されます。抵抗あたりの電力は(0.018^2)*51 ≈ 0.0165Wです。
• PCBレイアウト：PCBフットプリントはパッケージ寸法図に正確に従って作成されます。小さなサーマルリリーフスポークがLEDパッドをより大きなグランドプレーンに接続し、はんだ付けを困難にすることなく放熱を助けます。
• 組立：組立業者はガイドラインに従います：ESD保護を使用し、配置前にリードを成形し（必要な場合）、ピーク温度が260°Cを超えない推奨リフロープロファイルに従います。
• 結果：LEDは明確で明るい表示を提供し、5つのユニットすべてで一貫した色を示し、適切な熱および電気設計により製品は信頼性試験に合格します。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体p-n接合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。チップ材料はAlGaInPです。ダイオードのオン電圧（約1.7-2.0V）を超える順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が接合部を越えて注入されます。これらの電荷キャリアは半導体の活性領域で再結合します。これらの再結合の大部分は放射的であり、光子（光）の形でエネルギーを放出することを意味します。573-575 nm（黄緑色）の特定の波長は、チップの活性層で使用されるAlGaInP合金組成のバンドギャップエネルギーによって決定されます。緑色拡散エポキシ樹脂パッケージは、チップを保護し、光出力ビームを形成するための一次レンズとして機能し、光を拡散させてより均一な外観を作り出します。

13. 技術トレンドと背景

このコンポーネントは、単色インジケータLEDの成熟した主流技術を代表しています。AlGaInPベースのLEDは、高効率の赤色、琥珀色、黄緑色発光の標準です。このようなデバイスに関連する現在の業界トレンドには以下が含まれます：

• 効率向上：継続的な研究は、これらの材料の内部量子効率（IQE）と光取り出し効率（LEE）を改善し、同じ入力電流でのより高い光度、またはより低い電力での同じ輝度をもたらすことを目指しています。
• 小型化：これは標準的なランプパッケージですが、より広いトレンドは高密度PCB設計のためのより小さな表面実装デバイス（SMD）パッケージ（例：0402、0201）に向かっていますが、多くの場合、総光出力と放熱能力とのトレードオフがあります。
• 信頼性の向上：エポキシ樹脂配合、ダイボンド材料、ワイヤーボンディング技術の改善により、LEDの動作寿命と温度耐性が向上し続けています。
• スマート統合：照明におけるマクロトレンドは、制御回路（ドライバ、通信）をLEDパッケージに直接統合し、スマートコンポーネントを作成することです。この特定の部品は個別のダムLEDですが、その基本パラメータを理解することは、より統合されたソリューションを扱うための基礎となります。