LEDランプ 333-2SYGC/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 - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、333-2SYGC/S530-E2 LEDランプの完全な技術仕様を提供します。この部品は、コンパクトなフォームファクタにおいて高輝度かつ信頼性の高い性能を必要とする用途向けに設計された表面実装デバイス (SMD) です。LEDは、水色透明樹脂パッケージに封止されたAlGaInP (アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン) 半導体チップにより実現された、鮮やかな黄緑色光を放射します。この組み合わせにより、優れた光度と色純度が得られます。

本シリーズは、堅牢な構造、鉛フリー (Pb-free) 対応、RoHS (有害物質使用制限) 指令への準拠を特徴とし、現代の電子機器製造に適しています。自動実装プロセスに対応したテープ&リール供給が可能であり、大量生産をサポートします。

1.1 主な用途

このLEDランプの主な用途分野は、民生および産業用電子機器におけるバックライトおよび状態表示です。典型的な使用例は以下の通りです：

• テレビ
• コンピュータモニター
• 電話機
• デスクトップおよびノートパソコン

その設計は、明確な黄緑色信号が必要とされるインジケータ機能とエリア照明の両方に適しています。

2. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

このセクションでは、データシートに定義されている主要な電気的、光学的、熱的パラメータの詳細な分析を提供します。これらの値を理解することは、適切な回路設計と長期信頼性の確保に不可欠です。

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生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらは通常動作条件ではありません。

• 連続順方向電流 (IF)：25 mA。これは、LEDの性能や寿命を劣化させることなく連続的に印加できる最大直流電流です。
• ピーク順方向電流 (IFP)：60 mA。この定格は、1kHz、デューティ比1/10のパルス動作に適用されます。より高い電流を短時間印加することを可能にし、マルチプレクシングやより高い瞬間輝度の達成に有用です。
• 逆電圧 (VR)：5 V。逆方向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 (Pd)：60 mW。これは、周囲温度 (Ta) 25°Cにおいてパッケージが熱として放散できる最大電力です。この限界を超えて動作させる場合は、注意深い熱管理が必要です。
• 動作・保管温度：デバイスは-40°Cから+85°Cで動作し、-40°Cから+100°Cで保管できます。
• はんだ付け温度 (Tsol)：リードは5秒間260°Cに耐えることができ、標準的な鉛フリーリフローはんだ付けプロファイルと互換性があります。

2.2 電気・光学特性

これらのパラメータは、標準試験条件 (Ta=25°C, IF=20mA) で測定され、デバイスの典型的な性能を表します。

• 光度 (Iv)：400 mcd (最小), 800 mcd (標準)。これは、特定の方向に放射される可視光の量を指定します。高い標準値は、多くのインジケータ用途に適した明るい出力を示しています。
• 指向角 (2θ1/2)：10° (標準)。この狭い指向角は、光度が小さな円錐内に集中した指向性の高いビームであることを示しています。これは、光を正確に指向させる必要がある用途に理想的です。
• ピーク・主波長 (λp, λd)：それぞれ約575 nmおよび573 nm。これにより、放射色は可視スペクトルの黄緑色領域に確実に位置付けられます。ピーク波長と主波長の値が近いことは、良好な色飽和度を示しています。
• スペクトル放射帯域幅 (Δλ)：20 nm (標準)。これは、放射光の最大強度の半分におけるスペクトル幅 (半値全幅 - FWHM) を定義します。20 nmの値は、単色LEDでは典型的です。
• 順方向電圧 (VF)：20mA時、2.0 V (標準), 2.4 V (最大)。これは、動作時のLED両端の電圧降下です。定電流回路の設計に極めて重要です。データシートでは、このパラメータの測定不確かさは±0.1Vと注記されています。
• 逆電流 (IR)：VR=5V時、10 μA (最大)。これは、LEDが逆バイアスされたときのリーク電流です。

3. 性能曲線分析

データシートには、LEDの性能が異なる動作条件でどのように変化するかを示すいくつかの特性曲線が含まれています。これらのグラフは、単一点の仕様を超えた動作を理解するために不可欠です。

3.1 相対強度 vs. 波長

この曲線は、放射光のスペクトルパワー分布を示します。約575 nm (黄緑) でピークを持ち、典型的なFWHMは20 nmであり、出力の単色性を確認します。

3.2 指向性パターン

この極座標プロットは10°の指向角を視覚化し、観測角が中心軸 (0°) から離れるにつれて光度が急激に減少する様子を示しています。

3.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (IV特性)

このグラフは、半導体ダイオードの電流 (I) と電圧 (V) の間の指数関数的関係を示しています。設計者にとっては、順方向電圧の小さな変化が電流の大きな変化につながる可能性があることを強調し、定電流ドライバまたは適切に計算された電流制限抵抗を使用することの重要性を強調しています。

3.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力 (強度) が順方向電流とともに増加することを示していますが、特に高電流では完全に線形ではありません。また、非常に高い電流では効率 (ルーメン毎ワット) が低下する可能性があることも示唆しています。

3.5 熱特性

以下の曲線は、相対強度 vs. 周囲温度および順方向電流 vs. 周囲温度熱管理にとって極めて重要です。一般的に、LEDの光出力は接合温度が上昇すると減少します。さらに、固定の駆動電圧では、ダイオードの順方向電圧の負の温度係数により、順方向電流は温度とともに増加します。適切に管理されない場合、これは熱暴走につながる可能性があり、定電流駆動をさらに重要にします。

4. 機械的仕様およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なランプスタイルのSMDパッケージで提供されます。寸法図には、本体の長さ、幅、高さ、リード間隔、フランジの詳細を含むすべての重要な寸法が指定されています。図面からの主な注記は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル (mm) です。
• フランジの高さは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。

これらの寸法は、PCBフットプリント設計にとって極めて重要であり、適切なフィットとはんだ付けを保証します。

4.2 極性識別

カソード (負極) リードは、通常、レンズ上の平坦部、パッケージの切り欠き、または短いリードによって示されます。データシートの寸法図にはカソードが明確にマークされているはずです。損傷を防ぐために、組立時に正しい極性を守る必要があります。

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、LEDの完全性と性能を維持するために不可欠です。

5.1 リード成形

• 曲げ加工は、エポキシボールの基部から少なくとも3mm離れた場所で行う必要があります。
• リードははんだ付けの soldering.
• 前に成形してください。曲げ加工中にパッケージにストレス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ことを確認し、実装ストレスを避けてください。

5.2 保管

• 温度30°C以下、相対湿度 (RH) 70%以下で保管してください。
• 出荷後の上記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を避け、結露を防止してください。

5.3 はんだ付けプロセス

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)。
• リードあたりのはんだ付け時間：最大3秒。

フローまたはディップはんだ付け：

• 予熱温度：最大100°C (最大60秒間)。
• はんだ浴温度：最大260°C。
• はんだ付け時間：最大5秒。

はんだ付けに関する一般的な注意：

• 高温時のリードへのストレスを避けてください。
• はんだ付け (ディップ/手はんだ) は一度だけ行ってください。
• LEDが室温まで冷却するまで、機械的衝撃から保護してください。
• ピーク温度からの急激な冷却を避けてください。
• 信頼性の高いはんだ接合が得られる最低限の温度を使用してください。

5.4 洗浄

• 必要に応じて、室温のイソプロピルアルコールで1分以内にのみ洗浄してください。
• 室温で自然乾燥させてください。
• 超音波洗浄は絶対に必要な場合を除き、十分な事前評価試験を行った後にのみ使用してください。内部構造を損傷する可能性があります。

6. 熱管理と信頼性

効果的な放熱は、LEDの性能と寿命にとって最も重要です。

• 熱管理は、初期のアプリケーション設計段階で考慮する必要があります。
• 動作電流は、仕様書に記載されているデレーティング曲線を参照し、周囲温度に基づいて適切にデレーティングする必要があります。
• 最終アプリケーションにおけるLED周囲の温度は制御されなければなりません。過度の熱は光出力の低下 (光束減衰) を引き起こし、デバイスの動作寿命を大幅に短縮する可能性があります。

7. 静電気放電 (ESD) 保護

ほとんどの半導体デバイスと同様に、このLEDは静電気放電 (ESD) に敏感です。データシートはESD対策の重要性を強調しています。生産、組立、取り扱いのすべての段階で、標準的なESD取り扱い手順に従わなければなりません：

• 接地された作業台とリストストラップを使用してください。
• 部品は静電気防止包装 (梱包仕様に示されている通り) で保管および輸送してください。
• 静電気を発生させる可能性のある絶縁材料との接触を避けてください。

8. 梱包および発注情報

8.1 梱包仕様

LEDは湿気と静電気放電から保護するために梱包されています：

1. 一次梱包：最小200個から500個が1つの静電気防止バッグに入れられます。
2. 二次梱包：5つのバッグが1つの内箱に入れられます。
3. 三次梱包：10個の内箱が1つの外箱に梱包されます。

8.2 ラベル説明

包装上のラベルには、トレーサビリティと識別のための重要な情報が含まれています：

• CPN：顧客部品番号
• P/N：メーカー部品番号 (例：333-2SYGC/S530-E2)
• QTY：バッグ/箱内の数量
• CAT / Ranks：性能ビニング (例：光度グレード) を示している可能性があります。
• HUE：主波長値。
• 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。

9. アプリケーション提案および設計上の考慮点

9.1 回路設計

LEDは常に定電流源または電流制限抵抗と直列接続された電圧源で駆動してください。抵抗値は、標準順方向電圧 (2.0V) と所望の動作電流 (例：20mA)、電源電圧を考慮して計算します：R = (V_電源 - Vf_LED) / I_LED。十分な定格電力の抵抗を選択してください。

9.2 PCBレイアウト

PCBフットプリントはパッケージ寸法に正確に従って設計してください。高電流または高周囲温度で動作する場合は、LEDのカソード/アノードパッド周囲に十分な銅面積または熱ビアを確保し、放熱を助けてください。

9.3 光学設計

10°の狭い指向角により、このLEDは集光ビームが必要な用途や、光が隣接領域に漏れないようにする必要がある用途に適しています。より広い照明が必要な場合は、二次光学部品 (例：レンズや拡散板) が必要になります。

10. 技術比較と差別化

直接比較には競合他社の具体的なデータが必要ですが、このLEDのデータシートに基づく主な差別化機能は以下の通りです：

• 高輝度：800 mcdの標準光度は、標準ランプパッケージとしては顕著です。
• 狭い指向角：10°のビームは指向性が非常に高く、用途によっては利点にも制約にもなります。
• AlGaInPチップ技術：この材料システムは、黄色、オレンジ、赤色スペクトル領域での高効率で知られており、黄緑色においても良好な性能を提供します。
• 堅牢なパッケージングとガイドライン：詳細な取り扱いおよびはんだ付け指示は、信頼性の高い製造をサポートします。

11. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

Q1: このLEDを最大連続電流の25mAで駆動できますか？

A1: はい、ただし優れた熱管理を確保する必要があります。LEDの寿命と光出力の安定性は、試験条件である20mAなどのより低い電流で動作させた方が良くなります。寿命曲線やデレーティング曲線が利用可能な場合は常に参照してください。

Q2: なぜ指向角が10°と非常に狭いのですか？

A2: 狭い角度は、パッケージレンズの設計とチップ配置の結果です。光を狭いビームに集中させ、正面方向の光度 (カンデラ) を最大化します。これは、ユーザーがLEDを正面から見るパネルインジケータに理想的です。

Q3: "Water Clear" 樹脂とはどういう意味ですか？

A3: 封止用エポキシ樹脂が透明で無色であることを意味します。これにより、AlGaInPチップ本来の色 (黄緑) が、パッケージ自体による着色や拡散なしに放射されます。

Q4: リード曲げおよびはんだ付けにおける3mmの距離はどれほど重要ですか？

A4: 非常に重要です。エポキシボールに近い場所での曲げやはんだ付けは、機械的および熱的ストレスを内部の敏感な半導体ダイやワイヤボンドに直接伝達し、即時故障または潜在的な信頼性問題を引き起こす可能性があります。

12. 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状態表示インジケータの設計。

LEDは、装置の正面から明確に見える必要があります。5V電源ラインが利用可能です。

1. 選択：高輝度と明確な色から、333-2SYGC/S530-E2が選択されました。
2. 回路計算：目標電流 = 20mA。標準Vf = 2.0Vを使用。抵抗 R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 オーム。最も近い標準値は150Ω。抵抗での電力損失：P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W。標準の1/8W (0.125W) 抵抗で十分です。
3. PCB設計：フットプリントは寸法図に正確に従って作成されます。LEDはルーターの前面パネルの小さな開口部の後ろに配置されます。狭い10°の指向角により、光は開口部からまっすぐ外に向けられ、損失を最小限に抑えます。
4. 組立：部品はテープ&リールを使用して実装されます。PCBはリフローはんだ付けプロセスを受け、260°Cで5秒間のプロファイルに従います。

13. 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に基づいて動作します。活性領域はAlGaInPで構成されています。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活性領域に注入されます。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。AlGaInP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、それが今度は放射光の波長 (色) を定義します—この場合は黄緑色 (~573-575 nm)。水色透明エポキシ樹脂はチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成し (レンズ効果)、半導体材料からの光取り出しを向上させます。

14. 技術トレンドと背景

AlGaInPベースのLEDは、黄緑色を含むアンバーから赤色の色範囲において、成熟した高効率技術を代表しています。このような部品の背景を提供する、より広範なLED業界の主なトレンドは以下の通りです：

• 効率向上：継続的な材料およびパッケージング研究により、発光効率 (ルーメン毎ワット) はさらに高められ続けています。
• 小型化：これは標準パッケージですが、業界のトレンドは高密度アプリケーション向けにますます小さなチップスケールパッケージ (CSP) に向かっています。
• スマート統合：将来的には、ドライバ、コントローラ、またはセンサと統合された単一モジュールとしてのLEDが増える可能性があります。
• 信頼性重視：LEDがより重要なアプリケーション (自動車、産業) で使用されるにつれて、データシートや規格は長期信頼性データ (LM-80試験、寿命予測) に重点を置くようになっています。

この特定のLEDは、明確に定義された仕様と堅牢な構造ガイドラインにより、実績のある性能とコスト効率が重要な考慮事項である従来のインジケータおよびバックライト用途における信頼性の高いソリューションです。