LEDランプ 383-2SYGD/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 - 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、優れた発光出力と信頼性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。AlGaInPチップ技術を採用し、緑色拡散樹脂で封止されており、鮮明で鮮やかな黄緑色の発光を実現します。

このLEDの核心的な利点は、堅牢な構造、主要な環境規制(RoHS、REACH、ハロゲンフリー)への適合、および自動組立用のテープ&リールなど様々な梱包オプションの可用性を含みます。一貫した明るい表示灯が必要な、幅広い民生用および産業用電子製品への統合を目的として設計されています。

ターゲット市場は、部品の信頼性と光学性能が重要な、表示パネル、通信機器、コンピュータ機器のメーカーを含みます。

2. 詳細技術パラメータ分析

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。

• 連続順電流 (IF):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。
• ピーク順電流 (IFP):60 mA。このパルス電流定格(デューティサイクル1/10、1kHz)により、マルチプレクシングやストロボ効果に有用な、短時間の高強度動作が可能です。
• 光度 (Iv):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 (Pd):60 mW。パッケージが熱として放散できる最大電力で、VF * IFとして計算されます。
• 動作・保管温度:-40°C から +85°C (動作) および -40°C から +100°C (保管) の範囲です。この広い範囲により、過酷な環境下での機能性が保証されます。
• はんだ付け温度 (Tsol):260°C、5秒間。これは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

これらのパラメータは、Ta=25°C、IF=20mAの標準試験条件で測定され、ベースライン性能データを提供します。

• Luminous Intensity (Iv):40 (最小)、80 (標準) mcd。これは人間の目に知覚されるLEDの明るさを規定します。80 mcdの標準値は、表示用途に適した明るい出力を示しています。
• 指向角 (2θ1/2):25° (標準)。この狭い指向角は、光出力をより指向性の高いビームに集中させ、焦点を絞った光スポットを必要とするアプリケーションに理想的です。
• ピーク波長 (λp):575 nm (標準)。スペクトル放射が最も強い波長です。
• 主波長 (λd):573 nm (標準)。人間の目が知覚する単一波長で、ブリリアントイエローグリーン色を定義します。
• スペクトル放射帯域幅 (Δλ):20 nm (標準)。放射される波長の範囲を示し、比較的純粋な色であることを示しています。
• 順電圧 (VF):1.7 (最小)、2.0 (標準)、2.4 (最大) V。20mAで動作時のLED両端の電圧降下です。回路設計や電流制限抵抗の計算に極めて重要です。
• 逆電流 (IR):VR=5V時、10 μA (最大)。逆バイアス下でのリーク電流を規定します。

主要パラメータについて測定不確かさが提供されています：光度(±10%)、主波長(±1.0nm)、順電圧(±0.1V)。これらは品質管理や設計マージン分析に重要です。

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。これらは、標準試験ポイントを超えた性能を理解するために不可欠です。

3.1 相対強度 vs. 波長

この曲線はスペクトルパワー分布を示します。ピークは575 nm付近を中心とし、標準的な帯域幅(FWHM)は20 nmで、黄緑色の色点を確認できます。形状はAlGaInP半導体材料に特徴的です。

3.2 指向性パターン

放射パターンプロットは、25°の指向角を視覚化します。強度は0°(軸上)で最も高く、軸から約±12.5°オフで半分に減少し、2θ1/2角を定義します。

3.3 順電流 vs. 順電圧 (IVカーブ)

このグラフは、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ます。この曲線により、設計者は20mA以外の電流でのVFを決定できます。20mAでの標準VF 2.0Vはこのプロット上で確認できます。

3.4 相対強度 vs. 順電流

この曲線は、動作範囲内で光出力(強度)が順電流とほぼ線形関係にあることを示しています。LEDを最大連続電流(25mA)で駆動すると、試験電流20mA時よりも高い輝度が得られることを確認しています。

3.5 熱性能曲線

性能と周囲温度(Ta)を関連付ける2つの重要なグラフがあります：相対強度 vs. 周囲温度: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。このデレーティングは高温環境でのアプリケーションにとって重要です。LEDは高温時には明るさが低下します。順電流 vs. 周囲温度:所定の電流に対して順電圧(VF)が温度とともにどのように変化するかを示します。一般的に、LEDのVFは負の温度係数を持ち、温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

機械図面は、PCBフットプリント設計と組立に重要な寸法を提供します。主要仕様は以下の通りです： - 全ての寸法はミリメートル単位です。 - フランジ高さは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、一般的な公差は±0.25mmが適用されます。 図面は、リード間隔、ボディサイズ、はんだ付け用の推奨ランドパターンを詳細に示し、適切な機械的適合性と熱管理を保証します。

4.2 極性識別

カソード(負極)リードは、通常、LEDレンズのフラット部分、短いリード、またはパッケージ上のマーキングで示されます。逆バイアス損傷を防ぐため、取り付け時には正しい極性を遵守する必要があります。

5. はんだ付け・組立ガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって極めて重要です。詳細な指示が提供されています：

5.1 リード成形

• リードは、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置で曲げてください。
• 成形ははんだ付け soldering.
• の前に行ってください。パッケージにストレスをかけないでください。ストレスはエポキシのひび割れやダイの損傷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。
• PCBの穴がLEDリードと完全に一致するようにし、取り付けストレスを避けてください。

5.2 保管

• 30°C以下、70%RH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避けてください。

5.3 はんだ付けプロセス

一般則：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)。 - はんだ付け時間：リードあたり最大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秒間)。 - はんだ浴温度・時間：最大260°C、5秒間。 - 推奨はんだ付けプロファイルグラフが提供されており、予熱、ソーク、リフロー、冷却ゾーンを通じた理想的な温度 vs. 時間曲線を示しています。

重要な注意事項：- 高温段階で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、室温に冷却されるまでLEDを衝撃/振動から保護してください。 - 急冷プロセスは避けてください。 - 常に最低限の有効温度を使用してください。

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最大1分間のみ洗浄してください。
• 室温で自然乾燥させてください。
• 絶対に必要な場合で事前に評価済みでない限り、超音波洗浄は避けてください。LEDダイやボンディングを損傷する可能性があります。

5.5 熱管理

効果的な熱設計は、長寿命と性能維持に不可欠です。 - アプリケーション設計段階で放熱を考慮してください。 - 周囲温度に基づき、動作電流を適切にデレートしてください(性能グラフで示唆されるデレーティング曲線を参照)。 - 最終アプリケーションにおけるLED周囲の温度を制御してください。

5.6 ESD (静電気放電) 保護

LEDは静電気放電や電圧サージに敏感で、半導体ダイを損傷する可能性があります。全ての組立および取り扱いプロセスにおいて、標準的なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。接地された作業台、リストストラップ、導電性容器を使用してください。

6. 梱包・発注情報

6.1 梱包仕様

LEDは、輸送および取り扱い中の保護を確保するために梱包されます： -一次梱包：帯電防止袋(袋あたり最小200～500個)。 -二次梱包：5袋を1つの内箱に入れます。 -三次梱包：10個の内箱を1つの外箱に梱包します。 この多段階梱包により、湿気、静電気、物理的損傷から保護します。

6.2 ラベル説明

梱包上のラベルには、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：顧客の生産番号。 -P/N：メーカーの生産番号(例：383-2SYGD/S530-E2)。 -QTY：梱包数量。 -CAT：光度のランク/ビン。 -HUE：主波長のランク/ビン。 -REF：順電圧のランク/ビン。 -LOT No：トレーサビリティのための製造ロット番号。

7. アプリケーション提案

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

データシートに記載されている通り、このLEDは以下に適しています： -テレビ・モニター：状態表示灯、ボタンのバックライト、装飾照明として使用されます。 -25°の指向角は焦点を絞ったビームを提供します。より広い照明が必要な場合は、拡散レンズの使用や、より広い指向角を持つLEDの選択を検討してください。通話状態表示灯、メッセージ待機灯、キーパッドのバックライトとして使用されます。 -コンピュータ：電源オン表示灯、ハードドライブ動作表示灯、周辺機器の装飾アクセントとして使用されます。 その高輝度と信頼性の高い性能は、長寿命と一貫した色が重要な民生用電子機器に理想的です。

7.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：常に直列抵抗または定電流ドライバを使用して、順電流を所望の値(例：20mA)に制限してください。抵抗値は R = (電源電圧 - VF) / IF を使用して計算してください。
• 熱設計：最大定格付近または高い周囲温度で動作する場合は、十分なPCB銅面積または他の放熱対策を確保してください。
• 光学設計：The 25° viewing angle provides a focused beam. For wider illumination, consider using a diffuser lens or selecting an LED with a wider viewing angle.
• ESD保護：敏感なアプリケーションでは、LEDラインに過渡電圧サプレッション(TVS)ダイオードやその他の保護を追加することを検討してください。

8. 技術比較・差別化

この単一のデータシートでは他の製品との直接的な比較は提供されていませんが、このLEDの主要な差別化機能は以下のように推測できます： -チップ技術：AlGaInP(アルミニウムガリウムインジウムリン)を使用しており、これは青や緑に使用されるInGaNと比較して、黄色、オレンジ、赤のスペクトル領域で高い効率で知られています。環境適合性：RoHS、REACH、ハロゲンフリー規格への完全適合(Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm)は、厳格な規制を持つ世界市場をターゲットとする製品にとって重要な利点です。 -狭い指向角：25°の角度は、多くの標準LED(しばしば30-60°)よりも狭く、特定の表示用途に適したより指向性の高い光出力を提供します。詳細な取り扱い説明：はんだ付け、保管、ESDに関する包括的なガイドラインは基本仕様を超えており、信頼性と製造性に焦点を当てた設計を示しています。

9. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

Q1: 5V電源でこのLEDを20mA駆動する場合、どの抵抗値を使用すべきですか？A1: 標準VF 2.0Vを使用すると：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150オーム。最も近い標準値(例：150Ωまたは160Ω)を使用してください。最悪条件下でも十分な電流制限を確保するために、最大VF(2.4V)を使用して常に計算してください：R_min = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130オーム。

Q2: このLEDを最大連続電流25mAで駆動できますか？A2: はい、ただし適切な放熱を確保する必要があります。光度は20mA時よりも高くなります(相対強度 vs. 電流曲線参照)が、順電圧もわずかに高くなり、デバイスはより高温で動作します。高い周囲温度ではデレーティングが必要になる場合があります。

Q3: 主波長は573nmです。全てのユニットが正確にこの色になりますか？A3: いいえ。573nmは標準値です。製造公差があり、LEDはしばしばHUEランクにビニングされます。測定不確かさは±1.0nmです。1つの製品内の複数のLEDで色を一貫させるには、同じHUEビンからユニットを指定または選択してください。

Q4: はんだ付け距離(ボールから3mm)がなぜそれほど重要ですか？A4: これは、はんだ付け中に過剰な熱がリードを伝わってエポキシボールに入るのを防ぎます。過剰な熱は熱応力を引き起こし、エポキシのひび割れ、内部ダイアタッチの劣化、またはレンズの変色を引き起こし、光出力を低下させる可能性があります。

10. 実践的設計・使用事例

事例：ネットワークルーター用状態表示パネルの設計設計者は、様々な家庭環境で使用されるルーター上に、複数の明るく信頼性の高い状態表示LED(電源、インターネット、Wi-Fi、LANポート)を必要としています。選択理由：このブリリアントイエローグリーンLEDは、その高い標準光度(80 mcd)により、明るい部屋でも視認性を確保するために選ばれました。環境規制への適合は世界市場にとって必須です。テープ&リールでの供給可能性は、大量の自動PCB組立をサポートします。実装：LEDは、メインマイクロコントローラのGPIOピンから直列抵抗を介して18mA(マージンのため20mA試験ポイントよりわずかに低い)で駆動されます。PCBレイアウトは、放熱のためのグランドプレーンに接続された小さなサーマルリリーフパッドを提供します。25°の指向角は、LEDがルーターの前面パネルの小さな透明な開口部の後ろに取り付けられ、各状態に対して鮮明で明るい光の点を形成するのに最適です。データシートからの詳細なはんだ付けプロファイルは、ピックアンドプレースおよびリフローオーブン装置にプログラムされ、高歩留まりで信頼性の高い製造プロセスを確保します。

11. 動作原理紹介

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(アルミニウムガリウムインジウムリン)層で構成されています。接合の内蔵電位(約2.0V)を超える順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。ここでそれらは再結合し、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、これが直接、放出される光の波長(色)に対応します—この場合、約573-575 nmの黄緑色です。緑色拡散樹脂封止材は、繊細な半導体ダイを保護し、放射パターンを25°の指向角に形成し、光をわずかに拡散させて視認均一性を向上させる役割を果たします。

12. 技術トレンド

LED技術は進化を続けており、以下のような一般的なトレンドがこのようなデバイスに影響を与えています： -効率向上：継続的な材料科学とチップ設計の改善により、より高い発光効率(電気ワットあたりのより多くの光出力)が実現され、より明るい表示灯またはより低い消費電力が可能になります。 -小型化：より小さな電子機器への要望により、光学性能を維持または向上させながら、ますます小さなパッケージのLEDが求められています。 -信頼性・寿命の向上：パッケージ材料、ダイアタッチ方法、蛍光体技術(白色LED用)の改善により、過酷な条件下での動作寿命と信頼性が継続的に延伸されています。 -インテリジェント統合：組み込み制御ICを備えたLED(アドレス可能RGB LEDなど)へのトレンドがありますが、このような単純な表示ランプの場合、コスト効率の高い高性能ディスクリート部品に焦点が当てられています。 -厳格化する環境基準：RoHSやREACHなどの規制への適合は現在、基本的な要件となっています。このデータシートで強調されているハロゲンフリー仕様は、電子機器サプライチェーンから有害物質を排除するこのトレンドの一部です。