LEDランプ 204-10SYGC/S530-E2 データシート - 5mm ラウンド - 電圧 2.0V - ブリリアントイエローグリーン - 60mW - 技術文書

1. 製品概要

204-10SYGC/S530-E2は、信頼性と堅牢性を要求する照明用途向けに設計された高輝度スルーホールLEDランプです。AlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）半導体チップを採用し、ブリリアントイエローグリーンの光出力を実現します。標準的な5mmラウンドのウォータークリアエポキシ樹脂パッケージに収められており、様々なインジケータやバックライト用途にコンパクトで汎用的なソリューションを提供します。

このLEDシリーズは、選択可能な視野角で一貫した性能を発揮するように設計されています。RoHS（有害物質の使用制限）、EU REACH規制などの主要な環境・安全基準に準拠し、ハロゲンフリー部品として製造されており、厳しい材料要件を持つ現代の電子設計に適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDランプの主な利点は、高い光度、信頼性の高い構造、広範な環境適合性です。堅牢な設計により、長期信頼性が重要な用途に適しています。製品は自動組立プロセス用のテープ＆リールで供給され、製造効率を向上させます。

このデバイスのターゲットアプリケーションは、主に明確で明るい表示が必要な民生用および産業用電子機器です。典型的な使用例としては、ステータスインジケータ、ボタンやパネルのバックライト、狭い空間での汎用照明などがあります。その仕様は、コスト効率が高く信頼性の高い照明ソリューションとして適切な選択肢となります。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、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。これらの値を理解することは、適切な回路設計とLEDが安全動作領域（SOA）内で動作することを保証するために極めて重要です。

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。これらは通常動作の条件ではありません。

• 連続順方向電流 (I_F):25 mA。これは、指定された周囲条件（T_a=25°C）下でLEDに連続的に印加できる最大DC電流です。この値を超えると過剰な熱が発生し、半導体接合の劣化や寿命の短縮を引き起こす可能性があります。
• ピーク順方向電流 (I_FP):60 mA。この定格は、1 kHz、デューティサイクル1/10のパルス動作に適用されます。これにより、より高い電流を短時間流すことが可能となり、マルチプレクスやパルス駆動のアプリケーションでより高い瞬間的な輝度を得るのに役立ちます。
• 逆電圧 (V_R):5 V。LEDは逆バイアス方向で最大5ボルトまで耐えることができます。より高い逆電圧を印加すると、接合破壊や致命的な故障を引き起こす可能性があります。逆電圧が発生する可能性のある回路設計では、直列抵抗や並列保護ダイオードなどの保護対策を含める必要があります。
• 電力損失 (P_d):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総電力（V_F* I_F）です。この制限内に収めるためには、適切な放熱対策や、より高い周囲温度での電流のディレーティングが必要です。
• 動作・保管温度:デバイスの動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°C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:260°C、5秒間。これは、ウェーブはんだ付けや手はんだ付けプロセス中に、内部ボンディングやエポキシレンズを損傷することなくLEDが耐えられる最大の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、標準テスト電流20 mA、周囲温度25°Cで測定され、LEDの光学的・電気的性能を定義します。

• 光度 (I_v):125 mcd (最小)、250 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。250ミリカンデラという標準値は、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。保証される最小値125 mcdは、設計の一貫性にとって重要です。
• 視野角 (2θ_1/2):20° (標準)。これは、光度がピーク強度（軸上測定）の半分になる全角です。20°の視野角は、比較的狭いビームを示し、光を前方に集中させます。これは、広範囲の照明ではなく指向性光源を必要とする用途に理想的です。
• ピーク波長 (λ_p):575 nm (標準)。これは、放射光のスペクトルパワー分布が最大となる波長です。ブリリアントイエローグリーンLEDの場合、これは可視スペクトルの黄緑色領域に該当します。
• 主波長 (λ_d):573 nm (標準)。これは、人間の目がLED光の色と一致すると知覚する単一波長です。色仕様の主要なパラメータです。
• 順方向電圧 (V_F):1.7 V (最小)、2.0 V (標準)、2.4 V (最大) (I_F=20mA時)。これは、順バイアスがかかり電流が流れているときのLED両端の電圧降下です。2.0Vという標準値は、直列回路における電流制限抵抗値の計算に重要です: R = (V_電源- V_F) / I_F。最大V_Fを基準に設計することで、あらゆる条件下で十分な電流駆動が保証されます。
• 逆電流 (I_R):10 μA (最大) (V_R=5V時)。これは、ダイオードが最大定格内で逆バイアスされているときに流れるわずかなリーク電流です。

測定不確かさ:データシートには、主要測定値に対する特定の許容誤差が記載されています: V_Fに対して±0.1V、I_vに対して±10%、λ_dに対して±1.0nm。これらは高精度アプリケーションでは考慮する必要があります。

3. 性能曲線分析

提供されている特性曲線は、様々な条件下でのLEDの挙動に関する貴重な洞察を提供し、堅牢なシステム設計に不可欠です。

このスペクトル分布曲線は、波長の関数としての光出力を示します。AlGaInPベースの黄緑色LEDの場合、スペクトルは通常、主波長（標準573 nm）を中心とした単一の比較的狭いピークです。半値全幅（FWHM）は、スペクトル放射帯域幅（Δλ）標準20 nmで示され、色純度を定義します。帯域幅が狭いほど、より飽和した純粋な色を示します。

3.2 指向性パターン

指向性（または放射パターン）曲線は、光強度が中心軸からの角度とともにどのように変化するかを示します。20°の視野角を持つLEDの場合、この曲線は中心から約±10°を超えると強度が急激に低下することを示します。このパターンは、エポキシレンズの形状とパッケージ内のチップの位置に影響されます。

3.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-Vカーブ)

この基本的な曲線は、半導体ダイオードにおける電流と電圧の指数関数的関係を示しています。LEDの場合、ターンオンまたはニー電圧が明確に見えます。このニー電圧を大幅に超えて動作させると、わずかな電圧増加に対して電流が急速に増加します。これは、単独の定電圧源でLEDを駆動しようとするのではなく、電流制限機構（単純な回路ではほぼ常に直列抵抗）を使用することが極めて重要であることを強調しています。

3.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力（光度）が一般に順方向電流に比例するが、特に高電流では完全に線形ではないことを示しています。効率（単位電気入力あたりの光出力）は、非常に高い電流では発熱の増加やその他の非理想的な効果により低下する可能性があります。最適な効率と寿命のためには、推奨電流範囲内で動作させることが重要です。

3.5 熱特性

相対強度 vs. 周囲温度および順方向電流 vs. 周囲温度の曲線は、熱管理にとって極めて重要です。

強度 vs. 温度:一般的に、LEDの光出力は接合温度が上昇するにつれて減少します。この曲線はそのディレーティングを定量化します。高温環境での信頼性の高い性能のためには、この効率低下を補償し、熱暴走を防ぐために駆動電流を減らす必要があるかもしれません。順方向電圧 vs. 温度:LEDの順方向電圧は負の温度係数を持ちます。つまり、温度が上昇すると減少します。これは定電圧駆動回路に影響を与える可能性があり、高温でVが低下すると、適切に制御されていない場合、電流の増加につなが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5mmラウンドのラジアルリードパッケージに収められています。データシートからの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単位です。_Fフランジ（ドームの基部にある縁）の高さは1.5mm（0.059インチ）未満でなければなりません。これはPCB実装時のクリアランスにとって重要です。

指定されていない寸法の一般的な公差は±0.25mmで、この種の部品では標準的です。

寸法図は、リード間隔、ボディ直径、レンズ高さ、リードの長さと直径の正確な測定値を提供します。これらはPCBフットプリント設計にとって重要であり、実装穴への適切な嵌め合わせと、パネルや拡散板に対するレンズの正しい位置決めを保証します。

4.2 極性識別

• ラジアルリードLEDの場合、カソードは通常、プラスチックフランジの縁の平坦部や、より短いリード長によって識別されます。データシートの図は、どのリードがカソードであるかを明確に示すべきです（通常、平坦なエッジでマークされた方）。正しい極性はデバイスの動作に不可欠です。
• 5. はんだ付けおよび組立ガイドライン
• これらのガイドラインを遵守することは、組立後のLEDの信頼性と寿命を確保するために最も重要です。

5.1 リード成形

曲げは、エポキシボールの基部から少なくとも3mm離れた位置で行い、内部ワイヤーボンディングに応力を伝達しないようにする必要があります。

成形は、はんだ付け前に、リードとパッケージが室温の状態で行わなければなりません。

成形中の過度の応力は、エポキシのひび割れや内部ダイアタッチメントの損傷を引き起こす可能性があります。

PCBの穴はLEDリードと完全に一致し、実装応力を避ける必要があります。

5.2 はんだ付けプロセス

• データシートは、手はんだ付けとディップはんだ付けの両方について具体的な推奨事項を提供します:
• 手はんだ付け:はんだごて先端温度最大300°C（最大30Wのごて）、はんだ付け時間はリードあたり最大3秒。はんだ接合部からエポキシボールまで最低3mmの距離を保つ。ディップ（ウェーブ）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、最大浸漬時間5秒。同様に、ボールから3mmのクリアランスを保つ。
• 推奨されるはんだ付けプロファイルグラフは通常、徐々に温度を上昇させ、液相線以上の時間を制御し、制御された冷却を示します。急激な熱サイクルは避けるべきです。

重要なルール:

ディップまたは手はんだ付けは一度だけ行うべきです。繰り返し加熱すると、故障のリスクが大幅に増加します。

• はんだ付け後、LEDが室温に戻るまで、機械的衝撃や振動から保護する必要があります。これは、熱く軟化したエポキシと内部ボンディングへの応力を防ぐためです。5.3 保管条件
• LEDは湿気に敏感なデバイスです。出荷後の推奨保管条件は、30°C以下、相対湿度70%以下で、保存期間は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に保管する必要があります。湿気の多い環境での急激な温度変化は、パッケージ内部での結露を防ぐために避ける必要があります。5.4 洗浄
• はんだ付け後に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分以内で使用してください。超音波洗浄は、高周波振動がパッケージ内の繊細なワイヤーボンディングを破損する可能性があるため、強く推奨されません。絶対に必要な場合は、事前にプロセスを慎重に評価する必要があります。
• 6. 熱およびESD管理6.1 熱管理
• 効果的な熱管理は、LEDの信頼性と安定した光出力の鍵です。ディ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ィ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周囲の温度を制御する必要があります。これには、PCBレイアウト（放熱のための銅面積）、周囲の気流、高電力または高密度アプリケーションではヒートシンクの使用を考慮することがよく含まれます。

6.2 ESD（静電気放電）保護

半導体ダイは静電気放電に非常に敏感です。ESDイベントは、即時の故障や長期信頼性を低下させる潜在的な損傷を引き起こす可能性があります。生産、組立、取り扱いのすべての段階で、適切なESD取り扱い手順に従わなければなりません。これには、接地された作業台、リストストラップ、導電性容器の使用が含まれます。指定された梱包材（帯電防止バッグ）は、輸送および保管中のデバイスを保護するように設計されています。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは、湿気、静電気放電、物理的損傷から保護するために梱包されます:

一次梱包:

最小200-1000個が1つの帯電防止バッグに梱包されます。

二次梱包:

4つのバッグが1つの内箱に入れられます。

三次梱包:

10個の内箱が1つの外箱に梱包されて出荷されます。

7.2 ラベル説明

• 梱包ラベルには、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:
• 顧客の生産番号。P/N:
• メーカーの生産番号（品番）。QTY:

バッグ/箱内の梱包数量。

CAT / Ranks:

• 性能ビン（例：光度や波長）を示す場合があります。HUE:
• その特定のロットの主波長値。LOT No:
• 完全な製造トレーサビリティのためのロット番号。8. アプリケーション提案と設計上の考慮点
• 8.1 代表的なアプリケーション回路単一LEDの最も基本的で一般的な駆動回路は、直列電流制限抵抗です。抵抗値は次のように計算されます: R = (V
• 電源- V
• ) / I。例えば、5V電源、標準V

2.0V、希望I

20mAの場合: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。抵抗の定格電力は少なくとも P = I

* R = (0.02)_{* 150 = 0.06Wであるべきなので、標準的な1/8W (0.125W) または1/4W抵抗で十分です。}複数のLEDを駆動する場合、通常、直列接続（電源電圧がV_Fの合計を上回るのに十分高い場合）して1つの抵抗を使用するか、並列接続してそれぞれに直列抵抗を持たせます。個別の抵抗なしでの並列接続は、LED間のV_Fのばらつきにより電流分配と輝度が不均一になる可能性があるため、推奨されません。_F8.2 設計上の考慮点_F電流駆動:_F²常に定電流または適切に制御された電流で設計し、電圧ではありません。²熱設計:

周囲温度を考慮し、特に最大連続電流に近い駆動を行う場合は、PCB上に十分な放熱対策を講じてください。_F光学設計:_F20°の視野角は集中ビームを作ります。より広い照明のためには、拡散レンズや反射板が必要になる場合があります。ウォータークリアレンズは最高の光透過率を提供します。

逆電圧保護:

• 逆電圧が発生する可能性のある回路（例：AC結合、誘導性負荷）では、LEDと並列に（カソードからアノードへ）保護ダイオードを含め、逆電圧を安全なレベル（約0.7V）にクランプしてください。9. 技術比較と差別化
• GaP（リン化ガリウム）ベースの従来の緑色LEDと比較して、このAlGaInPデバイスは、同じ電流で大幅に高い輝度と効率を提供します。ブリリアントイエローグリーン色は、標準的な緑色よりも視覚的に明確で鮮やかなことが多いです。5mmラウンドLEDのカテゴリ内では、その主要な差別化要因は、高い標準光度（250 mcd）、狭い視野角（20°）、現代の環境基準（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への完全準拠という特定の組み合わせです。詳細で保守的な最大定格と取り扱いガイドラインも、過酷なアプリケーションにおける堅牢性と信頼性に焦点を当てた設計を示しています。
• 10. よくある質問 (FAQ)Q: このLEDを3.3V電源で駆動できますか？
• A: はい。公式 R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω を使用します。標準抵抗値68 Ωを使用すると、I≈ 19.1 mAとなり、許容範囲内です。

Q: はんだ付け距離（ボールから3mm）がなぜそんなに重要なのですか？

A: 熱は金属リードを伝わります。はんだをエポキシボールに近すぎる場所に施すと、過剰な熱がエポキシを軟化またはひび割れさせ、内部シールを損傷したり、内部ワイヤーボンディングを再溶解させ、即時または断続的な故障を引き起こす可能性があります。

Q: データシートには標準強度250 mcdとあります。最小値125 mcdは私の設計にとって何を意味しますか？

A: 光学システム（例：拡散板の背後で必要な輝度）は、最小保証値（125 mcd）を基準に設計しなければなりません。これにより、生産ロットのすべてのユニットが要件を満たすことが保証されます。標準値はほとんどのユニットが達成する値ですが、自然なばらつきがあります。

Q: このLEDを屋外で使用できますか？

A: 動作温度範囲（-40°Cから+85°C）は、温度の面では屋外使用を可能にします。ただし、エポキシパッケージは、適切に封止または保護されない場合、非常に長期間にわたって紫外線劣化や湿気の侵入を受けやすい可能性があります。過酷な屋外環境では、そのような条件に特化して定格されたLED（しばしばシリコンレンズを備える）が推奨されます。_F11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ: 産業機器用ステータスインジケータパネルの設計。

パネルには、電源、故障、スタンバイのステータスを示す複数のインジケータがあります。スペースは限られており、明るい環境でもインジケータが見える必要があります。

設計選択:

204-10SYGC/S530-E2 LEDは、赤（故障）や緑（電源オン）とは異なる明るい黄緑色のため、スタンバイインジケータに選択されました。20°の視野角により、光が過度の漏れなくオペレータの視線方向に向けられ、コントラストが向上します。LEDは、機器の24V DCレールから電流制限抵抗を介して15 mA（20mAテスト電流以下）で駆動されます。この低い電流は寿命を延ばし、発熱を減らします。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され、リード用に0.8mmの穴が開けられています。組立中、専用のはんだ付け治具により、ウェーブはんだ付け時に3mmクリアランスルールが維持されます。最終組立品は、初期不良をスクリーニングするための48時間のバーンインテストを通過します。12. 動作原理発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスによって光を放射する半導体デバイスです。204-10SYGC/S530-E2は、AlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）化合物半導体を使用しています。p-n接合に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（電子と正孔）が再結合すると、エネルギーを放出します。この特定の材料系では、放出されるエネルギーが黄緑色波長範囲（約573 nm）の光子に対応するようなエネルギー帯域幅を持っています。ウォータークリアエポキシ樹脂パッケージはレンズとして機能し、光出力ビームを形成し、繊細な半導体チップを保護します。

13. 技術トレンド

5mmラウンドパッケージのようなスルーホールLEDは、プロトタイピング、教育用途、特定の産業用途で依然として人気がありますが、業界全体のトレンドは表面実装デバイス（SMD）パッケージ（例：0603、0805、2835、5050）に大きくシフトしています。SMD LEDは、自動組立、基板スペースの節約、低プロファイルでヒートシンクとして機能するPCBパッドへの直接接続による多くの場合より優れた熱性能という利点を提供します。

さらに、LED技術の効率（ルーメン毎ワット）は、エピタキシャル成長、チップ設計、パッケージ抽出効率の進歩により、すべての色範囲で継続的に向上しています。インジケータ用途では、絶対的な効率限界を追求するよりも、信頼性、色の一貫性、コスト効率性に焦点が当てられることが多いです。進化する環境規制（ハロゲンフリー要件など）への準拠は、部品の更新と新製品導入の主要な推進力であり続けています。

Scenario: Designing a status indicator panel for industrial equipment.The panel has multiple indicators showing power, fault, and standby status. Space is limited, and indicators need to be visible in brightly lit environments.

Design Choice:The 204-10SYGC/S530-E2 LED is selected for the "Standby" indicator due to its bright yellow-green color, which is distinct from red (fault) and green (power on). Its 20° viewing angle ensures the light is directed towards the operator's line of sight without excessive spill, improving contrast. The LED is driven at 15 mA (below the 20mA test current) via a current-limiting resistor from the equipment's 24V DC rail. This lower current increases longevity and reduces heat. The PCB footprint is designed exactly per the package dimensions, with 0.8mm holes for the leads. During assembly, a dedicated soldering fixture ensures the 3mm clearance rule is maintained during wave soldering. The final assembly passes a 48-hour burn-in test to screen for early failures.

. Operating Principle

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. The 204-10SYGC/S530-E2 uses an AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) compound semiconductor. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the active region. When these charge carriers (electrons and holes) recombine, they release energy. In this specific material system, the energy bandgap is such that the released energy corresponds to a photon in the yellow-green wavelength range (~573 nm). The water-clear epoxy resin package serves as a lens, shaping the light output beam and protecting the delicate semiconductor chip.

. Technology Trends

While through-hole LEDs like the 5mm round package remain popular for prototyping, educational use, and certain industrial applications, the overall industry trend has shifted significantly towards surface-mount device (SMD) packages (e.g., 0603, 0805, 2835, 5050). SMD LEDs offer advantages in automated assembly, board space savings, and often better thermal performance due to a lower profile and direct connection to the PCB pad acting as a heatsink.

Furthermore, the efficiency (lumens per watt) of LED technology continues to improve across all color ranges due to advancements in epitaxial growth, chip design, and package extraction efficiency. For indicator applications, the focus is often on reliability, color consistency, and cost-effectiveness rather than pushing absolute efficiency limits. Compliance with evolving environmental regulations (like Halogen-Free requirements) remains a key driver for component updates and new product introductions.