LEDランプ 333-2UYC/S 530-A3 データシート - ブリリアントイエロー - 20mA - 2.0V - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、様々な電子機器アプリケーション向けに設計された高輝度LEDランプの技術仕様を提供します。本デバイスはAlGaInPチップ技術を採用し、鮮やかな黄色光を出力します。信頼性、堅牢性に優れ、鉛フリーおよびRoHS準拠などの環境規制に適合していることが特徴です。

1.1 中核的利点

• 設計の柔軟性のため、複数の視野角から選択可能。
• 自動組立プロセスに対応したテープ＆リール供給が可能。
• 過酷なアプリケーションにも適した高い信頼性と堅牢な構造。
• 鉛フリー、RoHS準拠で、環境規制を遵守。
• より高い輝度レベルを必要とするアプリケーション向けに特別に設計。

1.2 ターゲット市場とアプリケーション

本LEDは、民生用電子機器およびディスプレイバックライト市場をターゲットとしています。典型的なアプリケーションは以下の通りです：

• テレビ
• コンピュータモニター
• 電話機
• 汎用コンピュータ周辺機器およびインジケータ

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

以下の表は、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限界値を示します。これらの条件下での動作は保証されません。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、周囲温度(Ta)25°C、順方向電流(IF)20mAで測定されたものです。これらはデバイスの代表的な性能を定義します。

測定上の注意：

• 順方向電圧の不確かさ：±0.1V
• 光度の不確かさ：±10%
• 主波長の不確かさ：±1.0nm

2.3 熱特性

データシートに具体的な熱抵抗値は記載されていませんが、電力損失(60mW)と動作温度(-40°C ～ +85°C)の絶対最大定格は熱管理において重要です。Pd定格を超えると、接合部温度の上昇と潜在的な故障につながります。設計者は、高温環境下では十分な放熱対策または電流のデレーティングを確保する必要があります。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、LEDが異なる色と強度で入手可能であることを示しており、ビニング構造が存在することを示唆しています。このモデルでは具体的なビンコードは詳細に記載されていませんが、このようなLEDの典型的なビニングパラメータには以下が含まれます：

• 主波長 (HUE)：データシートは代表的な主波長を589nmと規定しています。製造上のばらつきにより、この中心値の周りにビンが形成されます（例：587-591nm）。
• 光度 (CAT または Ranks)：光度は最小630mcd、代表値1250mcdです。デバイスは、アプリケーション内での一貫性を確保するために、強度ビン（例：630-800mcd、800-1000mcd、1000-1250+mcd）に分類される可能性が高いです。
• 順方向電圧：1.7Vから2.4V（代表値2.0V）の範囲で、順方向電圧によってビニングされ、ドライバ要件に適合させたり、並列アレイでの電流バランス調整に使用されたりする場合があります。

ラベル説明セクションはCAT（ランク）とHUE（主波長）を参照しており、これらが発注のための主要なビニングパラメータであることを確認しています。

4. 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動作を理解するために不可欠な、いくつかの代表的な特性曲線が含まれています。

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示しています。このブリリアントイエローLEDの場合、ピーク波長(λp)は代表値591nmで、スペクトルは約15nmの狭い帯域幅(Δλ)を持ち、鮮やかな黄色を示しています。

4.2 指向性パターン

指向性曲線は光の空間分布を示しています。代表的な視野角(2θ1/2)が10度であるため、これは非常に狭角のLEDであり、光を狭いビームに集中させます。これは、焦点を絞ったスポット光や長距離表示を必要とするアプリケーションに適しています。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (IV曲線)

このグラフは、順方向電圧(VF)と順方向電流(IF)の間の指数関数的関係を示しています。代表的なVFは20mAで2.0Vです。設計者はこの曲線を使用して、適切な電流制限抵抗または定電流ドライバ設定を選択します。

4.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力（相対強度）が順方向電流とともにどのように増加するかを示しています。推奨動作範囲内では一般的に線形ですが、より高い電流では飽和します。所望の輝度レベルを達成するために必要な駆動電流を決定する上で重要です。

4.5 温度依存性曲線

相対強度 vs. 周囲温度：この曲線は、LEDの光出力が周囲温度（ひいては接合部温度）の上昇とともに減少することを示しています。高温で動作する設計では、この熱的デレーティングを考慮に入れる必要があります。

順方向電流 vs. 周囲温度：この曲線は、固定電圧または電力条件下での関係を示しており、ダイオードの順方向電圧の負の温度係数により電流が温度とともにどのように変化するかを示している可能性があります。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法図

データシートには、LEDパッケージの詳細な寸法図が含まれています。主要な寸法には、全体のボディサイズ、リード間隔、エポキシレンズの寸法が含まれます。図面からの重要な注意点：

• 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 (0.059")未満でなければなりません。
• 指定されていない寸法のデフォルト公差は±0.25mmです。

この図面はPCBフットプリント設計に不可欠であり、組立時の適切なフィットと位置合わせを保証します。

5.2 極性識別

カソードは通常、LEDレンズの平らな側面、短いリード、またはパッケージ上のマーキングによって識別されます。PCBフットプリントは、この極性に一致するように設計する必要があり、逆接続を防ぎます。逆接続は、逆電圧が5Vを超える場合にLEDを損傷する可能性があります。

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、LEDの性能と信頼性を維持するために重要です。

6.1 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。
• リード成形ははんだ付け前 soldering.
• に行ってください。成形中にLEDパッケージにストレスをかけないようにし、内部損傷や破損を防いでください。
• 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ようにし、取り付けストレスを避けてください。

6.2 保管条件

• 受領後は、30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。
• 元の梱包での保管寿命は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、結露を防いでください。

6.3 はんだ付けパラメータ

はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離を3mm保ってください。

追加のはんだ付け上の注意：

• 高温はんだ付け中にリードにストレスをかけないでください。
• 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を機械的衝撃から保護してください。
• 信頼性の高いはんだ接合が得られる可能な限り低い温度を使用してください。

6.4 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。
• 使用前に室温で乾燥させてください。
• 超音波洗浄は避けてください。絶対に必要な場合は、損傷が発生しないことを確認するためにプロセスを事前に評価してください。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは、静電気放電(ESD)と湿気による損傷を防ぐために梱包されています：

• 一次梱包：帯電防止袋。
• 内装：複数の袋を収納した段ボール箱。
• 外装：出荷用マスター段ボール箱。

7.2 梱包数量

• 帯電防止袋あたり最小200～500個。
• 内装箱あたり5袋。
• 外装箱あたり10個の内装箱。

7.3 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：顧客生産番号
• P/N：生産番号（品番）
• QTY：梱包数量
• CAT：ランク（強度/性能ビニング）
• HUE：主波長（色ビニング）
• REF：参照
• LOT No：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

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• 状態表示：その高輝度と集中ビームは、民生用電子機器（テレビ、モニター、電話）の電源、警告、または状態表示に理想的です。
• バックライト：小型LCDパネル、アイコン、またはキーパッドの局所バックライトとして使用できます。
• パネル取り付け表示灯：明るく明確な黄色信号が必要なフロントパネル表示灯に適しています。

8.2 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、順方向電流を安全な値（連続≤25mA）に制限してください。代表的なVF(2.0V)と電源電圧を使用して抵抗値を計算します：R = (Vsupply - VF) / IF。
• 熱管理：高温環境または密閉空間では、過熱と早期の光束減衰を防ぐために、動作電流のデレーティングを考慮してください。
• 光学設計：10度の視野角は狭いビームを作ります。より広い照明が必要な場合は、二次光学部品（拡散板、レンズ）が必要になる場合があります。
• ESD保護：明示的に敏感とは記載されていませんが、組立時には標準的なESD取り扱い予防策を推奨します。

9. 技術比較と差別化

他の品番との直接比較は提供されていませんが、このLEDのデータシートに基づく主要な差別化機能は以下の通りです：

• 非常に狭い視野角 (10°)：30-60°の視野角を持つ標準LEDと比較して、このデバイスは優れたビーム集中性を提供し、指向性光アプリケーションに理想的です。
• AlGaInPチップ技術：この材料システムは、赤、オレンジ、アンバー、黄色の色領域で高い効率で知られており、従来技術よりも高い輝度とより良い色飽和度を提供することが多いです。
• 高い代表的光度 (1250mcd @ 20mA)：標準駆動電流で高輝度を提供し、所定の光出力要件に対して必要なLEDの数を減らす可能性があります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 5V電源にはどの抵抗が必要ですか？

オームの法則と所望の電流（例：20mA）における代表的な順方向電圧(VF=2.0V)を使用します：

R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 オーム。

最も近い標準値は150Ωです。抵抗の定格電力は少なくともP = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06Wであるべきなので、1/8W (0.125W)または1/4Wの抵抗が適しています。

10.2 このLEDを3.3Vで駆動できますか？

はい。順方向電圧(1.7V～2.4V)は3.3Vより十分に低いです。電流制限抵抗が必要になります。例えば、20mAで駆動する場合：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 オーム。68Ωの標準抵抗を使用すると、電流はわずかに低くなります（約19.1mA）。

10.3 光度が範囲（最小630mcd、代表値1250mcd）で与えられているのはなぜですか？

これは製造上の自然なばらつきを反映しています。LEDは測定された出力に基づいてビン(CAT/ランク)に分類されます。アプリケーションで一貫した輝度を得るには、特定の強度ビンからのLEDを指定または要求してください。

10.4 ピーク波長(591nm)と主波長(589nm)の違いは何ですか？

ピーク波長 (λp)は、発光スペクトルの強度が最大となる波長です。

主波長 (λd)は、LEDの光の知覚色に最も近い単色光の波長です。これらはしばしば近い値ですが、特に単色光源でない場合は同一ではありません。λdは色指定により関連性が高いです。

11. 実用的な使用例

シナリオ：ネットワークルーター用の高視認性電源表示灯の設計。

1. 要件：部屋の向こう側からも見える明るく目を引く黄色の光で、電源オン状態を示す。
2. 選択理由：鮮やかな黄色と高輝度（最大1250mcd）が視認性要件を満たします。表示灯は一般的に正面方向から見られることを意図しているため、狭い10°の視野角は許容されます。
3. 回路設計：ルーターの内部ロジック電源は3.3Vです。代表的なVF 2.0Vを使用し、長寿命と発熱低減のために15mAを目標とします：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7Ω。標準の82Ω抵抗を選択し、結果として電流は約15.9mAになります。
4. PCBレイアウト：フットプリントはパッケージ寸法図に従って設計されます。はんだ付けのためにLEDリードの周りに3mmのキープアウトエリアを確保します。LEDは小さな開口部があるフロントパネル近くに配置されます。
5. 組立：LEDは、温度制御されたはんだごてを280°Cで使用し、リードあたり2秒未満で手はんだ付けされ、3mm距離ルールが守られていることを確認します。

12. 技術原理の紹介

このLEDはAlGaInP (アルミニウムガリウムインジウムリン化物)半導体技術に基づいています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が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。AlGaInP合金の特定の組成は、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。このデバイスでは、スペクトルの黄色領域（約589-591nm）で光子を生成するように合金が調整されています。エポキシ樹脂パッケージは、半導体チップを保護し、光出力を形成する一次レンズとして機能し（結果として10°ビーム）、光取り出し効率を向上させる役割を果たします。

13. 業界動向と発展

LED業界は、標準的な表示灯においても進化を続けています。関連する動向には以下が含まれます：

• 効率向上：継続的な材料とプロセスの改善により、発光効率（電気ワットあたりの光出力）が向上し、同じフォームファクターで消費電力の低減または輝度の向上が可能になります。
• 小型化：光学性能を維持または向上させながら、より小さなパッケージサイズ（例：0402、0201チップLED）への絶え間ない推進があり、より高密度でコンパクトな電子設計を可能にします。
• 信頼性向上：パッケージ材料（エポキシ、シリコーン）の改善により、熱サイクル、湿度、紫外線照射に対する耐性が向上し、動作寿命が延びます。
• 統合ソリューション：内蔵電流制限抵抗またはICドライバを備えたLEDへの傾向があり、回路設計を簡素化し、PCB上の部品点数を削減します。
• 色の一貫性：ビニングとプロセス制御の進歩により、主波長と光度の公差がより厳密になり、マルチLEDアプリケーションでより均一な外観を提供します。