LEDランプ 383-2USOC/S530-A6 データシート - オレンジ色 - ピーク波長621nm - 順方向電圧2.0V - 許容損失60mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、優れた光束出力を必要とする用途向けに設計された高輝度LEDランプの仕様を詳細に説明します。本デバイスは、AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）チップを採用し、夕焼けオレンジ色を発光し、ウォータークリア樹脂パッケージに封止されています。その主な設計目標は、コンパクトな形状で信頼性が高く堅牢な性能を提供することです。

1.1 中核的利点とターゲット市場

本シリーズは、様々な用途ニーズに合わせて複数の視野角を選択可能であり、自動組立プロセスに対応したテープ＆リール供給により生産性を向上させます。信頼性と堅牢性を確保する設計となっており、一貫した性能を発揮します。本製品は、EU RoHS（有害物質使用制限）指令、EU REACH（化学物質の登録、評価、認可及び制限）規則を含む主要な環境規制に準拠しており、ハロゲンフリー（臭素(Br)および塩素(Cl)含有量はそれぞれ900 ppm以下、合計1500 ppm以下に厳密に管理）です。

本LEDの主なターゲットアプリケーションは、明確で明るいオレンジ色の信号が必要とされる、テレビ、コンピュータモニター、電話機、一般的なコンピュータインジケータなどの民生電子機器およびディスプレイバックライトです。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。これらの条件下またはそれ以上の条件下での動作は保証されず、信頼性の高い長期的な性能のためには避けるべきです。

• 連続順方向電流 (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。
• ピーク順方向電流 (IFP):160 mA。これは最大パルス電流であり、1 kHz周波数でデューティ比1/10の条件下で適用可能です。
• 逆方向電圧 (VR):5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、LED接合部が損傷する可能性があります。
• 静電気放電 (ESD) 人体モデル:2000 V。これはLEDの静電気に対する感度を示しており、適切なESD取り扱い予防策が必要です。
• 許容損失 (Pd):60 mW。パッケージが熱的限界を超えずに放散できる最大電力です。
• 動作温度 (Topr):-40°C ～ +85°C。デバイスが機能するように設計された周囲温度範囲です。
• 保存温度 (Tstg):-40°C ～ +100°C。非動作状態での保存温度範囲です。
• はんだ付け温度 (Tsol):260°C、5秒間。リードがウェーブはんだ付けまたはリフローはんだ付け中に耐えられる最大温度と時間です。

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)20 mAの標準試験条件で測定されます。これらはLEDの代表的な性能を定義します。

• 光度 (Iv):6300 mcd (最小)、8000 mcd (代表値)。これは特定方向におけるLEDの知覚される明るさの尺度です。測定不確かさは±10%です。
• 視野角 (2θ1/2):6° (代表値)。これは光度が0°（軸上）での強度の半分になる全角です。6°の角度は、非常に狭く集光されたビームであることを示します。
• ピーク波長 (λp):621 nm (代表値)。光出力が最大となる波長です。
• 主波長 (λd):615 nm (代表値)。人間の目がLEDの色と一致すると知覚する単一波長です。不確かさは±1.0 nmです。
• スペクトル放射帯域幅 (Δλ):18 nm (代表値)。放射パワーがピークパワーの少なくとも半分である波長範囲であり、スペクトル純度を示します。
• 順方向電圧 (VF):2.0 V (代表値)、2.4 V (最大)。指定電流で動作時のLED両端の電圧降下です。不確かさは±0.1 Vです。
• 逆方向電流 (IR):10 μA (最大)。指定された逆方向電圧(5V)が印加されたときに流れるわずかなリーク電流です。

3. 性能曲線分析

データシートには、主要パラメータが動作条件とともにどのように変化するかを示すいくつかの特性曲線が提供されています。これらは回路設計と熱管理に不可欠です。

3.1 スペクトル分布と指向性

相対強度 vs. 波長曲線は、621 nm付近を中心とした鋭いピークを示し、オレンジ色の発光を確認します。指向性曲線は、非常に狭い6°の視野角を視覚的に表し、軸から外れると強度が急速に低下する様子を示しており、集光型インジケータ用途に理想的です。

3.2 電気的および熱的依存性

順方向電流 vs. 順方向電圧 (IV曲線)は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示します。20 mAでは、電圧は約2.0Vです。相対強度 vs. 順方向電流曲線は、光出力が最大定格連続電流まで電流とともに直線的に増加することを示しています。

相対強度 vs. 周囲温度曲線は熱設計にとって重要です。これは、周囲温度が上昇すると光束出力が減少することを示しています。例えば、85°Cでは、出力は25°C時の値のわずか50-60%になる可能性があります。逆に、順方向電流 vs. 周囲温度曲線（おそらく定電圧下）は、電流が温度とともにどのように変化するかを示し、安定した輝度を維持するための定電流ドライバ設計に重要です。

4. 機械的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3mmラウンドパッケージ（しばしばT-1サイズと呼ばれる）に収められています。詳細な寸法図には、レンズの直径、リード間隔、リード径、全高が規定されています。重要な注意点として、フランジ（ドーム底部の縁）の高さは1.5mm (0.059")未満でなければなりません。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.25mmです。正確な寸法は、PCBフットプリント設計およびハウジングへの適切な嵌め合わせを確保するために重要です。

4.2 極性識別

LEDには2本のリードがあります：アノード（正極）とカソード（負極）。通常、カソードはプラスチックレンズリムの平坦部、または短いリードで識別されます。逆設置を防ぐため、この特定の品番の正確な極性マーキングについては、データシートの図面を参照してください。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

損傷を防止し信頼性を確保するため、適切な取り扱いが不可欠です。

5.1 リード成形

• 曲げ加工は、エポキシボール基部から少なくとも3mm離れた位置で行い、シール部への応力を避けてください。
• 成形ははんだ付け soldering.
• の前に行う必要があります。パッケージにストレスをかけないでください。挿入時にリードを強制するような位置ずれしたPCB穴は、クラックや劣化の原因となります。
• リードの切断は室温で行ってください。

5.2 はんだ付けプロセス

手はんだ:はんだごて先端温度は300°C（最大30Wのごての場合）を超えてはならず、リードごとのはんだ付け時間は最大3秒です。はんだ接合部からエポキシボールまでの距離は最低3mm確保してください。
ウェーブ（DIP）はんだ付け:予熱温度は100°Cを超えず、最大60秒間です。はんだ浴温度は最大260°C、浸漬時間は5秒です。同様に、接合部からボールまでの距離は3mm確保してください。
推奨はんだ付けプロファイルグラフは、通常、徐々に予熱し、260°Cで短時間ピークを迎え、制御された冷却スロープを示します。急冷は推奨されません。ディップまたは手はんだ付けは複数回行わないでください。

5.3 保管および洗浄

保管:LEDは、温度30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管してください。出荷後の保管寿命は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。結露を防ぐため、湿潤環境での急激な温度変化は避けてください。
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。内部損傷を引き起こす可能性があるため、絶対に必要な場合を除き、事前評価を行った後にのみ超音波洗浄を使用してください。

6. 熱管理の原則

高出力LEDではありませんが、熱管理は依然として重要な設計上の考慮事項です。順方向電圧と電流は熱を発生させます（電力 = Vf * If）。この熱が放散されないと、LED内部の接合温度が上昇します。性能曲線に示されているように、高い接合温度は光出力（光度）を直接低下させ、長期的な劣化を加速してLEDの寿命を短縮する可能性があります。したがって、アプリケーション設計段階では、特に最大連続電流付近または高い周囲温度で動作する場合、LEDリードからPCB、そして場合によってはヒートシンクへの熱経路を考慮する必要があります。60mWの許容損失定格はパッケージの限界です。これを超えると、接合温度が安全限界を超えます。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDはESDから保護するため、静電気防止バッグに梱包されています。梱包階層は以下の通りです:
1. リール/バッグ:静電気防止バッグあたり最小200～500個。
2. 内箱:内箱あたり6バッグ。
3. 外箱:外箱あたり10内箱。

7.2 ラベル説明

梱包上のラベルには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:メーカー部品番号（例：383-2USOC/S530-A6）。
- QTY:梱包内の個数。
- CAT:光度(Iv)のランクまたはビン。
- HUE:主波長(λd)のランクまたはビン。
- REF:順方向電圧(Vf)のランクまたはビン。
- LOT No:トレーサブルな製造ロット番号。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

このLEDは、安定した輝度のために定電流源で駆動する必要があります。低電流アプリケーションでは、単純な直列抵抗が一般的です。抵抗値(R)は、R = (電源電圧 - Vf) / If で計算されます。例えば、電源5V、Vf 2.0V、希望If 20mAの場合：R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。抵抗の定格電力は少なくとも (5-2.0)*0.02 = 0.06Wであるべきなので、1/8Wまたは1/4W抵抗で十分です。温度や電源電圧変動にわたって安定した輝度を必要とするアプリケーションでは、専用のLEDドライバICの使用を推奨します。

8.2 設計上の考慮事項

• 視野角:6°の狭角は、光を視聴者にまっすぐ向けるべきパネルインジケータに適しており、広範囲の照明には適していません。
• 電流制限:常に電流制限抵抗または回路を使用してください。電圧源に直接接続すると過剰電流が流れ、LEDを破壊します。
• PCBレイアウト:PCBフットプリントがデータシートの寸法および極性と一致していることを確認してください。リード周囲に十分な銅面積を確保し、小さなヒートシンクとして機能させてください。
• ESD保護:LEDがユーザーがアクセス可能な場合は入力ラインにESD保護を実装し、組立中はESD安全な取り扱い手順に従ってください。

9. 技術紹介および差別化

9.1 AlGaInPチップ技術

このLEDは、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います。この材料系は、琥珀色、オレンジ色、赤色、黄緑色スペクトルで光を生成するのに非常に効率的です。GaAsP（ガリウムヒ素リン）のような古い技術と比較して、AlGaInP LEDは、所定の電流に対して大幅に高い輝度と効率を提供します。これが、本製品がわずか20mAで8000 mcdを達成できる理由です。拡散や着色されたレンズとは対照的に、ウォータークリア樹脂レンズは光取り出し効率を最大化し、高い光度に貢献しています。

9.2 類似製品との差別化

この特定のLEDの主な差別化要因は、標準20mA駆動電流における非常に高い光度 (8000 mcd)と、非常に狭い視野角 (6°)です。多くの標準的な3mmオレンジLEDは、より広い角度（15-30°）で100-1000 mcdの範囲の強度を持つ場合があります。これは、プロフェッショナル機器の高輝度ステータスインジケータや精密な光学センサートリガーなど、小さな光源から高視認性の集光されたオレンジ光ビームが必要とされるアプリケーション向けのスペシャリストコンポーネントとしています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: このLEDを25mAで連続駆動できますか？
A1: はい、25mAは絶対最大連続順方向電流です。最適な寿命と実際の熱条件を考慮するために、代表的な試験電流である20mAまたはそれよりわずかに低い電流で動作することを推奨します。

Q2: 光度は代表値8000 mcdです。なぜ私の測定値は異なるのですか？
A2: データシートは±10%の測定不確かさを規定しています。さらに、強度は特定の条件（20mA、25°C）下で、光検出器を軸上（0°）に配置して測定されます。電流、温度、または測定角度（特に6°ビームでは重要）のいずれかの偏差は、異なる読み値を引き起こします。

Q3: CAT、HUE、REFビンは何を意味しますか？
A3: 製造上のばらつきのため、LEDは生産後に選別（ビニング）されます。CATCATは、類似の光度（例：7000-8000 mcd、8000-9000 mcd）でLEDをグループ化します。HUEHUEは、主波長（例：613-617 nm）でグループ化します。REFREFは、順方向電圧（例：1.9-2.1V）でグループ化します。色や輝度の一貫性を必要とするアプリケーションでは、厳密なビン内で指定または購入することが重要です。

Q4: 2000VのESD定格はどのように解釈すればよいですか？
A4: 2000V HBM（人体モデル）定格は、LEDとしては比較的堅牢であると考えられますが、基本的なESD予防策は依然として必要です。これは、デバイスが通常、人体モデルからの2000V放電に耐えられることを意味します。常に接地された表面で取り扱い、リストストラップを使用し、静電気防止材料で梱包してください。