LEDランプ 383-2UYC/S530-A3 データシート - ブリリアントイエロー - 20mA - 2.0V 標準 - 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チップ技術を採用し、鮮やかな黄色光を発します。信頼性と堅牢性を考慮して設計されており、様々な電子ディスプレイやインジケータ用途に適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

本LEDシリーズの主な利点は、標準順電流20mAにおいて典型的な値が4263 mcdに達する高い光度です。これは、視認性と明るさが重要な用途に理想的です。本製品はRoHS、EU REACHなどの主要な環境規制に準拠し、ハロゲンフリーで製造されています。自動組立プロセスに対応するテープ&リール包装で供給され、大量生産をサポートします。主なターゲット市場は、民生電子機器およびコンピュータ周辺機器です。

2. 技術パラメータ詳細分析

本セクションでは、絶対最大定格表および電気光学特性表で定義されたLEDの主要技術パラメータについて、客観的かつ詳細な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

本デバイスの連続順電流(I_F)定格は25 mAで、パルス条件下（デューティサイクル1/10 @ 1kHz）ではピーク順電流(I_FP)60 mAが許容されます。最大逆電圧(V_R)は5Vです。電力損失(P_d)定格は60 mWです。動作温度範囲は-40°Cから+85°Cと規定され、保管温度(T_stg)範囲は-40°Cから+100°Cとやや広くなっています。はんだ付け温度耐性は260°Cで5秒間であり、これは無鉛リフロー工程の標準です。

2.2 電気光学特性

標準試験条件(T_a=25°C, I_F=20mA)下で、本デバイスは最小2713 mcd、典型的な値4263 mcdの光度(I_v)を示します。指向角(2θ_1/2)は狭い6度であり、これは高強度で集光された発光に典型的です。ピーク波長(λ_p)は591 nm、主波長(λ_d)は589 nmであり、出力は明確にブリリアントイエロースペクトルに位置します。スペクトル放射帯域幅(Δλ)は15 nmです。順電圧(V_F)は1.7Vから2.4Vの範囲で、典型的な値は2.0Vです。逆電流(I_R)はV_R=5Vにおいて最大10 μAです。

2.3 熱特性

別表で明示的に定義されていませんが、熱管理は重要です。60 mWの電力損失定格と動作温度範囲が熱的限界を定義します。アプリケーションノートに示されているように、高温環境下での適切な放熱対策または電流のディレーティングは、長期信頼性にとって不可欠です。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、主要パラメータのビニングシステムを参照しており、包装ラベル上のコード（CAT, HUE, REF）で示されます。このシステムにより、メーカーは厳密に制御された特性を持つLEDを選択し、アプリケーションにおける一貫した性能を確保できます。

• CAT (光度ランク):測定された光束出力（例：最小2713 mcdがおそらく1つのビンを定義）に基づいてLEDをグループ分けします。
• HUE (主波長ランク):主波長(λ_d)に従ってLEDを分類し、色の一貫性を確保します。
• REF (順電圧ランク):順電圧(V_F)降下によってLEDを分類します。これは回路設計と電源の考慮事項にとって重要です。

4. 性能曲線分析

典型的な電気光学特性曲線は、様々な条件下でのデバイスの動作に関する視覚的な洞察を提供します。

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、約591 nm（黄色）にピークを持ち、定義された帯域幅を持つことから、光出力の単色性を確認できます。

4.2 指向性パターン

指向性プロットは、狭い6度の指向角を示し、中心ビームの外側で光強度が急激に減少する様子を表しています。

4.3 順電流 vs. 順電圧 (I-V曲線)

この基本的な曲線は、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ます。20mAにおける典型的なV_F2.0Vは、駆動回路の重要な設計パラメータです。

4.4 相対強度 vs. 順電流

この曲線は、光出力（相対強度）が順電流とともに増加することを示しています。ただし、絶対最大定格を超えて動作させると、寿命と信頼性が低下します。

4.5 相対強度 vs. 周囲温度 & 順電流 vs. 周囲温度

これらの曲線は熱設計にとって重要です。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。逆に、一定電圧では、半導体の特性変化により、順電流も温度上昇とともに減少します。これは、高温環境における熱管理と電流ディレーティングの必要性を強調しています。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なランプスタイルのパッケージに収められています。寸法図は、PCBフットプリント設計と機械的統合のための重要な測定値を提供します。主要な注記では、すべての寸法はミリメートル単位であり、フランジ高さは1.5mm未満でなければならず、特に断りのない限り一般的な公差は±0.25mmであると指定されています。設計者は、適切なフィットとはんだ付けを確保するためにこれらの寸法に従う必要があります。

5.2 極性識別

極性は通常、リード線の長さ（長い方がアノード）またはパッケージフランジ上の平坦部で示されます。この部品で使用される特定のマーカーについては、データシートの寸法図を参照してください。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

損傷を防ぐため、適切な取り扱いが不可欠です。主なガイドラインは以下の通りです：

• リード線成形:はんだ付け前に、エポキシボールから少なくとも3mm離れた位置で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。
• 保管:30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。長期保管（3ヶ月以上）の場合は、乾燥剤を入れた窒素パージされた密閉容器を使用してください。
• はんだ付け:
  • はんだ接合部からエポキシボールまで最低3mmの距離を保ってください。
  • 手はんだ:はんだごて先端温度300°C以下（最大30W）、時間3秒以下。
  • 波はんだ/DIPはんだ:予熱100°C以下（60秒以下）、はんだ浴温度260°C以下で5秒以下。
  • 複数回のはんだ付けサイクルと、はんだ付け中/後のデバイスが冷えるまでの機械的ストレスは避けてください。
• 洗浄:必要に応じて、室温のイソプロピルアルコールを1分以内に使用してください。事前に適合性が確認されていない限り、超音波洗浄は避けてください。

7. 包装および注文情報

7.1 包装仕様

LEDは静電気防止バッグに詰められ、内箱に入れられ、その後外箱に梱包されます。標準包装数量は、バッグあたり200-500個、内箱あたり6袋、マスター（外）箱あたり10個の内箱です。

7.2 ラベル説明

包装ラベルには、トレーサビリティとビニングのためのコードが含まれます：CPN（顧客部品番号）、P/N（部品番号）、QTY（数量）、CAT（光度ビン）、HUE（主波長ビン）、REF（順電圧ビン）、およびLOT No.（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

その高輝度と集光ビームのため、このLEDは以下の用途に適しています：テレビやモニターのバックライト、電話やコンピュータの状態インジケータ、パネルインジケータ、および明るく視認性の高い黄色信号を必要とするその他のアプリケーション。

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、I_Fを所望の値（例：典型的な明るさの場合は20mA）に制限してください。
• 熱管理:特に最大定格付近または高温環境で動作する場合は、放熱のためのPCBレイアウトを考慮してください。ディレーティングガイドラインを参照してください。
• ESD保護:LEDは静電気放電に敏感であるため、取り扱いおよび組立中は標準的なESD予防措置を実施してください。
• 光学設計:広い照射領域が必要な場合は、狭い指向角のためにレンズや拡散板が必要になる場合があります。

9. 技術比較と差別化

標準的なインジケータLEDと比較して、本デバイスの主な差別化要因は、標準ラムパッケージから得られる非常に高い光度（典型的に4263 mcd）です。AlGaInP技術の使用は、黄色/オレンジ/赤スペクトルにおいて高い効率を提供します。現代の環境基準（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への準拠は基本的な期待事項ですが、規制市場にとっては依然として重要な特徴です。狭い指向角は高い軸上強度を提供し、指向性光アプリケーションでは利点となりますが、広角発光が必要な場合には制限となります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: もっと明るくするために、このLEDを30mAで駆動できますか？

A: 連続順電流の絶対最大定格は25 mAです。30mAで動作させることはこの定格を超えており、信頼性と寿命を大幅に低下させ、即時故障を引き起こす可能性があります。常に規定された限界内で動作させてください。

Q: 5V電源を使用する場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

A: オームの法則を使用します：R = (V_supply- V_F) / I_F. V_supply=5V, V_F=2.0V（典型的）、I_F=20mA (0.02A)の場合、R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ωです。これに近い標準抵抗値（例：150Ωまたは160Ω）を選択し、その電力定格が十分であることを確認してください（P = I²R = 0.06Wなので、1/8Wまたは1/4Wの抵抗で問題ありません）。

Q: LEDが熱くなると、なぜ光出力が減少するのですか？

A: これは半導体LEDの基本的な特性です。温度が上昇すると、内部量子効率が低下し、非放射再結合が増加するため、同じ駆動電流でも光出力が低下します。これは相対強度 vs. 周囲温度曲線に示されています。

11. 実用的なアプリケーション事例

シナリオ: 産業機器用の高視認性状態インジケータの設計エンジニアは、明るい工場環境でも明確に見える黄色LEDを必要としています。彼らはその高強度（4263 mcd）のためにこのLEDを選択します。パッケージ寸法に一致するフットプリントを持つPCBを設計します。一貫した明るさと長寿命を確保するために、20mAに設定された定電流ドライバを使用します。LEDを機器パネルの小さな透明窓の後ろに取り付けます。狭い6度の指向角は、この指向性インジケータアプリケーションに最適です。組立中は推奨される波はんだプロファイルに従い、使用前に保管条件が満たされていることを確認します。結果として、堅牢で信頼性が高く、非常に視認性の高い状態インジケータが得られます。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体ダイオード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。チップ材料はAlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）であり、直接遷移型半導体です。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、これが直接発光波長（色）に対応します—この場合はブリリアントイエロー（約589-591 nm）です。エポキシ樹脂レンズは、半導体ダイを保護し、光出力ビームを形成し（結果として6度の指向角）、チップからの光取り出し効率を向上させる役割を果たします。

13. 技術トレンド

LED業界は、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性、およびより高い信頼性に向けて進化し続けています。本デバイスは確立されたAlGaInP技術を使用していますが、より広範な市場のトレンドには、ディスプレイアプリケーション向けのより効率的な蛍光体変換白色LEDやマイクロLEDの開発が含まれます。このような単色LEDについては、効率限界の向上、高温性能の改善、要求の厳しいアプリケーションにおける色と光束の一貫性のためのさらに厳密なビニングの実現に焦点を当てた継続的な開発が行われています。環境規制への対応（ハロゲンフリー、REACH）の重視も、世界的な規制によって推進される持続的なトレンドです。