A203B/UY/S530-A3 LEDアレイランプ データシート - イエロー拡散 - 20mA - 2.0V - 技術文書

1. 製品概要

A203B/UY/S530-A3は、主に電子機器や装置における状態表示や機能表示用として設計された、低消費電力・高効率のLEDアレイランプです。その中核となる設計思想は、エンジニアに対して最小限の消費電力と最大限の設計自由度で、信頼性の高い視覚的フィードバックを提供することにあります。

本製品はアレイ構造を採用しており、複数の個別LEDランプを単一のプラスチックホルダー内に組み合わせています。この統合アプローチにより、プリント基板（PCB）やパネルへの実装プロセスが簡素化され、単一の部品から多点表示システムを構築することが可能となります。アレイは垂直・水平方向に積み重ね可能な設計となっており、特定のアプリケーション要件に合わせたコンパクトで高密度な表示クラスターや、カスタム形状の表示パターンの作成を可能にします。

主な利点として、現代の環境・安全基準への適合が挙げられます。本製品は鉛フリー（Pbフリー）製品であり、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠、EU REACH規則を遵守し、臭素（Br）および塩素（Cl）含有量に厳格な制限（Br<900 ppm、Cl<900 ppm、Br+Cl<1500 ppm）を設けたハロゲンフリー要件を満たしています。これにより、厳しい環境規制が適用される幅広い市場での使用に適しています。

2. 技術パラメータおよび仕様

2.1 デバイス選択および識別

本資料で詳細を説明する特定の型番は333-2UYD/S530-A3-Lです。AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）チップ材料を使用して、鮮やかなイエロー（Brilliant Yellow）の発光色を実現しています。外装樹脂はイエロー拡散タイプであり、視野角を広げ、光出力を柔らかくして視認性を向上させる効果があります。

2.2 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生じる可能性のある限界値を定義します。これらの条件下またはその近傍での動作は保証されておらず、信頼性の高い長期性能のためには避けるべきです。すべての定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 連続順方向電流（I_F）：25 mA
• ピーク順方向電流（I_FP）：60 mA（デューティサイクル1/10、周波数1kHz時）
• 逆電圧（V_R）：5 V
• 電力損失（P_d）：60 mW
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +100°C
• はんだ付け温度（T_sol）：最大5秒間、260°C

2.3 電気光学特性

これらは、標準試験条件（特に断りのない限り、Ta=25°C、I_F=20mA）で測定された代表的な性能パラメータです。デバイスの期待される性能を表します。

• 順方向電圧（V_F）：最小1.7V、標準2.0V、最大2.4V。これは、指定電流で動作時のLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時、最大10 µA。これは逆電圧が印加されたときの非常に小さなリーク電流を示します。
• 光度（I_V）：最小100 mcd、標準200 mcd。これは人間の目で見たLEDの知覚される明るさの尺度です。
• 視野角（2θ_1/2）：標準30度。これは、光度が0度（軸上）の強度の半分になる全角度です。
• ピーク波長（λ_p）：標準591 nm。光出力が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：標準589 nm。人間の目が知覚する色を表す単一波長です。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）：標準15 nm。最大強度の半分（半値全幅、FWHM）で測定された発光のスペクトル幅です。

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記載されています。これらは回路設計と熱管理に不可欠です。

3.1 相対強度 vs. 波長

この曲線は、標準的な591 nmのピーク波長を中心に15 nmの帯域幅を持つ発光のスペクトル分布を示し、イエロー色の出力を確認できます。

3.2 指向性パターン

このプロットは光の空間分布を示し、強度が軸上値の50%に低下する標準的な30度の視野角を示しています。

3.3 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

この基本曲線は、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ています。このLEDの場合、標準動作電流20 mAにおいて、順方向電圧は約2.0Vです。この曲線は定電流回路の設計に不可欠です。

3.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力（光度）が順方向電流とともに増加することを示していますが、特に高電流域では完全に線形ではありません。所望の輝度レベルを得るための駆動電流の決定に役立ちます。

3.5 温度依存性曲線

2つの主要な曲線が周囲温度（T_a）の影響を示しています：
相対強度 vs. 周囲温度：光度は一般的に周囲温度の上昇とともに減少することを示しています。これは高温環境でのアプリケーションにおける重要な要素です。
順方向電流 vs. 周囲温度：I-V特性が温度とともにどのようにシフトするかを理解するために使用でき、定電流ドライバ設計において重要です。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

データシートには、A203B/UY/S530-A3 LEDアレイの詳細な寸法図が含まれています。図面注記からの主要仕様は以下の通りです：すべての寸法はミリメートル（mm）単位で、特に指定のない限り一般公差は±0.25 mmです。リード間隔は、リードがパッケージ本体から出る点で測定されます。正確な寸法は、PCBフットプリント設計および組立時の適切なフィットを確保するために重要です。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは、デバイスの信頼性と性能を維持するために極めて重要です。

5.1 リード成形

• 曲げ加工は、エポキシバルブの基部から少なくとも3 mm離れた位置で行い、パッケージへのストレスを避けてください。
• 成形ははんだ付け前、かつ室温で行う必要があります。
• PCBの穴はLEDリードと完全に一致させ、実装ストレスを避けてください。

5.2 保管

• 推奨保管条件：温度30°C以下、相対湿度70%以下。
• 出荷後の標準保管寿命は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

はんだ接合部とエポキシバルブの間には、最低3 mmの距離を保つ必要があります。

手はんだ：はんだごて先端温度最大300°C（30W以下のごて）。リードあたりのはんだ付け時間最大3秒。
ディップ（波）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5秒間。
推奨はんだ付け温度プロファイルが提供されており、制御された昇温・降温速度の重要性が強調されています。急冷は避けてください。はんだ付け（ディップまたは手はんだ）は1回のみ行ってください。はんだ付け後、LEDが室温に戻るまで、機械的ストレスや振動を加えないでください。

5.4 洗浄

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、その後風乾してください。超音波洗浄は推奨されておらず、絶対に必要な場合は事前評価が必要です。出力や組立条件によってはLEDを損傷する可能性があります。

5.5 熱管理

適切な熱設計が強調されています。動作電流は、アプリケーションの周囲温度と熱管理能力に基づいて適切に減額する必要があります。設計者は減額曲線（提供された抜粋には明示されていませんが、暗示されています）を参照して、長期信頼性を確保してください。

6. 包装および発注情報

6.1 包装仕様

LEDは、静電気放電（ESD）および湿気による損傷を防ぐために包装されています。
包装数量：
1. 静電防止バッグあたり200個。
2. 内箱あたり4袋。
3. 外箱（マスターカートン）あたり10個の内箱。
これにより、外箱あたり合計8,000個となります。

6.2 ラベル説明

包装ラベルには以下のコードが含まれます：
• CPN：顧客部品番号
• P/N：メーカー部品番号（例：333-2UYD/S530-A3-L）
• QTY：数量
• CAT：性能ランクまたはカテゴリ
• HUE：主波長
• REF：参照情報
• LOT No：品質管理のための追跡可能なロット番号

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 代表的な用途

このLEDアレイは、様々な電子機器や制御パネルにおいて、状態、度合い、機能モード、または位置を表示するためのインジケータとして設計されています。例としては、オーディオ機器、試験測定機器、産業用制御システム、および複数の設定可能な表示点が必要な民生用電子機器などが挙げられます。

7.2 回路設計上の考慮事項

電圧源からLEDを駆動する場合は、必ず電流制限抵抗が必要です。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_supply- V_F) / I_F。標準V_F2.0V、所望のI_F20 mA、電源5Vの場合：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。マージン確保と電力損失低減のため、やや高い値（例：180 Ω）がよく使用されます。電源電圧や温度が変動しても一定の輝度を保つためには、定電流ドライバ回路の使用が推奨されます。

7.3 熱設計上の考慮事項

デバイスの電力損失は低い（最大60 mW）ですが、アプリケーションにおける効果的な熱管理は、特に最大電流付近または高周囲温度で動作する場合、光度と寿命を維持するために依然として重要です。PCBが十分な放熱対策を提供していることを確認し、隣接する発熱部品の影響を考慮してください。

7.4 光学設計上の考慮事項

イエロー拡散樹脂は広い（30度）視野角を提供します。より狭いビームが必要なアプリケーションでは、外部レンズやライトパイプを使用することができます。拡散出力はグレアを低減し、より均一な外観を作り出すのに役立ち、フロントパネルインジケータに最適です。

8. 技術比較および差別化

A203B/UY/S530-A3は、そのアレイ形式によって差別化されています。複数の個別LEDを使用する場合と比較して、この統合アレイは以下のような大きな利点を提供します：
• 組立の簡素化：1つの部品で複数の配置とはんだ付け作業を置き換えます。
• 一貫性の向上：アレイ内のLEDは同じ製造ロットから供給されるため、色と輝度の均一性が向上します。
• 設計の柔軟性：積み重ね可能な機能により、カスタム工具なしでカスタム表示形状やパターンを作成できます。
• 空間効率：個別部品を使用する場合よりも高密度な表示レイアウトを実現できます。
RoHS、REACH、ハロゲンフリー基準への準拠は、現代の部品に対する基本的な期待事項ですが、規制市場への販売においては依然として重要な差別化要因です。

9. よくある質問（FAQ）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（λ_p）は、光出力が最も強くなる物理的な波長です。主波長（λ_d）は、人間の目が知覚する色に対応する計算値です。このイエローLEDのような単色LEDでは、通常これらは非常に近い値になります（ここでは591 nm vs. 589 nm）。

Q: このLEDをピーク電流の60 mAで連続駆動できますか？
A: できません。ピーク順方向電流（I_FP）60 mAは、低デューティサイクル（1/10）でのパルス動作に対してのみ定格されています。最大連続電流（I_F）は25 mAです。連続定格を超えると過熱を引き起こし、急速な劣化または故障の原因となります。

Q: 保管湿度が重要なのはなぜですか？
A: LEDパッケージは湿気を吸収する可能性があります。高温のはんだ付けプロセス中に、この吸収された湿気が急速に蒸気に変わり、内部の剥離やクラック（\"ポップコーン現象\"）を引き起こす可能性があります。適切な保管は湿気吸収を制御します。

Q: 順方向電圧は1.7Vから2.4Vの範囲があります。これは私の設計にどのように影響しますか？
A: このばらつきは製造公差による正常なものです。電流制限回路はこの範囲を扱えるように設計する必要があります。単純な抵抗の代わりに定電流ドライバを使用することで、V_F variation.

10. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：電源装置用の多段階状態表示器の設計
設計者は、スタンバイ、通常、警告、故障の4つの状態を表示する必要があります。2つのA203B/UY/S530-A3アレイを垂直に積み重ねて使用できます。
• PCBレイアウト：PCB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。4つの電流制限抵抗（アレイセグメント内の各LED用に1つ）が近くに配置されます。抵抗値は、3.3Vロジック電源用に計算され、十分な輝度と低消費電力のためにLEDあたり15 mAを目標とします：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87 Ω。標準の91 Ω抵抗が選択されます。
• ファームウェア制御：マイクロコントローラからの4つのGPIOピンがカソード（抵抗を介して）に接続され、アノードは3.3Vレールに接続されます。ファームウェアは、個々のLEDまたは組み合わせを点灯させて4つの状態を表すことができます（例：スタンバイ用に1つのLED、通常用に2つ、警告用に3つ、故障用に4つすべて）。
• 組立：他のSMD部品がはんだ付けされた後、アレイをPCB上に配置します。波はんだ付け中は、3mm距離ルールを守り、5秒間260°Cを超えないようにプロファイルを注意深く制御します。
このアプローチにより、最小限の基板スペースと部品点数で、清潔で均一、かつ容易に組立可能な表示セクションが得られます。