LEDアレイ表示灯 A694B/SYGUY/S530-A3 データシート - 日本語技術文書

1. 製品概要

A694B/SYGUY/S530-A3は、電子機器での使用を目的とした多用途LEDアレイ表示灯です。個々のLEDランプを組み合わせることができるプラスチックホルダーで構成されており、設計と応用の柔軟性を提供します。この製品の主な機能は、電子機器内の度合い、機能、位置などの様々なパラメータを視覚的に表示することです。

1.1 中核的利点

• 低消費電力であり、エネルギーに敏感なアプリケーションに適しています。
• 高効率かつ低コストで、表示灯のニーズに対する費用対効果の高いソリューションを提供します。
• 優れた色調制御と、アレイ内でのLEDランプ色の自由な組み合わせ作成が可能です。
• 確実なロック機構と容易な組立プロセス。
• 積層可能な設計により、垂直および水平に積み重ねて複数表示パネルを作成できます。
• プリント基板またはパネルへの多様な実装オプション。
• 環境規格に準拠：鉛フリー、RoHS準拠、EU REACH準拠、ハロゲンフリー（Br<900 ppm、Cl<900 ppm、Br+Cl<1500 ppm）。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDアレイは、主に電子機器および制御パネルのメーカーを対象としています。その主な用途は、状態、レベル、機能、または位置を表示するための表示灯です。例としては、通信機器の信号強度表示灯、産業用コントローラのモードセレクタ、試験・測定機器のレベル表示灯などが挙げられます。

2. 技術パラメータと客観的解釈

データシートは、デバイスの詳細な電気的、光学的、熱的特性を提供します。2つの主要なチップ材料とそれに対応する発光色が規定されています：ブリリアントイエローグリーン（SYG）とブリリアントイエロー（UY）。

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。通常動作を意図したものではありません。

• 連続順方向電流（I_F)）：SYGおよびUYタイプともに25 mA。この電流を超えると過熱や寿命の短縮を招く可能性があります。
• ピーク順方向電流（I_FP)）：60 mA（デューティ比1/10 @ 1kHz）。この定格はパルス動作のみを対象とします。
• 逆電圧（V_R)）：5 V。これより高い逆電圧を印加すると接合部破壊を引き起こす可能性があります。
• 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デバイスが放散できる最大電力です。
• 動作・保管温度：-40°C ～ +85°C（動作）、-40°C ～ +100°C（保管）。
• はんだ付け温度：260°C、5秒間（リフローはんだ付けプロファイルの許容範囲を定義）。

2.2 電気光学特性

これらは、指定された試験条件下、25°Cで測定された代表的な性能パラメータです。

• 順方向電圧（V_F)）：I_F=20mA時、1.7V～2.4V。設計者は駆動回路がこの電圧を供給できることを確認する必要があります。
• 光度（I_V)）：SYG：25-50 mcd（代表値 50 mcd）。UY：40-80 mcd（代表値 80 mcd）。これは、同じ試験条件下ではUYバリアントの方が一般的に明るいことを示しています。
• 指向角（2θ_1/2)）：両タイプとも60度（代表値）。光の角度広がりを定義します。
• ピーク波長（λ_p)）：SYG：575 nm（黄緑色）。UY：591 nm（黄色）。
• 主波長（λ_d)）：SYG：573 nm。UY：589 nm。これは人間の目が知覚する波長です。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）：20 nm（代表値）。発光のスペクトル純度を示します。

3. 特性曲線分析

データシートには、異なる動作条件下でのデバイスの挙動を理解するために重要ないくつかの特性曲線が含まれています。

3.1 相対強度対波長

SYGとUYのこれらの曲線は、光のスペクトル分布を示しています。SYG曲線は約575nm（黄緑色）でピークに達し、UY曲線は約591nm（黄色）でピークに達します。約20nmの帯域幅は、LEDの単色性を確認しています。

3.2 指向性パターン

極座標プロットは指向角を示しています。強度は0度（軸上）で最も高く、約±30度で最大値の半分に減少し、60度の全指向角を確認しています。

3.3 順方向電流対順方向電圧（I-V曲線）

この曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。ある閾値（約1.5V-1.7V）を超えると電圧が急激に上昇します。推奨される20mAで動作させることで、代表的なV_F range.

3.4 相対強度対順方向電流

光出力は、最大定格電流まで電流に比例して直線的に増加します。これにより、電流変調（例：PWM使用）による簡単な明るさ制御が可能です。

3.5 温度依存性曲線

相対強度対周囲温度：周囲温度が上昇すると光度が減少することを示しています。これは高温環境での重要な考慮事項です。

順方向電流対周囲温度：順方向電圧が負の温度係数（温度上昇とともに減少）を持つことを示しており、定電流ドライバ設計において熱暴走を防ぐために考慮する必要があります。

4. 機械的仕様とパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

データシートには詳細な機械図面が提供されています。主要寸法には、リード間隔、本体サイズ、全高が含まれます。注記では、特に断りのない限り全ての寸法はミリメートル単位で一般公差は±0.25mmであり、リード間隔はリードがパッケージから出る点で測定されることを規定しています。

4.2 極性識別とリード成形

パッケージ図面はカソード（通常は短いリードまたはレンズの平らな側）を示しています。リード成形については、応力損傷を防ぐため、エポキシボールの基部から少なくとも3mm離して曲げることを文書で義務付けています。リードははんだ付け前に成形する必要があり、PCBの穴はLEDリードと完全に一致させて実装応力を避ける必要があります。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 推奨はんだ付け条件

• 手はんだ：はんだごて先温度：最大300°C（最大30W）。はんだ付け時間：最大3秒。はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離を3mm確保してください。
• フロー/ディップはんだ付け：予熱温度：最大100°C（最大60秒）。はんだ浴温度：最大260°C、最大5秒間。同じ3mm距離のルールを維持してください。

5.2 はんだ付けプロファイル

推奨される温度-時間プロファイルが提供されており、制御された立ち上がり、5秒間で最大260°Cを超えないピーク温度、および制御された冷却が強調されています。急速冷却プロセスは推奨されません。

5.3 重要な注意事項

• 高温作業中にリードフレームに応力をかけないでください。
• ディップまたは手はんだ付けを複数回行わないでください。
• はんだ付け後、室温に戻るまでエポキシボールを機械的衝撃から保護してください。

5.4 保管条件

LEDは、温度30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。出荷からの保管寿命は3ヶ月です。長期保管（最大1年）の場合は、窒素雰囲気と吸湿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に避けてください。

6. 梱包および注文情報

6.1 梱包仕様

部品は防湿材料（静電気防止袋、内箱、外箱）で梱包されています。

• 梱包数量：プレートあたり270個。内箱あたり4プレート。外箱（マスターカートン）あたり10内箱（合計：マスターカートンあたり10,800個）。

6.2 ラベル説明

梱包のラベルには、顧客生産番号（CPN）、品番（P/N）、梱包数量（QTY）、ランク（CAT）、主波長（HUE）、順方向電圧（REF）、ロット番号（LOT No）などの項目が含まれています。これはトレーサビリティと正しい部品識別を容易にします。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• ネットワークスイッチ、ルーター、モデムの状態表示灯。
• オーディオ機器、電源装置、またはバッテリーチャージャーのレベル表示灯。
• 産業用制御パネルおよび医療機器の機能モードセレクタ。
• スイッチ、ノブ、またはスライダーの位置表示灯。

7.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：連続動作のためには、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20mA以下に制限してください。
• 熱管理：低電力ですが、高密度アレイまたは高周囲温度で使用する場合は、明るさと寿命を維持するために十分な換気を確保してください。
• ESD保護：組立時には適切なESD対策を講じて取り扱ってください。
• 光学設計：60度の指向角は直接視認に適しています。より広い照明が必要な場合は、二次光学素子（拡散板）が必要になる場合があります。

8. 技術比較と差別化

個別の単一LEDと比較して、このアレイは以下の重要な利点を提供します：

• 組立の容易さ：ホルダー上にあらかじめ組立済みのアレイは、複数の個別LEDを配置するよりもPCBレイアウトと組立を簡素化します。
• 位置合わせと一貫性：複数の表示灯の均一な間隔と位置合わせを提供し、美的および機能的一貫性を向上させます。
• 設計の柔軟性：積層可能な機能により、複雑な機械設計なしにカスタムサイズの表示バーまたはパネルを作成できます。
• 環境適合性：最新の環境規格（RoHS、ハロゲンフリー）を満たしており、これは古いまたは一般的な個別LEDでは保証されない場合があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDアレイを5Vまたは3.3Vのロジック電源から直接駆動できますか？

A: いいえ。電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、5V電源で20mA時の代表的なV_Fが2.0Vの場合、必要な直列抵抗は R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω です。

Q: SYGタイプとUYタイプの違いは何ですか？

A: SYG（ブリリアントイエローグリーン）は約575nm（黄緑色）のピーク波長で発光し、UY（ブリリアントイエロー）は約591nm（黄色）で発光します。UYバリアントはまた、より高い代表的な光度（80 mcd 対 50 mcd）を持ちます。

Q: この製品は屋外用途に適していますか？

A: 動作温度範囲は-40°C～+85°Cで、多くの屋外条件をカバーしています。ただし、デバイス自体は本質的に防水ではありません。屋外使用の場合は、湿気や紫外線（時間とともにエポキシ樹脂を劣化させる可能性がある）から保護する密閉筐体に収める必要があります。

Q: ラベルのランク（CAT）はどのように解釈すればよいですか？

A: ランクは通常、光度や順方向電圧などの特定のパラメータに基づいてLEDを選別（ビニング）します。アプリケーションの一貫性要件に適した正しいランクを選択するには、メーカーの完全なビニング仕様書（この抜粋では提供されていません）を参照してください。

10. 実用的な使用例

シナリオ：携帯機器用の多段階バッテリー充電表示灯の設計

エンジニアは、このLEDアレイの積層可能な機能を利用できます。5段階の表示灯の場合、アレイ内の5つの個別LED位置、または垂直/水平に積み重ねた5つのアレイを使用できます。各レベルは、バッテリー電圧を監視するコンパレータ回路によって駆動されます。アレイによって提供される一貫した間隔と色は、プロフェッショナルで読みやすい表示を保証します。低消費電力は、バッテリー駆動機器にとって重要です。設計には、駆動回路の電圧に基づいて各LEDに適切な電流制限抵抗を計算し、表示時のバッテリーからの総電流消費が許容範囲内であることを確認することが含まれます。

11. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。半導体材料（この場合はAlGaInP）のp-n接合に順方向電圧が印加されると、デバイス内で電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。光の特定の波長（色）は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。プラスチックホルダー（アレイ）は機械的なキャリアおよび電気的相互接続として機能し、複数の個別LEDチップを便利に実装および配線できるようにします。

12. 技術トレンド

表示灯用LED市場は進化を続けています。このようなアレイ製品に関連するトレンドには以下が含まれます：

• 効率の向上：半導体材料とチップ設計の継続的な開発により、より高い発光効率（ワットあたりの光出力の増加）が実現され、より低い動作電流と消費電力の削減が可能になります。
• 小型化：これはスルーホール部品ですが、より高密度および自動組立のためのより小さな表面実装デバイス（SMD）パッケージへの一般的な業界トレンドがあります。
• 信頼性の向上：エポキシ樹脂の配合とパッケージング技術の改善により、動作寿命の延長および熱サイクルや湿度に対する耐性の向上が続いています。
• スマート統合：より広範なトレンドとして、制御ロジックとドライバをLED表示灯と直接統合し、スマート表示モジュールを作成する動きがありますが、この特定の製品は受動部品のままです。