LEDランプ 1003SYGD/S530-E2 データシート - 3mm ラウンド - 2.0V - 20mA - ブリリアント黄緑 - 日本語技術文書

1. 製品概要

1003SYGD/S530-E2は、汎用インジケータ用途向けに設計された高輝度スルーホールLEDランプです。AlGaInPチップを採用し、鮮やかな黄緑色の光を出力します。信頼性、堅牢性に優れ、鉛フリーおよびRoHS指令に準拠した環境基準適合品です。標準的な3mmラウンド拡散パッケージに収められており、発光色に合わせたグリーン樹脂カラーはコントラストと視認性を高めます。

1.1 中核的利点

• 高輝度：より高い光度を必要とするアプリケーション向けに特別に設計されています。
• 広視野角：110度の半値角（2θ1/2）を特徴とし、様々な視点から良好な視認性を確保します。
• 包装形態の選択肢：自動組立プロセス向けにテープ&リール供給も可能です。
• 環境規制適合：本製品は鉛フリーであり、RoHS指令に準拠しています。
• カラーバリエーション：様々な設計ニーズに対応するため、異なる色や光度のシリーズ品として提供されています。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは主に、信頼性の高い低コストの状態表示が必要な民生機器および産業制御市場をターゲットとしています。代表的な用途は以下に限定されません：

• テレビやコンピュータモニターの電源および状態インジケータ。
• 電話機のキーパッドや機能ボタンのバックライト。
• 各種コンピュータ周辺機器および内部部品のインジケータランプ。
• 計測器や制御パネルの汎用パネルインジケータ。

2. 詳細技術パラメータ分析

このセクションでは、データシートに規定されている主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

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生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 連続順方向電流（IF）：25 mA。LEDに連続的に印加できる最大DC電流です。
• ピーク順方向電流（IFP）：60 mA。パルス条件下（デューティサイクル 1/10 @ 1kHz）でのみ適用可能で、一時的に高い光出力を得るために使用します。
• 逆方向電圧（VR）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 電力損失（Pd）：60 mW。パッケージが放散できる最大電力で、VF * IFとして計算されます。
• 動作温度および保管温度：それぞれ-40°Cから+85°C、および-40°Cから+100°Cの範囲で、信頼性のある動作および非動作時の保管の環境限界を定義します。
• はんだ付け温度（Tsol）：260°C、5秒間。波はんだ付けや手はんだ付け時にLEDが耐えられる最大の熱プロファイルを定義します。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、Ta=25°C、IF=20mAの標準試験条件で測定され、ベースライン性能を提供します。

• 光度（Iv）：12.5 mcd（標準値）。これは正面方向で測定された光出力です。保証される最小値は6.3 mcdです。
• 視野角（2θ1/2）：110°（標準値）。光度がピーク強度の少なくとも半分である角度範囲です。拡散レンズがこの広く均一な視野パターンを作り出します。
• 主波長（λd）：573 nm（標準値）。光の知覚される色で、スペクトルの黄緑色領域にあります。
• ピーク波長（λp）：575 nm（標準値）。スペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 順方向電圧（VF）：2.0 V（標準値）、20mA時で1.7Vから2.4Vの範囲です。このパラメータは、回路設計における電流制限抵抗の計算に極めて重要です。
• 逆方向電流（IR）：VR=5V時、最大10 μA。LEDが逆バイアスされたときのリーク電流を示します。

測定不確かさに関する注意：データシートは主要測定値の許容差を規定しています：VFは±0.1V、Ivは±10%、λdは±1.0nm。高精度アプリケーションではこれらを考慮する必要があります。

3. 性能曲線分析

提供されている特性曲線は、様々な条件下でのLEDの動作に関する貴重な知見を提供します。

3.1 スペクトル分布と指向性

相対強度 vs. 波長曲線は、575nm付近を中心とする典型的な狭帯域発光スペクトルを示しており、AlGaInP材料の特徴です。指向性曲線は、110°の半値角を持つ広いランバート型に近い放射パターンを視覚的に確認できます。

3.2 電流-電圧（I-V）特性

順方向電流 vs. 順方向電圧曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的形状です。推奨動作点である20mAでは、電圧は約2.0Vです。電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こすため、設計者は電流を設定するために直列抵抗を使用する必要があります。

3.3 光出力 vs. 駆動電流

相対強度 vs. 順方向電流曲線は、低電流域では一般的に線形ですが、電流が最大定格に近づくにつれて熱効果の増加により効率低下（準線形増加）の兆候を示す場合があります。

3.4 温度依存性

相対強度 vs. 周囲温度曲線は、温度が上昇すると光出力が減少することを示しています。これはLEDの基本的な特性です。一定電圧における順方向電流 vs. 周囲温度曲線は、固定の直列抵抗を使用した場合、順方向電圧の負の温度係数により、温度上昇に伴って電流がわずかに減少することを示しています。

4. 機械的仕様とパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDは標準的な3mmラウンド拡散パッケージに収められています。データシートからの主要な寸法上の注意点は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル（mm）単位です。
• フランジ高さは1.5mm（0.059\"）未満でなければなりません。
• 規定されていない寸法のデフォルト公差は±0.25mmです。
• データシートの詳細な寸法図には、PCBフットプリント設計に重要なリード間隔、レンズ直径、全高、リードフォーミング寸法が規定されています。

4.2 極性識別

カソードは通常、LEDレンズの縁にあるフラットスポットおよび/または短いリードによって識別されます。取り付け時には正しい極性を確認する必要があります。

5. はんだ付けと組立ガイドライン

LEDの性能と信頼性を維持するためには、適切な取り扱いが不可欠です。

5.1 リードフォーミング

• 曲げ加工は、エポキシボールの基部から少なくとも3mm離れた場所で行い、パッケージへのストレスを避けてください。
• リードの成形ははんだ付け soldering.
• の前に行ってください。パッケージにストレスを加えないでください。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防止してください。

5.2 保管条件

• 30°C以下、相対湿度（RH）70%以下で保管してください。これらの条件下での棚寿命は3ヶ月です。
• 長期保管（最大1年）の場合は、窒素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 はんだ付け推奨事項

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。

• 手はんだ付け：はんだごて先温度 ≤300°C（最大30Wのはんだごて）、はんだ付け時間 ≤3秒。
• 波はんだ/ディップはんだ付け：予熱 ≤100°C、≤60秒。はんだ浴温度 ≤260°C、≤5秒。
• 高温段階ではリードにストレスを加えないでください。ディップ/手はんだ付けは1サイクルに制限してください。
• はんだ付け後、LEDが室温に冷却されるまで機械的衝撃から保護してください。
• 信頼性の高い接合が得られる最低限のはんだ付け温度を使用してください。

5.4 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。
• 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。

5.5 熱管理

これは低電力デバイスですが、長期信頼性のためには適切な熱設計が依然として重要です。特に最大定格付近で動作させる場合はそうです。より高い周囲温度では、電流を適切にデレーティングする必要があり、提供されているデレーティング曲線を参照してください。

6. 梱包と発注情報

6.1 梱包仕様

LEDは、静電気放電（ESD）と湿気から保護するために梱包されています。

• 一次梱包：防静電バッグあたり200-500個。
• 二次梱包：内箱あたり5袋。
• 三次梱包：外箱（マスターカートン）あたり10個の内箱。

6.2 ラベル説明

梱包のラベルには、顧客部品番号（CPN）、製品番号（P/N）、梱包数量（QTY）、品質ランク（CAT）、主波長（HUE）、参照（REF）、ロット番号（LOT No.）などの情報が含まれます。

7. アプリケーション設計上の考慮点

7.1 回路設計

LEDには常に直列に電流制限抵抗を使用してください。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (Vcc - VF) / IF。ここで、Vccは電源電圧、VFはLED順方向電圧（保守的な設計では標準値2.0Vまたは最大値2.4Vを使用）、IFは所望の順方向電流（例：20mA）です。抵抗の電力定格が十分であることを確認してください（P = (Vcc - VF) * IF）。

7.2 PCBレイアウト

推奨されるパッケージ寸法に従って穴パターンを設計してください。LEDドーム周囲に十分なクリアランスを確保し、機械的干渉を避けてください。複数のLED間で一貫した輝度を必要とする設計では、順方向電圧と光度によるビニングを検討してください。

7.3 寿命と信頼性

LEDの寿命は、通常、光度が初期値の50%に低下する点（L70、L50）として定義されます。LEDを絶対最大定格、特に電流と温度の点で下回って動作させることが、動作寿命を最大化する主要な方法です。

8. 技術比較と差別化

1003SYGD/S530-E2は、以下の属性の特定の組み合わせにより、3mmスルーホールLED市場で差別化を図っています：

• 材料：AlGaInP半導体材料の使用は、従来技術と比較して、黄緑色から赤色のスペクトル範囲で高い効率を提供します。
• 輝度 vs. 視野角：高い標準光度（12.5mcd）と非常に広い視野角（110°）のバランスの取れた妥協点を提供し、斜めからの視認性が重要なアプリケーションに適しています。
• 環境への配慮：鉛フリーおよびRoHS準拠の構造は、電子製品の現代的な環境規制に適合しています。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 5V電源で使用する場合の抵抗値は？

標準VF=2.0V、目標IF=20mAを使用：R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω。抵抗で消費される電力は(5V-2.0V)*0.02A = 0.06Wなので、標準的な1/8W（0.125W）または1/4W抵抗が適しています。保守的な設計でVF(最大)=2.4Vを使用する場合、R = (5V-2.4V)/0.02A = 130 Ωです。

9.2 3.3V電源でこのLEDを駆動できますか？

はい。VF(標準)=2.0V、IF=20mAを使用：R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω。LEDの電圧降下（VF）が、最大VFの2.4Vを考慮しても電源電圧より小さいことを確認してください（3.3V > 2.4Vなので、実現可能です）。

9.3 温度は輝度にどのように影響しますか？

周囲温度が上昇すると、LEDの光度は減少します。これは半導体光源の物理的特性です。温度範囲にわたって一貫した輝度が必要な重要なアプリケーションでは、フィードバック制御や温度補償が必要になる場合があります。

9.4 このLEDは屋外使用に適していますか？

動作温度範囲（-40°C ～ +85°C）により、多くの屋外環境での使用が可能です。ただし、このパッケージは防水や高い紫外線耐性に対して特別に定格されているわけではありません。直接屋外に曝露する場合は、湿気の侵入やレンズの劣化を防ぐために、追加の環境保護（コンフォーマルコーティング、密閉筐体）が必要です。

10. 設計導入ケーススタディ例

シナリオ：複数のLED（電源、LAN、WAN、Wi-Fi）を備えたネットワークルーター用の状態表示パネルを設計。典型的なオフィス環境で広い角度から読み取り可能である必要があります。

部品選定：1003SYGD/S530-E2は、その広い110°視野角により、様々なデスク位置からの視認性を確保するために選定されました。黄緑色は黒やグレーのパネルに対して高い視覚的コントラストを提供し、一般的な赤/緑のインジケータとは区別されます。

回路実装：ルーターのメインPCBで3.3Vラインが利用可能です。計算値65Ωに近い標準値である68Ωの電流制限抵抗を各LEDに直列に配置し、電流を約19mAに設定します。これにより、十分な輝度を提供しながら、25mAの最大定格を十分に下回って動作します。LEDは適切なリード間隔を持つ小さなドーターボードに実装されます。

結果：インジケータは、必要な視野角全体で明確で均一な照明を提供し、製造時に指定されたはんだ付けおよび保管ガイドラインに従うことで信頼性の高い動作が確保されました。

11. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネセンスと呼ばれるプロセスを通じて光を発する半導体デバイスです。p-n接合に順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子が活性層（この場合はAlGaInPで構成）内のp型領域からの正孔と再結合します。この再結合により、エネルギーが光子（光の粒子）の形で放出されます。発光される光の特定の波長（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。広いバンドギャップは短い波長（青い光）を生成し、狭いバンドギャップは長い波長（赤い光）を生成します。AlGaInP材料系は、黄色、オレンジ、赤色スペクトルの光を生成するのに特に効率的です。エポキシレンズは、光出力ビームを整形し、半導体チップを保護する役割を果たします。

12. 技術トレンド

この部品が代表するスルーホールLED技術は、成熟した確立されたソリューションと見なされています。現在の業界トレンドは、サイズが小さく、自動ピック&プレース組立に適し、多くの場合、熱性能が優れているため、ほとんどの新設計において表面実装デバイス（SMD）LEDへの強い移行を示しています。しかし、3mmラウンドタイプのようなスルーホールLEDは、より高い単点輝度、容易な手動プロトタイピングと修理、高振動環境での堅牢性、またはスルーホール実装がより安全な機械的接続を提供するアプリケーションにおいて、依然として関連性を保っています。基礎となる半導体材料技術（AlGaInP）は、効率と寿命の漸進的な改善が続いています。