LEDランプ 523-2UYD/S530-A3 データシート - 5mm ラウンド - イエロー拡散 - 2.4V - 60mW - 技術文書

1. 製品概要

523-2UYD/S530-A3は、信頼性の高い照明と広角視認性を必要とする用途向けに設計された、高輝度5mmラウンドLEDランプです。AlGaInPチップを採用し、スーパーイエローの拡散光を出力します。本デバイスは、堅牢な構造、主要な環境指令への準拠、自動組立プロセスへの適合性を特徴としています。

1.1 主要な特徴と利点

• 高輝度：優れた光度を要求する用途向けに特別に設計されています。
• 広視野角：広範な視認性を実現する、典型的な180度の視野角（2θ1/2）を提供します。
• パッケージオプション：効率的な大量PCB実装のため、テープ&リール供給が可能です。
• 環境規制準拠：本製品はRoHS、EU REACHに準拠し、ハロゲンフリー（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）です。
• 信頼性：様々な条件下での長期動作に耐える、信頼性が高く堅牢な設計です。

1.2 対象用途

このLEDは、民生用および産業用電子機器における様々なインジケータおよびバックライト用途に適しており、テレビ、コンピュータモニター、電話機、汎用コンピューティング機器などが含まれます（これらに限定されません）。

2. 詳細な技術パラメータ分析

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がある限界を定義します。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（I_F）：25 mA
• ピーク順方向電流（I_FP）：60 mA (デューティ比 1/10 @ 1kHz)
• 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）：260°C、5秒間

2.2 電気光学特性（T_a=25°C）

これらのパラメータは、指定された試験条件下（特に記載がない限りI_F=20mA）におけるLEDの典型的な性能を定義します。

• 光度（I_v）：典型的 32 mcd（最小 16 mcd）。測定不確かさは±10%です。
• 視野角（2θ_1/2）：典型的 180度。
• ピーク波長（λ_p）：典型的 591 nm。
• 主波長（λ_d）：典型的 589 nm。測定不確かさは±1.0 nmです。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）：典型的 15 nm。
• 順方向電圧（V_F）：典型的 2.0V、最大 2.4V。測定不確かさは±0.1Vです。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時、最大 10 μA。

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重要なグラフが提供されています。これらは、設計エンジニアが実際のアプリケーションでの性能を予測するために不可欠です。

3.1 相対強度 vs. 波長

この曲線は、約591 nm（黄色）をピークとし、典型的な帯域幅15 nmのスペクトルパワー分布を示しており、発光の色純度を確認できます。

3.2 指向性パターン

極座標プロットは、非常に広い180度の視野角を持つランバート型に近い発光パターンを確認しており、広範囲の視認性を必要とする用途に理想的です。

3.3 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

このグラフは、ダイオードに典型的な指数関数的な関係を示しています。推奨動作点である20mAでは、順方向電圧は典型的に2.0Vです。設計者は、最大定格電流を超えないように、このV_Fに基づいて電流制限抵抗を計算する必要があります。

3.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、通常の動作範囲内では光出力が電流に対してほぼ線形であることを示しています。LEDを最大連続電流を超えて駆動すると、輝度は増加しますが、寿命の短縮や熱損傷の可能性という代償が伴います。

3.5 熱性能曲線

相対強度 vs. 周囲温度：周囲温度が上昇すると光度が低下することを示しています。LEDが高温環境で動作する設計では、この熱的デレーティングを考慮に入れる必要があります。

順方向電流 vs. 周囲温度：定電圧駆動時の関係を示しています。安定した光出力を得るためには、直列抵抗を用いた定電圧源よりも、定電流ドライバの使用を強く推奨します。

4. 機械的仕様およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

このLEDは、標準的な5mmラウンドラジアルリードパッケージを採用しています。主要寸法には、リード間隔2.54mm（0.1\"）、典型的な全高、レンズ直径が含まれます。フランジ高さは1.5mm未満と規定されています。特に指定がない限り、すべての寸法公差は±0.25mmです。正確なPCBフットプリント設計のためには、データシートの詳細な機械図面を参照してください。

4.2 極性識別

長いリードはアノード（陽極）、短いリードはカソード（陰極）を示します。これはラジアルLEDの標準的な慣例です。カソードリードは、プラスチックレンズベースの平坦部によっても識別される場合があります。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 リード成形

• 内部ダイとワイヤボンドへのストレスを避けるため、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置で曲げてください。
• はんだ付け前にリードを成形してください。
• パッケージにストレスを加えないでください。PCBの穴位置を正確に合わせ、強制挿入を防いでください。
• リードは室温で切断してください。

5.2 推奨はんだ付け条件

手はんだ：はんだごて先端温度 最大300°C（最大30W）、はんだ付け時間 最大3秒、はんだ付け箇所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。

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、5秒間、はんだ付け箇所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。推奨はんだ付けプロファイルグラフが提供されており、熱衝撃を最小限に抑えるために、制御された温度上昇、ピーク温度保持時間、制御された冷却の重要性が強調されています。

5.3 保管条件

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、湿気の多い環境での急激な温度変化は避けてください。

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。事前評価がない限り、超音波洗浄は内部構造を損傷する可能性があるため避けてください。

6. 熱管理およびESD対策

6.1 熱管理

適切な熱設計は極めて重要です。動作電流は、デレーティング曲線に示されているように、周囲温度に基づいて適切にデレートする必要があります。アプリケーションにおいてLED周辺の温度を制御することは、長期信頼性を確保し、光出力を維持するために必要です。

6.2 ESD（静電気放電）感受性

本製品は静電気放電およびサージ電圧に敏感です。組立および取り扱い時には、接地された作業台やリストストラップの使用を含む、標準的なESD取り扱い対策を遵守してください。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは、防湿・帯電防止バッグに梱包されています。標準的な梱包フローは次の通りです：バッグあたり200-500個 → 内箱あたり5バッグ → 外箱（マスターカートン）あたり10内箱。

7.2 ラベル説明

梱包上のラベルには、トレーサビリティとビニングのためのコードが含まれています：

P/N：生産番号。

CAT：光度ランク（輝度ビン）。

HUE：主波長ランク（色ビン）。

REF：順方向電圧ランク（電圧ビン）。

LOT No：トレーサビリティのための製造ロット番号。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 回路設計

電圧源から駆動する場合は、常に直列の電流制限抵抗を使用してください。抵抗値は R = (V_supply- V_F) / I_F の式で計算します。ここで、V_Fはデータシートの典型的または最大順方向電圧、I_Fは所望の動作電流（≤25mA）です。最適な安定性と長寿命を得るためには、特に電源電圧や温度が変動するアプリケーションでは、専用の定電流LEDドライバICの使用を検討してください。

8.2 PCBレイアウト

PCBフットプリントがパッケージ寸法と正確に一致することを確認してください。エポキシボールの周囲に十分なクリアランスを設け、影や機械的干渉を避けてください。複数のLEDを必要とする設計では、デバイス間の熱結合を防ぐために十分な間隔を確保してください。

8.3 光学統合

拡散レンズは、インジケータランプやパネル照明に適した、広く柔らかい光パターンを提供します。より集光した光を必要とする用途では、外部レンズや光ガイドが必要になる場合があります。黄色は、注意を引くステータスインジケータに効果的です。

9. 技術比較および差別化

523-2UYD/S530-A3は、高い典型的な光度（20mA時32 mcd）と極めて広い180度視野角の組み合わせによって差別化されています。多くの標準的な5mm LEDは、より狭い視野角（例：30-60度）を提供します。これは、広範囲の角度からの視認性が重要な用途において優れています。また、最新の環境規制（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への準拠により、厳格な材料要件を持つ現代の電子製品にも適しています。

10. 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、発光スペクトルの強度が最大となる波長です。主波長（λ_d）は、LEDの知覚される色に一致する単色光の波長です。この黄色LEDの場合、両者は非常に近い値です（典型的に591 nm vs. 589 nm）。

Q: このLEDをピーク電流の60mAで駆動できますか？

A: 60mAのピーク順方向電流は、パルス動作（1kHz、デューティ比1/10）に対してのみ定格されています。連続動作では、連続順方向電流定格の25mAを超えてはなりません。これを超えると、寿命が大幅に短縮され、即座に故障する可能性があります。

Q: HUE、CAT、REFコードは設計にどのように影響しますか？

A: これらはビニングコードです。組立品内の複数のユニット間で色と輝度の一貫性を保つためには、単一のビンまたは狭い範囲のビン組み合わせのLEDを指定して使用することをお勧めします。ビンを混在させると、隣接するLED間で色や輝度に目に見える違いが生じる可能性があります。

Q: ヒートシンクは必要ですか？

A: 指定範囲内の周囲温度で25mA以下で動作する単一のLEDの場合、専用のヒートシンクは通常必要ありません。ただし、PCBレベル（例：銅パッド）での熱管理や、高温環境での電流デレーティングは不可欠です。アレイやより高い駆動電流の場合は、熱解析が必要です。

11. 実践的な設計ケーススタディ

シナリオ：産業機器用のステータスインジケータパネルを設計中。パネルには、機械周辺の様々なオペレータ位置から視認可能な複数の黄色インジケータランプが必要。

解決策：523-2UYD/S530-A3は優れた選択肢です。その180度の視野角により、ほぼあらゆる角度から視認性が確保されます。20mAに設定された定電流ドライバ回路を設計し、これらのLEDのアレイを駆動します。このドライバは、順方向電圧（V_F）がユニット間や温度によってわずかに変動した場合でも、一貫した輝度を保証します。LEDは適切な間隔でPCBに実装され、電流制限は機器筐体付近の最大周囲温度を考慮して設計され、デレーティングガイドラインが遵守され、長期信頼性が保証されます。

12. 動作原理

このLEDは、AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）半導体チップに基づいています。ダイオードの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光子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、それが今度は発光の波長（色）を定義します—この場合は黄色です。拡散エポキシ樹脂レンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力を広いビームに整形し、点光源の光をより均一で柔らかい発光に変換します。

13. 技術トレンド

5mmラジアルLEDはスルーホールアプリケーションの定番であり続けていますが、業界のトレンドは、高密度PCB実装のため0603、0805、2835などの表面実装デバイス（SMD）パッケージに強く向かっています。しかし、523シリーズのようなスルーホールLEDは、より高い単点輝度、容易な手作業組立/リワーク、または振動に対する堅牢性が優先されるアプリケーションでは引き続き関連性があります。AlGaInPおよびInGaNチップ技術の進歩により、すべてのパッケージタイプのLEDの発光効率（ルーメン毎ワット）と色の一貫性が向上し続けています。さらに、正確な演色性と均一性を要求するアプリケーションの需要を満たすため、フルスペクトル特性評価とより厳密なビニングへの重点が高まっています。