LEDランプアレイ A264B/SUR/S530-A3 データシート - ブリリアントレッド - 20mA - 125mcd - 技術文書

1. 製品概要

A264B/SUR/S530-A3は、各種電子機器・装置における状態表示や機能表示用として設計された、個別LEDランプを組み合わせたアレイ部品です。プラスチック製ホルダーにより複数のランプを自由に組み合わせることができ、パネル実装に柔軟なソリューションを提供します。

1.1 主な特徴と利点

本製品は設計エンジニアに以下の主要な利点を提供します：

• 低消費電力：効率的な動作を設計しており、表示回路の消費電力を最小限に抑えます。
• 高効率・低コスト：良好な光束出力を備えた、コスト効率の高い視覚表示ソリューションです。
• 設計の柔軟性：アレイ形式内でLEDランプの色を自由に組み合わせ、制御することができます。
• 組立の容易さ：所定位置に固定・組み立てが容易な設計です。アレイは縦横に積み重ね可能で、レイアウトの自由度が高くなっています。
• 多様な実装方法：プリント基板（PCB）またはパネルに直接実装することが可能です。
• 環境規格適合：本製品はRoHS（有害物質使用制限指令）、EU REACH規則に適合し、ハロゲンフリー（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppmの制限値）です。

1.2 主な用途

このLEDランプアレイは、主に電子機器・装置内の状態、度合い、機能、位置、その他のパラメータを表示するインジケータとして使用することを意図しています。典型的な用途としては、明確な視覚的フィードバックが必要な制御盤、試験装置、産業機械インターフェース、民生電子機器などが挙げられます。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 デバイス選定と材料構成

本データシートで詳細を説明する具体的な型番は264-10SURD/S530-A3-Lです。主要な材料仕様は以下の通りです：

• チップ材料：AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）。この半導体材料は、高輝度の赤色、橙色、黄色LEDの製造に一般的に使用されます。
• 発光色：ブリリアントレッド。
• 樹脂色：赤色拡散。拡散レンズにより視野角が広がり、光出力が柔らかくなります。

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発生する可能性がある限界値を定義します。全ての値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 連続順方向電流（I_F）：25 mA。これは連続的に印加可能な最大DC電流です。
• ピーク順方向電流（I_FP）：60 mA。これは最大パルス電流で、デューティサイクル1/10、周波数1kHzの条件下で許容されます。
• 逆電圧（V_R）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、LED接合部が損傷する可能性があります。
• 許容損失（P_d）：60 mW。デバイスが放散可能な最大電力です。
• 動作温度（T_opr）：-40°C ～ +85°C。正常動作時の周囲温度範囲です。
• 保存温度（T_stg）：-40°C ～ +100°C。
• はんだ付け温度（T_sol）：260°C、5秒間。これはリフローはんだ付けプロファイルの許容範囲を定義します。

2.3 電気光学特性

これらは、特に断りのない限り、Ta=25°C、標準試験電流I_F=20mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 順方向電圧（V_F）：1.7V（最小）、2.0V（代表）、2.4V（最大）。20mAを導通時のLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：10 µA（最大） V_R=5V時。オフ状態での非常に低いリーク電流です。
• 光度（I_V）：63 mcd（最小）、125 mcd（代表）。これは発せられる可視光の知覚される強さの尺度です。代表値125ミリカンデラは、多くのインジケータ用途に適しています。
• 指向角（2θ_1/2）：60°（代表）。これは光度がピーク強度（0°で測定）の半分になる全角です。60°の角度は、比較的広い視野円錐を提供します。
• ピーク波長（λ_p）：632 nm（代表）。光出力が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：624 nm（代表）。LEDの色に最もよく一致すると人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）：20 nm（代表）。発せられる光のスペクトル幅で、最大強度の半値全幅（FWHM）で測定されます。

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動作を示すいくつかの特性曲線が提供されています。これらを理解することは、堅牢な回路設計に不可欠です。

3.1 相対強度 vs. 波長

この曲線は発せられる光のスペクトル分布を示し、約632 nm（代表）でピークを持ち、帯域幅（FWHM）は約20 nmで、ブリリアントレッドの色出力を確認できます。

3.2 指向性パターン

指向性プロットは、光強度の空間分布を示しています。代表的な60°の指向角が確認でき、中心軸からの角度が増加するにつれて強度が滑らかに減少することが示されています。

3.3 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

この基本曲線は、ダイオードの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、代表的な動作点20 mAでは、順方向電圧は約2.0Vです。この曲線は適切な電流制限抵抗を選択するために不可欠です。

3.4 相対強度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力（強度）が順方向電流とともに増加することを示しています。ただし、完全に線形ではなく、絶対最大定格を超えた動作では比例した増加は得られず、損傷のリスクがあります。

3.5 温度依存性

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が上昇すると減少します。高温で動作する用途では、このデレーティングを考慮する必要があります。
順方向電流 vs. 周囲温度：この曲線は、おそらく定電圧駆動のシナリオを示しており、ダイオードのV_Fのシフトにより順方向電流が温度とともにどのように変化するかを示しています。安定した動作のためには、定電流駆動を強く推奨します。

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、LEDランプアレイの詳細な寸法図が含まれています。図面からの主な注意点は以下の通りです：
1. 全ての寸法はミリメートル（mm）です。
2. 図面に特定の公差が示されていない限り、一般的な公差は±0.25 mmです。
3. 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。この寸法の正確な測定は、組立時の機械的ストレスを避けるためのPCBフットプリント設計に重要です。

4.2 極性識別

正しい動作のためには極性を守る必要があります。パッケージは標準的なLED極性表示を使用しています：長いリードがアノード（+）、短いリードがカソード（-）です。PCBフットプリントまたはパネル切り欠きは、この向きに合わせて設計する必要があります。

5. はんだ付けと組立ガイドライン

信頼性と性能を維持するためには、適切な取り扱いが不可欠です。

5.1 リード成形

• 曲げは、内部ダイとワイヤーボンドへのストレスを防ぐため、エポキシボールの基部から少なくとも3 mm離れた場所で行ってください。
• 部品をはんだ付けする前にリードを成形してください。
• 成形中に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リードと完全に合うようにし、実装ストレスを避けてください。

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。出荷後の推奨保管寿命は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を避けてください。

5.3 はんだ付けプロセス

一般規則：はんだ接合部からエポキシボールまで最低3 mmの距離を保ってください。

手はんだ付け：
- はんだごて先温度：最大300°C（最大30Wのごての場合）。
- はんだ付け時間：リードあたり最大3秒。

フローまたはディップはんだ付け：
- プリヒート温度：最大100°C（最大60秒間）。
- はんだ浴温度＆時間：最大260°C、最大5秒間。
- 推奨はんだ付け温度プロファイルグラフが提供されており、プリヒート、フラックス、ラミナ波、冷却の時間-温度関係を示しています。

重要なはんだ付け注意点：
- LEDが熱いうちにリードに機械的ストレスを加えないでください。
- デバイスを複数回はんだ付けしないでください（1回のみ）。
- はんだ付け後、室温に冷めるまでLEDを衝撃/振動から保護してください。
- ピークはんだ付け温度からの急冷を避けてください。
- 常に最低限の有効はんだ付け温度を使用してください。

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のみを1分以内で使用してください。
• 使用前に室温で乾燥させてください。
• 超音波洗浄は使用しないでください。どうしても避けられない場合は、超音波出力と組立条件がLEDの完全性に与える影響を評価するために、広範な事前評価が必要です。

6. 梱包と発注情報

6.1 梱包仕様

LEDは静電気放電（ESD）と湿気による損傷を防ぐために梱包されています：
1. 帯電防止袋：輸送・保管中のESD保護を提供します。
2. 内箱：複数の袋を含みます。
3. 外箱：最終出荷容器です。

6.2 梱包数量

標準的な梱包フローは以下の通りです：
- 帯電防止袋あたり250個。
- 内箱あたり6袋（合計1,500個）。
- 外箱あたり10内箱（合計15,000個）。

6.3 ラベル説明

梱包のラベルには以下の情報が含まれています：
- CPN：顧客生産番号。
- P/N：生産番号（メーカー部品番号）。
- QTY：梱包数量。
- CAT：光度ランク（明るさビン）。
- 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ロット番号。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮点

7.1 代表的なアプリケーション回路

このLEDは通常、電流制限抵抗を介してDC電圧源によって駆動されます。抵抗値（R_s）はオームの法則を使用して計算できます： R_s= (V_supply- V_F) / I_F。5V電源、目標I_F=20mA、代表V_F=2.0Vの場合： R_s= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。安全性と寿命を高めるために、やや高い値（例：180 Ω）を使用することもできます。

7.2 設計上の考慮点

• 電流駆動：LEDは常に定電流または直列抵抗を伴う電圧源で駆動してください。電流制限なしで電圧源に直接接続しないでください。
• 熱管理：許容損失は低いですが、特に上限動作温度付近で、狭い空間に複数のLEDを使用する場合は、十分な換気を確保してください。
• PCBレイアウト：パッケージ寸法に従ってPCBフットプリントを設計し、必要なリード成形を行う際はボールから最低3mmの曲げ半径を守ってください。
• ESD対策：明示的に敏感デバイスとして定格されていませんが、組立時には標準的なESD取り扱い手順を推奨します。

8. 技術比較と差別化

A264B/SUR/S530-A3は、そのアレイ形式と多様な機械的設計によって差別化されています。単一の個別LEDとは異なり、アレイホルダーにより事前設定された複数ランプアセンブリが可能となり、パネル設計と組立を簡素化します。その積み重ね可能性（縦横両方）は、標準的なLEDパッケージでは必ずしも見られない独自のレイアウト柔軟性を提供します。高輝度赤色のためのAlGaInP技術、広い60°指向角、完全な環境規格適合（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）の組み合わせにより、信頼性の高い視覚表示を必要とする現代の電子設計において堅牢な選択肢となっています。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 推奨動作電流は何ですか？

標準試験条件は20mAで、良好な明るさを提供する安全で一般的な動作点です。連続電流の絶対最大定格25mAを超えてはいけません。

9.2 このLEDを屋外用途で使用できますか？

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、エポキシ樹脂パッケージは、長時間の暴露により紫外線劣化や湿気の侵入を受けやすい可能性があります。過酷な屋外環境では、追加の保護用コンフォーマルコーティング、または屋外用に特別に定格されたLEDの使用を検討すべきです。

9.3 なぜ定電流駆動が推奨されるのですか？

LEDの順方向電圧（V_F）は負の温度係数を持ちます（温度が上昇すると減少します）。定電圧で駆動すると、温度上昇によりV_Fが低下し、電流が増加します（I_F= (V_supply-V_F)/R）。この増加した電流はより多くの熱を発生させ、さらにV_Fを低下させ電流を増加させ、熱暴走につながる可能性があります。定電流源は、V_Fに関係なくI_F variations.

を調整することでこれを防ぎます。

9.4 光度の値はどのように解釈すればよいですか？

代表値は20mAで125ミリカンデラ（mcd）です。カンデラは光度の単位で、単位立体角あたりの知覚される光の強さです。比較のために、標準的なインジケータLEDは20 mcdから1000 mcd以上まで様々です。125 mcdの値は、ほとんどの屋内パネルインジケータ用途に十分な明るさです。

10. 実践的設計ケーススタディシナリオ：

10個の状態インジケータを備えた制御盤を設計中で、それぞれにブリリアントレッドLEDが必要です。PCB上のスペースは限られていますが、パネル上にはスペースがあります。A264Bアレイを使用した解決策：
1. PCB上に10個の個別LEDを配置する代わりに、設計者はこれらのランプアレイを1つ以上使用できます。単一のアレイホルダーで、事前定義されたパターンで複数のLEDランプを収容できます。アレイはパネル自体に実装され、リードはPCBに通します。このアプローチにより：PCBスペースの節約：
2. メインボード上の個別部品とフットプリントの数を削減します。組立の簡素化：
3. アレイはパネルにスナップまたはロックされ、はんだ付け中に所定位置を保持します。美的外観の向上：
4. パネル前面のインジケータに均一で整列した外観を提供します。保守性の向上：

LEDが故障した場合、混雑したPCBから単一のLEDをはんだごてで外すのではなく、アレイモジュールのみを交換すれば済む可能性があります。 電気設計は同じままです—アレイ内の各LEDは、PCB上の駆動回路に接続された独自の電流制限抵抗を持ちます。