LEDランプ 484-10SURT/S530-A3 データシート - ブリリアントレッド - 20mcd - 2.0V - 60mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、484-10SURT/S530-A3シリーズLEDランプの完全な技術仕様およびアプリケーションガイドラインを提供します。この部品は、特定の色と強度特性を備えた信頼性の高い照明を必要とするアプリケーション向けに設計された、個別発光ダイオードです。

1.1 主な特徴と利点

このLEDは、様々な電子アプリケーションに適したいくつかの主要な特徴を提供します：

• 視野角オプション：異なるアプリケーションのニーズに合わせて、様々な視野角が利用可能です。
• 梱包：自動組立プロセスとの互換性のために、テープ＆リールで供給されます。
• 堅牢性：標準動作条件下で信頼性が高く堅牢に設計されています。
• 環境適合性：本製品はRoHS（有害物質の使用制限）、EU REACH規制に準拠し、ハロゲンフリー（臭素(Br)および塩素(Cl)は規定の制限値内）です。

1.2 製品説明

このLEDシリーズは、より高い輝度レベルを実現するために特別に設計されています。ランプは異なる色と光度で利用可能であり、設計者は視覚表示器やバックライトのニーズに最適な部品を選択できます。ここで取り上げる特定のモデルは、ブリリアントレッド色を発光します。

1.3 対象アプリケーション

このLEDの典型的なアプリケーションには、以下が含まれますが、これらに限定されません：

• テレビ
• コンピュータモニター
• 電話機
• 一般的なコンピュータおよび電子機器

2. 技術仕様と詳細分析

2.1 デバイス選定と材料

発光チップは、AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）半導体材料で構成されています。この材料系は、高効率の赤色、橙色、黄色LEDを生成することで知られています。樹脂封止材は赤色透明で、発光するブリリアントレッド色に最適化されています。

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を定義します。これらの条件下またはその条件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 (デューティサイクル1/10、1 kHz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
• 保管温度 (T_stg)：-40°C ～ +100°C
• はんだ付け温度 (T_sol)：260°C、5秒間 (フローまたはリフロー)

2.3 電光特性 (Ta=25°C)

これらは、標準試験条件 (I_F= 20 mA) で測定された典型的な性能パラメータです。

• 光度 (I_v)：代表値 20 mcd (最小値 10 mcd)。これは赤色光の知覚される明るさを定量化します。
• 視野角 (2θ_1/2)：代表値 130度。これは光度がピーク強度の半分になる全角です。
• ピーク波長 (λ_p)：代表値 632 nm。スペクトル放射が最も強い波長です。
• 主波長 (λ_d)：代表値 624 nm。人間の目が色として知覚する単一波長です。
• スペクトル放射帯域幅 (Δλ)：代表値 20 nm。発光スペクトルの幅です。
• 順方向電圧 (V_F)：代表値 2.0 V (範囲：1.7 V ～ 2.4 V)。動作時のLED両端の電圧降下です。
• 逆電流 (I_R)：最大 10 μA (V_R=5V時)。

注記：主要パラメータの測定不確かさが提供されています：V_F(±0.1V)、I_v(±10%)、λ_d(±1.0nm)。

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含まれています。これらは回路設計と熱管理にとって重要です。

3.1 相対強度 vs. 波長

この曲線はスペクトルパワー分布を示し、約632 nm（赤色）でピークを持ち、代表的な帯域幅は20 nmで、ブリリアントレッド色を確認できます。

3.2 指向性パターン

代表的な130度の視野角を示す極座標プロットで、中心軸から外れた角度で光強度がどのように減少するかを示しています。

3.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

このグラフは、電流と電圧の指数関数的な関係を示しています。20mA時の代表的な順方向電圧2.0Vは、駆動回路の直列抵抗値を計算するための重要なパラメータです。

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が、全範囲で必ずしも線形ではありません。これは、所望の輝度を得るための適切な駆動電流を選択するのに役立ちます。

3.5 温度依存性

2つの重要な曲線が提供されています：

• 相対強度 vs. 周囲温度：周囲温度が上昇すると光出力が典型的に減少する様子を示します。これは高温環境でのアプリケーションにおける重要な考慮点です。
• 順方向電流 vs. 周囲温度：順方向電圧特性が温度とともにどのようにシフトし、駆動回路の動作に影響を与えるかを示す場合があります。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDランプの物理的なサイズを指定する詳細な機械図面が提供されています。主な注記は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル (mm) 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。
• 特に指定がない限り、デフォルトの公差は±0.25mmです。

4.2 極性識別

カソードは通常、レンズ上のフラットスポット、短いリード、または寸法図に示すその他のマーキングで示されます。取り付け時には正しい極性を守る必要があります。

5. ビニングおよび発注情報

5.1 ラベル説明

製品ラベルには、トレーサビリティと仕様のためのいくつかのコードが含まれています：

• CPN：顧客の生産番号
• P/N：生産番号 (例：484-10SURT/S530-A3)
• QTY：梱包数量
• 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：製造ロット番号

5.2 梱包仕様

LEDは、静電気放電（ESD）や湿気からの損傷を防ぐために梱包されています：

• 一次梱包：帯電防止袋。
• 二次梱包：内箱。
• 三次梱包：出荷用の外箱。
• 梱包数量：通常、袋あたり200～1000個、内箱あたり5袋、外箱あたり10内箱です。

6. 組立、取り扱い、およびアプリケーションガイドライン

6.1 リード成形

スルーホール実装のためにリードを曲げる必要がある場合：

• エポキシボールの基部から少なくとも3mm離れた位置で曲げてください。
• 曲げ加工ははんだ付けの前 soldering.
• に行ってください。LEDパッケージにストレスをかけないでください。ストレスは内部接続を損傷したり、エポキシを割れたりさせる可能性があります。
• 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ことを確認し、実装ストレスを避けてください。

6.2 保管条件

はんだ付け性と性能を維持するために：

• 温度30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。
• 標準的な保管寿命は出荷後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を避け、結露を防止してください。

6.3 はんだ付け手順

重要なルール：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：

• はんだごて先温度：最大300°C (最大30Wのごて)
• リードあたりのはんだ付け時間：最大3秒

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＆時間：最大260°C、最大5秒

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、予熱、ソーク、リフロー、冷却の各段階を示しています。追加の重要な注意点：

• LEDが熱いうちにリードに機械的ストレスをかけないでください。
• はんだ付け（ディップまたは手はんだ）は1回のみとし、複数回行わないでください。
• はんだ付け後、LEDが室温に冷えるまで、衝撃や振動から保護してください。
• 急冷プロセスを使用しないでください。
• 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。

6.4 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。
• 超音波洗浄は避けてください。どうしても必要な場合は、プロセスパラメータ（出力、時間）を事前に評価し、損傷が発生しないことを確認してください。

6.5 熱管理

データシートは、アプリケーション設計段階で熱管理を考慮しなければならないことを強調しています。LEDが高い周囲温度で使用される場合や、放熱性の悪いPCB上で使用される場合は、寿命を確保し光出力を維持するために、動作電流を適切に減額する必要があります。最大接合温度を超えると、光出力の劣化が加速し、早期故障につながる可能性があります。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮点

7.1 駆動回路設計

このLEDを動作させるには、電流制限デバイス（通常は抵抗器）が必須です。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。保守的な設計のため、データシートの最大V_F(2.4V) を使用して、部品公差があっても電流が20mAを超えないようにします。例えば、5V電源の場合：R_s= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 オーム。標準の130Ωまたは150Ωの抵抗器が適しています。

7.2 PCBレイアウトと実装

PCBフットプリントがパッケージ寸法と一致していることを確認してください。LEDボディの周囲に十分なクリアランスを確保してください。スルーホール実装の場合、穴のサイズは過度な力なしにリード径に対応できるようにしてください。最適な光学性能を得るためには、意図した視聴者や導光板に対するボード上のLEDの配置時に視野角を考慮してください。

7.3 長期信頼性

LEDを最大定格（電流、温度）を大幅に下回って動作させることで、長期信頼性が向上し、時間の経過とともに安定した光度を維持できます。正確で安定した輝度を必要とするアプリケーションでは、定電流ドライバの使用を検討してください。

8. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

8.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長 (632 nm) は、スペクトル放射が最も強い物理的な波長です。主波長 (624 nm) は、人間の目がLEDの色に一致すると知覚する心理物理学的な単一波長です。特に彩度の高い色では、これらはしばしば異なります。

8.2 このLEDを3.3V電源で駆動できますか？

はい。上記の計算を使用します：R_s= (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 オーム。47Ωの抵抗器が適切です。抵抗器の電力定格が十分であることを確認してください (P = I²R = 0.02²* 47 = 0.0188W、したがって1/8Wまたは1/10Wの抵抗器で問題ありません)。

8.3 なぜ視野角は130°と広いのですか？

広い視野角は、デスク上に置かれた民生電子機器のステータスライトなど、インジケータを広い範囲の位置から見えるようにする必要があるアプリケーションに有益です。レンズ設計により光が拡散され、この広いパターンが形成されます。

8.4 温度は輝度にどのように影響しますか？

性能曲線に示されているように、相対光度は一般的に周囲温度が上昇すると減少します。高温アプリケーションでは、最初により高い輝度ビンのLEDを選択するか、接合温度を低く保つための熱管理を実施する必要があるかもしれません。

9. 技術原理とトレンド

9.1 動作原理

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスの原理で動作します。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域（AlGaInP層）に注入され、そこで再結合します。この再結合により、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。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）を決定します—この場合はブリリアントレッドです。

9.2 業界の状況とトレンド

このような個別LEDランプは、インジケータや単純な照明機能のための成熟した非常に信頼性の高い技術を代表しています。照明用の高出力LEDやチップスケールLED（CSP）のような先進的なパッケージが急速に発展している分野である一方で、スルーホールおよび低電力SMD LEDは、無数の電子製品におけるコスト効率の高い信頼性の高い信号表示に不可欠であり続けています。このセグメントのトレンドは、効率の向上（mAあたりのより多くの光出力）、より厳密なビニングによる色の一貫性の改善、過酷な条件下での信頼性の向上に焦点を当てています。小型化への要請も続いていますが、484シリーズのようなパッケージは、サイズ、取り扱いの容易さ、光学性能の良いバランスを提供しています。