LEDランプ 264-7UYD/S530-A3 仕様書 - ブリリアントイエロー - 20mA - 125mcd - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度5mmブリリアントイエローLEDランプの完全な技術仕様を提供します。信頼性と性能を考慮して設計されたこの部品は、民生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います。LEDは拡散黄色エポキシ樹脂レンズを備えており、広く均一な視野角を提供します。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDシリーズの主な利点は、より高い輝度出力と、様々なアプリケーションのニーズに合わせた視野角の選択肢です。自動組立用のテープ＆リールで供給され、生産効率を向上させます。製品はRoHS指令に準拠し、鉛フリーです。その堅牢な設計は信頼性の高い動作を保証します。主なターゲットアプリケーションは民生電子機器分野内にあり、明確で明るい状態表示が必要なテレビ、コンピュータモニター、電話機、および一般的なコンピューティング機器での使用が含まれます。

2. 詳細技術パラメータ分析

このセクションでは、データシートに定義された主要な電気的、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

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらは推奨動作条件ではありません。

• 連続順方向電流（IF）：25 mA。この電流を超えると、特に適切な放熱対策がない場合、LED内部の量子井戸の急速な劣化と光出力の永久的な低下を引き起こす可能性があります。
• ピーク順方向電流（IFP）：60 mA（デューティサイクル1/10、1kHz時）。この定格により、より高い電流の短いパルスが可能となり、マルチプレクシング回路や瞬間的なピーク輝度の達成に有用です。この電流付近での連続動作は禁止されています。
• 逆電圧（VR）：5 V。これより大きい逆バイアス電圧を印加すると、LEDのPN接合の突然の破壊的破壊を引き起こす可能性があります。
• 電力損失（Pd）：60 mW。これはパッケージが熱として放散できる最大電力です。実際の損失電力はVF * IFです。典型的な順方向電圧2.0V、最大連続電流25mAでは、電力は50mWとなり、わずかな安全マージンが残ります。
• 動作・保管温度：それぞれ-40°Cから+85°C、および-40°Cから+100°C。これらの範囲は、信頼性の高い動作および非動作時の保管のための環境限界を定義します。
• はんだ付け温度：260°C、5秒間。これは、フローまたはリフローはんだ付けプロセス中にLEDパッケージ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標準試験条件（Ta=25°C、IF=20mA）で測定され、デバイスの典型的な性能を定義します。

• 光度（Iv）：63 mcd（最小）、125 mcd（典型）。これは人間の目で知覚される明るさの尺度です。125 mcdの典型値は、標準5mm LEDにとって高輝度出力を示しています。保証される最小値は63 mcdです。
• 視野角（2θ1/2）：60°（典型）。これは光度がピーク値（軸上）の半分に低下する全角です。60°の角度は、集光ビームと広い視認性の間の良好なバランスを提供します。
• ピーク波長（λp）：591 nm（典型）。これは放出される光のスペクトルパワー分布が最大となる波長です。ブリリアントイエローLEDの場合、これは可視スペクトルの黄橙色領域に該当します。
• 主波長（λd）：589 nm（典型）。これは、LEDの色に最も一致すると人間の目が知覚する単一波長です。色仕様のための主要なパラメータです。
• 順方向電圧（VF）：20mA時、1.7V（最小）、2.0V（典型）、2.4V（最大）。順方向電圧は負の温度係数（温度が上昇すると減少）を持ちます。回路設計では、1.7Vから2.4Vまでの変動を考慮し、すべてのユニットで所望の電流が供給されるようにする必要があります。
• 逆電流（IR）：VR=5V時、10 μA（最大）。わずかなリーク電流は正常です。最大逆電圧を超えると、この電流が劇的に増加します。

3. 性能曲線分析

データシートは、異なる動作条件下でのLEDの挙動を理解するために不可欠ないくつかの特性曲線を提供します。

3.1 相対強度対波長

このスペクトル分布曲線は、波長の関数としての光出力を示します。このブリリアントイエローLEDの場合、曲線は591 nm（典型）を中心とした単一の明確なピークを持ち、典型的なスペクトル帯域幅（Δλ）は15 nmです。これは、他の色帯域での有意な発光がない、比較的純粋な黄色を示しています。

3.2 指向性パターン

指向性（または放射パターン）曲線は、中心軸からの角度に応じて光強度がどのように変化するかを示します。典型的な60°視野角（2θ1/2）は、中心から±30°で強度が軸上値の50％になることを意味します。この曲線の形状は拡散エポキシレンズの影響を受けており、クリアレンズと比較して光を散乱させ、より均一な視野円錐を作り出します。

3.3 順方向電流対順方向電圧（IV曲線）

この曲線は、順方向電圧（VF）と順方向電流（IF）の間の指数関数的関係を示します。典型的なLEDでは、ターンオン閾値（このデバイスでは約1.7V）を超えるわずかな電圧の増加が、電流の大幅な増加を引き起こします。これが、熱暴走を防ぐために、LEDがほとんど常に定電圧源ではなく定電流源によって駆動される理由です。

3.4 相対強度対順方向電流

このグラフは、通常の動作範囲（例：最大20-25mA）では、光出力（光度）が順方向電流にほぼ比例することを示しています。ただし、非常に高い電流では、発熱の増加により効率（ルーメン毎ワット）が低下する可能性があります。

3.5 温度依存性曲線

相対強度対周囲温度：LEDの光出力は、接合温度が上昇すると減少します。この曲線はそのデレーティングを定量化します。AlGaInPベースの黄色LEDの場合、高温（例：60-70°C以上）では出力が大幅に低下する可能性があります。
順方向電流対周囲温度：この曲線は、電力損失（Pd）の制限内に収まるように、周囲温度の関数としての最大許容順方向電流を示している可能性が高いです。周囲温度が上昇すると、接合温度が最大定格を超えないようにするために、最大安全動作電流を減らす必要があります。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

LEDは標準的な5mmラジアルリード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）です。フランジ（ドーム基部の平らな縁）の高さは1.5mm未満でなければなりません。特に指定がない限り、寸法の一般的な公差は±0.25mmです。詳細図面には、PCBフットプリント設計および組立に重要なリード間隔、本体直径、全高、およびリードの長さと直径が示されています。

4.2 極性識別

ラジアルリードLEDの場合、カソードは通常、プラスチックレンズの縁の平らな部分および/または短いリードの長さによって識別されます。データシートの寸法図面には、どのリードがカソードであるかが明確に示されているはずです。回路組立時には正しい極性を守る必要があります。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは、LEDの性能と信頼性を維持するために重要です。

5.1 リードフォーミング

• エポキシボールの基部から少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げてください。
• リードフォーミングははんだ付けの soldering.
• 前に実施してください。曲げる際にLEDパッケージやその基部にストレスを加えないように注意してください。
• リードの切断は、高温時ではなく室温で行ってください。
• 取り付けストレスを避けるために、PCBの穴がLEDリードと完全に一致することを確認してください。

5.2 保管条件

• 受領時は、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。
• より長期間の保管（最大1年）には、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。
• 結露を防ぐために、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（30Wはんだごて最大）。はんだ付け時間：リードあたり最大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：最大260°C。はんだ内滞留時間：最大5秒。
プロファイル：推奨はんだ付け温度プロファイルが提供されており、制御された立ち上がり、ピーク温度保持、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。
重要：高温段階中にリードにストレスを加えないでください。ディップまたは手はんだ方法でデバイスを複数回はんだ付けしないでください。はんだ付け後、室温に戻るまでLEDを機械的衝撃から保護してください。

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を1分以内で使用してください。室温で乾燥させてください。超音波洗浄は一般的には推奨されません。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、そのパラメータ（出力、時間）を事前に評価する必要があります。

5.5 熱管理

適切な熱管理は、LEDの長寿命と安定した光出力に不可欠です。デレーティング曲線に示されているように、より高い周囲温度では電流を適切にデレートする必要があります。アプリケーション設計段階では、LEDの電力損失を考慮し、最大定格付近で動作する場合は十分な放熱または気流を確保してください。

6. 梱包および発注情報

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、防湿・帯電防止材料で梱包されています。梱包の階層は以下の通りです：LEDは帯電防止バッグに入れられます。バッグあたり最低200個から1000個が梱包されます。4つのバッグが1つの内箱に入れられます。10個の内箱が1つのマスター（外）箱に梱包されます。

6.2 ラベル説明

梱包のラベルには、以下の主要情報が含まれています：CPN（顧客部品番号）、P/N（メーカー部品番号：264-7UYD/S530-A3）、QTY（梱包数量）、CAT（ランク/ビン）、HUE（主波長）、REF（参照）、およびLOT No（トレーサビリティのためのロット番号）。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーション回路

LEDには電流制限が必要です。最も簡単な方法は直列抵抗です。抵抗値（R）は次のように計算されます：R = (電源電圧 - VF) / IF。例えば、5V電源、典型的なVF 2.0V、所望のIF 20mAの場合：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150オーム。抵抗の定格電力は少なくとも(5V-2.0V)*0.020A = 0.06W（1/8Wまたは1/4W抵抗が適切）であるべきです。精度や安定性が必要な場合は、定電流駆動回路が推奨されます。

7.2 設計上の考慮事項

• 電流駆動：常に定電流源または電流制限抵抗を使用してください。電圧源に直接接続しないでください。
• 電圧変動：設計において順方向電圧範囲（1.7Vから2.4V）を考慮し、すべてのユニットで所望の電流が供給されるようにしてください。
• 熱設計：高い周囲温度または高電流での連続動作を伴うアプリケーションでは、熱デレーティングを考慮してください。必要に応じてPCB上に十分な間隔を設けるか、ヒートシンクを使用してください。
• ESD保護：非常に敏感ではないものの、組立時には標準的なESD取り扱い予防策を守るべきです。

8. 技術比較および差別化

このブリリアントイエローLEDは、AlGaInP半導体材料に基づいており、明確な利点を提供します。古い技術の黄色LED（例：GaAsPベース）と比較して、AlGaInPは著しく高い発光効率を提供し、同じ駆動電流でより大きな輝度をもたらします。125 mcdの典型的な強度は、標準5mmパッケージにおいて競争力があります。拡散レンズによって達成された広い60°視野角は、狭い角度のクリアレンズを使用する集光ビームアプリケーションとは対照的に、広い視認性を必要とするアプリケーションに適しています。そのRoHS準拠と鉛フリー構造は、現代の環境規制に適合しています。

9. よくある質問（FAQ）

Q: より明るくするために、このLEDを30mAで駆動できますか？
A: いいえ。連続順方向電流の絶対最大定格は25 mAです。30 mAで動作するとこの定格を超え、LEDの寿命を大幅に短縮し、過熱による即時故障を引き起こす可能性があります。

Q: 私のLEDの順方向電圧は典型的な2.0Vではなく1.8Vでした。これは正常ですか？
A: はい。データシートでは、20mA時で1.7V（最小）から2.4V（最大）の範囲が指定されています。1.8Vの値は指定範囲内であり、許容されます。電流制限回路は、この全範囲に対応できるように設計する必要があります。

Q: カソードはどのように識別しますか？
A: 2つの物理的指標を探してください：1）短いリードが通常カソードです。2）丸いプラスチックレンズの縁には平らな部分がよくあります；この平らな部分に最も近いリードがカソードです。

Q: このLEDを屋外で使用できますか？
A: 動作温度範囲は-40°Cから+85°Cであり、ほとんどの屋外環境をカバーします。ただし、LEDが適切に密封され、水や紫外線への直接曝露から保護されていることを確認する必要があります。これらは時間の経過とともにエポキシ樹脂を劣化させる可能性があります。また、高温環境条件下では駆動電流をデレートする必要があるかもしれません。

10. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：試験装置用の状態表示パネルの設計。
要件：複数の黄色LEDでスタンバイまたは注意状態を示します。パネルは軸から最大30度までの様々な角度から視認されます。電源電圧は安定化された3.3Vです。
設計手順：
1. LED選択：60°視野角を持つこのブリリアントイエローLEDは、必要な視野円錐全体での視認性を確保するため、適切な選択です。
2. 電流設定：輝度と寿命の良好なバランスのために、駆動電流を20mAに選択します。
3. 抵抗計算：最悪ケース設計のために最大VF（2.4V）を使用し、電流が20mAを超えないことを保証します。R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45オーム。最も近い標準値は47オームです。
4. 実際の電流の再計算：典型的なVF 2.0Vの場合、IF = (3.3V - 2.0V) / 47オーム ≈ 27.7 mA。これは25mAの最大値を超えています。したがって、VF範囲全体を安全にカバーするために、最小VFを使用して上限を確認します：IF_max = (3.3V - 1.7V) / 47オーム ≈ 34 mA。これは高すぎます。
5. 修正計算：典型的なケースを設計し、小さなマージンを追加します。VF_typ = 2.0Vを使用します。R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65オーム。最も近い標準値は68オームです。確認：IF_min = (3.3V-2.4V)/68≈13.2mA、IF_typ≈19.1mA、IF_max=(3.3V-1.7V)/68≈23.5mA。これにより、最大可能電流が25mA制限をわずかに下回り、68オームが安全で適切な選択となります。
6. PCBレイアウト：穴間隔についてはパッケージ寸法に従ってください。カソード（LEDの平らな部分と短いリードで識別）が回路のグランド側に接続されていることを確認してください。