LEDランプ 333-2UYD/S530-A3 データシート - ブリリアントイエロー - 20mA - 320mcd - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度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。このデバイスは、信頼性の高い性能と高い視認性を必要とするアプリケーション向けに設計されています。AlGaInPチップ技術を採用し、黄色拡散樹脂で封止されており、鮮やかな黄色の発光色を実現しています。本シリーズは視野角の選択肢を提供し、自動組立プロセス用のテープ&リール供給が可能です。

1.1 中核的利点と適合規格

本製品は、信頼性と堅牢性を主要な特徴として設計されています。主要な環境・安全規格に適合しており、現代の製造基準を満たしています。具体的には、EU RoHS指令、EU REACH規則に適合し、ハロゲンフリーに分類されます（臭素(Br)および塩素(Cl)含有量は厳格に制限：Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）。これにより、幅広い民生用および産業用電子機器に適しています。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDランプは、民生用電子機器分野におけるバックライトおよびインジケータ市場をターゲットとしています。主な用途は、テレビ、コンピュータモニター、電話機、各種コンピュータ周辺機器におけるインジケータまたはバックライト光源としての使用です。その色、輝度、パッケージサイズの組み合わせにより、設計エンジニアにとって汎用性の高い部品となっています。

2. 詳細技術パラメータ分析

このセクションでは、データシートで定義されているデバイスの主要な電気的、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。これらは通常動作の条件ではありません。

• 連続順方向電流 (IF):25 mA。この電流を連続的に超えると過剰な熱が発生し、LEDの寿命と発光出力が低下します。
• 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やパルス動作方式に有用ですが、過熱を避けるために注意深く管理する必要があります。
• 逆電圧 (VR):5 V。これより大きい逆電圧を印加すると、LED接合部が即座に致命的に破損する可能性があります。
• 消費電力 (Pd):60 mW。これは、与えられた条件下でパッケージが放散できる最大電力であり、順方向電圧と電流から計算されます。
• 動作・保管温度:デバイスは-40°Cから+85°Cで動作し、-40°Cから+100°Cで保管できます。この広い範囲により、過酷な環境下での信頼性が確保されます。
• 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におけるピーク温度と時間の許容範囲を定義します。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、標準試験条件（特に指定がない限りTa=25°C、IF=20mA）で測定され、デバイスの性能を定義します。

• 光度 (Iv):100 mcd（最小）から代表値320 mcdの範囲です。これは、人間の目で知覚される黄色光の明るさの尺度です。広い範囲はビニングプロセスを示しています。
• 視野角 (2θ1/2):代表値30度。これは、光度がピーク強度の半分になる全角です。30度の角度は比較的焦点の合ったビームを示し、指向性インジケーションに適しています。
• ピーク・主波長 (λp, λd):代表値はそれぞれ591 nmおよび589 nmです。ピーク波長はスペクトルのピークであり、主波長は知覚される色（ブリリアントイエロー）に関連します。
• スペクトル放射帯域幅 (Δλ):代表値15 nm。これは、発光する黄色光のスペクトル純度を定義します。
• 順方向電圧 (VF):1.7V（最小）から2.4V（最大）の範囲で、20mA時の代表値は2.0Vです。これは電流制限回路を設計する上で重要です。
• 逆電流 (IR):VR=5V時、最大10 μA。低い逆電流が望ましいです。

3. ビニングシステムの説明

データシートは主要パラメータのビニングシステムを参照しており、生産における色と輝度の一貫性を確保するために不可欠です。

• CAT (光度ランク):梱包ラベル上のこのコードは、そのロットのLEDの特定の光度ビンを示します。
• HUE (主波長ランク):このコードは波長/色ビンを指定し、黄色が定義された許容範囲内にあることを保証します。
• REF (順方向電圧ランク):このコードは順方向電圧ビンを示し、特に複数のLEDを直列に使用する場合に、一貫した駆動回路の設計に役立ちます。

設計者は、アプリケーションの色と輝度の均一性要件に適したコードを選択するために、メーカーの詳細なビニングチャート（このコアデータシートには含まれていません）を参照する必要があります。

4. 性能曲線分析

代表的な特性曲線は、様々な条件下でのLEDの動作についての洞察を提供します。

4.1 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591 nm（黄色）をピークとし、帯域幅は約15 nmで、AlGaInPチップの単色性を確認しています。

4.2 指向性パターン

指向性プロットは30度の視野角を視覚化し、中心軸から角度が離れるにつれて光強度がどのように減少するかを示しています。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧 (IV曲線)

この曲線は非線形で、ダイオードに典型的です。印加された順方向電圧と結果として生じる電流の関係を示します。膝電圧は約2.0Vです。この膝電圧以上で動作すると、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、安定動作には定電流駆動が必要です。

4.4 相対強度 vs. 順方向電流

光度は一般に順方向電流とともに増加しますが、効率低下と加熱効果により最終的に飽和し、その後減少します。この曲線は、所望の輝度と効率および寿命のバランスを考慮した最適な駆動電流を決定するのに役立ちます。

4.5 温度依存性

相対強度 vs. 周囲温度:LEDの発光出力は、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ており、高温環境で動作するアプリケーションにとって重要です。
順方向電流 vs. 周囲温度:この曲線は、順方向電圧特性が温度とともにどのようにシフトするかを示す可能性があり、定電圧駆動シナリオで重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的な3mmラジアル（丸型）スルーホールパッケージに収められています。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。
- 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mmです。
詳細な寸法図（データシートに示唆）は、リード間隔、ボディ直径、レンズ形状、全高を指定しており、PCBフットプリント設計やアプリケーションへの適切なフィットを確保する上で重要です。

5.2 極性識別とリードフォーミング

長いリードは通常アノード（正極）です。データシートは、損傷を防ぐためのリードフォーミングの重要なルールを強調しています:
- エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げてください。
- はんだ付け前にフォーミングを行ってください。
- パッケージにストレスをかけないでください。リードにストレスをかけるような位置ずれしたPCB穴は、LEDを劣化させる可能性があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって極めて重要です。

6.1 はんだ付けプロセスパラメータ

手はんだ:はんだごて先端温度最大300°C（最大30Wごて）、はんだ付け時間はリードあたり最大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、5秒間。
重要なルール:はんだ接合部からエポキシボールまで最低3mmの距離を保ち、LEDチップへの熱衝撃を防止してください。

6.2 推奨はんだ付けプロファイル

代表的なプロファイルには、予熱ランプ、安定した熱ソーク、260°Cでの短いピーク、制御された冷却ランプが含まれます。急冷は推奨されません。プロセスはラミナーフローと適切なフラックス使用を行うべきです。

6.3 保管条件

LEDは、温度≤30°C、相対湿度≤70%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、湿潤環境での急激な温度変化は避けてください。

6.4 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、そのパラメータ（出力、時間）が損傷を引き起こさないことが事前に確認されていない限り使用しないでください。超音波エネルギーはエポキシを割れたり、ワイヤーボンディングを損傷したりする可能性があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDはESD損傷を防ぐために帯電防止バッグに梱包されています。これらは内箱に入れられ、その後外箱に梱包されて出荷されます。
梱包数量:バッグあたり最小200から500個。5袋が1つの内箱に梱包されます。10個の内箱が1つの外箱に梱包されます。

7.2 ラベル説明

梱包ラベルにはいくつかのコードが含まれています:
- CPN:顧客部品番号。
- P/N:メーカー部品番号（例：333-2UYD/S530-A3）。
- QTY:梱包内の数量。
- CAT/HUE/REF:それぞれ、光度、主波長、順方向電圧のビニングコード。
- LOT No:トレーサブルな製造ロット番号。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

このLEDは電流制限機構で駆動する必要があります。最も簡単な方法は直列抵抗です。抵抗値(R)はオームの法則を使用して計算できます：R = (電源電圧 - Vf) / If。5V電源、20mA時の代表Vf 2.0Vの場合、R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。輝度の一貫性や調光が必要な場合は、定電流駆動のためにドライバICやトランジスタ回路の使用が推奨されます。

8.2 熱管理

消費電力は比較的低い（最大60mW）ですが、PCB設計時、特に高温環境や密閉空間では適切な熱管理を考慮する必要があります。部品間の十分な間隔と、可能であればスルーホールビアの使用は、LEDリードからの放熱を助け、接合温度の上昇およびそれに伴う輝度と寿命の低下を防ぎます。

9. 技術比較と差別化

従来技術の黄色LED（例：GaAsPベース）と比較して、このAlGaInPデバイスは著しく高い発光効率とより鮮やかで純粋な黄色を提供します。30度の視野角は、広い視認性と指向性強度の間の良い妥協点を提供し、焦点の合ったビームが有益なインジケータとバックライトの両方の役割に適しています。現代のハロゲンフリーおよびRoHS規格への適合は、環境配慮設計における重要な差別化要因です。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

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: できません。連続順方向電流の絶対最大定格は25 mAです。この定格を超えると、永久的な損傷や加速劣化のリスクがあります。信頼性の高い性能のためには、推奨される20mA以下で動作させてください。
Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長はスペクトルパワー出力が最高の点です。主波長は、人間の目に同じ色に見える単色光の単一波長です。この場合（591nm vs 589nm）のように、それらはしばしば近い値です。
Q: なぜ3mmのリード曲げルールがそれほど重要なのですか？
A: エポキシボールから3mmより近くで曲げると、機械的ストレスが内部のワイヤーボンディングや半導体ダイに直接伝わり、即座の破損や後で現れる潜在的な故障を引き起こす可能性があります。
Q: ラベルのCAT/HUE/REFコードをどのように解釈すればよいですか？
A: これらは内部のビニングコードです。製品の色と輝度の一貫性を確保するには、発注時に所望のビニング範囲を指定し、受け取った材料のコードが仕様と一致することを確認する必要があります。

11. 実践的設計および使用事例

シナリオ: ネットワークルーター用ステータスインジケータパネルの設計複数のブリリアントイエローLEDが、異なるアクティビティ状態を示すために使用されます。均一な外観を確保するために、設計者はサプライヤーから厳格なHUE（波長）ビンと特定のCAT（強度）ビンを指定します。LEDは、15mA動作（輝度と長期信頼性のバランスを取るため）に計算された直列抵抗を介してマイクロコントローラのGPIOピンで駆動されます。PCBレイアウトは、はんだパッドからLEDボディまでの推奨3mmクリアランスが維持されるようにします。組立時には、データシートに一致する制御されたプロファイルを持つフローはんだ付けプロセスが使用されます。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、AlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）半導体材料に基づいています。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、それが直接発光の波長（色）に対応します—この場合は黄色（~589-591 nm）です。黄色拡散樹脂ドームは、チップを保護し、光出力ビームを形成し（30度視野角）、光を拡散させて均一な外観を作り出す役割を果たします。

13. 技術開発動向

LED技術の一般的な動向は、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性、および低コストに向かっています。このようなインジケータ型LEDの場合、さらなる小型化（例：より小さな表面実装パッケージ）、同じ電力範囲内での輝度の向上、高温動作下での信頼性の向上などの動向があります。環境規制へのより広範な適合と、パッケージングにおけるより持続可能な材料の使用に向けた継続的な推進もあります。基礎となるAlGaInP材料システムは成熟していますが、より多くの光を取り出し、性能の一貫性を向上させるためのエピタキシャル成長とチップ設計の改良が続いています。