LEDランプ 513UYD/S530-A3 データシート - スーパーイエロー - 20mA - 32mcd - 150° 視野角 - 技術文書

1. 製品概要

513UYD/S530-A3は、優れた光束出力と信頼性を必要とする用途向けに設計された高輝度のスルーホールLEDランプです。これは、輝度性能を強化するために特別に設計されたシリーズに属します。本デバイスはAlGaInPチップ技術を採用し、スーパーイエロー発光色を生成し、黄色拡散樹脂パッケージに封止されています。この組み合わせは、明確な視認性と堅牢な性能が重要な用途に最適化されています。

1.1 中核的利点

このLEDは、要求の厳しい電子機器アプリケーションに適したいくつかの主要な利点を提供します。さまざまな設計要件に合わせて、複数の視野角から選択できます。製品は自動組立プロセス用のテープ&リールで供給可能であり、製造効率を向上させます。信頼性と堅牢性を確保するように設計されており、長期的な性能安定性を保証します。さらに、本デバイスは主要な環境および安全基準に準拠しており、RoHS、EU REACHを含み、ハロゲンフリーであり、臭素(Br)および塩素(Cl)含有量はそれぞれ厳密に900 ppm未満、その合計は1500 ppm未満に管理されています。

1.2 ターゲット市場と用途

このLEDは、民生用電子機器およびディスプレイ産業をターゲットとしています。主な用途には、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タ周辺機器におけるバックライトおよびインジケータ機能が含まれます。高輝度と拡散された黄色の出力は、温かみのある視認可能な信号が必要な状態表示、電源ランプ、バックライトに理想的です。

2. 技術パラメータと仕様

このセクションでは、データシートに定義されているLEDの技術仕様について、詳細かつ客観的な分析を提供します。

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がある限界を定義します。これらの定格は、周囲温度(Ta)25°Cで規定されています。連続順方向電流(IF)は25 mAを超えてはなりません。デバイスは最大2000V（人体モデル）の静電気放電(ESD)に耐えることができます。最大許容逆電圧(VR)は5Vです。総消費電力(Pd)は60 mWと定格されています。動作温度範囲(Topr)は-40°Cから+85°C、保管温度(Tstg)は-40°Cから+100°Cです。はんだ付け温度(Tsol)は最大5秒間260°Cと規定されています。

2.2 電気光学特性

電気光学特性は、特に断りのない限り、標準試験条件Ta=25°C、順方向電流(IF)=20mAで測定されます。光度(Iv)の代表値は32ミリカンデラ(mcd)、最小値は20 mcdです。視野角(2θ1/2)（半値全角として定義）は代表値150度です。ピーク波長(λp)は代表値591ナノメートル(nm)、主波長(λd)は代表値589 nmです。スペクトル放射帯域幅(Δλ)は代表値20 nmです。順方向電圧(VF)は代表値2.0V、20mA時の最大値は2.4Vです。逆電流(IR)は、逆電圧(VR)5V印加時の最大値が10マイクロアンペア(μA)です。重要な測定不確かさとして、順方向電圧±0.1V、光度±10%、主波長±1.0nmが注記されています。

2.3 熱特性

別表として明示的にリストされていませんが、熱管理は最大定格と取り扱い上の注意から推測される重要な側面です。60 mWの消費電力定格と+85°Cまでの動作温度範囲が、熱動作範囲を定義しています。長寿命と光学性能の維持を確保するためには、電流または周囲温度の上限近くで動作する場合、適切な放熱または電流の定格引き下げが不可欠です。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、主要な性能パラメータに基づいてLEDを分類するためのビニングシステムの使用を示しています。これにより、製造ロット内の一貫性が確保され、設計者は特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。ラベル説明では、3つの主要なビニングランクを定義しています：CATは光度のランク、HUEは主波長のランク、REFは順方向電圧のランクです。特定のビンコード内のLEDを購入することで、設計者は製品全体で均一な輝度、色、電気的特性を実現できます。

4. 性能曲線分析

データシートには、さまざまな条件下でのLEDの動作に関するより深い洞察を提供するいくつかの代表的な特性曲線が含まれています。

4.1 相対強度対波長

この曲線は、発光のスペクトルパワー分布をプロットしています。代表的なピーク波長591 nmを中心に、異なる波長にわたる相対強度を示しています。この曲線の形状と幅（20 nmの帯域幅に関連）が、黄色光の色純度と視覚的外観を決定します。

4.2 指向性パターン

指向性曲線は、LEDの中心軸に対する視野角に対して光度がどのように変化するかを示します。150°の視野角を持つデバイスでは、この曲線は広く丸みを帯びたプロファイルを示し、黄色拡散樹脂パッケージの広く拡散した発光特性を確認します。

4.3 順方向電流対順方向電圧（IV曲線）

この基本的な電気曲線は、LEDを流れる電流とその両端の電圧降下の関係を示します。これはダイオードに典型的な非線形です。この曲線により、設計者は所定の電源電圧に対する動作点と必要な電流制限抵抗値を決定できます。

4.4 相対強度対順方向電流

この曲線は、順方向電流の増加に伴い光出力（相対強度）がどのように変化するかを示します。一般的に準線形の関係を示し、非常に高い電流では発熱の増加により効率が低下する可能性があります。

4.5 温度依存性曲線

2つの重要な曲線が周囲温度の影響を示しています：相対強度対周囲温度および順方向電流対周囲温度（おそらく一定電圧下）。一般的に、LEDの光束出力は周囲温度の上昇とともに減少します。順方向電圧も負の温度係数を持ち、温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。これらの曲線は、規定された動作温度範囲にわたって安定した回路を設計する上で重要です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは、標準的な3mmまたは5mmの丸型スルーホールパッケージ（具体的なサイズは寸法図から決定）に収められています。図面には、リード間隔、ボディ直径、全高、エポキシレンズの位置を含むすべての重要な機械的寸法が提供されています。主要な注記として、すべての寸法はミリメートル単位、フランジの高さは1.5mm未満でなければならず、特に断りのない限り一般公差は±0.25mmであることが規定されています。

5.2 リード/極性識別

スルーホールLEDの場合、極性は通常、リードの長さ（長いリードがアノード）またはプラスチックレンズの縁のフラット部分によって示されます。カソードは通常、このフラットに隣接するリードに接続されています。回路基板の組立時には、正しい極性を遵守する必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

LEDへの損傷を防ぐため、適切な取り扱いが不可欠です。

6.1 リード成形

リードは、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置で曲げる必要があります。成形ははんだ付け前、室温で行い、パッケージやリードにストレスがかかって破損や性能劣化を引き起こさないように注意する必要があります。PCBの穴はLEDリードと完全に一致させ、取り付けストレスを避ける必要があります。

6.2 はんだ付けパラメータ

手はんだの場合、はんだごて先端温度は300°C（最大30Wのはんだごて）を超えてはならず、リードごとはんだ付け時間は最大3秒です。ディップはんだの場合、予熱温度は最大100°Cで最大60秒、はんだ浴は最大260°Cで最大5秒です。いずれの場合も、はんだ接合部はエポキシボールから少なくとも3mm離れている必要があります。推奨はんだ付けプロファイルが提供されており、予熱、制御されたピーク温度、制御された冷却の重要性が強調されています。ディップまたは手はんだは複数回行わないでください。LEDが熱いうちにリードにストレスを加えてはならず、ボールは室温に冷えるまで衝撃から保護する必要があります。

6.3 保管条件

LEDは、出荷後は30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管する必要があります。推奨保管寿命は3ヶ月です。最長1年までの長期保管の場合は、窒素雰囲気と吸湿剤を入れた密閉容器で保管する必要があります。結露を防ぐため、高湿度環境での急激な温度変化は避ける必要があります。

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使用し、1分以内で行い、その後風乾します。超音波洗浄はLEDパッケージを損傷する可能性があるため推奨されません。絶対に必要な場合は、プロセスを慎重に事前評価する必要があります。

7. 梱包および注文情報

7.1 梱包仕様

LEDはESD損傷を防ぐため、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。梱包数量は通常、バッグあたり最低200～500個、箱あたり5袋、カートンあたり10箱です。

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（顧客生産番号）、P/N（生産番号）、QTY（梱包数量）、CAT（光度ランク）、HUE（主波長ランク）、REF（順方向電圧ランク）、およびLOT No（トレーサビリティのためのロット番号）。

8. アプリケーションノート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

最も一般的なアプリケーションは、電流制限抵抗を介してDC電源で駆動されるインジケータランプです。抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (電源電圧 - LEDのVF) / 希望電流。例えば、5V電源、代表的なVF 2.0V、希望電流20mAの場合、抵抗は(5V - 2.0V) / 0.020A = 150オームとなります。マージンと消費電力低減のために、わずかに高い値（例：180オーム）が使用されることがよくあります。

8.2 熱管理

効果的な熱管理は、LEDの長寿命と安定した光出力にとって重要です。周囲温度が25°Cを超える場合は、電流を適切に定格引き下げする必要があります。設計者は、最終アプリケーションで十分な換気または放熱を確保する必要があり、特に複数のLEDを使用する場合や最大定格電流近くで動作させる場合に重要です。LED周囲の温度は、規定された動作範囲内で制御する必要があります。

9. 技術比較と差別化

標準的な黄色LEDと比較して、513UYD/S530-A3のAlGaInP技術の使用は、一般的に高い効率と輝度を提供します。拡散レンズによって提供される広い150°の視野角は、広い視認性を必要とするアプリケーションの重要な差別化要因です。厳格な環境基準（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への準拠は、厳しい材料要件を持つ現代の電子機器に適しています。テープ&リールでの供給可能性は、大量の自動製造をサポートします。

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(λp)は、発光出力が最大となる波長です。主波長(λd)は、LED出力の知覚される色に一致する単色光の単一波長です。狭帯域スペクトルLEDの場合、ここで見られるように（591 nm対589 nm）、これらは非常に近いことがよくあります。

Q: 抵抗なしで定電圧源でこのLEDを駆動できますか？

A: いいえ。LEDは電流駆動デバイスです。その順方向電圧には許容差と負の温度係数があります。電圧源に直接接続すると過剰な電流が流れ、LEDを破壊する可能性があります。常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。

Q: 保管寿命が3ヶ月に制限されているのはなぜですか？

A: これは、プラスチックパッケージによる吸湿を防ぐための予防措置であり、高温はんだ付けプロセス中にポップコーン現象や剥離を引き起こす可能性があります。長期保管の場合は、窒素充填された乾燥環境がこのリスクを軽減します。

Q: 150°の視野角はどのように解釈すればよいですか？

A: 視野角(2θ1/2)は、光度が0°（直接軸上）で測定された強度の少なくとも半分である全角幅です。150°の角度は、LEDが非常に広い領域にわたって使用可能な光を放射することを意味し、全方向インジケータに適しています。

11. 実践的な設計および使用例

例1: フロントパネル電源インジケータ：単一の513UYD/S530-A3 LEDを、メインPCB上の3.3Vまたは5Vレールからの抵抗を介して15-20mAで駆動することで、視認性の高い電源オンインジケータとして機能します。広い視野角により、さまざまな位置からの視認性が確保されます。

例2: メンブレンスイッチのバックライト：これらのLEDをいくつか、半透明のメンブレンスイッチパネルの背後に配置できます。拡散された黄色光は、低照度条件下でレジェンドやアイコンに均一で柔らかい照明を提供します。

例3: 状態表示インジケータアレイ：複数のLEDをクラスターで使用して、モニターや電話機などの機器で異なるシステム状態（例：スタンバイ、動作中、故障）を示すことができます。同じ輝度(CAT)および色(HUE)ビンの部品を使用することで、視覚的一貫性が確保されます。

12. 技術および動作原理

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。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（光）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）、この場合は黄色を定義します。黄色拡散樹脂封止材は、チップを保護し、光出力ビームを形成し、光を拡散させて広く均一な視野角を作り出す役割を果たします。

13. 業界動向と背景

表面実装デバイス(SMD) LEDは、その小さなサイズとリフローはんだ付けへの適合性から新しい設計を支配していますが、513UYD/S530-A3のようなスルーホールLEDは、より高い単点輝度、容易な手動プロトタイピング、またはレガシー機器での交換を必要とするアプリケーションでは依然として関連性があります。より高い効率とより厳格な環境適合性への傾向は、この製品の仕様に反映されています。より広い視野角と一貫した色ビニングへの移行も、インジケータタイプLEDにおける業界の標準的な期待です。