オーバルグリーンLED 5484BN 仕様書 - 外形寸法5.0mm - 電圧2.8-3.6V - 電力100mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、精密な光学性能を備えたオーバルLEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、旅客情報システムや大型看板など、高い視認性と均一な色混合を必要とするアプリケーション向けに特別に設計されています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、高い光度出力と、明確な空間放射パターンを形成する独特のオーバル形状です。このパターンは、一軸で110度、垂直軸で40度という広く非対称な視野角が特徴です。この特性は、看板アプリケーションにおいて様々な角度からの視認性を確保する上で極めて重要です。デバイスはUV耐性エポキシで構築されており、長期的な屋外使用における耐久性が向上しています。カラーグラフィック看板、メッセージボード、可変メッセージサイン（VMS）を含む、商業用屋外広告および交通標識市場向けに設計されています。

2. 詳細技術パラメータ分析

以下のセクションでは、デバイスの電気的、光学的、および熱的特性の詳細な内訳を提供します。

2.1 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。これらの条件下での動作は保証されません。

• 順方向電流 (I_F): 30 mA (DC)
• パルス順方向電流 (I_FP): 100 mA (デューティサイクル 1/10 @ 1 kHz)
• 逆方向電圧 (V_R): 5 V
• 電力損失 (P_d): 100 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): 最大5秒間 260°C
• 静電気放電 (ESD): 1000V耐性 (人体モデル)

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、接合部温度 (T_a) 25°C、標準試験電流20 mAで測定されます（別途指定がない限り）。

• 光度 (I_V): 2880 mcd ～ 4970 mcdの範囲で、特定のビン（M1、M2、N1）に分類されます。
• 視野角 (2θ_1/2): 110° (X軸) / 40° (Y軸)。このオーバルパターンは、水平方向の看板に最適です。
• ピーク波長 (λ_p): 代表値 522 nm。
• 主波長 (λ_d): 525 nm ～ 535 nmの範囲で、精密な色合わせのために細かいビン（1a、1b、2a、2b）に分割されます。
• スペクトル半値幅 (Δλ): 代表値 35 nm。
• 順方向電圧 (V_F): 20 mA時で2.8 V ～ 3.6 Vの範囲で、ビン（0、1、2、3）に分類されます。
• 逆方向電流 (I_R): 逆電圧5V時、最大 50 μA。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに仕分けされます。これにより、設計者は輝度と色の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。

3.1 光度ビニング

光度は主に3つのランクに分類されます：

• M1: 2880 ～ 3450 mcd
• M2: 3450 ～ 4140 mcd
• N1: 4140 ～ 4970 mcd

測定不確かさは±10%です。

3.2 主波長ビニング

色（波長）は、特に他の色のLEDとの精密な色混合を可能にするため、4つのカテゴリに細かくビニングされます：

• 1a: 525.0 ～ 527.5 nm
• 1b: 527.5 ～ 530.0 nm
• 2a: 530.0 ～ 532.5 nm
• 2b: 532.5 ～ 535.0 nm

測定不確かさは±1.0 nmです。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は、電流制御のための回路設計を支援するためにビニングされます：

• 0: 2.8 ～ 3.0 V
• 1: 3.0 ～ 3.2 V
• 2: 3.2 ～ 3.4 V
• 3: 3.4 ～ 3.6 V

測定不確かさは±0.1 Vです。

4. 性能曲線分析

抜粋では具体的なグラフデータは提供されていませんが、このようなデバイスの典型的な性能曲線には以下が含まれます：

• 相対光度 vs. 順方向電流 (I_V-I_F): 最大定格まで、電流の増加に伴う光出力の増加を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度: 温度上昇に伴う光出力の低下を示します。これは密閉型看板内の熱管理にとって重要です。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流 (V_F-I_F): 駆動回路の設計に重要です。
• スペクトル分布: 主波長を中心に、異なる波長にわたって放出される光の強度を示すグラフです。

設計者は、性能と信頼性を最適化するために、これらのグラフについて完全なデータシートを参照する必要があります。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

このLEDは、オーバルレンズを備えたスルーホールパッケージを特徴とします。主要な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.25 mmです。
• フランジ下の樹脂の最大突出量は1.5 mmです。
• リードフレームボウルの形状は、適切な光取り出しと機械的安定性を確保するために定義されています。

正確な機械図面は、PCBフットプリント設計および最終組立体内での適切なフィットを確保するために不可欠です。

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、適切な取り扱いが極めて重要です。

6.1 リードフォーミング

• 曲げは、エポキシバルブの基部から少なくとも3 mm離れた場所で行う必要があります。
• はんだ付け前にリードを成形してください。
• 成形時またはPCB穴への挿入時に、パッケージに応力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。

6.2 はんだ付けプロセス

はんだ接合部からエポキシバルブまでの最小距離を3 mm確保してください。

• 手はんだ: こて先温度 最大300°C（最大30W）、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 最大100°C、最大60秒；はんだ浴 最大260°C、最大5秒。

LEDが熱いうちに複数回のはんだ付けサイクルや機械的衝撃を避けてください。室温まで徐冷させてください。

6.3 保管条件

• 受領後は、温度30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。
• これらの条件下での保管寿命は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。
• 湿気の多い環境での急激な温度変化は、結露を防ぐために避けてください。

7. 梱包および発注情報

デバイスは、輸送中の静電気放電（ESD）および物理的損傷を防ぐために梱包されています。

7.1 梱包仕様

• LEDは静電気防止バッグに入れられています。
• 梱包数量: バッグあたり500個。内箱あたり5バッグ（2500個）。外箱あたり10内箱（25,000個）。

7.2 ラベル情報

梱包のラベルには、トレーサビリティと正しいアプリケーションのための重要な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)
• QTY (数量)
• CAT (光度および順方向電圧のビニングコード、例：M2-2)
• HUE (主波長のビニングコード、例：1a)
• REF (参照コード)
• LOT No. (製造ロット番号)

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 旅客情報表示: バス、電車、空港など、オーバルビームパターンが広い水平方向の視認性を提供する場所。
• 可変メッセージサイン (VMS)およびメッセージボード: 交通管理および屋外広告用。
• カラーグラフィック看板: このグリーンLEDが赤および青のLEDと混合され、フルカラー画像または特定の色調を作り出す場所。

8.2 設計上の考慮点

• 電流駆動: 常に定電流ドライバまたは電流制限抵抗を使用してください。絶対最大順方向電流30 mA DCを超えないでください。
• 熱管理: 電力損失は低いですが、特に高周囲温度では、光出力と寿命を維持するために、密閉型看板内の十分な換気を確保してください。
• 光学設計: 非対称視野角は、看板の意図された視認方向（通常は110°軸を水平に）に合わせる必要があります。
• ESD保護組立中は標準的なESD取り扱い手順を実施してください。

9. 技術比較および差別化

このLEDは、以下の機能の組み合わせによって差別化されています：

• オーバル放射パターン: 標準的な丸型LEDとは異なり、この形状は看板向けに特別に設計されており、光を水平方向に広げるための二次光学系が不要です。
• スルーホールパッケージでの高輝度: 一部の表面実装品と比較して、シンプルで頑丈な実装ソリューションを提供しながら、日中視認可能な看板に適した高輝度を実現します。
• 精密な色および輝度ビニング: 大型ディスプレイ全体で優れた色の一貫性を可能にし、これはグラフィック品質にとって重要です。
• UV耐性パッケージ: 屋外の日光にさらされる環境での長期的な信頼性のために特別に設計されています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: オーバルビームパターンの目的は何ですか？

A: 110°/40°の視野角は、非常に広い水平方向のカバレッジと狭い垂直方向のカバレッジを提供します。これは、広いエリアに立ったり座ったりしている人々が読むことを意図した看板に理想的で、光を視聴者がいる可能性が高い場所に集中させます。

Q: 自分のアプリケーションに適したビンをどのように選択すればよいですか？

A: 単色看板の場合は、必要な輝度に基づいて光度ビン（M1、M2、N1）を選択してください。色混合アプリケーションの場合は、異なるLEDおよび製造ロット間で緑色が完全に一致するように、主波長ビン（1a、1bなど）も指定する必要があります。

Q: より明るくするために、このLEDを20 mA以上で駆動できますか？

A: 絶対最大定格の30 mA DCまで動作させることができます。ただし、これにより順方向電圧、電力損失、および接合部温度が上昇し、寿命と発光効率が低下する可能性があります。常にデレーティング曲線（利用可能な場合）を参照し、適切な熱管理を確保してください。

Q: 保管条件と保管寿命が重要なのはなぜですか？

A: エポキシ材料および内部部品は空気中の湿気を吸収する可能性があります。湿ったデバイスが高温はんだ付けにさらされると、この湿気の急速な気化により内部の剥離や亀裂（ポップコーン現象）が発生し、故障につながる可能性があります。

11. 実践的設計および使用事例

シナリオ: フルカラー屋外バス停ディスプレイの設計

設計者が、リアルタイムのバス情報用のLEDマトリクスディスプレイを作成しています。ディスプレイは直射日光下でも視認可能で、均一なホワイトバランスを持つ必要があります。

• LED選択: このオーバルグリーンLEDは、同等の赤および青のLEDと共に選択されます。オーバルビームは、プラットフォームで待つ乗客にとって良好な水平方向の視認性を確保します。
• ビニング戦略: 均一な白色点を達成するために、設計者はすべてのグリーンLEDを単一の狭い主波長ビン（例：1b）および特定の輝度ビン（例：M2）から発注します。赤および青のLEDは、所望のホワイトバランス式を維持するために、グリーンに対して一致する輝度ビンで調達されます。
• 回路設計: 各色チャネルに対して定電流ドライバが設計されます。順方向電圧ビン情報（例：3.0-3.2Vのビン1）は、最小必要なドライバ電圧を計算するために使用され、そのロット内で最悪ケース（最高V_F)のLEDを扱えることを保証します。
• 組立: PCB組立中、熱損傷を防ぐために、フローはんだ付けプロファイルは推奨される260°Cで5秒間に厳密に制御されます。エポキシへの応力を避けるために、3mmのリード曲げルールが守られます。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップに基づいています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。InGaN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、それが放出される光の波長（色）を定義します—この場合は緑色（約530 nm）。オーバル形状のエポキシレンズは、チップからの生の光を所望の非対称放射パターンに成形する一次光学系であり、ターゲットアプリケーションの光学効率を向上させます。

13. 技術トレンド

看板向けLEDの開発は、いくつかの主要なトレンドに従っています：

• 効率と光度の向上: エピタキシャル成長とチップ設計の継続的な改善により、単位電力入力あたりの光出力が増加し、より明るいディスプレイまたはより低い電力消費が可能になります。
• 色域と一貫性の向上: 蛍光体技術（白色LED用）およびエピタキシャル精度（このような有色LED用）の進歩により、より豊かで正確で一貫性のある色を持つディスプレイが可能になります。
• 信頼性と寿命の向上: 高性能でUV安定性のあるエポキシやシリコーンなどのより良いパッケージ材料、および堅牢なダイアタッチ方法により、特に24時間365日の屋外設置にとって重要な動作寿命が延長されます。
• スマートドライバーとの統合: LEDは、個別に輝度を調整し診断を実行できるインテリジェントドライバICとますます組み合わせられ、よりダイナミックで信頼性の高い表示システムを可能にしています。

表面実装デバイス（SMD）パッケージは高密度ディスプレイで一般的ですが、機械的堅牢性、金属基板PCBへのより単純な熱経路、または現場での交換の容易さを必要とするアプリケーションでは、このようなスルーホールパッケージも関連性を保っています。