3474BFRR/MS オーバルLEDランプ データシート - 楕円形状 - 最大2.6V - 30mA - ブリリアントレッド - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、3474BFRR/MS オーバルLEDランプに関する包括的な技術分析を提供します。この部品は、主に乗客情報システムおよび各種標識アプリケーションでの使用を目的として設計された精密光学デバイスです。その独特な楕円形状と規定された放射パターンは、標準的な円形LEDと区別する主要な設計特徴です。

このLEDの中核機能は、特定の空間放射プロファイルを持つ高輝度で信頼性の高い光源を提供することです。AlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）チップ技術を用いて構築されており、これは高効率の赤色および琥珀色光を生成することで知られています。発光色はブリリアントレッドに分類され、レンズは赤色拡散タイプであり、均一な外観と規定された視野角を達成するのに役立ちます。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このオーバルLEDランプの主な利点は、そのアプリケーション特化型設計に由来します。

• 整合した放射パターン：楕円形のビームプロファイル（110° x 60°）は、カラーグラフィックアプリケーションにおいて黄色、青色、または緑色の光と効果的に混合し、標識領域全体で一貫した色再現を確保するように意図的に設計されています。
• 高光度：20mAでの典型的な出力は1605 mcdであり、日中視認可能な標識に十分な輝度を提供します。
• 規制適合性：本製品は、RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー要件（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl <1500 ppm）を含む主要な規制に適合するように設計されており、グローバル市場に適しています。
• 耐久性：紫外線耐性エポキシ樹脂の使用により、日光曝露が懸念される屋外環境での長期信頼性が向上しています。

ターゲット市場は、商業および交通標識として明確に定義されています：

• カラーグラフィック標識
• メッセージボード
• 可変メッセージ標識（VMS）
• 商業用屋外広告

2. 詳細な技術パラメータ分析

絶対最大定格および電気光学特性を徹底的に理解することは、信頼性の高い回路設計とLEDの長寿命化にとって極めて重要です。

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、それを超えると永久的な損傷が発生する可能性のある応力限界を定義します。これらの限界値付近または限界値でデバイスを連続動作させることは推奨されません。

• 逆電圧（V_R）：5V。逆バイアスでこの電圧を超えると、即座に接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 連続順電流（I_F）：30 mA。これは、信頼性のある動作のための最大直流電流です。
• ピーク順電流（I_FP）：160 mA。これはパルス条件（デューティサイクル 1/10 @ 1kHz）でのみ許容され、マルチプレクシングや余分な輝度のための短期的なオーバードライブに有用です。
• 電力損失（P_d）：110 mW。この制限は、熱抵抗と組み合わさって、許容される最大接合温度を決定します。
• 動作・保管温度：-40°C ～ +85°C（動作）、-40°C ～ +100°C（保管）。広い範囲により、過酷な環境下での機能性が確保されます。
• はんだ付け温度：260°C、5秒間。これは標準的なリフロープロファイルですが、熱衝撃を避ける注意が必要です。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、20mAの順電流および25°Cの周囲温度（Ta）という標準試験条件で測定され、LEDの性能を定義します。

• 光度（I_v）：1205-2490 mcd。広い範囲は、ビニングシステムが使用されていることを示しています（セクション3参照）。代表値は1605 mcdです。
• 視野角（2θ_1/2）：110°（X軸） / 60°（Y軸）。この楕円形パターンが決定的な特徴であり、様々な角度から視認される標識に適した広い水平方向の広がりを提供します。
• ピーク波長（λ_p）：632 nm（代表値）。これはスペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：619-629 nm。これは人間の目が知覚する単一波長であり、色を定義します。これもビニングされます（セクション3参照）。
• 順電圧（V_F）：20mA時で1.6Vから2.6V。設計者は、電流制限回路を設計する際にこの変動を考慮に入れる必要があります。
• 逆電流（I_R）：V_R=5V時で最大10 μA。低い値は、接合部の品質が良好であることを示します。

3. ビニングシステムの説明

アプリケーションにおける色と輝度の一貫性を確保するため、LEDは製造後に選別（ビニング）されます。このデータシートでは、2つの主要なビニングパラメータを定義しています。

3.1 光度ビニング

LEDは、20mAで測定された光度に基づいて、4つのビン（RA、RB、RC、RD）に分類されます。ビンは1205 mcdから2490 mcdまでの連続した範囲を持ちます。各ビン内には±10%の許容差が記載されています。設計者は、アプリケーションに必要な最低輝度レベルを保証するために、必要なビンコードを指定すべきです。

3.2 主波長ビニング

色の一貫性は、2つの波長ビン（R1: 619-624 nm、R2: 624-629 nm）を通じて管理されます。±1nmの厳しい許容差が規定されています。標識内のすべてのLEDに対して単一のビン（例：R1）を選択することで、グラフィック表示にとって重要な均一な赤色調が確保されます。

4. 性能曲線分析

提供されている特性曲線は、非標準条件下でのLEDの挙動に関する洞察を提供します。

4.1 スペクトル分布と指向性

相対強度 vs. 波長曲線は、632 nmを中心とした狭い帯域幅（～20 nm）を持つ典型的なAlGaInPスペクトルを示しており、飽和した赤色をもたらします。指向性図は、規定された110° x 60°の視野角を持つ楕円形放射パターンを視覚的に確認します。

4.2 電気的および熱的特性

• 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）：指数関数的関係を示します。この曲線により、設計者は20mA以外の電流での電圧降下を推定できます。
• 相対強度 vs. 順電流：光出力はある点までは電流に対して比較的線形であるが、その後は加熱により効率が低下する可能性があることを示しています。
• 相対強度 vs. 周囲温度：光出力の負の温度係数を示します。光度は周囲温度の上昇とともに減少するため、高温環境向けの設計にはこの点を考慮に入れる必要があります。
• 順電流 vs. 周囲温度：おそらく、電力損失限界内に収まるように、最大許容順電流が温度上昇とともにどのように低下するかを示しています。

5. 機械的およびパッケージ情報

このパッケージは、スルーホール実装用に設計されています。寸法図は、PCBレイアウトおよび機械的統合のための重要な測定値を提供します。

• リード間隔：リード間の標準的な2.54mm（0.1インチ）ピッチ。
• ボディ寸法：楕円形レンズの寸法およびパッケージ全体の高さ。
• 極性識別：通常、レンズの平らな側または長いアノードリードで示されます。正確なマーカーについてはデータシートの図面を参照してください。
• 注記：特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25mmです。フランジ下の樹脂の最大突出は1.5mmであり、PCB上のクリアランスにとって重要です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

損傷を防ぐため、適切な取り扱いが不可欠です。

• リード成形：はんだ付け前に行う必要があります。エポキシボールから>3mm離れた位置で曲げてください。パッケージにストレスをかけないように注意してください。リードは室温で切断してください。
• PCB実装：穴はリードと完全に一致させ、実装ストレスを避ける必要があります。実装ストレスはエポキシのクラックや性能劣化を引き起こす可能性があります。
• はんだ付け：はんだ接合部はエポキシボールから>3mm離すべきです。タイバーの基部を超えてはんだ付けすることが推奨されます。260°C、5秒間のプロファイルに従ってください。
• 保管：30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。出荷から3ヶ月間の棚寿命があります。長期保管（最大1年）の場合は、窒素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

7.1 防湿梱包

部品は防湿梱包で供給され、通常キャリアテープとリールが使用されます。

• キャリアテープ寸法：ポケットピッチ（P=12.70mm）、フィードホール径、テープ全幅（W3=18.00mm）などの重要な寸法を示した詳細図面。
• ラベル説明：リールラベルには、顧客部品番号（CPN）、製品番号（P/N）、数量（QTY）、および光度（CAT）、主波長（HUE）、順電圧（REF）のビンコードのフィールドが含まれます。

7.2 梱包数量と段ボール箱

標準的な梱包階層は以下の通りです：内箱あたり2500個、外箱あたり10個の内箱（合計25,000個）。両方の段ボール箱タイプの図が提供されています。

7.3 型番指定

部品番号3474BFRR/MSは構造化されたフォーマットに従います：3474（シリーズ/ベース）、B（おそらくパッケージコード）、F（おそらく色/輝度コード）、RR（ブリリアントレッド）、MS（おそらく梱包方法）。ハイフンは、完全な発注コードにオプションのビンコード（例：CAT、HUE用）が挿入される位置を示します。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

代表的なアプリケーション回路：最適な安定性と長寿命のため、特に温度変動のある環境では、単純な直列抵抗よりも定電流ドライバの使用を強く推奨します。ドライバは、公称輝度の場合は20mAを、寿命延長の場合はより低い値を供給するように設定すべきです。

熱管理：電力は低い（最大110mW）ですが、密閉された標識キャビネット内で十分な換気を確保することが重要です。高い周囲温度は光出力を低下させ、電流の低下率設定が必要になる場合があります。

光学設計：楕円形ビームパターンは、標識内の長方形またはワイドフォーマットのセグメントのバックライトに理想的です。混色アプリケーションでは、標識の拡散板または導光板の光学設計において、他の色のLEDとの空間的重なりを慎重に考慮する必要があります。

9. 技術比較および差別化

3474BFRR/MSの主な差別化要因は、その楕円形放射パターンにあります。円形視野角（例：120°）を持つ標準的な円形LEDと比較して、このランプはより長方形の照明フットプリントを提供します。これにより、所望の標識領域外での光の無駄が減少し、効率が向上し、隣接するセグメントでの混色制御が向上します。乗客案内標識向けの特化設計は、長期信頼性、紫外線耐性、および交通産業標準への適合性の最適化を示しています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを30mAで連続駆動できますか？

A: はい、30mAは連続順電流の絶対最大定格です。最大の信頼性と寿命のためには、代表的な試験電流である20mA以下で動作させることをお勧めします。

Q: ピーク波長（632nm）と主波長（代表値621nm）の違いは何ですか？

A: ピーク波長は、発光スペクトルの物理的なピークです。主波長は、私たちの目が知覚する色であり、赤色AlGaInP LEDでは、スペクトル曲線の形状と人間の目の感度（明所視応答）により、ピーク波長よりわずかに短くなることがよくあります。設計者は色指定に主波長を使用すべきです。

Q: ビニング選択はどの程度重要ですか？

A: 複数のLEDが並べて使用されるアプリケーション（メッセージボードなど）では、表示全体で目に見える輝度と色のばらつきを避けるために、光度（CAT）と主波長（HUE）の単一ビンを選択することが極めて重要です。

Q: 保管条件は厳しいように見えますが、それを超えるとどうなりますか？

A: 高湿度で保管すると吸湿が発生する可能性があります。その後のはんだ付け（リフロー）時に急速な加熱により、閉じ込められた湿気が激しく膨張し、内部パッケージのクラック（ポップコーン現象）や故障を引き起こす可能性があります。保管ガイドラインを遵守することが不可欠です。

11. 実用的な使用例

シナリオ：バス停用の単一行VMSの設計。

表示は7セグメント文字を使用します。各セグメントは複数のLEDによってバックライトされます。広軸（110°）を水平方向に向けたオーバル3474BFRR/MS LEDを使用することで、円形LEDと比較してセグメントあたりの必要なLED数を最小限に抑えつつ、長方形のセグメント領域を赤色光で効率的に満たすことができます。設計者は、すべての文字が同一の赤色調を持つことを保証するために主波長ビンR1を、日中視認性に十分な輝度を保証するために光度ビンRCまたはRDを指定します。定電流ドライバーボードは、LEDストリングごとに18-20mAを供給するように設計され、密閉された標識キャビネットに適した熱設計が施されます。

12. 動作原理

このLEDは、半導体ダイオードにおけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。AlGaInPチップはp-n接合を形成します。接合部の閾値（約1.6-2.6V）を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が接合部を横断して注入されます。これらの電荷キャリアが再結合するとき、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、それが直接発光の波長（色）を定義します—この場合は赤色スペクトル（～621-629 nm）です。楕円形のエポキシレンズはチップを封止し、発光を所望の110° x 60°放射パターンに正確に成形します。

13. 技術トレンド

これは成熟したスルーホール部品ですが、そのアプリケーション領域に影響を与えるより広範なLED業界のトレンドには以下が含まれます：

効率向上：継続的な材料およびプロセスの改善により、より高い発光効率（ワットあたりの光量増加）がもたらされ、標識における低消費電力または高輝度が可能になります。

信頼性向上：エポキシ樹脂、封止技術、チップパッケージングの改善により、動作寿命が継続的に延長されており、交通標識などのインフラアプリケーションにとって重要です。

混色と制御：より洗練された多色およびフルカラーLED標識へのトレンドがあります。このオーバルLEDのように明確で安定した放射パターンを持つ部品は、これらの先進的なシステムで均一な混色と高品質なグラフィカル出力を達成するために不可欠です。

小型化＆表面実装：一般的なトレンドは、自動組立のための表面実装デバイス（SMD）パッケージに向かっています。しかし、3474シリーズのようなスルーホール部品は、極端な機械的堅牢性、容易な手動メンテナンス、またはSMDでは容易に入手できない特定の光学フォーマットを必要とするアプリケーションで関連性を維持しています。