オーバルLEDランプ 3474BKRR/MS データシート - オーバル形状 - 2.0x3.0x4.5mm - 順方向電圧 1.6-2.6V - ブリリアントレッド - 120mW

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ランプの仕様を詳細に説明します。主な設計意図は、旅客情報表示板や、特定のエリアに明確で定義された照明を必要とする類似のアプリケーションでの使用です。オーバル形状と整合した放射パターンは、主たる赤色発光に加えて黄色、青色、または緑色を利用するアプリケーションにおいて効果的なカラーミキシングを可能にする重要な特徴です。

本デバイスはUV耐性エポキシ材料で構築されており、日光にさらされる環境下での長期信頼性を確保しています。EU RoHS指令、EU REACH規制などの主要な環境・安全基準に準拠しており、ハロゲンフリー部品（臭素<900 ppm、塩素<900 ppm、それらの合計<1500 ppm）として製造されています。

2. 技術パラメータ詳細

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。

• 逆電圧 (V_R):5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合部の破壊を引き起こす可能性があります。
• 順方向電流 (I_F):50 mA (連続)。
• ピーク順方向電流 (I_FP):160 mA。これは、1 kHz、デューティサイクル1/10のパルス条件下でのみ許容されます。これは、例えばマルチプレックス表示アプリケーションでの短時間の過駆動を可能にします。
• 電力損失 (P_d):120 mW。これは、デバイス内で許容される最大電力損失であり、順方向電圧 (V_F) * 順方向電流 (I_F) として計算されます。この限界近くで動作する場合は、注意深い熱管理が必要です。
• 動作温度 (T_opr):-40 ～ +85 °C。本デバイスは産業用温度範囲に対応しています。
• 保存温度 (T_stg):-40 ～ +100 °C。
• はんだ付け温度 (T_sol):260 °C、5秒間。これはリフローはんだ付けプロファイルの許容範囲を定義します。

2.2 電気光学特性 (T_a=25°C)

これらは、標準試験条件下で測定される代表的な性能パラメータです。

• 光度 (I_v):1205-2490 mcd (代表値: 1605 mcd) at I_F=20mA。この高い出力は、日中視認可能な表示板に適しています。
• 視野角 (2θ_1/2):110° (X軸) / 60° (Y軸)。オーバル放射パターンは、広い水平方向の広がりとより集中した垂直方向のビームを提供し、様々な水平角度から視認される標識に理想的です。
• ピーク波長 (λ_p):632 nm (代表値)。発光出力が最大となる波長です。
• 主波長 (λ_d):619-629 nm (代表値: 621 nm)。これは光の知覚色を定義し、ブリリアントレッド領域にあります。
• スペクトル放射帯域幅 (Δλ):20 nm (代表値)。発光のスペクトル純度の尺度です。
• 順方向電圧 (V_F):1.6 - 2.6 V at I_F=20mA。LEDが導通時の両端の電圧降下です。ドライバ設計ではこの範囲を考慮する必要があります。
• 逆電流 (I_R):10 μA (最大) at V_R=5V。オフ状態での非常に低いリーク電流です。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの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。

3.1 光度ビニング

ビンは、公称ビン値からの±10%の許容差で定義されます。ビンコード (RA, RB, RC, RD) は、20mA時の最小光度の昇順レベルを表します。

• RA:1205 - 1445 mcd
• RB:1445 - 1730 mcd
• 1730 - 2075 mcd - 2075 mcd
• RD:2075 - 2490 mcd

3.2 主波長ビニング

波長ビンは、±1nmの厳しい許容差で、一貫した知覚赤色を確保します。色の均一性が重要なアプリケーションでLEDをマッチングするのに役立ちます。

• R1:619 - 624 nm
• R2:624 - 629 nm

4. 性能曲線分析

データシートは、異なる動作条件下でのデバイス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。

4.1 スペクトル分布

相対強度 vs. 波長曲線は、632 nmを中心とした典型的な狭い発光スペクトルを示しており、これは高効率の赤色光を生成するAlGaInP材料技術の特徴です。

4.2 IV曲線と効率

順方向電流 vs. 順方向電圧曲線は、標準的な指数関数的なダイオード関係を示しています。相対強度 vs. 順方向電流曲線は、通常の動作範囲（最大50mAまで）では一般的に線形であり、安定した効率を示しています。設計者は、安定した光出力を維持するために、電圧ではなく安定した電流を供給するドライバを確保する必要があります。

4.3 熱特性

相対強度 vs. 周囲温度および順方向電流 vs. 周囲温度曲線は、熱管理にとって極めて重要です。光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。順方向電圧も負の温度係数（温度とともに減少）を持っており、これは定電圧駆動シナリオで熱暴走を避けるために考慮する必要があります。大電流または高周囲温度での動作には、十分なPCB銅面積または放熱対策が推奨されます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的な表面実装パッケージ外形に従います。主要寸法には、リードピッチ（2.54 mm）が含まれ、これはスルーホール適応または直接PCB実装の一般的なフットプリントです。オーバルレンズは本体から突出しています。全ての未指定寸法のデフォルト公差は±0.25 mmです。フランジ下の樹脂最大突出は1.5 mmであり、PCB組立時のクリアランスにとって重要です。

5.2 極性識別

カソードは通常、レンズの平らな側、パッケージ本体の切り欠き、または短いリード（スルーホールバージョンにリードがある場合）で示されます。この3474BKRR/MSバリアントの特定のマーカーについては、データシート図面を参照してください。逆バイアス損傷を防ぐため、正しい極性が不可欠です。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

本デバイスは、ピークはんだ付け温度260°Cを5秒間耐えることができます。これは標準的な無鉛（SnAgCu）リフロープロファイルに適合します。温度はオーブン内の空気ではなく、LEDリードで測定する必要があります。

6.2 重要な注意事項

• リード成形:リードを曲げる場合は、エポキシバルブベースから少なくとも3mm離れた場所で行ってください。はんだ付け前に曲げ加工を行い、はんだ接合部への応力を避けてください。パッケージに応力をかけない適切な工具を使用し、エポキシのひび割れや内部ワイヤボンドの損傷を防ぎます。
• PCB穴位置合わせ:PCBの穴はLEDリードと正確に位置合わせする必要があります。機械的応力下での実装は、時間の経過とともにエポキシシールとLED性能を劣化させる可能性があります。
• はんだ接合部の位置:はんだ接合部からエポキシバルブまでの距離を3mm以上確保してください。タイバーのベースを超えてはんだ付けすることが推奨されます。

6.3 保管条件

受領後、LEDは温度≤30°C、相対湿度≤70%で保管する必要があります。この状態での推奨保管寿命は3ヶ月です。長期保管（最大1年）の場合は、デバイスは窒素雰囲気と乾燥剤を入れた密閉容器に保管し、湿気吸収を防ぐ必要があります。これはMSL（湿気感受性レベル）準拠とリフロー時のポップコーン現象防止に重要です。

7. 梱包・発注情報

7.1 梱包仕様

本デバイスは防湿梱包で供給されます。標準梱包数量は内箱あたり2500個、マスター外箱あたり10内箱（合計25,000個）です。部品は、自動ピックアンドプレース装置用の特定寸法のエンボスキャリアテープに収納されています。

7.2 ラベル説明と型番

リールラベルには、トレーサビリティと正しい適用に不可欠な情報が含まれています：顧客部品番号（CPN）、メーカー部品番号（P/N）、梱包数量（QTY）、および光度（CAT）、主波長（HUE）、順方向電圧（REF）の特定のビニングコード、ならびに製造ロット番号。

完全な製品指定は次のパターンに従います：3474 B K R R - □ □ □ □

• 3474:パッケージタイプ/サイズ。
• B:おそらく輝度または特定のシリーズを示します。
• K:色を示す可能性があります（この赤色バリアントに固有）。
• R R:色ブリリアントレッドを示します。
• - □ □ □ □:これらのプレースホルダーは、発注時に選択された強度（CAT）、波長（HUE）、電圧（REF）の特定のビニングコードを表します。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• 旅客情報表示板（PIS）:バス、電車、空港など、高輝度と広い水平視野角が不可欠な場所。
• メッセージボード＆可変情報標識（VMS）:交通情報、広告、公共アナウンス用。オーバルビームは、個々のピクセルまたはセグメント全体に均一な照明を作り出すのに役立ちます。
• カラーグラフィック標識＆商業屋外広告:フルカラーまたはマルチカラーディスプレイの赤色要素として使用されます。その整合した放射パターンは、隣接する青色、緑色、または黄色のLEDとのカラーミキシングを容易にします。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流駆動:常に定電流ドライバを使用してください。推奨動作電流は、典型的な輝度では20mAですが、増加した電力損失と熱管理の必要性を考慮して、より高い出力を得るために最大50mA連続で駆動できます。
• 直列/並列構成:複数のLEDを直列に接続する場合、ドライバ電圧が順方向電圧の合計（最大V_Fを考慮）に対応することを確認してください。並列接続の場合、各LEDは理想的に独自の電流制限抵抗を持つべきであり、V_Fのビニング変動を考慮し、電流の偏りを防ぎます。
• 光学設計:110°x60°の視野角はパッケージレンズに固有のものです。必要に応じて、二次光学素子（拡散板、レンズ）を使用してビームをさらに整形できますが、一次パターンは直接視認標識に適しています。

9. 技術比較と差別化

標準的な丸レンズLEDと比較して、このオーバルランプは重要な利点を提供します：典型的な標識セグメントまたはピクセルの長方形形状に自然に適合する非対称放射パターン（110° x 60°）。これにより、より効率的な光利用が可能になり、所望の視野エリア外への無駄な光の漏れを減らし、目標視野廊下から同じ知覚標識輝度を達成するために、より低い駆動電流で済む可能性があります。その高光度（最大2490 mcd）は、優れたコントラストが必要な屋外および高周囲光アプリケーションで競争力があります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 ピーク波長（632nm）と主波長（〜621nm）の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_p）は、光出力が最も高い物理的な波長です。主波長（λ_d）は、全発光スペクトルとCIE等色関数に基づいて、人間の目が知覚する色に対応する計算値です。この赤色のような単色LEDの場合、それらは近いですが同一ではありません。主波長は、ディスプレイにおける色指定により関連性があります。

10.2 このLEDを50mAで連続駆動できますか？

はい、50mAは絶対最大連続順方向電流です。ただし、この限界で動作すると、より多くの熱が発生します（P_d≈ V_F*I_F）。特に高周囲温度では、LED接合温度を安全限界内に保つために、PCB設計が十分な放熱対策（十分な銅面積、可能な場合はサーマルビア）を提供することを確認する必要があります。電流を減額（例：30-40mA）すると、長期信頼性とルーメンメンテナンスが向上します。

10.3 保管寿命が3ヶ月に制限されているのはなぜですか？MSLとは何ですか？

エポキシパッケージは空気中の湿気を吸収します。リフローはんだ付けの高温にさらされると、この閉じ込められた湿気が急速に蒸発し、内部圧力を生み出してパッケージをひび割れさせる（ポップコーン現象）可能性があります。3ヶ月の保管ガイドラインは、標準的な工場出荷袋状態を想定しています。長期保管の場合は、窒素充填された乾燥容器が湿気暴露のカウントをリセットします。湿気感受性レベル（MSL）定格は、パッケージラベルで確認する必要があり、乾燥袋を開封後の正確なフロアライフを定義します。

11. 実用的な使用例

シナリオ: バス用の単一行、赤色英数字VMSを設計する。

1. ピクセルレイアウト:オーバルLEDは、各文字に対して5x7ドットマトリックスパターンで配置されます。その110°水平視野角により、通路を挟んだ座席からメッセージが読みやすくなります。
2. 駆動回路:定電流LEDドライバICが選択され、チャネルあたり20mAを供給するように構成されます。列内のLEDは直列に接続され、ドライバが累積順方向電圧を管理します。
3. 熱管理:PCBは、LEDカソードパッドに接続された大きな銅面で設計され、放熱板として機能します。バス内部の周囲温度は-40〜+85°Cの範囲内であると見なされます。
4. ビニング:表示全体で均一な外観を確保するために、同じ主波長ビン（R1またはR2）および狭い範囲の光度ビン（例：RBとRCのみ）からのLEDが発注時に指定されます。

12. 技術原理紹介

このLEDは、AlGaInP（アルミニウムガリウムインジウムリン）半導体チップを利用しています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔がチップ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。結晶格子中のアルミニウム、ガリウム、インジウムの特定の比率がバンドギャップエネルギーを決定し、これは直接発光波長（この場合は赤色〜621-632 nm）に対応します。オーバル形状のエポキシレンズは、放射パターンを制御するために精密成形され、内部で光を反射・屈折させて所望の110°x60°視野角を達成します。

13. 業界動向

標識およびディスプレイ用LEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりのより多くのルーメン）に向かって続いており、より低い電力消費と熱負荷の低減を可能にしています。また、シームレスな大型ディスプレイを可能にするための、改善された色の一貫性とより厳しいビニング公差にも焦点が当てられています。さらに、過酷な環境条件（UV、温度サイクル、湿度）下での信頼性と長寿命は、従来のエポキシの代わりにより堅牢なシリコンベースの封止材の使用など、材料とパッケージングの進歩の重要な推進力であり続けています。