LEDランプ 383-2SUGC/S 400-A4 データシート - スーパーグリーン - 20mA - 4000mcd - 技術文書

1. 製品概要

383-2SUGC/S 400-A4は、優れた光束出力を必要とするアプリケーション向けに設計された高輝度LEDランプです。AlGaInPチップ技術を採用し、ウォータークリア樹脂封止によりスーパーグリーンの発光色を実現しています。本製品は、様々な指向角を提供するシリーズの一部であり、自動組立プロセス向けのテープ＆リール包装で供給されます。

本製品は信頼性と堅牢性を確保するように設計されており、一貫した性能を発揮します。RoHS、EU REACHなどの主要な環境・安全基準に準拠し、ハロゲンフリーに分類されます。臭素（Br）および塩素（Cl）含有量は規定の上限値（Br<900 ppm、Cl<900 ppm、Br+Cl<1500 ppm）以下に維持されています。

1.1 中核的利点

• 高光度:標準順方向電流20mAにおいて、代表的な光度4000ミリカンデラ（mcd）を提供します。
• 狭指向角:代表的な半値角20度（2θ1/2）を特徴とし、集光照明に適しています。
• 環境規制準拠:RoHS、REACH、ハロゲンフリー要件を遵守しており、厳しい環境規制を課す現代の電子製品に適しています。
• 堅牢な構造:様々なアプリケーション環境での信頼性を考慮して設計されています。

1.2 ターゲット市場とアプリケーション

このLEDは、主に民生用および業務用電子機器のバックライトおよびインジケータ用途を対象としています。その高輝度と特定の色は、以下の用途に理想的です:

• テレビ
• コンピュータモニター
• 電話機
• 汎用コンピュータ周辺機器

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生じる可能性のある限界値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 連続順方向電流（IF）:30 mA
• ピーク順方向電流（IFP）:100 mA（デューティサイクル1/10、1 kHz時）
• 逆電圧（VR）:5 V
• 静電気放電（ESD）人体モデル:150 V
• 電力損失（Pd）:120 mW
• 動作温度範囲（Topr）:-40°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（Tstg）:-40°C ～ +100°C
• はんだ付け温度（Tsol）:最大5秒間、260°C。

2.2 電気光学特性（Ta=25°C）

これらのパラメータは標準試験条件（順方向電流 IF = 20mA）で測定され、デバイスの代表的な性能を示します。

• 光度（Iv）:最小 2500 mcd、代表値 4000 mcd。
• 指向角（2θ1/2）:代表値 20度。
• ピーク波長（λp）:代表値 525 nm。
• 主波長（λd）:代表値 530 nm。
• スペクトル放射帯域幅（Δλ）:代表値 35 nm。
• 順方向電圧（VF）:代表値 3.4 V、最大 4.0 V。
• 逆電流（IR）:VR=5V時、最大 50 μA。

測定許容差:光度（±10%）、主波長（±1.0nm）、順方向電圧（±0.1V）。

3. ビニングシステム説明

データシートは、生産ロットの一貫性を確保するための主要パラメータのビニングシステムを示しています。ラベルの説明では、ランク付けのためのコードが指定されています:

• CAT:光度のランク。測定された光出力に基づいてLEDをグループ分けします（例：代表値4000mcdは特定のビンに分類されます）。
• HUE:主波長のランク。特定の緑色の色合い（代表値530nm付近）に従ってLEDを分類します。
• REF:順方向電圧のランク。試験電流における電圧降下に基づいてLEDを選別します。

このシステムにより、設計者は、ディスプレイのバックライトアレイなど、色や輝度の均一性が重要なアプリケーション向けに、厳密に制御された特性を持つ部品を選択することができます。

4. 性能曲線分析

データシートは、様々な条件下でのデバイスの動作を示すいくつかの特性曲線を提供します。

4.1 相対強度対波長

この曲線は、発光するスーパーグリーン光のスペクトルパワー分布を示し、ピーク波長525nmを中心に帯域幅（FWHM）35nmを持ちます。狭い帯域幅は、鮮やかな緑色に寄与します。

4.2 指向性パターン

このプロットは20度の指向角を視覚化し、観測角が中心軸（0度）から離れるにつれて光度がどのように減少するかを示しています。

4.3 順方向電流対順方向電圧（IV曲線）

このグラフは、LEDを流れる電流とその両端の電圧との非線形関係を示しています。代表的な順方向電圧は20mAで3.4Vです。この曲線は、電流制限駆動回路を設計する上で不可欠です。

4.4 相対強度対順方向電流

この曲線は、光出力（相対強度）が順方向電流とともに増加することを示しています。ただし、過熱や加速劣化を防ぐためには、絶対最大定格（連続30mA）内で動作させなければなりません。

4.5 熱特性

性能と周囲温度（Ta）の関係を示す2つの主要な曲線があります:
相対強度対周囲温度:温度が上昇すると光出力が減少することを示します。これは、効率低下やその他の物理的メカニズムによるLEDの一般的な特性です。
順方向電流対周囲温度:LEDの順方向電圧が温度とともにどのように変化するかを示し、定電流ドライバの安定性にとって重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なランプスタイルのパッケージで提供されます。寸法図は、すべての重要な寸法をミリメートルで指定しています。主な注意点は以下の通りです:

• すべての寸法はミリメートル（mm）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。
• 指定されていない寸法の標準公差は±0.25mmです。

物理的設計には、プリント回路基板（PCB）へのスルーホール実装用の2本のリード（アノードとカソード）が含まれています。

5.2 極性識別とリード成形

極性は通常、リードの長さまたはパッケージフランジのフラットスポット（通常、長いリードがアノード）で示されます。データシートは、はんだ付け前のリード成形に関する重要なガイドラインを提供します:

• 曲げ加工は、エポキシボール（ドーム）の基部から少なくとも3mm離れた場所で行わなければなりません。
• 成形は、はんだ付け工程の前に行わなければなりません。
• 内部損傷や破損を防ぐため、曲げ時のパッケージへのストレスは避けなければなりません。
• リード切断は室温で行うべきです。
• PCBの穴はLEDリードと完全に一致させ、実装ストレスを避けなければなりません。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 保管条件

• 受領後の推奨保管条件：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%。
• これらの条件下での保管寿命：3ヶ月。
• 長期保管（最大1年）の場合：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。

6.2 はんだ付けプロセスパラメータ

信頼性を確保するための詳細なはんだ付け手順が提供されています:

手はんだ:
• はんだごて先温度：最大300°C（最大30Wのごての場合）。 • リードあたりのはんだ付け時間：最大3秒。 • はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離：3mm。
• Soldering Time per lead: Maximum 3 seconds.
• Minimum Distance from solder joint to epoxy bulb: 3mm.

ウェーブ（DIP）はんだ付け:
• 予熱温度：最大100°C（最大60秒間）。 • はんだ浴温度と時間：最大260°C、5秒間。 • はんだ接合部からエポキシボールまでの最小距離：3mm。
• Solder Bath Temperature & Time: Maximum 260°C for 5 seconds.
• Minimum Distance from solder joint to epoxy bulb: 3mm.

一般規則:
• 高温作業中のリードへのストレスは避けてください。 • 同じLEDを複数回はんだ付け（ディップまたは手はんだ）しないでください。 • はんだ付け後、室温まで冷却する間、LEDを機械的衝撃/振動から保護してください。 • 信頼性のあるはんだ接合が得られる可能な限り低い温度を使用してください。 • 推奨はんだ付け温度プロファイルグラフが提供されており、徐々に上昇し、260°Cで安定したピークを迎え、制御された冷却段階を示しています。
• Do not solder (dip or hand) the same LED more than once.
• Protect the LED from mechanical shock/vibration while cooling to room temperature after soldering.
• Use the lowest possible temperature that achieves a reliable solder joint.
• A recommended soldering temperature profile graph is provided, showing a gradual ramp-up, a stable peak at 260°C, and a controlled cool-down phase.

6.3 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1分以内で使用してください。
• 使用前に室温で乾燥させてください。
• 超音波洗浄は推奨されません。絶対に必要な場合は、安全な出力レベルと条件を決定するために広範な事前評価が必要です。超音波洗浄はLED構造を損傷する可能性があります。

7. 包装および注文情報

7.1 包装仕様

LEDは、輸送および取り扱い中の損傷を防ぐために包装されています:

• 一次包装:帯電防止袋。
• 二次包装:内箱。
• 三次包装:外箱。

包装数量:
1. 帯電防止袋あたり200～500個。 2. 内箱あたり6袋。 3. 外箱あたり10個の内箱。
. 6 bags per inner carton.
. 10 inner cartons per outside carton.

7.2 ラベル説明

包装ラベルには、トレーサビリティと仕様のためのいくつかのコードが含まれています:
• CPN:顧客の生産番号。
• P/N:メーカーの生産番号（例：383-2SUGC/S 400-A4）。
• QTY:袋/箱内の個数。
• 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:トレーサビリティのための製造ロット番号。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 熱管理

データシートは明確にLEDの熱管理は設計段階で考慮に入れなければならないと述べています。熱抵抗（Rθ）値は提供していませんが、以下のことを示唆しています:
• 最大電力損失は120mWです。 • 高い周囲温度または高電流での動作は熱を発生させ、その熱はリードとPCBを介してLED接合部から放散されなければなりません。 • LEDリードに接続された十分な銅面積を持つ適切なPCBレイアウトは、特に最大定格付近または高温環境で動作する場合の放熱にとって不可欠です。
• Operating at high ambient temperatures or high currents will generate heat that must be conducted away from the LED junction via the leads and PCB.
• Proper PCB layout with adequate copper area connected to the LED leads is essential for heat sinking, especially when operating near maximum ratings or in high-temperature environments.

8.2 回路設計

• 電流制限:外部の電流制限抵抗または定電流ドライバが必須です。順方向電圧には範囲（代表値3.4V、最大4.0V）があるため、最大VFを想定して設計することで、電流制限が決して超えられないようにします。
• 逆電圧保護:最大逆電圧はわずか5Vです。並列接続や複雑なバックライトアレイなど、LEDに逆バイアスがかからないように回路を設計する必要があります。一部の構成では、並列（カソードからアノードへ）の保護ダイオードが必要になる場合があります。
• ESD対策:ESD定格が150V（HBM）であるため、組立および取り扱い中に標準的なESD取り扱い予防策が必要です。

9. 技術比較および差別化

他の型番との直接比較はこの単一のデータシートには含まれていませんが、383-2SUGC/S 400-A4はその記載されたパラメータに基づいて評価できます:

• 高輝度フォーカス:20mAでの代表的な強度4000mcdは、単一のディスクリートLEDから高い光束出力を必要とするアプリケーションの主要な差別化要因です。
• 狭指向角:20度のビームは多くの標準LED（しばしば30～60度）よりも狭く、指向光や光を効率的に結合する必要があるバックライト導波路に適しています。
• AlGaInP技術:この材料システムは、赤、オレンジ、黄、緑のスペクトルで高い効率で知られています。このLEDは、そのスーパーグリーン色のためにこれを活用しています。
• 包括的な規制準拠:RoHS、REACH、ハロゲンフリー基準を同時に満たすことで、グローバル市場向けの将来性のある選択肢となります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: このLEDを30mAで連続駆動できますか？
A1: はい、30mAは絶対最大連続順方向電流です。ただし、長期信頼性と熱管理のためには、試験条件である20mA以下で動作させることを推奨します。30mAで動作させる場合は、優れた熱管理を確保してください。

Q2: ピーク波長（525nm）と主波長（530nm）の違いは何ですか？
A2: ピーク波長（λp）は、発光スペクトルの強度が最大となる波長です。主波長（λd）は、LEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。この小さな違いは正常であり、色指定にはλdの方が関連性が高いです。

Q3: なぜ保管寿命はわずか3ヶ月なのですか？
A3: これは主にプラスチックパッケージの吸湿に関連する予防措置です。周囲湿度に長時間さらされた後、はんだ付け時の急激な加熱により内部の蒸気圧とクラック（ポップコーン現象）が発生する可能性があります。窒素保管方法はこれを緩和します。

Q4: ラベルのCAT/HUE/REFビンコードをどのように解釈すればよいですか？
A4: これらはメーカー内部のコードです。アプリケーション（例：狭い波長範囲）に特定のビンを選択するには、メーカーの詳細なビニング仕様書を参照するか、販売/サポートチームと直接連絡を取り、特定のビンからの部品を要求する必要があります。

11. 実用的な使用例

シナリオ: ネットワーク機器の状態インジケータを設計する。
• 要件:オフィス照明下でも見やすい、明るく紛れもないシステム作動中の緑色の光。
• 選択理由:4000mcdの出力により高い視認性が確保されます。20度の指向角は、正面から見たときに明るいホットスポットを提供し、パネルインジケータに理想的です。
• 回路設計:5Vシステム電源（Vcc）を想定します。代表的なVFは20mAで3.4Vです。オームの法則を使用: R = (Vcc - VF) / IF = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80オーム。VFの変動を考慮し、最悪の場合を想定して設計: R_min = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50オーム。68オームの抵抗を選択すると、14.7mA（VF=4.0V）から23.5mA（VF=3.4V）の安全な電流が得られ、制限内に収まります。
• レイアウト:LEDリードからの放熱を助けるために、小さな銅箔パターンに接続されたPCBパッドを使用してください。

12. 動作原理

これは半導体フォトニックデバイスです。特性順方向電圧（VF）を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がAlGaInP半導体チップの活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlGaInP層の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、放出される光子の波長（色）を決定します—この場合は530nm付近を中心とした緑色光です。ウォータークリアエポキシ樹脂ドームはレンズとして機能し、発光を指定された20度の指向角に形成します。

13. 技術トレンド

LED業界は進化を続けています。これは成熟したスルーホール部品ですが、この製品セグメントに影響を与えるトレンドには以下が含まれます:
• 効率向上:継続的な材料とプロセスの改善により、より高い発光効率（電気ワットあたりのより多くの光出力）が実現され、消費電力と熱を低減しながら、より低い電流で同様の輝度が得られる可能性があります。
• 小型化とSMDへの移行:より広範な市場トレンドは、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。このようなスルーホールランプは、より高い個別輝度、容易な手動試作、または特定の機械的実装を必要とするアプリケーションにとって依然として重要です。
• 色と強度のビニングの厳密化:ディスプレイやサインボードにおける色の一貫性への需要により、メーカーはより狭く定義されたビン（CAT、HUE）を提供するようになり、マルチLEDアレイでのより良い均一性を可能にしています。
• 信頼性仕様の強化:データシートには、特定の動作条件下での寿命定格（例：L70、L50）がますます含まれるようになっており、長期設計計画のためのより予測可能なデータを提供しています。