LTLR1DEKVJNNH155T バイカラーLEDインジケータ データシート - 直角ホルダー - 赤/緑 - 20mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、バイカラー基板用インジケータ（CBI）の仕様を詳細に説明します。本デバイスは、T-1サイズのLEDランプと組み合うように設計された黒色プラスチック製直角ハウジング（ホルダー）で構成されています。内蔵LEDは、赤色スペクトルと緑色スペクトルを発光する2つのチップ光源を備え、均一な外観を得るために白色拡散レンズと組み合わされています。

1.1 主な特長と利点

• 組立の容易さ：設計は、基板への簡単な実装と、アレイ作成のための積層性を考慮して最適化されています。
• コントラストの向上：黒色ハウジングは高いコントラスト比を提供し、点灯時のインジケータの視認性を向上させます。
• 省エネルギー性：本デバイスは低消費電力の特長を有します。
• 環境適合性：これはRoHS指令に準拠した鉛フリー製品です。
• 統合ソリューション：本パッケージには、ホルダーに事前組み立て済みの白色拡散レンズ付きバイカラーAlInGaP LED（赤：631nm、緑：569nm）が含まれています。
• 自動実装対応：自動実装装置に適したテープ&リール包装で供給されます。

1.2 対象アプリケーションと市場

本インジケータは、状態や信号表示を必要とする幅広い電子機器に適しています。主な適用市場は以下の通りです：

• 通信機器
• コンピュータおよび周辺機器
• 民生用電子機器
• 産業用制御システム

2. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

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ストレスの限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。

• 電力損失（P_d）：赤および緑チップ両方で75 mW。これは周囲温度（T_A）25°CにおいてLEDパッケージが熱として放散できる最大電力です。
• 順方向電流：
  • 連続DC（I_F）：両色とも最大30 mA。
  • ピークパルス（I_FP）：60 mA（緑）および90 mA（赤）。厳格な条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10ms）でのみ許容されます。
• 熱的減額：周囲温度が50°Cを超えて1°C上昇するごとに、許容される最大DC順方向電流は0.4 mAずつ直線的に減少させなければなりません。これは高温環境での信頼性にとって重要です。
• 温度範囲：動作温度：-40°C ～ +100°C；保管温度：-55°C ～ +100°C。
• はんだ付け温度：リード線は、ボディから1.6mmの位置で測定し、最大5秒間260°Cに耐えます。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、T_A=25°C、I_F=20mAの条件下で測定され、代表的な動作条件を示します。

• 光度（I_v）：代表的な軸上光出力は、両色とも110 mcdです。最小値は65 mcd、最大値は赤が250 mcd、緑が450 mcdです。光度保証には±30%の試験許容差が適用されます。
• 指向角（2θ_1/2）：45度。これは光度が軸上の値の半分に低下する全角であり、ビーム幅を定義します。
• 波長：
  • ピーク波長（λ_P）：約639 nm（赤）および575 nm（緑）。これは放射パワーが最大となるスペクトル上の点です。
  • 主波長（λ_d）：631 nm（赤）および569 nm（緑）。これは人間の目が知覚する単一波長であり、CIE色度図上の色点を定義します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：20 nm（赤）および11 nm（緑）。これはスペクトル純度を示します。狭い半値幅はより飽和した色を意味します。
• 順方向電圧（V_F）：20mA時、代表値は2.0V（赤）および2.1V（緑）、両色とも最大2.4Vです。これは電流制限抵抗の計算に重要です。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時、最大10 µA。重要：本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。この試験は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステム仕様

デバイスは、主要な光学パラメータに基づいて選別（ビニング）され、同一製造ロット内での一貫性を確保します。

3.1 光度ビニング

単位：mcd @ I_F=20mA. Tolerance on bin limits is ±15%.

• 赤色LED：
  • ビン DE：65 – 140 mcd
  • ビン FG：140 – 250 mcd
• 緑色LED：
  • ビン DE：65 – 140 mcd
  • ビン FG：140 – 250 mcd
  • ビン HJ：250 – 450 mcd

3.2 主波長ビニング（緑色のみ）

単位：nm @ I_F=20mA。ビン限界の許容差は±1 nmです。

• 色調ビン H06：564.0 – 568.0 nm
• 色調ビン H07：568.0 – 571.0 nm

4. 性能曲線分析

データシートには、主要パラメータ間の関係をグラフで表す代表的な性能曲線が参照されています。具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、その意味合いを以下に分析します。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

AlInGaP LEDのI-V曲線は、一般的に指数関数的な関係を示します。20mA時の指定V_Fは重要な動作点を提供します。設計者は電流を設定するために直列抵抗を使用しなければなりません。なぜなら、ダイオードの指数関数的特性により、電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こす可能性があるためです。

4.2 光度 vs. 順方向電流

この曲線は、広い範囲で一般的に線形です。推奨の20mAで動作させることで、最適な輝度と効率が確保されます。最大DC電流を超えると、発熱の増加により寿命と効率が低下します。

4.3 光度 vs. 周囲温度

LEDの光出力は、接合温度の上昇とともに減少します。電流の熱的減額仕様（50°C以上で0.4 mA/°C）は、この効果を管理することに直接関連しています。高い周囲温度でのアプリケーションでは、輝度を維持するために、駆動電流を減らすか、基板レベルの放熱を改善する必要があります。

4.4 スペクトル分布

指定されたピーク波長と主波長、およびスペクトル半値幅は、色特性を定義します。赤（20 nm）と比較して緑チップの半値幅が狭い（11 nm）ことは、緑色発光の色純度が高いことを示しています。

5. 機械的仕様および梱包情報

5.1 外形寸法および注記

• すべての寸法はミリメートルで提供され、括弧内にインチ単位が示されています。
• 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mmです。
• ホルダー材質：黒色プラスチック。
• 内蔵LED：白色拡散レンズ付きバイカラー（黄緑/赤）。

5.2 極性識別およびリード線成形

本デバイスは標準的なLED極性（アノード/カソード）を有します。基板実装のためのリード線成形時には、LEDレンズ/ホルダーの基部から少なくとも2mm離れた位置で曲げを行わなければなりません。リードフレームの基部を支点として使用してはいけません。成形は室温で、はんだ付け工程の前に行う必要があります。

5.3 梱包仕様

• キャリアテープ：黒色導電性ポリスチレン合金、厚さ0.50 ± 0.06 mm。
• リール容量：標準13インチリールあたり450個。
• 段ボール梱包：
  • 1リールが乾燥剤と湿度指示カードと共に防湿バッグ（MBB）に梱包されます。
  • 2つのMBBが1つの内装箱に梱包されます（合計900個）。
  • 10の内装箱が1つの外装箱に梱包されます（合計9,000個）。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 保管および湿気感受性

• 未開封パッケージ：30°C以下、70%RH以下で保管。1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：30°C以下、60%RH以下で保管。MBB開封後168時間（1週間）以内にIRリフローはんだ付けを完了することが推奨されます。
• 長期保管/ベーキング：元の梱包から出して168時間以上保管された部品は、SMT実装前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングし、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象による損傷を防止する必要があります。

6.2 洗浄

洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤を使用してください。強力または侵襲性のある化学薬品は避けてください。

6.3 はんだ付けプロセスパラメータ

はんだ付け点とレンズ/ホルダーの基部との間には、最低2mmのクリアランスを確保しなければなりません。

• 手はんだ（はんだごて）：
  • 温度：最大350°C。
  • 時間：接合部あたり最大3秒。
  • はんだ付けサイクルは1回に限定してください。
• フローはんだ付け：
  • 予熱：最大120°C、最大100秒。
  • はんだ波：最大260°C。
  • 接触時間：最大5秒。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーション回路

本デバイスは、単純なDC回路によって駆動されます。電流制限抵抗（R_直列）は必須であり、オームの法則を用いて計算されます：R_直列= (V_電源- V_F) / I_F。電流が限界を超えないことを確実にするための保守的な設計には、データシートの最大V_F（2.4V）を使用してください。5V電源、目標I_F20mAの場合：R_直列= (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 オーム。標準の130または150オーム抵抗が適しています。バイカラー機能には通常、2つの独立した駆動信号によって制御される、3ピンの共通カソードまたは共通アノード構成が必要です。

7.2 熱管理

電力損失は低い（75mW）ですが、高い周囲温度（>50°C）での連続動作には注意が必要です。電流減額ガイドラインに従ってください。十分な通風を確保し、PCB上の他の発熱部品の近くにインジケータを配置しないでください。

7.3 光学設計

45度の指向角と白色拡散レンズは、フロントパネルインジケータに適した広く均一な照明を提供します。黒色ホルダーは消灯時に優れたコントラストを提供します。最適な視認性を得るために、パネル開口部に対する実装高さを考慮してください。

8. 技術比較および差別化

本製品は、基本的な個別LEDとは異なるいくつかの特長を組み合わせています：

• 統合ホルダー vs. 個別LED：事前組み立て済みの直角黒色ホルダーにより、別個の取り付けクリップやライトパイプが不要となり、組立が簡素化され、機械的安定性とコントラストが向上します。
• 単一パッケージ内のバイカラー：コンパクトな3ピンパッケージ内に2つの表示色（赤/緑）を提供し、2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して基板スペースを節約します。
• AlInGaP技術：従来技術と比較して、特に赤色および緑色スペクトルにおいて、高い輝度と効率、良好な色飽和度を提供します。
• テープ&リール包装：自動実装を可能にし、大量生産における人件費を削減し、実装の一貫性を向上させます。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）は、発光スペクトルにおける最大光パワー出力の点です。主波長（λ_d）は色座標から導出され、人間の目が同じ色として知覚するであろう純粋なスペクトル光の単一波長を表します。λ_dは色表示アプリケーションにより関連性があります。

9.2 なぜ50°C以上で電流減額仕様があるのですか？

LEDの寿命と光出力は、接合温度の上昇とともに劣化します。減額曲線は、周囲温度の上昇に伴って許容される最大駆動電流を減少させます。これにより、内部の電力損失（熱）を制限し、接合温度を安全な動作限界内に保ち、長期信頼性を確保します。

9.3 電流制限抵抗なしで電圧源でこのLEDを駆動できますか？

No.LEDは電流駆動デバイスです。順方向電圧を超える電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、瞬時に破壊される可能性があります。直列抵抗または定電流ドライバーが常に必要です。

9.4 各ビン限界の許容差は±15%とはどういう意味ですか？

これは、光度ビン間（例：DEとFGの間）の実際の境界線に、製造上の±15%の許容差があることを意味します。公称境界である140 mcdで測定されたデバイスは、試験校正やロット変動に応じてどちらのビンにも分類される可能性があります。設計者は、最悪ケースの輝度計算のためにビンの最小値を使用すべきです。

10. 実践的な設計および使用事例

シナリオ：産業用ルータの状態表示パネルを設計中。パネルには、電源/アクティビティとシステム障害用のコンパクトな2色（赤/緑）インジケータが必要。

実装：
1. LTLR1DEKVJNNH155Tは、統合直角ホルダー（パネル背面への取り付けを簡素化）、バイカラー機能（スペース節約）、黒色ハウジング（良好なコントラスト提供）のために選択されました。
2. PCBレイアウトには、デバイスのリード間隔に一致する3つのメッキスルーホールが含まれます。フットプリントは、曲げたときにホルダーボディがPCB端面にぴったり合うように設計されています。
3. マイクロコントローラのGPIOピンが、単純なトランジスタスイッチ回路を介して各色を駆動します。電流制限抵抗は、3.3Vシステム駆動の場合150オームと計算されます（ (3.3V - 2.1V) / 0.008A ≈ 150 オーム、8mA使用で電力削減と十分な輝度を確保）。
4. 組立中、リード線は精密曲げ工具を使用して成形され、曲げがホルダーから>2mmの位置で開始されることを保証します。その後、基板はフローはんだ付けされ、最大5秒の浸漬時間を遵守します。
5. 最終組立品は、広い角度から見える明るく明確な赤および緑の状態を持つ、清潔でプロフェッショナルなインジケータを示します。

11. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネセンスによって光を発する半導体デバイスです。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。発光の色は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。本デバイスは、赤色および緑色チップの両方にアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）を使用しており、これは赤から黄緑スペクトルで高効率が知られている材料系です。2つのチップは、単一の白色拡散エポキシレンズの下に一緒に収められており、このレンズが光を散乱させ、均一な外観を作り出し、指向角を広げます。

12. 技術動向と背景

このようなスルーホールLEDインジケータは、高い信頼性、手動組立/サービスの容易さ、または堅牢な機械的取り付けを必要とするアプリケーションで依然として関連性があります。一般的なLED技術の動向は、より高い効率（ルーメン毎ワット）、改善された演色性、および小型化に向かって続いています。インジケータアプリケーションでは、統合が主要なトレンドです—複数の色の組み合わせ、内蔵制御IC（点滅やRGBドライバーなど）、そしてよりスマートな包装です。環境面では、本製品に見られるように、鉛フリーおよびRoHS準拠の製造への移行は、現在世界的な標準となっています。スルーホール部品へのテープ&リール包装の使用は、従来の組立方法と現代の自動化プロセスを橋渡しします。