LTL307GC5D グリーン拡散LED データシート - T-1 3/4パッケージ - 最大2.6V - 75mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTL307GC5Dは、プリント基板（PCB）やパネルへのスルーホール実装用に設計されたグリーンの拡散LEDです。光源として効率的で明るいグリーン光を発することで知られるAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を採用しています。このデバイスは、広く互換性のある一般的なT-1 3/4パッケージ径に収められており、拡散された広視野角の光出力が求められる、幅広いインジケータおよび照明用途に適しています。

この製品の主な利点は、低消費電力に対して高い光度出力を実現し、優れた効率性を発揮することです。低電流要件により、集積回路（IC）との互換性を考慮して設計されています。さらに、環境に配慮した製造が行われており、鉛（Pb）フリーであり、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しています。また、ハロゲンフリー製品として分類され、塩素（Cl）および臭素（Br）含有量は規定の限界値（Cl<900 ppm、Br<900 ppm、Cl+Br<1500 ppm）以下に抑えられています。

2. 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を定義します。周囲温度（T_A）25°Cで規定されています。これらの限界値付近での長時間の動作は推奨されず、信頼性に影響を及ぼします。

• 電力損失（P_D）：75 mW。これは、デバイスが安全に熱として放散できる最大総電力です。
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：60 mA。この最大電流は、デューティサイクル1/10、パルス幅0.1 msのパルス条件下でのみ許容されます。
• 直流順電流（I_F）：20 mA。これは、信頼性の高い動作のために推奨される最大連続順電流です。
• 動作温度範囲：-40°C ～ +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で機能するように定格されています。
• 保存温度範囲：-40°C ～ +100°C。動作していない状態では、この範囲内でデバイスを保存できます。
• リードはんだ付け温度：265°C、5秒間。この定格は、LED本体から2.0 mm（0.078インチ）離れた位置でリードをはんだ付けする場合に適用されます。

3. 電気的・光学的特性

以下のパラメータは周囲温度25°Cで測定され、LEDの代表的な性能を定義します。代表値列は標準試験条件下での期待値を示し、最小値および最大値は保証される限界値を定義します。

3.1 光学的特性

• 光度（I_V）：20-85 mcd（代表値 30 mcd） I_F= 10 mA時。これは、知覚される光の出力の尺度です。保証には±15%の許容差が含まれます。測定は、CIE明所視感度曲線に近似したセンサとフィルタを用いて行われます。
• 視野角（2θ_1/2）：50度（代表値）。これは、光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角です。拡散レンズがこの広い視野角に寄与しています。
• ピーク発光波長（λ_P）：565 nm（代表値）。これは、発光の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）：572 nm（代表値） I_F= 10 mA時。これはCIE色度図から導出され、光の知覚される色を最もよく定義する単一波長を表します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：11 nm（代表値）。これは、最大強度の半分で測定されるスペクトル帯域幅（半値全幅 - FWHM）です。

3.2 電気的特性

• 順電圧（V_F）：1.7 V ～ 2.6 V（最大） I_F= 20 mA時。これは、指定電流で動作しているときのLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：100 μA（最大） V_R= 5 V時。このパラメータは試験目的のみであることに注意することが重要です。LEDは逆バイアス下での動作用に設計されていません。回路に逆電圧を印加するとデバイスを損傷する可能性があります。

4. ビニングシステム仕様

アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDは測定された光度に基づいて選別（ビニング）されます。LTL307GC5Dは、試験電流10 mAで定義された以下のビンコードを使用します。各ビン限界の許容差は±15%です。

このビニングにより、設計者はアプリケーションに適した特定の輝度範囲のLEDを選択でき、複数LED設計における均一な外観の実現に役立ちます。

5. パッケージング仕様

LEDは、自動ハンドリングと在庫管理のための業界標準パッケージで供給されます。

• 一次梱包：静電気防止梱包袋あたり1000個、500個、または250個。
• 内箱：8つの梱包袋が1つの内箱に収められ、合計8,000個となります。
• 外箱（出荷箱）：8つの内箱が1つの外箱に梱包され、合計64,000個となります。
• 出荷ロットごとに、最終梱包のみが満袋でない場合がある旨の注記があります。

6. アプリケーションおよび取り扱いガイドライン

6.1 使用目的と保管

このLEDは、OA機器、通信機器、家電製品などの一般的な電子機器での使用を目的としています。故障が生命や健康を脅かす可能性のある、例外的な信頼性が要求される用途（例：航空、医療システム）では、使用前に特別な協議が必要です。保管については、周囲環境は30°C、相対湿度70%を超えないようにしてください。元の梱包から取り出したLEDは、理想的には3か月以内に使用してください。元の梱包外での長期保管には、乾燥剤を入れた密閉容器内または窒素雰囲気中での保管が推奨されます。

6.2 洗浄および機械的組立

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のみを使用してください。リード成形は、室温ではんだ付け前に行う必要があり、曲げはLEDレンズの基部から少なくとも3 mm離れた位置で行ってください。リードフレームの基部を支点として使用しないでください。PCB組立時には、LEDパッケージへの機械的ストレスを避けるため、最小限のクリンチ力で留めてください。

6.3 はんだ付けプロセス

レンズの基部とはんだ付けポイントの間には、最低2 mmのクリアランスを確保する必要があります。レンズをはんだに浸漬しないでください。LEDがはんだ付けで熱くなっている間に、リードに外部ストレスを加えないでください。推奨はんだ付け条件は以下の通りです：

• はんだごて：最高温度350°C、最大時間3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：最大予熱温度100°C、最大60秒、その後最大265°Cのはんだ波に最大5秒間。これらの温度または時間制限を超えると、レンズ変形や致命的な故障を引き起こす可能性があります。

6.4 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列接続する場合に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。単一の電流源から複数のLEDを直接並列駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のLED間の順電圧（V_F）特性のわずかなばらつきが、電流分担、ひいては輝度に大きな差を生じさせるためです。

6.5 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。取り扱いおよび組立中のESD損傷を防止するため、以下の対策が提案されます：作業者は導電性リストストラップまたは静電気防止手袋を着用する；すべての設備、機械、作業台は適切に接地する；プラスチックレンズに蓄積する可能性のある静電気を中和するためにイオンブロワーを使用できる。また、静電気安全作業場を維持するためのチェックリスト（作業員のESD認定確認、作業エリアでの適切な表示など）が示唆されています。

7. 性能曲線分析

データシートは、詳細な設計分析に不可欠な代表的な性能曲線を参照しています。具体的なグラフは本文抜粋には提供されていませんが、通常は以下を含みます：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が駆動電流とともにどのように増加するかを示し、高電流では発熱効果によりしばしばサブリニアになります。
• 順電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性を示し、適切な直列抵抗値を選択する上で重要です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示し、熱管理の重要な要素です。
• スペクトルパワー分布：異なる波長にわたる発光強度を示すグラフで、ピーク波長565 nmを中心に、代表的な半値幅11 nmを持ちます。

設計者は、非標準条件（異なる電流、温度）下でのデバイスの挙動を理解し、効率と寿命のためにアプリケーションを最適化するために、これらの曲線を参照すべきです。

8. 機械的およびパッケージ情報

LEDは標準的なT-1 3/4（5mm）ラジアルリードパッケージを使用しています。主要な寸法に関する注記は以下の通りです：すべての寸法はミリメートル（インチ換算付き）で表記；特に記載がない限り標準公差は±0.25 mm；フランジ下の樹脂の最大突出は0.6 mm；リード間隔はリードがパッケージ本体から出る点で測定されます。正確な寸法図は、リード径、レンズ径と高さ、シーティングプレーン詳細を含む、PCBフットプリント設計に不可欠な測定値を提供します。

9. 技術比較とアプリケーションシナリオ

LTL307GC5Dの主な差別化要因は、そのAlInGaP技術（グリーン光に対して高効率を提供）、広視野角のための拡散レンズ、および現代の環境基準（RoHS、ハロゲンフリー）への準拠です。GaPなどの旧来技術と比較して、AlInGaPはより高い輝度と効率を提供します。典型的なアプリケーションシナリオには、民生電子機器のステータスインジケータ、産業機器のパネルインジケータ、スイッチやパネルのレジェンド用バックライト、柔らかくまぶしくないグリーン光が求められる汎用信号表示などが含まれます。そのスルーホール設計は、自動および手動組立プロセスの両方に適しています。

10. 設計上の考慮点とFAQ

Q: 5V電源で使用する場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

A: 10mA時（3Zビン用）の代表的な順電圧（V_F）~2.1Vを使用すると、抵抗値 R = (V_電源- V_F) / I_F= (5 - 2.1) / 0.01 = 290 Ωとなります。標準的な300 Ωの抵抗が適切でしょう。常に実際の供給電圧と希望電流に基づいて計算してください。

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい、20mAは推奨される最大直流順電流です。ただし、最大電流で動作するとより多くの熱が発生し、寿命が短くなる可能性があります。最適な寿命と効率のためには、10-15mAでの駆動がしばしば好ましいです。

Q: 温度は性能にどのように影響しますか？

A: 周囲温度が上昇すると、光度は低下し、順電圧は通常わずかに低下します。高温環境で一貫した輝度を維持するには、熱管理または電流補償が必要になる場合があります。

Q: なぜ直列抵抗が必須なのですか？

A: LEDの電流-電圧関係は指数関数的です。電圧のわずかな増加が電流の大幅な増加を引き起こします。直列抵抗は負のフィードバックを提供し、供給電圧やLED自身の順電圧（ユニット間や温度によって変動する可能性がある）の変動に対して電流を安定させます。

11. 動作原理とトレンド

LTL307GC5Dは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理で動作します。順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域（AlInGaP層）に注入され、そこで再結合して光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギー、したがって発光の波長（色）を決定し、この場合はグリーンとなります。拡散エポキシレンズは光を散乱させ、クリアレンズと比較してより広く均一な視野角を作り出します。LED技術のトレンドは、エピタキシャル成長、チップ設計、パッケージ効率の進歩により駆動される、発光効率（ルーメン毎ワット）の継続的な向上です。また、業界全体で、より高い信頼性、より厳しい性能公差、環境規制への完全準拠に向けた強い推進力があります。