SMT CBI バイカラーLEDインジケータ LTL-M12YG1H310U データシート - 黄緑/黄色 - 10mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTL-M12YG1H310Uは、表面実装技術（SMT）を用いた回路基板インジケータ（CBI）です。特定のLEDランプと組み合わせるために設計された黒色プラスチック製の直角ホルダー（ハウジング）で構成されています。この設計により、プリント基板（PCB）への容易な実装が可能です。主な機能は、明確で高コントラストな視覚的な状態表示を提供することです。本ユニットはバイカラーLED光源を備えており、白色拡散レンズを通じて黄緑色または黄色の光を発光します。このレンズにより、均一な照明外観が得られます。

1.1 主な特長と利点

• 表面実装設計：自動ピックアンドプレースおよびリフローはんだ付けプロセスに最適化されており、製造効率と信頼性を向上させます。
• 高コントラストハウジング：黒色プラスチックケースは、発光のコントラスト比を大幅に向上させ、特に明るい環境光条件下でもインジケータの視認性を高めます。
• バイカラー機能：黄緑色と黄色のLEDチップを1つのパッケージに統合しており、1つの部品占有面積で二状態表示（例：待機/動作、正常/警告）を可能にします。
• 省エネルギー性：低消費電力と高発光効率が特徴であり、電力に敏感なアプリケーションに適しています。
• 環境適合性：これは鉛フリー製品であり、有害物質使用制限（RoHS）指令に準拠しています。
• 堅牢な構造：JEDEC Moisture Sensitivity Level 3に加速された前処理を含む、標準的なSMT実装プロセスに耐えるように設計されています。

1.2 対象アプリケーションと市場

このインジケータは、以下の主要産業における一般的な電子機器での使用を想定して設計されています：

• コンピュータシステム：マザーボード、サーバー、周辺機器の電源、ストレージアクティビティ、またはネットワーク接続の状態表示灯。
• 通信機器：ルーター、スイッチ、モデム、その他のネットワークハードウェアのインジケータランプ。
• 民生用電子機器：家電製品、オーディオ/ビデオ機器、ホームオートメーションデバイスの電源、モード、または機能インジケータ。
• 産業用制御装置：信頼性の高い視覚的フィードバックが必要な制御盤、機械、計測器の状態および故障インジケータ。

2. 詳細な技術パラメータ分析

特に断りのない限り、すべてのパラメータは周囲温度（TA）25°Cで規定されています。これらの限界を理解することは、信頼性の高い回路設計にとって重要です。

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のある応力限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 電力損失（PD）：72 mW（黄緑色および黄色、各色ごと）。これは熱として許容される最大電力損失です。
• ピーク順方向電流（IFP）：80 mA。この電流は、非常に短時間のパルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 0.1ms）でのみ許容されます。
• 連続DC順方向電流（IF）：30 mA。これは連続動作における最大推奨電流です。
• 動作温度範囲：-40°C から +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で機能することが保証されています。
• 保存温度範囲：-40°C から +100°C。デバイスはこれらの限界内で損傷なく保存できます。

2.2 電気的・光学的特性

これらは標準試験条件（IF = 10mA）における代表的な性能パラメータです。

• 光度（Iv）：
  • 黄緑色：代表値 8.7 mcd（最小 4.5 mcd、最大 23 mcd）。
  • 黄色：代表値 15 mcd（最小 4.5 mcd、最大 23 mcd）。
  • Iv分類コードは、ビニング目的で各包装袋に印字されています。
  • 測定は、CIE明所視感度曲線に近似したセンサー/フィルターを用いて行われます。
• 指向角（2θ1/2）：両色とも40度。これは光度がピーク軸値の半分に低下する全角であり、ビームの広がりを定義します。
• ピーク波長（λP）：
  • 黄緑色：574 nm。
  • 黄色：592 nm。
  • これは発光スペクトルの最高点における波長です。
• 主波長（λd）：
  • 黄緑色：570 nm（範囲 564-574 nm）。
  • 黄色：590 nm（範囲 584-596 nm）。
  • これは、CIE色度図から導き出された、人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：両色とも約15 nmで、スペクトル純度を示します。
• 順方向電圧（VF）：両色とも10mA時、代表値 2.5 V（最小 2.0 V）。このパラメータは電流制限抵抗の計算に重要です。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V印加時、最大 10 μA。重要：このデバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングおよび分類システム

本製品は、主要な光学パラメータの一貫性を確保するために分類システムを採用しています。

• 光度（Iv）ビニング：Iv値は分類され、対応するコードが各包装袋に印字されます。これにより、設計者は特定の輝度範囲内の部品を選択し、パネルの外観を均一にすることができます。
• 波長ビニング：主波長（λd）は範囲（例：黄緑色の場合 564-574 nm）で規定されています。部品はこれらの色度限界内に収まるように選別されます。
• 順方向電圧：代表値が与えられていますが、最小/最大範囲（10mA時 2.0V から 2.5V）がこのパラメータの許容変動を定義します。

4. 性能曲線分析

代表的な性能曲線（データシート参照）は、様々な条件下でのデバイスの動作を視覚的に理解するのに役立ちます。設計者は詳細な分析のためにこれらのグラフを参照する必要があります。

• 相対光度 vs. 順方向電流：この曲線は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。通常は非線形であり、推奨DC電流を超えて動作すると、比例した輝度増加が得られない一方で、発熱が増加し寿命が短縮される可能性があります。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流：このIV特性曲線は、LEDの動的抵抗を理解し、適切な駆動回路を設計するために不可欠です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：LEDの光出力は、一般に接合温度が上昇すると減少します。この曲線は、高温環境での輝度の低下率を推定するのに役立ちます。
• スペクトル分布：各色について、ピーク波長（574 nmおよび592 nm）を中心とした波長全体での相対強度を示すグラフ。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 外形寸法

デバイスは黒色プラスチック製の直角ホルダーに収められています。主要な寸法に関する注意点：

• すべての主要寸法はミリメートルで提供され、特に指定のない限りデフォルト公差は±0.25mmです。
• ハウジング材質は黒色プラスチックです。
• 内蔵LEDは、白色拡散レンズを備えたバイカラー（黄緑/黄色）タイプです。
• 正確なPCBフットプリントおよび配置計画のためには、詳細な寸法図を参照する必要があります。

5.2 極性識別と実装

SMT部品として、実装時の正しい向きは極めて重要です。データシートのフットプリント図は、カソードおよびアノードパッドを示しています。設計者は、自動機械による誤った実装を防ぐために、PCBフットプリントがこの図と一致することを確認しなければなりません。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

これらのガイドラインを遵守することは、実装プロセス中の損傷を防ぐために重要です。

6.1 保管および取り扱い

• 未開封パッケージ：30°C以下、相対湿度70%以下で保管してください。梱包日から1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：防湿バリア袋（MBB）を開封した場合、保管環境は30°C、相対湿度60%を超えてはなりません。
• フロアライフ：大気にさらされた部品は、168時間（7日）以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります。
• 再ベーキング：168時間を超えてさらされた場合は、はんだ付け前に少なくとも48時間、60°Cでベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止する必要があります。

6.2 はんだ付けプロセス

• リフローはんだ付け（推奨）：JEDEC準拠のリフロープロファイルを使用しなければなりません。
  • 予熱/ソーク：150-200°C、最大100秒。
  • 液相線以上時間（T_L=217°C）：60-150秒。
  • ピーク温度（T_P）：最大260°C。
  • 指定分類温度±5°C内時間（T_C=255°C）：最大30秒。
  • 25°Cからピークまでの総時間：最大5分。
• 手はんだ付け：必要な場合、はんだごてを使用する場合は、最高温度300°Cで、接合部ごとに3秒以内とします。はんだ付け中にリードに機械的ストレスを加えないでください。
• 洗浄：イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤のみを使用してください。強力なまたは不明な化学洗浄剤は避けてください。

重要な注意点：最大リフロー温度は、ホルダーの熱変形温度（HDT）または融点を示すものではありません。時間/温度制限を超えると、プラスチックレンズが変形したり、LEDが破壊的な故障を起こす可能性があります。

7. パッケージングおよび発注情報

7.1 パッケージング仕様

• キャリアテープ：部品は13インチリールで供給されます。キャリアテープは黒色導電性ポリスチレン合金製、厚さ0.40mmです。
• リールあたり数量：1,400個。
• 防湿保護：各リールは、防湿バリア袋（MBB）内に乾燥剤と湿度指示カードを入れて梱包されています。
• 内装箱：MBB 3袋（合計4,200個）を含みます。
• 外装箱：内装箱10箱（合計42,000個）を含みます。

7.2 型番の解釈

型番LTL-M12YG1H310Uは、完全な内訳は独自のものですが、ファミリーコーディングシステムの一部として解釈できます。これは、バイカラー黄緑/黄色出力を持つこの特定のSMT CBIバリアントを識別します。

8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。電圧源から駆動する場合は、直列の電流制限抵抗が必須です。抵抗値（R_series）はオームの法則を用いて計算できます：R_series= (V_supply- V_F) / I_F。保守的な設計のためには、データシートの最大VF値を使用して、電流が所望のレベルを超えないようにします。例えば、5V電源から10mAで駆動する場合：R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ω。270 Ωの標準値抵抗が安全な選択となります。_F。

8.2 熱管理

電力損失は低い（72mW）ですが、適切なPCBレイアウトを確保することで熱管理に役立ちます。フットプリントに存在する場合は、サーマルパッドを銅面積に接続してヒートシンクとして機能させてください。基板上の他の大きな熱源の近くにインジケータを配置しないでください。

8.3 光学的統合

40度の指向角は、適度に広いビームを提供します。白色拡散レンズは、鋭い点光源ではなく、均一で柔らかな光を生み出します。黒色ハウジングは光の漏れを防ぎ、消灯時の外観を向上させます。ライトパイプやパネル切り欠きを設計する際には、これらの要素を考慮してください。

9. 比較と差別化

LTL-M12YG1H310Uは、そのカテゴリにおいて以下の特定の利点を提供します：

• 単色SMT LEDとの比較：1パッケージで2つの異なる色（黄緑色と黄色）を提供し、二状態表示に2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して、PCBスペースと実装コストを節約します。
• スルーホールLEDとの比較：SMT設計により穴あけが不要となり、高密度PCBレイアウトが可能になり、完全自動化された組立ラインと互換性があり、製造コストと時間を削減します。
• 非拡散LEDとの比較：内蔵の白色拡散レンズは、より均一で美的に優れた光スポットを提供します。これは、より顕著なホットスポットを示す可能性があるクリアレンズのLEDと比較した場合です。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A1: DC順方向電流の絶対最大定格は30mAです。20mAでの駆動はこの限界内ですが、相対光度 vs. 順方向電流曲線を参照する必要があります。10mAから20mAへの光出力の増加は線形以下である可能性があり、増加した電力損失（熱）は寿命を短縮する可能性があります。最適な寿命のためには、代表的な試験条件である10mAでの動作が推奨されます。

Q2: 2つの色を独立して制御するにはどうすればよいですか？

A2: データシートは、パッケージ内の2つのチップが共通カソードまたは共通アノード構成であることを示唆しています。フットプリント図の回路図がピン配置を示します。各色チャネルを独立して制御するには、2つの別々の電流制限抵抗と駆動回路（例：マイクロコントローラのGPIOピン）が必要になります。

Q3: 袋を開封してからの168時間のフロアライフは厳格な要件ですか？

A3: はい、信頼性にとって重要です。168時間を超えてさらされると、湿気がプラスチックパッケージに吸収されます。リフロー中にこの湿気が急速に気化し、内部のはく離やクラック（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。超過した場合は、60°Cで48時間の必須ベーキングを実施しなければなりません。

Q4: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A4: ピーク波長（λP）は、スペクトル出力グラフの最高強度点における物理的な波長です。主波長（λd）は、人間の色知覚（CIE図表）に基づく計算値であり、実際に私たちが見る色を表します。LEDの場合、これらの値はしばしば近いですが、同一ではありません。

11. 設計および使用事例

シナリオ：ネットワークルーターの状態パネルを設計する。

設計者は、電源オン（点灯）、システムアクティビティ（点滅）、イーサネットリンク/アクティビティ（二状態）のインジケータが必要です。以下のように使用できます：

- 電源オンには単色緑色LED。

- システムアクティビティには点滅する単色アンバーLED。

- イーサネットには1つのLTL-M12YG1H310UバイカラーLED。100Mbpsリンクでは点灯黄緑色、1Gbpsリンクでは点灯黄色、データアクティビティ時にはそれぞれの色を点滅させて表示できます。このソリューションは、4つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して、わずか3つの部品占有面積で4つの異なる状態を伝え、パネルスペースを最適化し、部品表を簡素化します。

12. 技術原理の紹介

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。発光の特定の波長（色）は、使用される半導体材料（例：黄色および黄緑色用のリン化ガリウムヒ素（GaAsP）合金）のエネルギーバンドギャップによって決定されます。白色拡散レンズには散乱粒子が含まれており、放出された光子の方向をランダム化し、クリアレンズと比較してより均一で広い指向角を生み出します。

13. 業界動向と発展

SMTインジケータの市場は進化を続けています。動向には以下が含まれます：

小型化：超高密度基板向けのさらに小さなパッケージサイズ（例：0402、0201メトリック）の開発。

効率向上：エピタキシャル材料とチップ設計の継続的な改善により、より低い駆動電流でより高い光度（mcd）が得られ、システム全体の消費電力を削減します。

統合ソリューション：内蔵電流制限抵抗またはICドライバー（スマートLED）を備えたLEDの増加により、回路設計が簡素化されます。

カラーオプション：単一パッケージでの利用可能な色と多色組み合わせ（RGB、RGBW）の拡張により、より多様な美的および状態表示アプリケーションが可能になります。

LTL-M12YG1H310Uは、標準的で信頼性が高く製造可能なSMTパッケージで多機能性（バイカラー）を提供するというトレンドに適合しています。