T-1 3/4 バイカラーLEDランプ データシート - 直径5.0mm - 赤色2.4V / 緑色2.6V - 75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、標準的なT-1 3/4パッケージを採用したスルーホール型バイカラーLEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、赤色と緑色の発光チップを単一のウォータークリアエポキシレンズ内に集積しており、一つの部品から二つの異なる色を生成することが可能です。広範な電子機器における汎用インジケータ用途向けに設計されています。

このLEDの中核的な利点は、鉛フリー（Pb-Free）およびRoHS環境基準に準拠しており、現代の製造要件に適合している点です。均一な光出力特性を提供するために、マッチングされた赤色と緑色のチップが選定されています。さらに、ソリッドステート設計により、長い動作寿命と低消費電力を実現し、エネルギー効率が高く信頼性の高いシステム設計に貢献します。

ターゲット市場は、明確で信頼性の高い状態表示が必要なオフィスオートメーション機器、通信機器、家電製品、その他の民生用電子機器におけるアプリケーションを含みます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの特性は周囲温度（T_A）25°Cにおいて規定されています。絶対最大定格は、これを超えると永久損傷が発生する可能性のある限界を定義します。赤色および緑色チップの両方の電力損失定格は75 mWです。パルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で適用可能なピーク順電流は90 mAです。各チップの最大連続順電流は30 mAです。50°C以上からは0.57 mA/°Cの線形デレーティング係数が適用され、過熱を防ぐために温度が上昇するにつれて許容連続電流が減少することを意味します。

動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-55°Cから+100°Cと規定されており、様々な環境条件下での堅牢な性能を示しています。実装時には、はんだ付け点がLED本体から少なくとも2.0 mm離れていることを条件に、リードは260°Cで最大5秒間のはんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、標準試験条件であるT_A=25°C、順電流（I_F）20 mAで測定されます。

光度（I_v）：光出力はビンに分類されます。赤色および緑色チップの両方について、標準的な光度は880 mcdで、最小値は520 mcdから始まり、最大値は1500 mcdに達します。ビン限界には±15%の許容差が適用されます。光度は、明所視（CIE）の眼応答曲線に近似したセンサ・フィルタの組み合わせを使用して測定されます。

指向角（2θ_1/2）：強度が軸上値の半分に低下する全角として定義される指向角は、両色とも30度です。これは、直接視認に適した比較的集中したビームであることを示しています。

波長特性：

- ピーク発光波長（λ_p）：赤色：650 nm、緑色：565 nm。これはスペクトルパワー分布が最も高くなる波長です。

- 主波長（λ_d）：赤色：634-644 nm（標準 639 nm）、緑色：565-578 nm（標準 569 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。

- スペクトル線半値幅（Δλ）：赤色：20 nm、緑色：30 nm。このパラメータは、発光のスペクトル純度または幅を表します。

電気的パラメータ：

- 順方向電圧（V_F）：赤色：2.0-2.4 V（標準 2.4 V）、緑色：2.1-2.6 V（標準 2.6 V）。

- 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5Vにおいて最大100 μA。このデバイスは逆方向動作用に設計されていないことに注意することが重要です。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステムの説明

LEDの光度は、アプリケーションにおける一貫性を確保するためにビンに仕分けされます。ビニングは赤色と緑色のチップで同一です。

• ビンコード M：520 mcd（最小） ～ 680 mcd（最大）
• ビンコード N：680 mcd（最小） ～ 880 mcd（最大）
• ビンコード P：880 mcd（最小） ～ 1150 mcd（最大）
• ビンコード Q：1150 mcd（最小） ～ 1500 mcd（最大）

完全なデバイスは、二つのコードの組み合わせ：X-X（赤色光度 – 緑色光度）で指定されます。例えば、\"N-P\"とマークされた部品は、ビンN（680-880 mcd）の赤色チップとビンP（880-1150 mcd）の緑色チップを持つことになります。各ビン限界の許容差は±15%です。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフィカルデータが参照されていますが（例：スペクトル分布のFig.1、指向角のFig.5）、典型的な曲線は設計に不可欠な以下の関係を示すでしょう：

I-V曲線：順電流（I_F）と順方向電圧（V_F）の関係を示します。LEDの場合、これは指数曲線です。20mAでの指定V_Fは重要な動作点を提供します。設計者は、推奨駆動回路に示すように、動作電流を設定するために直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。

光度 vs. 順電流：光出力は、動作範囲内では一般に順電流に比例します。絶対最大定格を超えて動作すると、劣化の加速や故障を引き起こす可能性があります。

光度 vs. 周囲温度：LEDの光出力は、接合温度が上昇するにつれて通常減少します。順電流のデレーティング仕様は、性能と信頼性を維持するためにこの熱効果を管理することに直接関連しています。

スペクトル分布：ピーク発光波長（λ_p）のグラフは、異なる波長にわたる光の相対強度を示し、主色とスペクトル幅を確認します。

5. 機械的・パッケージ情報

LEDはT-1 3/4パッケージに収められており、これは標準的な直径5.0 mmの丸型レンズに対応します。主要な寸法上の注意点は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル単位で、特に指定がない限り一般的な公差は±0.25mmです。
• フランジ下の樹脂は最大1.0mm突出する場合があります。
• 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。
• 極性は、通常、長いリードがアノード（+）であり、および/またはカソード（-）リード近くのレンズ縁の平坦部で示されます。バイカラー機能（コモンアノードまたはコモンカソード）の特定のピン配置は、完全なデータシートで参照されるパッケージ図面から確認する必要があります。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって重要です。

保管：LEDは、30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管してください。元の防湿バッグから取り出した場合は、3ヶ月以内に使用してください。長期保管の場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気を使用してください。

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のみを使用してください。

リード成形：曲げ加工は、はんだ付け前に室温で行ってください。曲げはLEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた場所で行ってください。パッケージ本体を支点として使用しないでください。

PCB実装：リードに機械的ストレスがかからないように、最小限のクリンチング力で適用してください。

はんだ付け：

- レンズ基部からはんだ付け点まで最低2mmのクリアランスを確保してください。

- レンズをはんだに浸漬しないでください。

- 高温はんだ付け中にリードにストレスがかからないようにしてください。

- 推奨条件：

  * はんだごて：最大350°C、最大3秒（1回のみ）。

  * フローはんだ付け：予熱 ≤100°C、≤60秒、はんだ波 ≤260°C、≤5秒。

- 重要：IRリフローはんだ付けは、このスルーホール型LEDには適していません。過度の熱や時間は、レンズの変形や致命的な故障を引き起こす可能性があります。

7. 包装・発注情報

標準的な包装フローは以下の通りです：

- 500個または200個を静電気防止包装バッグに梱包。

- 10個の包装バッグを内箱に入れる（合計5,000個）。

- 8個の内箱を外箱に梱包（合計40,000個）。

このデバイスの特定の品番はLTL30EKDKGKです。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このバイカラーLEDは、マルチステータスインジケータに最適です。一般的な用途には、電源/スタンバイインジケータ（赤/緑）、故障/正常状態ランプ、民生用電子機器のモード選択インジケータ、および産業制御機器のパネルインジケータが含まれます。そのスルーホール設計は、プロトタイプ基板と従来のPCB実装を使用する製品の両方に適しています。

8.2 設計上の考慮事項

駆動回路：LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保するためには、特に複数のLEDを並列に接続する場合、各LEDに直列に専用の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）。個々のLEDの順方向電圧（V_F）のばらつきにより、電流、ひいては輝度に大きな差が生じる可能性があるため、複数の並列LEDに単一の抵抗を使用すること（回路モデルB）は推奨されません。

ESD保護：LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱いおよび組立中の予防措置が必須です：

- 接地されたリストストラップまたは静電気防止手袋を使用してください。

- すべての機器、作業台、保管ラックが適切に接地されていることを確認してください。

- 作業エリアの静電気を中和するためにイオナイザーを使用してください。

熱管理：電力損失および電流デレーティング仕様を遵守してください。LEDの接合温度が安全限界を超えないように、PCB上に十分な間隔を確保し、動作環境を考慮して、光出力と寿命を維持してください。

9. 技術比較・差別化

単色LEDと比較して、このバイカラーデバイスは、二つの機能を一つのパッケージに組み合わせることで基板スペースを節約し、組立を簡素化します。赤色と緑色の両方のチップにAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）技術を使用することは、GaAsPなどの古い技術と比較して、より高い効率、より優れた温度安定性、より一貫した色純度などの利点を提供します。マッチングされたチップ性能により、同一条件下で駆動された場合、赤色と緑色の出力が良好にバランスされます。T-1 3/4パッケージは業界標準サイズであり、既存のPCBレイアウトおよびパネル切り抜きとの幅広い互換性を確保します。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: 赤色と緑色のチップを同時に駆動して黄色/オレンジ色の光を作ることはできますか？

A1: このデータシートは、同時動作の特性を規定していません。両方のチップを駆動して色を混ぜるには、所望の色相を達成するための注意深い電流制御が必要であり、個々のLED間のばらつきの影響を受けます。専用のマルチカラーまたはカラーミキシングアプリケーションには、特性化された混合色仕様を持つ専用のRGB LEDまたはトリカラーLEDの方がより適切です。

Q2: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A2: ピーク波長（λ_p）は、LEDが最も多くの光パワーを発する物理的な波長です。主波長（λ_d）は、人間の色知覚（CIE図表）に基づく計算値であり、私たちが見る純粋な色を表します。このような単色LEDの場合、それらは近いですが同一ではありません。色仕様にはλ_dがより関連性の高いパラメータです。

Q3: 電源電圧がLEDのV_F?

に一致する場合でも、なぜ直列抵抗が必要なのですか？_FA3: V_Fは範囲を持つ標準値です。LEDの指数関数的なI-V曲線のため、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ります。直列抵抗を使用すると、電源電圧とV

の変動に対する電流の感度が大幅に低減され、安定した安全な動作が提供されます。

Q4: このLEDを自動車の室内照明に使用できますか？

A4: このデータシートは、LEDが通常の電子機器用であると述べています。自動車、航空機、医療機器など、例外的な信頼性を必要とするアプリケーションでは、メーカーへの相談と、特定の自動車グレード規格（例：AEC-Q102）に適合した製品が必要になる可能性があります。この標準製品は適切でない場合があります。

11. 実践的設計ケーススタディシナリオ：

電源ユニット用のデュアルステータスインジケータの設計。緑色は電源オン/出力正常、赤色は故障/過負荷を示します。

1. 実装：回路設計：

2. コモンカソード構成を使用します（パッケージ図面から確認）。二つのアノード（赤と緑）を、別々の電流制限抵抗を介してマイクロコントローラのGPIOピンまたはロジック回路に接続します。コモンカソードはグランドに接続します。抵抗計算：_CC電源電圧（V_F）5V、目標I_F= 20mA、標準V

赤色2.4V、緑色2.6Vと仮定します。_{- R}赤色_CC= (V_{- V}F_赤色_F) / I

= (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。標準の130 Ωまたは150 Ω抵抗を使用します。_{- R}緑色

3. = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。標準の120 Ω抵抗を使用します。PCBレイアウト：

4. LEDをフロントパネルに配置します。リード用の穴が指定されたリード間隔と一致することを確認します。LEDの性能に熱的影響を与えないように、他の発熱部品から離してください。ソフトウェア/ロジック：

電力損失を管理するために、望ましくない場合は両方のLEDが同時に連続点灯しないように駆動ロジックを確保してください。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッ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、n型材料からの電子が活性領域でp型材料からの正孔と再結合します。この再結合プロセスは、光子（光）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のエネルギーバンドギャップによって決定されます。このデバイスでは、赤色と緑色の両方のチップにAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）が使用されており、異なる材料組成が赤色（約650 nm）および緑色（約565 nm）発光に必要な異なるバンドギャップをもたらします。

13. 技術トレンド

- LED業界は、より高い効率、より大きな信頼性、より広範なアプリケーションに向けて進化し続けています。このようなインジケータ型LEDのトレンドには以下が含まれます：小型化：

- 光出力を維持または向上させながら、より小さなパッケージサイズ（例：3mm、2mm、1.6mm）の開発。性能向上：

- AlInGaPおよびInGaN（青色/緑色/白色用）材料の継続的な改善により、より高い発光効率（ワット当たりのより多くの光）がもたらされます。統合：

- マルチチップパッケージ（RGB、バイカラー、トリカラー）や、スマート照明アプリケーション向けの統合コントローラ（IC）を備えたLEDの採用が増加しています。堅牢性：

湿気、熱サイクル、機械的ストレスに対する耐性を向上させるための改良された包装材料と設計により、より過酷な環境への展開が拡大しています。スルーホールLEDは多くのアプリケーションで依然として重要ですが、表面実装デバイス（SMD）LEDは、自動ピックアンドプレース実装への適合性、より小さな占有面積、およびより低いプロファイルにより、新しい設計を支配しています。