バイカラーLEDランプ技術データシート - スルーホール - 黄/緑 - 590nm/525nm - 20mA - 52mW/76mW

1. 製品概要

本資料は、バイカラースルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは回路基板インジケータ（CBI）として設計され、PCBへの容易な実装を可能とする黒色プラスチック製直角ホルダーに収められています。白色拡散レンズを備えたT-1スタイルの単一パッケージ内に、2つの異なるLEDチップを統合しています。

1.1 主な特長

• 二色発光光源：黄色発光（590nm）用のAlInGaPチップと、緑色発光（525nm）用のInGaNチップを組み合わせています。
• コントラスト向上：黒色のハウジング材により、点灯時のインジケータの視覚的コントラスト比が向上します。
• 効率的な設計：低消費電力と高発光効率が特徴です。
• 環境適合性：これはRoHS指令に準拠した鉛フリー製品です。
• 多様な実装方法：直角ホルダーは積層可能で、プリント回路基板への直接的な組立を容易にします。

1.2 主な用途

このLEDランプは、状態表示やインジケータ機能を必要とする幅広い電子機器に適しています。主な用途分野は、コンピュータシステム、通信機器、民生電子機器、産業機器などです。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

全ての定格は周囲温度（TA）25°Cで規定されています。これらの限界を超えると永久破損を引き起こす可能性があります。

• 許容損失（PD）：黄色：最大52 mW；緑色：最大76 mW。このパラメータは、LEDが安全に熱として放散できる最大電力を定義します。
• 順方向電流：連続DC順方向電流は両色とも定格20 mAです。パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10µs）下では、ピーク順方向電流60 mAが許容されます。
• 温度範囲：動作：-30°C ～ +85°C；保管：-40°C ～ +100°C。
• はんだ付け温度：リード線は、LED本体から2.0mmの位置で測定し、最大5秒間260°Cに耐えます。

2.2 電気的・光学的特性

特に断りのない限り、代表的な性能はTA=25°C、順方向電流（IF）=10mAで測定された値です。

• 光度（Iv）：主要な性能指標です。黄色：85 mcd（代表値）、範囲 38-180 mcd。緑色：240 mcd（代表値）、範囲 110-520 mcd。試験には±30%の許容誤差が含まれることに注意してください。
• 指向角（2θ1/2）：両色とも約140度で、インジケータ用途に適した広く拡散した光パターンを示します。
• 波長：黄色ピーク（λP）：590 nm；主波長（λd）：585-595 nm。緑色ピーク（λP）：517 nm；主波長（λd）：520-532 nm。スペクトル半値幅（Δλ）は黄色で20 nm、緑色で35 nmです。
• 順方向電圧（VF）：黄色：2.1V（代表値）、範囲 1.6-2.6V。緑色：3.2V（代表値）、範囲 2.4-3.4V。この差は使用される半導体材料によるものです。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V時、最大10 µA。このデバイスは逆バイアス動作用には設計されていません。

3. ビニングシステムの説明

LEDは主要な光学パラメータに基づいて選別（ビニング）され、製造ロット内の一貫性を確保します。ビンテーブルは参照範囲を提供します。

3.1 光度ビニング

黄色と緑色のLEDは、10mAで測定された光度に基づいて別々のビンコードが使用されます。

• 黄色ビン：BC (38-65 mcd), DE (65-110 mcd), FG (110-180 mcd)。
• 緑色ビン：FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd)。
• 各ビン限界値の許容誤差は±15%です。

3.2 主波長ビニング

LEDは色の一貫性を制御するため、主波長によってもビニングされます。

• 黄色波長ビン：コード1 (585-590 nm), コード2 (590-595 nm)。
• 緑色波長ビン：コードG10 (520-526 nm), コードG11 (526-532 nm)。
• 各ビン限界値の許容誤差は±2 nmです。

4. 性能曲線分析

データシートは設計に不可欠な代表的な特性曲線を参照しています。具体的なグラフはここでは再現しませんが、通常は以下を含みます：

• 相対光度 vs. 順方向電流：効率低下前はほぼ線形関係で、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。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流：ダイオードのI-V特性を示し、定電流回路の設計に重要です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の負の温度係数を実証します；接合温度が上昇すると光度は低下します。
• スペクトル分布：相対放射パワーと波長の関係を示すグラフで、ピーク波長と主波長を強調します。

5. 機械的・梱包情報

5.1 外形寸法

本デバイスは、黒色プラスチック製直角ホルダーに取り付けられた標準T-1（3mm）ランプ形状を使用します。重要な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 全ての寸法はミリメートル（インチ換算付き）です。
• 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mmです。
• ハウジングは黒色プラスチック製です。
• ユニット内には3つのLED位置（LED1～3）があり、それぞれにバイカラー黄/緑チップと白色拡散レンズが含まれます。

5.2 極性識別

スルーホールLEDの場合、カソードは通常、レンズのフラット部分、短いリード線、またはホルダー上のその他のマーキングによって識別されます。具体的な識別方法は寸法図から確認してください。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 保管条件

最適な保存寿命のため、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。

6.2 リード線成形

リード線を曲げる必要がある場合は、はんだ付け前かつ常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離れた位置で行ってください。LED本体を支点として使用しないでください。PCBへの挿入時は応力を避けるため最小限の力で行ってください。

6.3 はんだ付けプロセス

重要なルール：レンズ/ホルダーの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/ホルダーをはんだに浸漬しないでください。

• 手はんだ（はんだごて）：最高温度350°C、リード線あたり最大時間3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：最大120°Cまで予熱、最大100秒間。はんだ波は最大260°C、最大5秒間。PCB設計において、はんだ波がレンズ基部の2mm以内に近づかないようにしてください。
• 非推奨：IRリフローはんだ付けは、このスルーホールタイプの製品には適していません。

警告：過度の温度や時間は、レンズの変形やLEDの致命的な故障を引き起こす可能性があります。

6.4 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。

7. 梱包・発注情報

梱包仕様は、LEDがどのように供給されるかを詳細に説明します。通常は自動組立用のテープ＆リール形式、またはバルクチューブです。具体的なリール寸法、ポケット間隔、方向は関連する梱包図で定義されています。部品番号 LTL14FTGSGAJ3H273Y は、色、光度ビン、波長ビンなどの特定の属性をコード化しています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、屋内・屋外サイン、一般電子機器など、様々な電子デバイスにおける状態インジケータ、電源オンランプ、信号表示に適しています。

8.2 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。特に並列接続で複数のLEDを駆動する際に均一な輝度を確保するためには、強く推奨します各LEDに個別の電流制限抵抗を直列に接続することです（回路モデルA）。電圧源から複数のLEDを直接並列に駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。順方向電圧（VF）のわずかなばらつきが、電流、ひいては輝度に大きな差を生じさせるためです。

8.3 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電や電源サージによる損傷を受けやすいです。組立および取り扱い時には、接地された作業台やリストストラップの使用を含む、標準的なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。

9. 技術比較・差別化

この製品の主な差別化点は、単一の組立容易なスルーホールパッケージ内に統合されたバイカラー機能にあります。2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して、PCBスペースを節約し、組立を簡素化します。広い指向角と拡散レンズにより、全方向からの視認性を提供します。特定のビニングシステムにより、設計者は必要な輝度と色度に合わせた部品を選択でき、最終製品の一貫性を向上させることができます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを最大DC電流20mAで連続駆動できますか？

A: はい、ただし、消費電力（VF * IF）が定格の52 mW（黄色）または76 mW（緑色）を超えず、周囲温度が動作範囲内であることを確認する必要があります。最大電流での連続動作には、放熱のための適切なPCBレイアウトが推奨されます。

Q: 黄色と緑色のチップで代表的な順方向電圧が異なるのはなぜですか？

A: この差は、半導体材料のバンドギャップエネルギーに起因します。AlInGaP（黄色）はInGaN（緑色）よりもバンドギャップが低く、同じ電流に対してより低い順方向電圧となります。

Q: 光度の±30%試験許容誤差とはどういう意味ですか？

A: 仕様を検証するために使用される測定Iv値には、±30%の固有の計器許容誤差があることを意味します。実際のLED出力は表に記載された最小-最大範囲内にあり、試験装置の精度がこの追加の許容範囲帯を考慮しています。

Q: ヒートシンクは必要ですか？

A: 10-20mAでの典型的なインジケータ用途では、専用のヒートシンクは必要ありません。消費電力は低く、リード線がPCBへの十分な熱経路を提供します。絶対最大定格での最大の信頼性を求める場合は、PCBの銅面積を放熱板として考慮してください。

11. 実践的な設計・使用事例

シナリオ：ネットワークルーター用のマルチステータスインジケータパネルを設計。電源（緑）、アクティビティ（点滅緑）、故障（黄）のインジケータを単一の部品タイプで実現。

実装：このバイカラーLEDを3個使用します。各LEDの緑色チップを電源状態とアクティビティ状態用に駆動します。3番目のLEDの黄色チップを故障状態用に駆動します。共通部品を使用することで、在庫管理が簡素化されます。広い指向角により、様々な角度からの視認性が確保されます。設計者は、必要な輝度に基づいて適切な光度ビン（例：緑色用KLビン、黄色用FGビン）を選択し、駆動される各LEDチップに個別の直列抵抗を使用して、全てのユニット間で一貫した電流と輝度を確保します。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電界発光によって光を放出する半導体p-n接合デバイスです。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。発光の色（波長）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。このデバイスには、黄色光用のAlInGaPと緑色光用のInGaNという2つの独立した半導体チップが一緒に収められています。それぞれのアノード/カソードペアに電流を流すことで、一度に一色ずつ発光させます。

13. 技術トレンド

インジケータLEDの一般的なトレンドは、より高い効率、より低い消費電力、より広い色域に向かって続いています。スルーホールパッケージは、手作業組立を必要とする特定の用途や過酷な環境での高い信頼性を必要とする用途では依然として関連性がありますが、業界全体のシフトは、自動組立、小型化、より優れた熱管理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。蛍光体技術とチップ設計の進歩により、現代のLED製品ではより鮮やかな色とより厳密な色の一貫性（より狭いビニング範囲）も実現可能になっています。