LTL17KTBP5D 青色LEDランプ データシート - T-1 3mmパッケージ - 3.2V - 20mA - 470nm - 技術文書

1. 製品概要

本ドキュメントは、青色スルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。スルーホールLEDは、幅広い電子アプリケーションにおける状態表示および照明のために設計されています。プリント基板（PCB）への自動または手動挿入に適した標準パッケージで提供されます。

1.1 特長

• 低消費電力および高発光効率。
• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠し、鉛フリーです。
• 広範な互換性を持つ一般的なT-1（3mm）径パッケージ。
• ピーク波長470 nmの青色光を発し、拡散レンズにより広い視野角を実現。

1.2 用途

このLEDは、信頼性の高い効率的な状態表示を必要とする様々なアプリケーションに適しています。例：

• 通信機器
• コンピュータ周辺機器およびマザーボード
• 民生用電子機器
• 家電製品
• 産業用制御パネルおよび機械

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

以下の定格は、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）：最大66 mW。これはLEDパッケージが熱として放散できる総電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：最大60 mA。これはパルス条件下（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10 µs）でのみ許容されます。
• 直流順電流（I_F）：最大20 mA。これは通常動作における推奨連続順電流です。
• 逆電圧（V_R）：最大5 V。これを超えると接合部の即時破壊を引き起こす可能性があります。
• 動作温度範囲（T_opr）：-40°C から +85°C。信頼性のある動作のための周囲温度範囲です。
• 保管温度範囲（T_stg）：-40°C から +100°C。
• リードはんだ付け温度：LED本体から2.0mmの位置で測定し、最大5秒間260°C。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは周囲温度（T_A）25°Cで測定され、典型的な性能を定義します。

• 光度（I_V）：I_F= 20mA時、1000 から 2200 mcd（ミリカンデラ）。これは主視野方向での知覚される明るさです。±15%の試験公差が適用されます。
• 視野角（2θ_1/2）：50度（標準）。これは光度が軸上（中心）値の半分に低下する全角です。拡散レンズにより、より広く柔らかい光パターンを提供します。
• ピーク発光波長（λ_p）：468 nm（標準）。スペクトルパワー出力が最も高い波長です。
• 主波長（λ_d）：460 から 475 nm。これはCIE色度図から導き出された、LEDの知覚される色を最もよく表す単一波長です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：22 nm（標準）。これはスペクトル純度を示します。値が小さいほどより単色光に近いことを意味します。
• 順電圧（V_F）：I_F= 20mA時、2.4V から 3.3V、標準値は3.2V。これは動作時のLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：V_R= 5V時、最大100 µA。このデバイスは逆バイアス下での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. ビン区分表仕様

製品は主要な光学パラメータに基づいてビンに仕分けされ、生産ロット内の一貫性を確保します。ビンコードは梱包に印字されます。

3.1 光度ビニング

I_F= 20mAでビニング。各ビン限界の公差は±15%です。

• ビンコード P：1000 - 1200 mcd
• ビンコード Q：1200 - 1500 mcd
• ビンコード R：1500 - 1800 mcd
• ビンコード S：1800 - 2200 mcd

3.2 主波長ビニング

I_F= 20mAでビニング。各ビン限界の公差は±1 nmです。

• ビンコード B07：460.0 - 465.0 nm
• ビンコード B08：465.0 - 470.0 nm
• ビンコード B09：470.0 - 475.0 nm

4. 性能曲線分析

典型的な性能曲線（本文では再現されていませんが説明されています）は、主要パラメータ間の関係を示します。これらは設計解析に不可欠です。

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、通常動作範囲内ではほぼ線形関係にあります。一貫した明るさのための電流制御の重要性を強調します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：熱消光効果を示し、接合温度が上昇すると光出力が減少します。これは高温環境で動作する設計において重要です。
• 順電圧 vs. 順電流：I-V特性曲線で、指数関数的関係を示します。20mA時の標準V_Fは、直列抵抗を計算するための重要な設計ポイントです。
• スペクトル分布：相対強度対波長のグラフで、~468 nmのピークと~22 nmのスペクトル半値幅を示し、青色の特性を定義します。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 外形寸法

デバイスは標準的なT-1（3mm）丸型パッケージを使用します。主要寸法は以下の通りです：

• レンズ直径：約3mm。
• リード間隔：リードがパッケージから出る位置で測定。
• フランジ下の樹脂突出：最大1.0mm。
• 一般公差：特に指定がない限り±0.25mm。

5.2 極性識別

長いリードがアノード（陽極）です。LED本体にはカソード（陰極）リード付近に平らな面がある場合もあります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リード成形

• LEDレンズの根元から少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げてください。
• リードフレームの根元を支点として使用しないでください。
• 室温ではんだ付け前に成形を行ってください。
• PCB組立時は、機械的ストレスを避けるため最小限のクリンチ力を使用してください。

6.2 はんだ付け条件

レンズの根元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さないでください。

• はんだごて：温度最大350°C。時間最大3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：予熱最大100°C、最大60秒。はんだ波最大260°C、最大5秒。
• 重要：IRリフローはこのスルーホールLED製品には適していません。過度の温度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。

6.3 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。

6.4 保管

最適な保存寿命のため、30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管してください。元の梱包から取り出したLED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。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

• 袋当たり数量：1000、500、200、または100個。
• 内箱当たり10袋（例：1000個袋の場合、10,000個）。
• 外箱当たり8内箱（例：合計80,000個）。
• 出荷ロットの最後のパックは満杯でない場合があります。

8. アプリケーション提案

8.1 駆動方法

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列接続する際に均一な明るさを確保するためには、強く推奨します各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することです（回路A）。順電圧（V_F）のばらつきにより、デバイス間で電流、ひいては明るさに大きな差が生じる可能性があるため、個別の抵抗なしでLEDを直接並列接続すること（回路B）は推奨されません。

8.2 ESD（静電気放電）保護

このLEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。予防措置には以下が含まれます：

• 取り扱い時は接地されたリストストラップまたは帯電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。
• 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ナイザーを使用してください。
• 担当者向けにESDトレーニングおよび認定プログラムを実施してください。

8.3 熱に関する考慮事項

電力損失は低いですが、高温環境（最大85°Cに近い）で動作すると、温度特性曲線に示すように光出力が減少します。密閉空間では十分な換気を確保してください。

9. 技術比較および設計上の考慮事項

非拡散LEDと比較して、このデバイスはより広い（50°）視野角を提供し、インジケータを広範囲の位置から視認する必要があるアプリケーションに適しています。3.2Vの標準順電圧は、青色InGaNベースLEDの標準です。設計者は、すべてのユニットで電流が20mA制限内に収まるようにするため、直列抵抗値を計算する際に順電圧範囲（2.4V-3.3V）を考慮する必要があります。高い光度（最大2200 mcd）により、中程度に明るい環境光条件下での使用が可能です。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 5V電源でこのLEDを駆動できますか？

はい、ただし直列電流制限抵抗を必ず使用する必要があります。5V電源、目標電流20mA、標準V_F3.2Vと仮定すると、抵抗値は R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 オームとなります。最大V_F（3.3V）を使用して最小安全抵抗値を計算します：R_min = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 オーム。標準の91または100オーム抵抗が適切で、実際の電流もわずかに影響します。

10.2 並列接続の各LEDに直列抵抗が必要な理由は？

製造上の自然なばらつきにより、2つのLEDの順電圧（V_F）が完全に同じになることはありません。電圧源に直接並列接続すると、わずかにV_Fが低いLEDが不均衡に多くの電流を引き、定格を超えて故障する可能性があり、他のLEDは暗いままです。各LEDに直列抵抗を設けることで、負帰還を提供して電流をバランスさせ、より均一な明るさを確保し、デバイスを保護します。

10.3 ビンコードの意味は？

ビンコード（例：S-B08）は性能仕分けを示します。最初の文字（P, Q, R, S）は光度範囲を指定します。英数字コード（B07, B08, B09）は主波長（色）範囲を指定します。特定のビンを発注することで、アプリケーションにおける明るさと色の一貫性が確保されます。

11. 実用的な設計および使用事例

シナリオ：産業用コントローラのフロントパネルを設計し、4つの状態表示LED（電源、運転、エラー、スタンバイ）を配置。

• 部品選定：高輝度と広視野角により工場フロアでの視認性を確保するため、この青色LEDを選択。
• 回路設計：各LEDは、マイクロコントローラのGPIOピン（シンク電流）と+5Vレールの間に、個別の電流制限抵抗を介して接続。抵抗値は、GPIOの低レベル電圧とLEDのV_Fに基づいて計算し、~15-18mAを達成して明るさとマイクロコントローラ負荷のバランスを取ります。
• PCBレイアウト：LEDのリード間隔に従って穴を配置。LED周囲の禁止領域（はんだ付けのため本体から2mm）をレイアウトで遵守。
• 組立：LEDは、すべてのSMD部品のリフローはんだ付け完了後に挿入。指定された時間/温度プロファイルに従ってフローはんだ付けされます。
• 結果：均一な色と強度を持つ、信頼性が高く一貫して明るい状態表示セット。

12. 原理紹介

発光ダイオード（LED）は、半導体p-n接合デバイスです。順電圧が印加されると、n領域からの電子が活性領域内のp領域からの正孔と再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。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。このデバイスは、青色光を生成するためにインジウムガリウム窒化物（InGaN）ベースの構造を使用しています。拡散エポキシレンズは半導体チップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成します。

13. 開発動向

スルーホールLEDは、試作、修理、および特定の産業アプリケーションにおいて依然として重要ですが、業界全体の傾向は、自動化された大量組立のための表面実装デバイス（SMD）LEDに向かっています。SMDパッケージは、より小さな占有面積、より優れた熱管理、およびより高い実装密度を提供します。しかしながら、このようなスルーホール部品は、機械的堅牢性、手動取り扱いの容易さ、はんだ接合部の完全性が最も重要である過酷な環境での高信頼性を必要とするアプリケーションへの適合性から、引き続き評価されています。材料の進歩は、すべてのタイプのLEDの効率と寿命を向上させ続けています。