LTLR42FTBK4KHBPT 青色LEDランプ データシート - T-1パッケージ - 3.2V - 20mA - 400mcd - 技術文書

1. 製品概要

LTLR42FTBK4KHBPTは、プリント基板（PCB）へのスルーホール実装用に設計された青色発光ダイオード（LED）ランプです。これは、LEDランプと組み合わされる黒色プラスチック製直角ホルダー（ハウジング）を利用する回路基板インジケータ（CBI）システムの一部です。この製品ファミリーは、トップビュー（スペーサー）または直角配向などの構成を提供し、水平または垂直アレイに配置できる汎用性で知られています。設計は、組み立ての容易さと積層性を重視しています。

1.1 主要特長

• 組み立ての容易さ：シンプルで効率的な回路基板組み立てプロセスに特化して設計されています。
• 固体光源：従来の白熱灯と比較して、高い信頼性、長寿命、衝撃および振動に対する耐性を提供します。
• エネルギー効率：低消費電力と高発光効率を特徴とします。
• 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。
• 光源：公称ピーク発光波長470nm（青色）のInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体チップを採用しています。
• パッケージング：自動組み立て装置に適したテープ＆リール包装で供給されます。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、状態表示、バックライト、または一般照明を必要とする幅広い電子機器に適しています。主要なアプリケーション市場は以下の通りです：

• コンピュータおよびIT機器
• 通信機器
• 民生用電子機器
• 産業用制御装置および計測器

2. 技術パラメータ詳細

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生じる可能性が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76 mW。これはデバイスが熱として放散できる総電気電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：最大100 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 ≤ 10μs）でのみ許容されます。
• 連続順電流（I_F）：DC条件下で最大20 mA。
• 電流ディレーティング：周囲温度（T_A）が30°Cを超えて上昇するごとに、最大許容DC順電流は1°Cあたり0.273 mAで線形的に減少しなければなりません。
• 動作温度範囲（T_opr）：-30°C ～ +80°C。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C ～ +100°C。
• リードはんだ付け温度：LED本体から2.0mm（0.079インチ）の地点で測定し、5秒間最大260°C。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、周囲温度（T_A）25°Cで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：140 - 680 mcd（ミリカンデラ）、代表値400 mcd、I_F= 20mAで測定。実際のビンコードが特定の範囲を決定します。
• 指向角（2θ_1/2）：45度。これは光度がピーク軸値の半分に低下する全角です。
• ピーク発光波長（λ_P）：468 nm（ナノメートル）。これはスペクトル出力が最も強い波長です。
• 主波長（λ_d）：465 - 475 nm、代表値470 nm。これは人間の目が認識する色を定義する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：25 nm。これは発光のスペクトル純度または帯域幅を示します。
• 順電圧（V_F）：2.7 - 3.4 V、代表値3.2 V、I_F= 20mAで測定。
• 逆電流（I_R）：最大10 μA（マイクロアンペア）、逆電圧（V_R）5Vで測定。重要：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。このテストは特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステム仕様

LTLR42FTBK4KHBPTは、アプリケーション内での色と明るさの一貫性を確保するために、2つの主要な光学パラメータに従って選別（ビニング）されています。ビンコードは梱包袋に印字されています。

3.1 光度ビニング

テスト電流20mAでビニング。各ビン限界の許容差は±15%です。

• ビン H：180 - 240 mcd
• ビン J：240 - 310 mcd
• ビン K：310 - 400 mcd
• ビン L：400 - 520 mcd
• ビン M：520 - 680 mcd

3.2 主波長ビニング

テスト電流20mAでビニング。各ビン限界の許容差は±1 nmです。

• ビン B08：465.0 - 470.0 nm
• ビン B09：470.0 - 475.0 nm

4. 性能曲線分析

データシートには、回路設計や様々な条件下でのデバイス動作を理解するために不可欠な代表的な特性曲線が含まれています。これらの曲線は、以下のような関係をグラフィカルに表しています：

• 順電流対順電圧（I-V曲線）：LEDにかかる電圧と流れる電流の間の非線形関係を示します。これは適切な電流制限抵抗または駆動回路を選択するために重要です。
• 光度対順電流：光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。準線形関係を示しており、非常に高い電流では効率が低下する可能性があることを示唆しています。
• 光度対周囲温度：光出力の接合温度への依存性を示します。一般的に、温度が上昇すると光度は減少します。
• スペクトル分布：相対放射パワー対波長のプロットで、468nmでのピークと25nmの半値幅を示し、青色の特性を確認します。

5. 機械的・包装情報

5.1 外形寸法

LEDランプは標準T-1（3mm）パッケージ寸法に準拠しています。関連する黒色プラスチック製直角ホルダーには、データシートに特定の機械図面が提供されています。主な注意点は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル（インチ換算付き）です。
• 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mm（±0.010\"）です。
• ホルダー材質は黒色プラスチックです。
• LEDランプ自体は青色InGaNチップとウォータークリア（透明）レンズを備えています。

5.2 包装仕様

デバイスは、自動実装用の業界標準のテープ＆リール形式で供給されます。

• キャリアテープ：黒色導電性ポリスチレン合金製。厚さは0.50 ±0.06 mmです。
• リール：標準13インチ径リールで、400個入りです。
• 段ボール包装：
  • 1リールは、湿度指示カードと乾燥剤を入れた防湿バッグ（MBB）1袋に梱包されます。
  • 2つのMBBが1つの内箱に梱包されます（合計800個）。
  • 10個の内箱が1つの外箱に梱包されます（合計8,000個）。

6. はんだ付け・組み立てガイドライン

6.1 保管条件

• 未開封パッケージ：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%で保管。バッグ封入日から1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤60%で保管。部品は大気暴露後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。
• 長期保管（開封済み）：168時間を超えて保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。元のバッグから出して168時間以上保管された部品は、はんだ組み立て前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン損傷を防止する必要があります。

6.2 リード成形

• リードは、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた地点で曲げてください。
• 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。
• リード成形は室温で行い、はんだ付けプロセスの前に実施してください。
• PCB挿入時は、部品に過度の機械的ストレスをかけないように、必要最小限のクリンチ力を使用してください。

6.3 はんだ付けプロセス

一般規則：レンズ/ホルダーの基部からはんだ付けポイントまで最低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さないでください。LEDが高温の間、リードに外部ストレスを加えないでください。

• 手はんだ付け（はんだごて）：
  • 温度：最大350°C。
  • 時間：はんだ接点あたり最大3秒。
  • 位置：基部から2mm以内に近づけない。
• フローはんだ付け：
  • 予熱温度：最大100°C。
  • 予熱時間：最大60秒。
  • はんだ波温度：最大260°C。
  • はんだ付け時間：標準フローはんだ付けプロファイルに従い、2mmのクリアランスが維持されていることを確認してください。

6.4 洗浄

はんだ付け後に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。強力または侵襲性のある化学洗浄剤の使用は避けてください。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

この青色LEDは、屋内および屋外のサイン用途、およびコンピュータ、ネットワーク機器、民生用家電、産業用制御パネルなど、様々な電子機器における一般的な状態表示の両方に適しています。直角ホルダーは、パネル実装インジケータに最適な90度の発光経路を提供します。

7.2 回路設計

• 電流制限：電圧源からLEDを駆動する場合は、外部の電流制限抵抗が必須です。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_supply- V_F) / I_F。電流が20mAを超えないようにするため、保守的な設計にはデータシートの最大V_F（3.4V）を使用してください。
• 熱管理：電力損失と電流ディレーティングの仕様を遵守してください。周囲温度が高いアプリケーションや連続運転では、必要に応じて十分な通風または放熱を確保し、接合温度を安全限界内に保ってください。
• 逆電圧保護：デバイスは逆バイアス動作用に設計されていないため、逆電圧が印加される可能性がある場合は、直列または並列（回路に応じて）に保護ダイオードを追加することを検討してください。

7.3 光学設計

• 45度の指向角は、比較的広いビームを提供し、一般的な表示に適しています。
• ウォータークリアレンズは、明るく焦点の合った点光源を生成します。拡散光が必要な場合は、外部拡散板または拡散レンズ付きホルダーが必要です。
• 複数のLEDを必要とするアプリケーションでビンを選択する際は、同じ光度と主波長のビンコードを指定し、すべてのインジケータ間で視覚的な均一性を確保してください。

8. 技術比較および差別化

データシートには特定の競合製品との比較は記載されていませんが、LTLR42FTBK4KHBPTはその標準仕様に基づいて評価できます：

• パッケージ：クラシックなT-1スルーホールパッケージは、堅牢性と手動プロトタイピングの容易さを提供しますが、大量自動生産では表面実装デバイス（SMD）に取って代わられつつあります。
• 効率：20mA（約64mW）で代表光度400 mcdを提供し、標準青色LEDとしては良好な効率を提供します。新しい高輝度または低電流SMD LEDは、より高い効率（ルーメン毎ワット）を提供する場合があります。
• システム統合：主要な差別化要因は、統合されたCBI（回路基板インジケータ）システムコンセプト、つまり分離可能で積層可能な直角ホルダーです。これにより、柔軟な機械設計が可能になり、PCBに実装されたホルダーを変更することなくLED素子を簡単に交換できます。

9. よくある質問（FAQ）

Q1: ピーク波長（λ_P）と主波長（λ_d）の違いは何ですか？
A1: ピーク波長は、LEDが最も多くの光パワーを発する物理的な波長です。主波長は、人間の色知覚（CIE色度図）に基づいた計算値で、認識される色の単一波長を表します。これらはしばしば近い値ですが、同一ではありません。

Q2: 抵抗なしで定電圧源でこのLEDを駆動できますか？
A2: できません。LEDは電流駆動デバイスです。その順電圧には許容範囲（2.7V-3.4V）があります。最小V_Fをわずかに上回る電圧源に直接接続すると、過剰電流、過熱、および急速な故障を引き起こす可能性があります。常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。

Q3: バッグ開封後の168時間のフロアライフがなぜそれほど重要ですか？
A3: プラスチックLEDパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージの剥離やダイのクラック（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。168時間の制限とベーキング手順は、この故障モードを防止するための重要な湿気感受性レベル（MSL）対策です。

Q4: バッグのビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A4: ビンコード、例えばK-B09