T-1 3mm グリーンLED 光度 680-1900mcd - 電圧 2.7-3.8V - 電力 108mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、標準的なT-1（3mm）リードタイプパッケージを採用した高性能グリーン発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。本デバイスは、高輝度、低消費電力、信頼性の高い性能が求められる汎用インジケータおよび照明用途向けに設計されています。RoHS準拠、高発光効率、低電流駆動回路との互換性といった中核的な利点を備えており、幅広い民生電子機器、産業用制御機器、パネルインジケータに適しています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（T_A）25°Cで定義されます。最大連続順電流は30 mA、パルス条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）では最大100 mAのピーク順電流が許容されます。最大許容損失は108 mWです。動作温度範囲は-30°Cから+80°C、保存温度範囲は-40°Cから+100°Cです。はんだ付けに関しては、LED本体から1.6mmの位置で測定した場合、リードは最大5秒間260°C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、T_A=25°C、順電流（I_F）20 mAで測定されます。光度（I_V）は最小680 mcdから代表値1900 mcdの範囲です。指向角（2θ_1/2）は代表値40度です。デバイスは、ピーク発光波長（λ_P）523 nm、主波長（λ_d）520 nmから538 nmの範囲の緑色光を発光します。順方向電圧（V_F）は2.7Vから3.8Vの範囲で、代表値は3.3Vです。逆方向電流（I_R）は、逆方向電圧（V_R）5Vにおいて最大10 μAです。本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していないことに注意することが重要です。V_R条件はI_R試験のみを目的としています。

3. ビニングシステム仕様

LEDは、アプリケーションにおける色と輝度の一貫性を確保するため、光度と主波長に基づいてビン（等級）に分類されます。

3.1 光度ビニング

単位は20 mA時のミリカンデラ（mcd）です。主なビンとして、ビンNP（680 mcd から 1150 mcd）とビンQR（1150 mcd から 1900 mcd）が定義されています。各ビンの限界値には±15%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

単位は20 mA時のナノメートル（nm）です。5つのビンが定義されています：G10（520.0-523.0 nm）、G11（523.0-527.0 nm）、G12（527.0-531.0 nm）、G13（531.0-535.0 nm）、G14（535.0-538.0 nm）。各ビンの限界値には±1 nmの許容差が適用されます。

4. 性能曲線分析

テキスト抽出部分には具体的なグラフィカルデータは提供されていませんが、このようなLEDの典型的な性能曲線には、順電流（I_F）と順方向電圧（V_F）の関係（ダイオードの指数関数的特性を示す）が含まれます。もう一つの重要な曲線は、光度（I_V）を順電流（I_F）に対してプロットしたもので、動作範囲内でのほぼ線形の関係を示します。周囲温度が光度に及ぼす影響も重要で、一般的に温度が上昇すると出力が低下します。スペクトル分布曲線は523 nmのピークを中心とし、代表的な半値幅（Δλ）は35 nmで、緑色の純度を定義します。

5. 機械的・パッケージ情報

本デバイスは、白色拡散レンズを備えた一般的なT-1（直径3mm）リードタイプパッケージを採用しています。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。フランジ下の樹脂の最大突出量は1.0mmです。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。拡散レンズは、透明レンズと比較して、より広く均一な指向角を実現するのに役立ちます。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リード成形と取り扱い

リード成形は、通常の室温で、かつはんだ付け工程の前に実施しなければなりません。曲げは、LEDレンズの基部から少なくとも1.6mm離れた位置で行う必要があります。曲げる際に、リードフレームの基部を支点として使用してはならず、内部ダイやワイヤーボンドへの応力伝達を避ける必要があります。PCB組立時には、最小限のクリンチ力を使用してください。

6.2 はんだ付け工程

レンズの基部とはんだ付け点との間には、最低1.6mmのクリアランスを確保しなければなりません。エポキシの盛り上がり（クリームアップ）によるはんだ付け不良を防ぐため、レンズをはんだに浸漬することは避けてください。はんだ付け後のLED位置の修正も禁止されています。推奨条件は以下の通りです：

• はんだごて：温度 最大400°C、時間 最大3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：予熱 最大120°C、最大60秒、はんだウェーブ 最大260°C、最大5秒。

6.3 保管と洗浄

元の梱包外での保管の場合、3ヶ月以内の使用を推奨します。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. 梱包および注文情報

標準的な梱包フローは以下の通りです：1袋あたり1,000個（静電気防止袋）。10袋を内箱に梱包し、内箱1箱あたり合計10,000個。内箱8箱を外装出荷箱に梱包し、外箱1箱あたり合計80,000個となります。光度分類コードは、トレーサビリティのために各梱包袋に印字されています。

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LEDは、OA機器、通信機器、家電製品を含む一般的な電子機器を対象としています。その高輝度特性は、状態表示灯、パネルやスイッチのバックライト、明確な緑色信号が必要な装飾照明などに適しています。

8.2 回路設計上の考慮事項

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列に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）。個別の抵抗なしで複数のLEDを並列駆動する（回路モデルB）と、個々のデバイスの順方向電圧（V_F）のばらつきにより、著しい輝度差が生じる可能性があります。直列抵抗値はオームの法則を用いて計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F、ここでI_Fは所望の駆動電流（例：20mA）です。

8.3 重要アプリケーションにおける注意事項

特に故障が生命や健康を脅かす可能性のある用途（例：航空、医療システム、安全装置）など、例外的な信頼性を必要とするアプリケーションでこのLEDを使用する前に、サプライヤーに相談してください。

9. 静電気放電（ESD）および取り扱い上の注意

LEDは静電気放電や電圧サージに敏感です。取り扱い時にはリストストラップまたは静電気防止手袋の使用を推奨します。はんだごてや作業台を含むすべての設備は、適切に接地されていなければなりません。特にデバイスがはんだ付け中に加熱されているときは、リードに機械的ストレスを加えないでください。

10. 技術比較と差別化

このデバイスの同クラスにおける主な差別化要因は、標準的なT-1パッケージでありながら高輝度範囲（最大1900 mcd）を実現し、一般的な形状で大幅な明るさを提供することです。InGaN（窒化インジウムガリウム）技術の使用により、効率的な緑色発光が可能です。輝度と波長の両方に対して定義されたビニング構造により、厳密な色と輝度のマッチングを必要とするアプリケーション向けに部品を選択でき、生産後の調整の必要性を減らすことができます。

11. よくある質問（FAQ）

11.1 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

いいえ。LEDは電流駆動デバイスであるため、電圧源から直接駆動することは推奨されません。順方向電圧のわずかな変動が電流の大きな変化を引き起こし、最大定格を超えてLEDを破壊する可能性があります。安定した安全な動作のためには、直列抵抗が不可欠です。

11.2 なぜ光度の範囲（680-1900 mcd）があるのですか？

この範囲はビニング構造を表しています。製造プロセスのばらつきにより、LEDは製造後に測定された性能に基づいて選別（ビニング）されます。データシートは、利用可能なビン（NPおよびQR）の最小および最大限界を規定しています。設計者は、特定の輝度レベルを設計する際に、ビン内の±15%の許容差を考慮する必要があります。

11.3 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）は、スペクトルパワー分布が最大となる波長（このLEDでは523 nm）です。主波長（λ_d）はCIE色度図から導出され、指定された白色基準光と組み合わせたときにLEDの色と一致する単色光の単一波長を表します。これは知覚される色です。主波長範囲は520-538 nmです。

12. 設計および使用事例

シナリオ：10個の均一な明るさのグリーンLEDを必要とする産業機器用のマルチインジケータ状態パネルを設計する。設計手順：1. 一貫性のために、同じ光度ビン（例：QR）および狭い主波長ビン（例：G11）からLEDを選択する。 2. 電源は5V DC。 3. 代表的なV_F3.3Vと目標I_F20 mAを使用して、直列抵抗を計算：R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 オーム。標準的な82オームまたは100オームの抵抗を使用し、電流をわずかに調整できる。 4. 回路モデルAを実装し、LEDごとに1つの抵抗を使用する。 5. PCBレイアウト中に、LED本体とはんだパッドの間に推奨される1.6mmのクリアランスを確保する。 6. フローはんだ付けプロファイルを正確に遵守する。このアプローチにより、信頼性の高い動作と均一な外観が確保されます。

13. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、半導体p-n接合ダイオードです。順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が接合領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。発光の色（波長）は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。この特定のLEDは、InGaN（窒化インジウムガリウム）化合物半導体を使用しており、緑色発光に対応するバンドギャップを持つように設計されています。

14. 技術トレンド

LED業界は効率（ルーメン毎ワット）の向上を続けており、より低い消費電力でより高い輝度が可能になっています。フルカラーディスプレイや建築照明など、一貫性が最も重要とされるアプリケーションの要求を満たすため、色と光束の両方でより厳しいビニング公差に向かう傾向があります。T-1のようなリードタイプパッケージは、試作、ホビー用途、および特定の産業用途では依然として人気がありますが、表面実装デバイス（SMD）パッケージは、その小さなサイズと自動組立への適合性から、大量生産を支配しています。緑色および青色LEDの基盤となるInGaN技術は成熟していますが、効率と信頼性の漸進的な改善は続いています。