LTL17KCGM4J グリーンLED データシート - T-1パッケージ - 518nm波長 - 3.2V電圧 - 108mW電力 - 技術文書

1. 製品概要

LTL17KCGM4Jは、幅広い電子機器アプリケーションにおける状態表示および照明用に設計された、高効率スルーホールLEDランプです。白色拡散レンズを備えた一般的なT-1（3mm）径パッケージを採用し、広い視野角と均一な光分布を提供します。InGaN技術を活用し、代表的な主波長518nmのグリーン光を発光します。

1.1 主な特長

• 低消費電力・高効率：最小限の電力消費で高い光度を実現します。
• 環境適合性：鉛フリーでRoHS指令に完全準拠しています。
• 標準パッケージ：T-1フォームファクタにより、既存のPCBレイアウトおよび製造プロセスとの互換性を確保します。
• 拡散レンズ：白色拡散レンズは40度の広く均一な視野角を提供し、インジケータ用途に最適です。

1.2 ターゲット市場

本LEDは、以下のような多様な産業における様々なアプリケーションに適しています：

• 通信機器
• コンピュータ周辺機器
• 民生用電子機器
• 家電製品
• 産業用制御機器・計測器

2. 詳細技術パラメータ分析

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）：108 mW。これはLEDが熱として放散できる最大電力です。
• 順方向直流電流（IF）：連続30 mA。信頼性のある動作のため、この電流以下で駆動する必要があります。
• ピーク順方向電流：100 mA、パルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのみ許容されます。
• 逆電圧（VR）：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、即座に故障する可能性があります。
• 動作温度範囲：-30°C ～ +85°C。LEDはこの周囲温度範囲内で動作することが保証されています。
• 保管温度範囲：-40°C ～ +100°C。
• リードはんだ付け温度：LED本体から2.0mmの距離で、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（TA）25°Cで測定され、デバイスの代表的な性能を定義します。

• 光度（Iv）：順方向電流（IF）20mA時、680 mcd（最小）から3200 mcd（最大）の範囲。代表値は1500 mcdです。これらの値には±15%の試験公差が適用されることに注意してください。
• 順方向電圧（VF）：代表値3.2V、IF=20mA時2.9Vから3.6Vの範囲。このパラメータは、駆動回路の電流制限抵抗を設計する上で極めて重要です。
• 視野角（2θ1/2）：40度。これは光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角です。
• 主波長（λd）：人間の目が知覚する主要な色。本製品では、514nmから527nmにビニングされ、代表的な目標値は518nmです。
• ピーク発光波長（λP）：約515nm。これはLEDの発光スペクトルの最高点における波長です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：35 nm。これはスペクトル純度を示します。値が小さいほど、より単色光に近くなります。
• 逆電流（IR）：逆電圧5V印加時、最大10 μA。LEDは逆動作用に設計されていません。

3. ビニングシステム仕様

製造における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはビンに仕分けられます。LTL17KCGM4Jは二次元ビニングシステムを採用しています。

3.1 光度ビニング

ビンは20mA時の最小および最大光度値で定義されます。各ビン限界の公差は±15%です。

• NPビン：680 mcd（最小） ～ 1150 mcd（最大）
• QRビン：1150 mcd（最小） ～ 1900 mcd（最大）
• STビン：1900 mcd（最小） ～ 3200 mcd（最大）

3.2 主波長ビニング

ビンは20mA時の特定の波長範囲で定義されます。各ビン限界の公差は±1nmです。

• G07：514.0 nm ～ 516.0 nm
• G08：516.0 nm ～ 518.0 nm
• G09：518.0 nm ～ 520.0 nm
• G10：520.0 nm ～ 523.0 nm
• G11：523.0 nm ～ 527.0 nm

4. 性能曲線分析

具体的なグラフは提供テキストに詳細はありませんが、このようなデバイスの代表的な曲線には以下が含まれます：

4.1 相対光度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が順方向電流とともにどのように増加するかを示します。低電流域では一般的に線形ですが、高電流域では熱的影響や効率低下により飽和する可能性があります。

4.2 順方向電圧 vs. 順方向電流

このIV特性曲線は本質的に指数関数的です。指定された順方向電圧（例：代表値3.2V）は、20mAにおけるこの曲線上の1点です。

4.3 相対光度 vs. 周囲温度

LEDの光出力は、接合温度が上昇すると減少します。この曲線は、高温環境で動作するアプリケーションにとって不可欠です。

4.4 スペクトル分布

異なる波長にわたる相対出力を示すグラフで、約515nmをピークとし、特性幅（35 nm FWHM）を持ちます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法

LEDは標準的なT-1（3mm）丸型スルーホールパッケージに準拠しています。主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）です。
• 特に指定がない限り、公差は±0.25mm（.010"）です。
• フランジ下の樹脂突出は最大1.0mm（.04"）です。
• リード間隔は、リードがパッケージ本体から出る位置で測定されます。

5.2 極性識別

一般的に、長いリードがアノード（陽極）、短いリードがカソード（陰極）を示します。カソードは、LEDレンズフランジの平坦部でも示される場合があります。

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 リードフォーミング

• LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げてください。
• LED本体を支点として使用しないでください。
• 室温ではんだ付けプロセス前にフォーミングを行ってください。
• 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。

6.3 はんだ付けプロセス

重要なルール：エポキシレンズの基部からはんだ付け点まで最低2mmの距離を保ってください。レンズをはんだに浸漬しないでください。

• 手はんだ付け（はんだごて）：最高温度350°C、リードごとに最大3秒まで。
• フローはんだ付け：
  • 予熱：最高100°C、最大60秒まで。
  • はんだ波：最高260°C、最大5秒まで。
• 重要：IRリフローはんだ付けは、このスルーホールLED製品には適していません。過度の熱または時間は、エポキシレンズまたは半導体ダイを損傷します。

6.4 洗浄

必要に応じて、イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤でのみ洗浄してください。

7. 梱包・発注情報

7.1 梱包仕様

製品は複数の梱包構成で提供されています：

• ユニットパック：防湿梱包バッグあたり1000個、500個、200個、または100個。
• 内箱：10個の梱包バッグを含みます（例：1000個入りバッグ使用時は10,000個）。
• 外箱（出荷ロット）：8個の内箱を含みます（例：80,000個）。ロット内の最終パックは満杯でない場合があります。

8. アプリケーション設計推奨事項

8.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。均一な明るさを確保し、損傷を防ぐために：

• 各LEDと直列に必ず電流制限抵抗を使用してください。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (電源電圧 - VF) / IF。ここで、VFはLED順方向電圧、IFは希望の順方向電流（例：20mA）です。
• 個別の抵抗なしに複数のLEDを直接並列接続することは避けてください。LED間の順方向電圧（VF）特性のわずかなばらつきが、大きな電流不均衡を引き起こし、不均一な明るさや1つのデバイスでの過電流（データシートの回路Bに示す通り）につながる可能性があります。推奨される方法は、各LED分岐に直列抵抗を使用することです（回路A）。

8.2 熱管理

電力損失は低い（最大108mW）ですが、信頼性のため適切な設計が必要です：

• 周囲温度30°C以上での直流順方向電流のデレーティング（0.45 mA/°C）を遵守してください。これは、周囲温度が上昇するにつれて許容される最大連続電流が減少することを意味します。
• PCB上のLEDと他の発熱部品との間に十分な間隔を確保してください。

8.3 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。取り扱いおよび組立エリアでは以下を実施してください：

• 導電性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。
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• 全ての設備、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。
• 全従業員に対してESDトレーニングと認定を維持してください。

9. 技術比較・差別化

LTL17KCGM4Jは、スルーホールLED市場において以下の特定の利点を提供します：

• 波長一貫性：主波長に対する厳格なビニングシステム（ビンあたり±1nm）により、公差が緩い部品と比較して、複数のLEDを必要とするアプリケーションで優れた色の一貫性を確保します。
• 高輝度オプション：高輝度STビン（最大3200 mcd）の入手可能性により、高い視認性が必要なアプリケーションや、光がフィルターや拡散板で減衰するアプリケーションに適しています。
• 堅牢なパッケージ：拡散レンズを備えた標準T-1パッケージは、実績のある信頼性の高い機械的形状と良好な視認特性を提供します。

10. よくあるご質問（FAQ）

10.1 5V電源で使用する場合の抵抗値は？

代表的な順方向電圧（VF=3.2V）と目標電流20mA（0.02A）を使用します：R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90オーム。標準的な91オームまたは100オームの抵抗が適切です。最悪条件下でも電流が制限を超えないようにするため、データシートの最大VF（3.6V）に基づいて常に計算してください。

10.2 このLEDを30mAで連続駆動できますか？

はい、30mAは25°Cにおける絶対最大連続直流電流定格です。ただし、長期信頼性と温度上昇を考慮すると、20mAなどのより低い電流で動作することが望ましい場合が多くあります。30mAで動作させる場合は、周囲温度が85°Cを十分に下回っていることを確認し、デレーティング係数を考慮してください。

10.3 定電流電源を使用する場合でも直列抵抗は必要ですか？

専用の、適切に設定された定電流ドライバーを使用する場合、直列抵抗は不要であり、むしろ有害である可能性さえあります。抵抗は、定電圧源（バッテリーや電圧レギュレータなど）を使用する場合に、電流を安全な値に制限するために不可欠です。

10.4 梱包袋に記載された光度ビンコードの見方は？

梱包袋に印刷されたビンコード（例：ST、QR、NP）は、内部のLEDの光度範囲に対応しています。これにより、設計者はアプリケーションに適した輝度グレードを選択でき、生産ロット内の一貫性が確保されます。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：産業用制御ユニットの状態表示パネルを設計。パネルにはシステム作動中状態を示す10個のグリーンインジケータLEDが必要。ユニットは12V電源で動作し、動作環境は50°Cに達する可能性あり。

設計ステップ：

1. 電流選択：周囲温度が高い（50°C）ため、最大電流をデレートします。30°Cからのデレーティング：(50°C - 30°C) * 0.45 mA/°C = 9 mA デレート。50°Cでの最大電流 ≈ 30mA - 9mA = 21mA。18mAを選択することで、輝度を維持しながら良好な安全マージンを提供します。
2. 抵抗計算：信頼性のために最大VF（3.6V）を使用します。R = (12V - 3.6V) / 0.018A ≈ 467オーム。最も近い標準値である470オームを使用します。
3. 回路トポロジー：各LEDに専用の470Ω抵抗を直列に配置し、これら10組のLED-抵抗ペアをすべて12V電源に並列接続します。これにより、VFのばらつきに関わらず各LEDに等しい電流が流れます。
4. ビン選択：均一な外観のため、サプライヤーに対して単一の光度ビン（例：QR）と単一の主波長ビン（例：518nm用G08）を指定してください。
5. レイアウト：PCBレイアウトで最低2mmのはんだ付け距離ルールに従ってください。局所的な発熱を防ぐため、LED間にわずかな間隔を設けてください。

12. 動作原理

LTL17KCGM4Jは、窒化インジウムガリウム（InGaN）チップに基づく半導体光源です。アノードとカソード間に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN材料の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが今度は発光の波長（色）を定義します—この場合、約518nmのグリーン光です。エポキシパッケージはチップを保護し、光出力を形成するレンズとして機能し、視野角を広げるための拡散材を含みます。

13. 技術トレンド

スルーホールLEDは、試作、修理、および特定のレガシーまたは高信頼性アプリケーションにおいて依然として重要ですが、業界全体のトレンドは0603、0805、2835などの表面実装デバイス（SMD）パッケージに大きく移行しています。SMD LEDは、自動組立、基板スペースの節約、そして多くの場合より優れた熱性能において利点があります。しかし、T-1パッケージのようなスルーホールLEDは、手作業の容易さ、高振動環境での堅牢性、ブレッドボーディングや教育目的への優れた適合性により、引き続き関連性を持っています。チップ自体の技術は進化を続けており、効率（ルーメン毎ワット）、演色性、長寿命の改善に焦点を当てた研究が進行中です。