3.1mm スルーホールLED LTL1CHKGTLC データシート - 緑色 - 順電圧2.4V - 消費電力75mW - 技術文書

1. 製品概要

この文書は、高効率な緑色スルーホールLEDの仕様を詳細に説明します。本デバイスは、信頼性の高い性能、低消費電力、および高い光度が求められる汎用インジケータ用途向けに設計されています。主なターゲット市場は、ステータス表示を必要とする民生電子機器、産業用制御パネル、通信機器、および各種家電製品を含みます。

このLED部品の中核的な利点は、鉛フリーおよびRoHS環境基準への適合、コンパクトな直径3.1mmパッケージからの高い光度出力、低消費電力、そして低電流要件による集積回路との互換性にあり、これらは現代の電子設計に適しています。

2. 技術パラメータの詳細な客観的解釈

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発生する可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの限界値以上での動作は推奨されません。

• 消費電力 (Pd):75 mW。これは、周囲温度（T_A）が25°Cの時にLEDが熱として放散できる最大電力です。
• 直流順電流 (I_F):30 mA。LEDに連続して流すことができる最大電流です。
• ピーク順電流:60 mA。これは、過熱なしにより高い光出力を短時間達成するために、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 (V_R):5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、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:-40°C から +100°C。LEDが機能するように設計されている周囲温度の範囲です。
• リードはんだ付け温度:LED本体から2.0mmの位置で測定し、5秒間260°C。これは、手はんだまたは波はんだ付けのための熱プロファイルを定義します。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、T_A=25°Cで測定された代表的な性能パラメータであり、デバイスの通常動作時の挙動を定義します。

• 光度 (I_V):テスト電流（I_F）2mAにおいて、18 から 52 mcd（最小～最大）。この広い範囲はビニングシステム（セクション3参照）によって管理されます。光度は、人間の眼の明所視応答（CIE曲線）に一致するようにフィルタリングされたセンサーを使用して測定されます。
• 順電圧 (V_F):I_F= 2mAにおいて、2.1V から 2.4V（代表値）。このパラメータは、駆動回路の電流制限抵抗の設計において極めて重要です。
• 指向角 (2θ_1/2):45度。これは、光度が軸上で測定された値の半分に低下する全角です。45°の角度は、適度に広い視野円錐を提供します。
• ピーク発光波長 (λ_P):575 nm。スペクトルパワー出力が最も高くなる波長です。
• 主波長 (λ_d):572 nm。これはCIE色度図から導出され、光の知覚される色（純粋な緑色）を表します。
• スペクトル線半値幅 (Δλ):11 nm。これはスペクトルの純度を示します。幅が狭いほど、より飽和した純粋な色を意味します。
• 逆電流 (I_R):V_R= 5Vにおいて、最大100 µA。
• 静電容量 (C):ゼロバイアス、1MHz周波数において、代表値40 pF。高周波スイッチングアプリケーションに関連します。

3. ビニングシステムの説明

エンドユーザーに対して輝度と色の一貫性を確保するため、LEDは測定された性能に基づいてビンに仕分けされます。

3.1 光度ビニング

単位は2 mAで測定されたミリカンデラ（mcd）です。各ビン限界の許容差は±15%です。

• ビン 3Y:18 mcd（最小） から 23 mcd（最大）
• ビン 3Z:23 mcd から 30 mcd
• ビン A:30 mcd から 38 mcd
• ビン B:38 mcd から 52 mcd

ビンコードは梱包袋に印字されており、設計者はアプリケーションに応じて特定の輝度範囲のLEDを選択できます。

3.2 主波長ビニング

単位は2 mAで測定されたナノメートル（nm）です。各ビン限界の許容差は±1 nmです。これにより、知覚される緑色の色を非常に厳密に制御できます。

• ビン H06:566.0 nm から 568.0 nm
• ビン H07:568.0 nm から 570.0 nm
• ビン H08:570.0 nm から 572.0 nm
• ビン H09:572.0 nm から 574.0 nm
• ビン H10:574.0 nm から 576.0 nm
• ビン H11:576.0 nm から 578.0 nm

4. 性能曲線分析

データシートは、非標準条件下でのデバイス挙動を理解するために不可欠な代表的な特性曲線を参照しています。具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、その意味合いを以下に分析します。

4.1 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）

I-V特性は非線形です。このようなAlInGaP LEDの場合、順電圧は負の温度係数を示します。これは、接合温度が上昇すると、同じ電流を達成するために必要な順電圧がわずかに低下することを意味します。この特性は、安定した光出力を確保するための定電流駆動設計において重要です。

4.2 光度 vs. 順電流

光出力（光度）は、代表的な動作範囲内では順電流にほぼ比例します。ただし、非常に高い電流では発熱の増加（ドループ効果）により効率が低下する可能性があります。推奨される直流電流以下で動作させることで、最適な効率と長寿命を確保します。

4.3 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。AlInGaP材料の場合、この熱消光効果は顕著です。設計者は、特に高周囲温度環境やLEDを高電流で駆動する場合、一貫した輝度を維持するために熱管理を考慮する必要があります。

4.4 スペクトル分布

参照されるスペクトルグラフは、約575 nmにピークを持ち、代表的な半値幅は11 nmを示すでしょう。572 nmの主波長は、CIEチャート上の知覚される緑色の色点を定義します。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

デバイスは、標準的な直径3.1mmの丸型スルーホールパッケージに収められています。主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す（括弧内にインチ単位を併記）。
• 特に指定がない限り、標準公差は±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、PCBレイアウトにおいて重要です。

5.2 極性識別

スルーホールLEDの場合、カソードは通常、レンズリムの平らな端または短いリードによって識別されます。データシートは標準的な業界慣行を示唆しています。長いリードがアノード（+）、短いリードがカソード（-）です。組み立て時には正しい極性を遵守する必要があります。

6. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

損傷を防止し信頼性を確保するため、適切な取り扱いが重要です。

6.1 保管条件

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。元の梱包外で長期間保管する場合は、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 リード成形

• 曲げ加工は、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。
• 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、はんだ付け工程の前に
• 行う必要があります。 PCB挿入時は、パッケージに機械的ストレスがかからないよう、必要最小限のクリンチ力で留めてください。

6.3 はんだ付けプロセス

• レンズ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。レンズをはんだに浸漬しないでください。
• LEDがはんだ付けで熱くなっている間に、リードに外部ストレスを加えないでください。
• 推奨はんだ付け条件：
  • 手はんだ（はんだごて）：最高温度300°C、リードあたり最大時間3秒（1回のみ）。
  • 波はんだ：最高予熱温度100°C、最大60秒。はんだ波温度最高260°C、最大5秒。
• 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。

6.4 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のみを使用してください。強力な化学薬品はレンズ材料を損傷する可能性があります。

7. 梱包および注文情報

7.1 梱包仕様

標準的な梱包の流れは以下の通りです：

• LEDは、1000個、500個、または250個入りの袋に梱包されます。
• 10袋の梱包袋が内箱（合計10,000個）に入れられます。
• 8つの内箱が外装出荷箱（合計80,000個）に梱包されます。
• 出荷ロット内では、最終梱包のみが満量でない数量を含む場合があります。

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、以下のような幅広いインジケータ用途に適していますが、これらに限定されません：

• 民生電子機器（テレビ、オーディオ機器、充電器）の電源ステータスインジケータ。
• ネットワークルーター、モデム、通信機器の信号およびステータスランプ。
• 産業用制御システム、試験装置、計測器のパネルインジケータ。
• 家電製品のスイッチ、ボタン、レジェンドのバックライト。

重要注意：データシートは、このLEDが通常の電子機器用であることを明示しています。例外的な信頼性を必要とするアプリケーション、特に故障が生命や健康を危険にさらす可能性のあるもの（航空、医療、輸送安全）では、事前にメーカーに相談する必要があります。

8.2 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを使用する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列の電流制限抵抗を強く推奨します（回路モデルA）。

• 回路モデルA（推奨）：各LEDが電源に接続された独自の直列抵抗を持ちます。これにより、LED間の順電圧（V_F）の自然なばらつきを補償し、それぞれが同じ電流を受け取り、したがって類似した輝度を持つことを保証します。
• 回路モデルB（非推奨）：複数のLEDが単一の共有抵抗と並列に接続されています。V_Fのばらつきにより、電流は均等に分割されず、LED間で顕著な輝度差が生じます。

抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算します：R = (V_電源- V_F) / I_F。電流が所望のI_Fを超えないことを保証する保守的な設計のために、データシートの最大V_F.

（2.4V）を使用してください。

8.3 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電に敏感です。ESDによる損傷は、高い逆リーク電流、低い順電圧、または低電流での点灯不良として現れる可能性があります。

• 予防措置：
• 作業者は導電性リストストラップまたは帯電防止手袋を着用してください。
• すべての設備、作業台、保管ラックは適切に接地してください。

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。ESD検証テスト：_F疑わしいLEDを確認するには、非常に低い電流（例：0.1mA）でその順電圧を測定します。\"良好な\"AlInGaP LEDは、このテスト条件下でV

が1.4Vより大きくなるはずです。

9. 技術比較および差別化

• このAlInGaPベースの緑色LEDは、以下の特定の利点を提供します：従来のGaP緑色LEDとの比較：
• AlInGaP技術は、古いGaP LEDの黄緑色と比較して、著しく高い発光効率とより飽和した純粋な緑色（主波長～572nm）を提供します。InGaN緑色LEDとの比較：
• InGaN LEDは非常に高い輝度を達成できますが、AlInGaP LEDはしばしば琥珀色から赤色のスペクトルおよび特定の緑色波長において優れた性能を持ち、より低い順電圧と優れた安定性を有する可能性があります。主な差別化要因：

3.1mmパッケージ、明確に定義された45°指向角、輝度と波長の両方に対する包括的なビニングシステム、および明確なアプリケーション注意事項の組み合わせにより、標準的なインジケータ用途において信頼性が高く予測可能な選択肢となります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 抵抗なしで5V電源から直接このLEDを駆動できますか？いいえ、それはLEDを破壊します。

LEDは順バイアス時に非常に低い動的抵抗を持ちます。5Vのような電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、絶対最大定格である30mA DCをはるかに超え、直ちに過熱と故障を引き起こします。電圧源を使用する場合は、常に直列の電流制限抵抗が必要です。

10.2 なぜ光度の範囲がこれほど広いのですか（18-52 mcd）？

この範囲は、全生産分布にわたる総ばらつきを表しています。個々のLEDは、より狭い範囲を持つ特定の\"ビン\"（3Y, 3Z, A, B）に仕分けられます。注文時に必要なビンコードを指定することで、設計者は生産ロット全体で輝度の一貫性を確保できます。

10.3 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？_Pピーク波長（λ）：
LEDが最も多くの光パワーを発する物理的な波長です。スペクトル出力グラフの最高点です。_d主波長（λ）：_d人間の色知覚（CIEチャート）に基づく計算値です。LEDの出力と同じ色に見える純粋な単色光の波長です。λ

は知覚される色を記述するのにより関連性があるため、ビニングに使用されます。

10.4 自分のアプリケーションに適した電流をどのように選択すればよいですか？_dテスト条件は2mAであり、これはインジケータLEDの一般的な低電流定格です。標準的なインジケータの明るさには、2mAから10mAの間で動作させるのが一般的です。より高い輝度が必要な場合は、最大直流定格の20mAに近づけることができますが、特に高い周囲温度では、増加した消費電力（P_F= V_F* I

）が75mWを下回ることを確認する必要があります。常に減額曲線（50°Cから0.4mA/°Cで線形）を参照してください。

11. 実践的な設計および使用事例シナリオ：

1. 12V DC壁掛けアダプターで駆動されるデバイスの電源\"ON\"インジケータを設計します。単一の緑色LEDが必要です。パラメータ選択：_F明確に見えるがまぶしくないインジケータを目指します。動作電流（I
2. ）を5mAに選択します。抵抗計算：_F安全設計のために、最大V
   2.4Vを使用します。 R = (V_電源- V_F) / I_F= (12V - 2.4V) / 0.005A = 9.6V / 0.005A = 1920 Ω。
   最も近い標準E24抵抗値は1.8kΩまたは2.2kΩです。2.2kΩを選択すると、わずかに低い電流（～4.36mA）が得られ、これは許容可能で寿命を延ばします。
3. 消費電力チェック： P_抵抗= I_F²* R = (0.00436)²* 2200 ≈ 0.042W。標準の1/8W（0.125W）または1/4W抵抗で十分です。 P
   P_LED= V_F* I_F≈ 2.4V * 0.00436A ≈ 0.0105W（10.5mW）、最大75mWをはるかに下回ります。
4. PCBレイアウト：抵抗をLEDのアノードと直列に配置します。穴間隔がLEDのリードが本体から出る位置のリード間隔と一致することを確認します。はんだ付けクリアランスのために、LED基部の周囲に少なくとも2mmの立ち入り禁止領域を設けてください。

12. 原理紹介

このLEDは、リン化アルミニウムガリウムインジウム（AlInGaP）半導体材料に基づいています。順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すると、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成は、半導体のバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接発光の波長（色）を決定します。この場合、合金は約572ナノメートルの主波長を持つ緑色スペクトルで光子を生成するように設計されています。透明なエポキシレンズは、半導体チップを保護し、光出力ビームを形成し（結果として45°の指向角）、パッケージからの光取り出しを向上させる役割を果たします。

13. 開発動向

スルーホールLEDはプロトタイピング、修理、および特定のアプリケーションにとって依然として重要ですが、業界全体のトレンドは、主流の生産において0603、0805、0402などの表面実装デバイス（SMD）パッケージに向かっています。SMD LEDは、自動組み立て、基板スペースの節約、および低プロファイルの利点を提供します。スルーホール部品については、効率の向上（mAあたりのより多くの光出力）、過酷な条件下での信頼性の向上、およびより正確で一貫したビニングの提供に焦点が当てられ続けています。基礎となるAlInGaP材料技術は成熟していますが、内部量子効率と熱性能において漸進的な改善が見られ続けています。このデータシートで概説された適切な駆動、熱管理、およびESD保護の原則は、パッケージタイプに関係なく、LEDアプリケーション設計において普遍的かつ重要なものです。