グリーン スルーホール LED ランプ LTL1CHJGTNN データシート - T-1 パッケージ - 572nm - 20mA - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高効率グリーン スルーホール LED ランプの仕様を詳細に説明します。状態表示および一般照明用途向けに設計されたこの部品は、幅広い電子アプリケーションに適しています。本デバイスは、グリーンの透明レンズを備えた一般的な T-1 (3mm) 径パッケージを採用しており、明確な視覚信号を提供します。

1.1 主な特長

• 低消費電力かつ高発光効率を実現。
• 鉛フリー材料で構成され、RoHS 環境規格に完全準拠しています。
• 既存設計への容易な統合を可能にする標準 T-1 (3mm) 径パッケージ。
• AlInGaP 技術を採用し、主波長 572nm のグリーン光を生成します。

1.2 対象アプリケーション

この LED は汎用性が高く、通信機器、コンピュータ周辺機器、民生電子機器、家電製品、産業制御システムなど、複数の分野で使用されます。主な機能は、明確で信頼性の高い状態表示を提供することです。

2. 技術パラメータ詳細分析

このセクションでは、標準試験条件 (TA=25°C) における LED の主要性能パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を提供します。

2.1 絶対最大定格

これらの値は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある限界値を表します。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 75 mW。
• 順方向直流電流 (IF):連続 30 mA。
• ピーク順方向電流:60 mA (パルス幅 ≤10ms、デューティサイクル ≤1/10)。
• 動作温度範囲:-30°C ～ +85°C。
• 保存温度範囲:-40°C ～ +100°C。
• リードはんだ付け温度:最大 5 秒間、260°C (LED 本体から 2.0mm の位置で測定)。

2.2 電気的・光学的特性

以下のパラメータは、LED の代表的な性能を定義します。特に断りのない限り、すべての測定は IF = 20mA で行われます。

• 光度 (Iv):110 mcd (最小)、310 mcd (代表値)。これは知覚される光のパワーを測定したものです。個々のユニットの実際の強度は、そのビンコードによって決定されます (セクション 4 参照)。保証値には ±15% の試験公差が適用されます。
• 指向角 (2θ1/2):45 度 (代表値)。これは、光度が軸上 (中心) の値の半分に低下する全角であり、ビームの広がりを定義します。
• ピーク発光波長 (λP):575 nm (代表値)。スペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長 (λd):572 nm (代表値)。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。
• スペクトル半値幅 (Δλ):11 nm (代表値)。発光スペクトルの最大パワーの半分の高さにおける幅であり、色純度を示します。
• 順方向電圧 (VF):20mA 時、2.1V (最小)、2.4V (代表値)。
• 逆方向電流 (IR):VR = 5V 時、100 μA (最大)。重要:このデバイスは逆バイアス動作向けに設計されていません。この試験条件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

生産の一貫性を確保するため、LED は主要性能指標に基づいてビンに分類されます。型番 LTL1CHJGTNN には、強度と波長のビンコードが含まれています。

3.1 光度ビニング

単位は IF=20mA 時のミリカンデラ (mcd) です。型番の接尾辞 "HJ" は以下のビンに対応します:

• ビンコード HJ0:最小 180 mcd、最大 310 mcd。ビン限界の公差は ±15% です。

3.2 主波長ビニング

単位は IF=20mA 時のナノメートル (nm) です。型番の接尾辞 "GT" (代表値 572nm により示唆) は、以下のような範囲内に収まります:

• 例 ビン H09:最小 572.0 nm、最大 574.0 nm。ビン限界の公差は ±1nm です。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフィカルデータが参照されていますが、このタイプの LED の代表的な曲線は、設計上重要な以下の関係を示します:

• 相対光度 vs. 順方向電流: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、飽和前はほぼ線形の関係にあります。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流:ダイオードの I-V 特性を示し、適切な直列電流制限抵抗を計算するために不可欠です。
• 相対光度 vs. 周囲温度:接合温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示し、熱管理の重要性を強調しています。
• スペクトル分布:異なる波長にわたって放射される光の強度を示すプロットで、575nm を中心とし、半値幅は 11nm です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法

この LED は標準的なラジアルリードパッケージを使用しています。

• パッケージタイプ:T-1 (直径 3mm 円形)。
• リード直径:0.6mm (代表値)。
• リード間隔:リードがパッケージ本体から出る位置で測定。標準間隔は 2.54mm (0.1") です。
• 本体長:約 5.0mm ～ 8.0mm (変動あり)。
• 公差:特に指定がない限り ±0.25mm。フランジ下の樹脂突出は最大 1.0mm です。

5.2 極性識別

カソード (負極リード) は、通常、LED レンズ縁の平らな部分、短いリード、またはフランジ上の切り欠きによって識別されます。アノード (正極リード) は、ほとんどの標準パッケージで長くなっています。損傷を防ぐため、取り付け前に必ず極性を確認してください。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

信頼性を確保し、LED のエポキシレンズや内部ダイへの損傷を防ぐため、適切な取り扱いが重要です。

6.1 保管条件

長期保管の場合は、30°C 以下、相対湿度 70% 以下の環境を維持してください。元の防湿バッグから取り出した 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。

6.2 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。
• パッケージ本体を曲げる際の支点として使用しないでください。
• すべてのリード成形は室温で、はんだ付け工程の前に行ってください。
• PCB 挿入時は、リードへの機械的ストレスを避けるため、最小限の締め付け力で行ってください。

6.3 はんだ付け工程

重要なルール:エポキシレンズの根元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さないでください。

• 手はんだ付け (はんだごて):最高温度 350°C。リードあたり最大はんだ付け時間 3 秒。リワークは行わないでください。
• フローはんだ付け:最大 100°C まで最大 60 秒間予熱。はんだ波温度最大 260°C。接触時間最大 5 秒。LED の位置を調整し、はんだ波がレンズ根元から 2mm 以内に近づかないようにしてください。
• 非推奨:赤外線 (IR) リフローはんだ付けは、このスルーホールパッケージタイプには適していません。

6.4 洗浄

必要に応じて、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤でのみ洗浄してください。強力な化学洗浄剤や不明な化学洗浄剤の使用は避けてください。

7. 梱包・発注情報

7.1 梱包仕様

LED は静電気防止バッグに梱包されています。

• バッグ内数量:バッグあたり 1000、500、200、または 100 個。
• 内箱:10 個の梱包バッグを含み、合計 10,000 個。
• 外箱 (出荷ロット):8 個の内箱を含み、合計 80,000 個。出荷ロットの最終梱包は、箱一杯に満た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。均一な輝度を確保するため、特に複数の LED を並列接続する場合、各 LED に直列の電流制限抵抗は必須です。

• 推奨回路 (A):各 LED に専用の直列抵抗を設けます (R = (電源電圧 - VF) / IF)。これにより、個々の LED の順方向電圧 (VF) のわずかなばらつきを補償し、等しい電流、したがって等しい輝度を確保します。
• 非推奨回路 (B):複数の LED を並列に接続し、1 つの共有抵抗を使用する方法。VF のわずかな違いにより電流の偏りが生じ、著しい輝度の不一致や 1 つの LED の過電流の原因となります。

8.2 静電気放電 (ESD) 対策

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

• 接地リストストラップと静電気防止手袋を使用してください。
• すべての設備、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、イオナイザーを使用してください。
• ESD 保護区域で作業する人員のための教育訓練および認定プログラムを維持してください。

8.3 熱に関する考慮事項

最大電力損失は 75mW です。直流順方向電流は、周囲温度 30°C 時の 30mA から線形に低下します。高温環境または大電流アプリケーションでは、信頼性の高い動作と長寿命を維持するために、十分な空気の流れを確保するか、駆動電流を低減することを検討してください。

9. 技術比較・差別化

従来技術のグリーン LED (例: リン化ガリウムベース) と比較して、この AlInGaP (アルミニウムインジウムガリウムリン) タイプは、はるかに高い発光効率を提供し、同じ電流でより明るい出力を実現します。572nm の主波長は、純粋で鮮やかなグリーン色を提供します。T-1 パッケージは、標準インジケータランプ用に設計された既存の PCB レイアウトおよびソケットとの幅広い互換性を保証します。

10. よくあるご質問 (FAQ)

10.1 5V 電源を使用する場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

代表的な VF 2.4V と目標 IF 20mA を使用します: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 オーム。最も近い標準値は 130Ω または 150Ω です。必ず電力定格を計算してください: P = I²R = (0.02)² * 130 = 0.052W。標準の 1/8W (0.125W) 抵抗で十分です。

10.2 この LED を 30mA で連続駆動できますか？

はい、30mA は周囲温度 25°C における最大連続直流電流定格です。ただし、この電流では電力損失が高くなります (約 VF * IF = 2.4V * 0.03A = 72mW)。これは絶対最大定格 75mW に非常に近い値です。堅牢な設計と長寿命のため、特に温暖な環境では、20mA での動作が推奨されます。

10.3 アノードとカソードはどのように識別しますか？

物理的な識別子を探してください: 長いリードが通常アノード (+) です。さらに、円形レンズの縁に平らな部分があるか、カソード (-) リードの隣のプラスチックフランジに切り欠きがあることがよくあります。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ:電源装置用に、AC OK、DC OK、故障、スタンバイの 4 つの状態インジケータを持つパネルを設計します。システムロジックは 3.3V で動作します。

設計手順:

1. 電流選択:良好な視認性と低消費電力のため、LED あたり 15mA を選択します。
2. 抵抗計算:R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 オーム。62Ω の標準抵抗を使用します。
3. 回路レイアウト:データシートの回路 A を実装します: 4 つの独立した回路で、それぞれ 1 つの LED と 1 つの 62Ω 抵抗が、ドライバトランジスタまたは GPIO ピンを介して 3.3V ラインに接続されます。
4. PCB レイアウト:2.54mm 間隔で穴を配置します。はんだパッドがシルクスクリーン上の LED 本体外形から少なくとも 2mm 離れていることを確認します。外観を統一するため、LED をグループ化します。
5. 組立:LED を挿入し、はんだ面側でリードをわずかに曲げて保持した後、指定されたプロファイルを使用してフローはんだ付けを行い、はんだがリードを登らないように基板の向きを調整します。

このアプローチにより、均一な輝度と信頼性の高い長期動作が保証されます。

12. 技術原理紹介

この LED は、基板上に成長させた AlInGaP 半導体材料に基づいています。p-n 接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。この再結合プロセスにより、光子 (光) の形でエネルギーが放出されます。AlInGaP 層の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接、発光の波長 (色) を定義します。この場合は 572nm のグリーン光です。透明なエポキシレンズは、半導体ダイを保護し、ビームパターンを形成し (45 度の指向角)、光取り出し効率を向上させる役割を果たします。

13. 業界動向と発展

スルーホール LED 市場は、堅牢性と手作業による組立の容易さが重視されるレガシー設計やアプリケーションに引き続き対応しています。しかし、業界全体のトレンドは、自動組立、高密度化、および優れた熱性能を実現する表面実装デバイス (SMD) パッケージ (例: 0603、0805、3528) に向かっています。LED 技術の進歩は、発光効率 (ルーメン/ワット) の向上、より厳密なビニングによる色の一貫性の改善、および利用可能な色と色温度の範囲の拡大に焦点を当てています。スルーホールタイプでは、同じパッケージサイズ内でのより高い輝度や、様々な環境条件下での信頼性の向上という形で改善が図られています。