LTL17KGH5D グリーンLEDランプ データシート - T-1 (3mm) パッケージ - 順電圧2.4V - DC電流30mA - 消費電力75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、グリーンスルーホールLEDランプの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、幅広い電子機器における状態表示および信号表示アプリケーション向けに設計されています。一般的なT-1（3mm）径パッケージを採用しており、既存の設計への容易な統合を可能にする共通のフォームファクタを提供します。

このLEDの中核的な利点は、低消費電力と高効率であり、バッテリー駆動機器および商用電源駆動機器の両方に適しています。鉛フリー材料で構成され、RoHS環境指令に準拠しています。デバイスは、視野角を広げ、インジケータ用途に適した柔らかい光出力を実現するグリーンの拡散レンズを特徴としています。

この部品の対象市場は広く、通信機器、コンピュータ周辺機器、民生電子機器、家電製品、産業用制御システムなどを含みます。その信頼性と標準パッケージは、確実な視覚的インジケータを必要とする設計者にとって汎用的な選択肢となります。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

本デバイスは、長期信頼性を確保するために、厳格な環境および電気的限界内での動作が規定されています。絶対最大定格は、それを超えると永久損傷が発生する可能性のある閾値を定義します。

• 消費電力 (P_D):最大75 mW。これは、順電圧と電流から計算される、デバイスが熱として安全に放散できる総電力です。
• ピーク順電流 (I_FP):最大90 mA。この定格は、デューティサイクル10%以下、パルス幅10マイクロ秒以下のパルス条件下でのみ適用されます。短時間の高輝度フラッシュに有用です。
• DC順電流 (I_F):最大30 mA。これは、通常動作における推奨最大連続電流です。この値を超えると、光束維持率の加速的な低下や寿命の短縮につながる可能性があります。
• 動作温度範囲 (T_opr):-40°C から +85°C。本デバイスは、この広い産業用温度範囲にわたって信頼性のある動作が保証されています。
• 保存温度範囲 (T_stg):-40°C から +100°C。
• リードはんだ付け温度:最大5秒間、260°C（エポキシ樹脂ボディから2.0mm (0.079インチ) の地点で測定）。この定格は、フローはんだ付けや手はんだ付けプロセスにおいて重要です。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、標準環境温度 (T_A) 25°Cで測定され、LEDの代表的な性能を定義します。

• 光度 (I_V):I_F= 20mA時、110 (最小)、180 (代表)、520 (最大) mcd。光度は、明所視（CIE）の眼の応答曲線に合わせて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。ビン限界値には±15%の試験公差が適用されます。
• 視野角 (2θ_1/2):50度 (代表値)。これは、光度がピーク（軸上）値の半分に低下する全角です。拡散レンズがこの比較的広い視野角に寄与しています。
• ピーク発光波長 (λ_P):574 nm (代表値)。これは、スペクトルパワー分布が最大に達する波長です。
• 主波長 (λ_d):566 (最小)、571 (代表)、578 (最大) nm。これは、CIE色度図から導き出された、LEDの色を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅 (Δλ):11 nm (代表値)。これはスペクトル純度を示し、最大パワーの半分における発光スペクトルの幅を測定します。
• 順電圧 (V_F):I_F= 20mA時、2.1 (最小)、2.4 (代表) ボルト。直列電流制限抵抗を計算する際、設計者はこの電圧降下を考慮する必要があります。
• 逆電流 (I_R):V_R= 5V時、最大100 μA。本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていないことに注意することが重要です。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビン分けシステム仕様

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビン分け

単位は20mAで測定したミリカンデラ (mcd) です。各ビン限界値の公差は±15%です。

• ビン FG:最小110 mcd、最大180 mcd。
• ビン HJ:最小180 mcd、最大310 mcd。
• ビン KL:最小310 mcd、最大520 mcd。

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。

3.2 主波長ビン分け

単位は20mAで測定したナノメートル (nm) です。各ビン限界値の公差は±1 nmです。この厳密な管理により、生産ロット全体で一貫した緑色の色合いが保証されます。

• 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

データシート内で特定のグラフ曲線が参照されていますが（データシート4/9ページの代表的な電気的・光学的特性曲線）、以下の分析は標準的なLEDの動作と提供されたパラメータに基づいています。

4.1 順電流対順電圧 (I-V曲線)

20mA時の代表順電圧2.4Vは、これが標準効率のGaPまたは類似の材料ベースのグリーンLEDであることを示しています。I-V関係は指数関数的です。20mAを大幅に下回る電流でLEDを動作させると、順電圧が低下し、光出力が減少します。最大DC電流を超えると、電圧がより急激に上昇し、過剰な熱が発生します。

4.2 光度対順電流

通常動作範囲（例：最大30mAまで）では、光度は順電流にほぼ比例します。ただし、効率（ルーメン毎ワット）は、最大定格よりも低い電流でピークに達することがよくあります。試験で使用される20mAでLEDを駆動することは、明るさと寿命のバランスをとる一般的な動作点です。

4.3 スペクトル分布

ピーク波長574nm、主波長571nm帯域のこのLEDは、可視スペクトルの純粋な緑色領域で発光します。スペクトル半値幅11nmは標準的なグリーンLEDの特徴であり、インジケータに適した飽和した色を提供します。

4.4 温度特性

すべてのLEDと同様に、このデバイスの性能は温度に依存します。一般的に、順電圧は接合温度の上昇とともに減少し（負の温度係数）、光度も減少します。-40°Cから+85°Cの広い動作温度範囲は、過酷な環境での機能性を保証しますが、設計者は、温度極限での光出力が25°C時よりも低くなることに留意する必要があります。

5. 機械的・梱包情報

5.1 外形寸法

本デバイスは、標準的なT-1（3mm）丸形スルーホールパッケージを使用しています。主な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 特に指定がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、公差は±0.25mmです。
• フランジ下の樹脂の最大突出は1.0mmまで許容されます。
• リード間隔は、リードがパッケージボディから出る地点で測定されます。
• 物理図面（データシート2/9ページ参照）には、PCBレイアウトのための完全な寸法詳細が記載されています。

5.2 極性識別

スルーホールLEDの場合、カソードは通常、レンズリムのフラット部分、短いリード、またはその他のマーキングによって識別されます。具体的な識別方法は、パッケージ外形図から確認する必要があります。正しい極性は必須です。5Vを超える逆電圧を印加するとデバイスが損傷する可能性があります。

5.3 梱包仕様

LEDは、静電気防止梱包袋で供給されます。標準梱包数量は以下の通りです：

• 梱包袋：1000個、500個、200個、または100個。
• 内箱：10梱包袋を含み、合計10,000個。
• 外箱：8内箱を含み、合計80,000個。

出荷ロット内では、最終梱包のみが満袋でない場合があることに注意してください。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

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%以下の環境で保管する必要があります。元の防湿バッグから取り出した場合は、3ヶ月以内に使用することを推奨します。元の梱包外での長期保管の場合は、湿気の吸収（はんだ付け時のポップコーン現象の原因となる）を防ぐため、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素パージ乾燥器中で保管してください。

6.2 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、はんだ付け前に室温で行う必要があります。曲げは、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた地点で行ってください。リードフレームの基部を支点として使用してはならず、内部のワイヤーボンドにストレスがかかる可能性があります。PCB挿入時は、パッケージへの機械的ストレスを避けるために、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

エポキシレンズの基部とはんだ付け点の間には、最低2.0mmのクリアランスを維持する必要があります。レンズを溶融はんだに浸漬することは避けてください。

推奨はんだ付け条件：

• はんだごて：最高温度350°C、リードあたり最大3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：
  • 予熱：最大100°C、最大60秒。
  • はんだ波：最大260°C。
  • はんだ付け時間：最大5秒。
  • 浸漬位置：エポキシボール基部から2.0mm以上離す。

重要警告：過度のはんだ付け温度や時間は、エポキシレンズの変形（溶融）やLEDチップの致命的な故障を引き起こす可能性があります。赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホールタイプのLED製品には適していません。

6.4 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤のみを使用してください。強力または侵襲性のある化学薬品は、エポキシレンズを損傷する可能性があります。

7. アプリケーション・設計推奨事項

7.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。特に並列接続で複数のLEDを駆動する際に均一な明るさを確保するためには、各LEDに直列に個別の電流制限抵抗を使用することが強く推奨されます（回路モデルA）。

個別の抵抗なしで複数のLEDを直接並列接続することは避けてください（回路モデルB）。LED間の順電圧 (V_F) 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、一方のデバイスで過電流が発生し他方が駆動不足になる可能性があります。

直列抵抗値 (R_S) は、オームの法則を使用して計算できます： R_S= (V_電源- V_F) / I_F。保守的な設計のため、データシートの代表値または最大V_Fを使用してください。例えば、電源5V、目標I_F20mA、V_F2.4Vの場合： R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。標準の130Ωまたは150Ωの抵抗が適切です。抵抗の電力定格 (P = I²R) も考慮してください。

7.2 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中は、以下の予防措置を遵守する必要があります：

• 作業者は接地リストストラップまたは静電気防止手袋を着用する必要があります。
• すべての設備、作業台、保管ラックは適切に接地する必要があります。
• 取り扱い中の摩擦により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。
• トレーニング、認定、作業場の定期的なチェック（表面が100V未満であることを確認）を含むESD管理プログラムを実施してください。

7.3 熱管理

消費電力は低い（最大75mW）ですが、適切な熱設計はLEDの寿命を延ばします。絶対最大電流と絶対最大温度を同時に動作させることは避けてください。特に高密度アレイの一部である場合、PCBレイアウトがLEDボディ周囲に熱を閉じ込めないようにしてください。

8. 代表的なアプリケーションシナリオ

このグリーンLEDは、多数の状態表示アプリケーションに適しています：

• 電源/状態インジケータ：ルーター、充電器、電源装置などの機器のオン/オフ、スタンバイ、または動作状態。
• 機器パネルインジケータ：産業用制御パネル、試験装置、オーディオ機器における信号の有無、モード選択、または故障警告。
• 民生電子機器：ボタンのバックライト、家電製品の状態表示灯、または玩具の装飾照明。
• 自動車内装インジケータ：仕様が環境要件を満たす非重要な内装照明用。
• サイン・ディスプレイ：低解像度の情報表示における個々の画素またはインジケータとして。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

No.LEDは電流制限付き電源で駆動する必要があります。バッテリーや電源などの電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、デバイスを急速に破壊します。直列抵抗は最も単純な電流制限の形態です。

9.2 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、LEDが最も多くの光パワーを発する文字通りの波長です。主波長 (λ_d)は、CIE色度図上で人間の目が知覚する色に対応する計算値です。このグリーンLEDのような単色LEDでは、これらはしばしば近い値ですが、色指定に関してはλ_dがより関連性の高いパラメータです。

9.3 レンズから最低はんだ付け距離（2.0mm）が必要なのはなぜですか？

この距離は、エポキシレンズおよび内部ダイアタッチ材料への熱衝撃および熱損傷を防ぐために重要です。リードを伝導したはんだ熱がパッケージボディに到達すると、エポキシを溶かしたり内部ボンドを弱めたりする可能性があります。

9.4 光度ビンコード（FG、HJ、KL）はどのように解釈すればよいですか？

これらのコードは、測定された光出力に基づいて分類されたグループを表します。アプリケーションで一貫した明るさを得るには、同じ光度ビンからLEDを指定して使用してください。例えば、設計でより高い明るさが必要な場合は、ビンKLの部品を指定します。ビンコードは識別のために梱包に印字されています。

10. 設計ケーススタディ：マルチLED状態表示パネル

シナリオ：10個のグリーン状態インジケータを備えた制御パネルを設計。各インジケータは5VマイクロコントローラのGPIOピンによって独立制御されます。

設計手順：

1. 電流選択：デバイスの線形範囲内で良好な明るさを得るため、駆動電流を20mAに選択。
2. 抵抗計算：代表V_F2.4V、電源5Vを使用： R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω。標準の130Ω 1/4W抵抗を選択。
3. 回路トポロジー：各LEDは、マイクロコントローラピンとLEDアノードの間に直列に接続された独自の130Ω抵抗を持ちます。LEDカソードはグランドに接続します。これはデータシートの推奨回路Aを10回実装したものです。
4. マイクロコントローラの考慮事項：マイクロコントローラのGPIOピンが必要な総電流（10 * 20mA = 200mA）を供給またはシンクできることを確認してください。できない場合は、トランジスタドライバを使用してください。
5. PCBレイアウト：抵抗をLEDのアノードリードの近くに配置します。はんだパッドやトレースについては、LEDボディから2.0mmのクリアランスを維持します。LEDが十分な放熱を可能にする間隔で配置されていることを確認してください。
6. 部品選択：パネル全体で均一な色と明るさを確保するため、単一の主波長ビン（例：570-572nmのH08）および単一の光度ビン（例：180-310mcdのHJ）からLEDを指定してください。

このアプローチにより、すべてのインジケータLEDの信頼性が高く、一貫性があり、長寿命な動作が保証されます。