5mm 丸型 グリーンLED ランプ LTL2R3TGY3K データシート - T-1 3/4 パッケージ - 最大3.3V - 105mW - 主波長530nm - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、5mm丸型スルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。この一般的なT-1 3/4パッケージ設計は、滑らかで均一な放射パターンを特徴とし、明確で一貫した照明を必要とする用途に適しています。本デバイスは、InGaN技術を活用して主波長530nmの緑色光を発光し、ウォータークリアエポキシ樹脂で封止されています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、高い光度出力による高い発光効率と、省エネにつながる低消費電力です。パッケージは優れた耐湿性を提供し、UV（紫外線）防止剤を含んでいるため、屋内および過酷な屋外環境の両方での使用に耐える堅牢性を備えています。主なターゲットアプリケーションは、信頼性と明るさが重要なフルカラー看板、ビルボード、ビデオメッセージサイン、交通標識、バス標識です。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

本デバイスの最大許容損失は、周囲温度（TA）25°Cにおいて105mWです。最大連続順方向電流（DC）は30mAです。パルス動作では、特定の条件下（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10ms）で100mAのピーク順方向電流が許容されます。動作温度範囲は-30°Cから+85°C、より広い保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。順方向電流については、30°C以上から0.45 mA/°Cの線形デレーティング係数が適用されます。最大逆電圧は5Vですが、本デバイスは逆方向動作用に設計されていません。

2.2 電気的・光学的特性

標準試験条件（TA=25°C、IF=20mA）において、光度（Iv）は最小7800 mcdから代表的最大16000 mcdの範囲で、±15%の試験公差が適用されます。順方向電圧（VF）は2.8Vから3.3Vの範囲です。指向角（2θ1/2）（軸上強度の半分となるオフ軸角として定義）は代表値30°で、測定公差は±2°です。ピーク発光波長（λP）は代表値531nm、主波長（λd）は525nmから532nmの範囲です。スペクトル半値幅（Δλ）は代表値35nmです。逆電流（IR）は、VR=5Vにおいて最大50μAです。

3. ビニングシステム仕様

本製品は、アプリケーションにおける一貫性を確保するために、3つの主要パラメータに基づいて分類されます。

3.1 光度ビニング

光度は、IF=20mAにおける最小値と最大値で3つのビン（A、B、C）に分類されます：ビンA（7800-9600 mcd）、ビンB（9600-12500 mcd）、ビンC（12500-16000 mcd）。各ビン限界値には±15%の公差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

主波長は3つのグループ（G1、G2、G3）にビニングされます：G1（525-527 nm）、G2（527-530 nm）、G3（530-532 nm）。各ビン限界値の公差は±1nmです。

3.3 順方向電圧ビニング

順方向電圧は0.1V刻みで5つのビン（1から5）に分割されます：ビン1（2.8-2.9V）、ビン2（2.9-3.0V）、ビン3（3.0-3.1V）、ビン4（3.1-3.2V）、ビン5（3.2-3.3V）。各ビン限界値の公差は±0.07Vです。

4. 性能曲線分析

本データシートは、周囲温度25°Cで測定された代表的な電気的・光学的特性曲線を参照しています。これらの曲線は主要パラメータ間の関係を視覚的に表し、設計者に様々な条件下でのデバイス動作に関するより深い理解を提供します。提供された本文中に具体的なグラフは詳細に記載されていませんが、そのような曲線には通常、順方向電流対順方向電圧（I-V曲線）、相対光度対順方向電流、相対光度対周囲温度、およびスペクトル分布が含まれます。これらの曲線を分析することは、特に熱管理と駆動電流の選択に関連して、実際のアプリケーションにおける性能を予測するために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法

本デバイスは、一般的なT-1 3/4（5mm）丸型ランプのフォームファクタに準拠しています。主要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）単位；特に指定がない限り標準公差は±0.25mm（.010\"）；フランジ下の樹脂最大突出量は1.0mm（.04\"）；リード間隔はリードがパッケージから出る位置で測定されます。設計者は、正確な配置とフットプリント設計のために詳細な寸法図を参照する必要があります。

5.2 極性識別とリード成形

極性はリード構成（通常、長いリードがアノード）で示されます。組立時には、リードはLEDレンズのベースから少なくとも3mm離れた位置で曲げる必要があります。リードフレームのベースを支点として使用してはいけません。リード成形は常温で、はんだ付け工程の前に行い、エポキシパッケージに機械的ストレスがかかるのを防ぐ必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 はんだ付けパラメータとプロセス

はんだ付け点とレンズベースとの間には、最低3mm（はんだごての場合）または2mm（ウェーブはんだ付けの場合）のクリアランスを維持する必要があります。レンズをはんだに浸漬することは避けてください。推奨条件は以下の通りです：はんだごて：最大350°C、最大3秒（1回のみ）。ウェーブはんだ付け：予熱最大100°C、最大60秒；はんだウェーブ最大260°C、最大5秒。IRリフローは、このスルーホール型LEDには適したプロセスではありません。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。

6.2 保管と洗浄

保管時には、周囲温度は30°Cを超えず、相対湿度は70%を超えないようにしてください。元の包装から取り出した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。洗浄には、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. パッケージングおよび発注情報

標準梱包仕様は、静電気防止梱包袋あたり500個、200個、または100個です。内箱には梱包袋が10袋入れられ、合計5,000個となります。外輸送箱には内箱が8箱詰められ、外箱あたり合計40,000個となります。出荷ロットごとに、最後のパックのみが満杯でないパックとなる場合があります。光度、主波長、順方向電圧のビン分類コードは、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. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、フルカラー看板、ビルボード、ビデオメッセージサイン、交通標識、バス標識などの屋内および屋外の標識アプリケーションに適しています。その高輝度と環境に対する堅牢性は、高い視認性と長期信頼性を必要とするアプリケーションに理想的です。

8.2 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列接続する場合に強度の均一性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A）。個別の直列抵抗なしで複数のLEDを並列駆動すること（回路B）は推奨されません。個々のLEDの順方向電圧（I-V）特性のばらつきにより、共通の電圧源に並列接続された場合、わずかにVfが低いLEDがVfが高いLEDよりも不均衡に多くの電流を引き、輝度の不均一や低VfのLEDへの過負荷を引き起こすためです。直列抵抗は、各デバイスに対するシンプルな電流レギュレータとして機能します。

8.3 静電気放電（ESD）保護

静電気や電源サージはLEDを損傷する可能性があります。予防措置には以下が含まれます：取り扱い時に導電性リストストラップまたは静電気防止手袋を使用する；すべてのデバイス、設備、作業面が適切に接地されていることを確認する；作業エリアの静電気を中和するためにイオンブローアを使用する。

9. 技術比較と差別化

標準的な5mm LEDと比較して、本デバイスはより高い代表的光度（最大16000 mcd）を提供し、標識アプリケーションにおいてより高い効率と潜在的な省電力につながります。エポキシ配合に特定のUV防止剤と強化された耐湿性を含めることで、基本的な商業グレードのLEDに対して屋外および過酷な環境アプリケーションで競争優位性を提供します。詳細な3次元ビニングシステム（強度、波長、電圧）により、アレイアプリケーションでの色と輝度のより厳密なマッチングが可能となり、高品質なビデオおよびメッセージディスプレイにとって重要な機能です。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、発光スペクトルの強度が最大となる波長です（ここでは代表値531nm）。主波長（λd）はCIE色度図から導出され、光の知覚される色を最もよく定義する単一波長を表します（ここでは525-532nm）。主波長は色仕様により関連性が高いです。

Q: このLEDを30mAで連続駆動できますか？

A: はい、30mAは25°Cにおける最大定格連続DC順方向電流です。ただし、特に高い周囲温度での信頼性の高い長期動作のためには、この最大値以下で動作させ、指定されたデレーティング係数（30°C以上で0.45 mA/°C）を適用することが望ましいです。

Q: なぜ並列接続の各LEDに直列抵抗が必要なのですか？

A: LEDの順方向電圧（Vf）には自然なばらつきがあります（ビニングテーブルに示す通り）。電流を制限する直列抵抗がない状態で、共通の電圧源に並列接続すると、わずかにVfが低いLEDが、Vfが高いLEDよりも不均衡に多くの電流を引き込みます。これにより輝度の不均一が生じ、低VfのLEDに過負荷がかかる可能性があります。直列抵抗は、個々のデバイスに対するシンプルな電流レギュレータとして機能します。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：高視認性交通警告標識の設計設計者は、太陽光発電式の点滅する工事中標識を作成する必要があります。このLEDを使用する場合、標識全体で均一な輝度と色を確保するために、同じ光度ビン（例：ビンC）と主波長ビン（例：G2）からLEDを選択します。マイクロコントローラを使用して点滅パターンを生成する駆動回路を設計し、各LED（または小さな直列ストリング）には、電源電圧（例：バッテリーからの12V）とLEDの順方向電圧ビン（例：ビン3、Vf ~3.05V）に基づいて計算された独自の電流制限抵抗を持たせます。高い光度は、標識が日中でも視認できることを保証し、UV防止・耐湿性パッケージは屋外環境での長寿命を保証します。注意深いPCBレイアウトにより、LED本体からの最小3mmのリード曲げおよびはんだ付けクリアランスが維持されます。

12. 原理紹介

本デバイスは発光ダイオード（LED）です。半導体材料におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。p-n接合に順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子がp型領域からの正孔と再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。ここで使用されている特定の半導体材料は窒化インジウムガリウム（InGaN）であり、可視スペクトルの緑色領域（約530nm）で光子を発光するように設計されています。ウォータークリアエポキシパッケージは、半導体チップを保護し、光出力を30°の指向角に形成するレンズとして機能し、リードの機械的支持を提供します。

13. 開発動向

このようなスルーホールインジケータLEDの動向は、より高い発光効率（電気入力ワットあたりのより多くの光出力）に向かって続いており、より低いエネルギー消費でより明るい表示を可能にしています。また、フルカラーアプリケーションでの精密な色合わせのための色の一貫性の向上とビニングオプションの拡大にも焦点が当てられています。表面実装デバイス（SMD）技術が小型化のための新設計を支配していますが、スルーホールLEDは、堅牢な機械的取り付け、容易な手動試作、およびより大きなパッケージでの高い単点輝度を必要とするアプリケーションにおいて依然として重要です。極端な環境耐性のためのより堅牢な材料の統合も、進行中の開発分野です。