LTL-R42FTBN4D 青色LEDランプ データシート - 5mm径 - 順電圧3.8V - 電流20mA - 消費電力117mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、スルーホール実装型LEDインジケータランプであるLTL-R42FTBN4Dの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、3mm、4mm、5mm、矩形、円筒形など様々なパッケージサイズで提供されるLEDファミリーの一部であり、多様な業界における様々な状態表示アプリケーションのニーズを満たすように設計されています。特定モデルLTL-R42FTBN4Dは、青色発光を特徴とし、典型的なピーク波長470nmのInGaN半導体チップを採用し、白色拡散レンズを備えた標準的なT-1（5mm）パッケージに収められています。

1.1 主要な特徴と利点

LTL-R42FTBN4Dは、信頼性と電子回路への容易な統合を目的に設計されています。その主な特徴は、効率的な製造プロセスに貢献する、回路基板への組立が容易な最適化された設計です。本デバイスはハロゲン含有量が低く、環境および規制上の配慮に適合しています。集積回路のロジックレベルと完全に互換性があり、低い駆動電流のみを必要とするため、電源設計を簡素化し、システム全体の消費電力を削減します。白色拡散レンズは広く均一な視野角を提供し、視認性を向上させます。さらに、LEDは高い発光効率を有し、低い消費電力で明るい出力を実現します。

1.2 対象アプリケーションと市場

このLEDは、明確で信頼性の高い視覚的な状態表示を必要とする幅広いアプリケーションに適しています。主な対象市場は、デスクトップPC、サーバー、周辺機器の電源、ディスクアクティビティ、ネットワーク状態表示灯などに使用できるコンピュータ産業です。通信分野では、ルーター、スイッチ、モデム、その他のネットワーク機器のインジケータに適用可能です。オーディオ/ビデオ機器、家電製品、様々なポータブルデバイスなどの民生電子機器も、別の重要なアプリケーション分野です。その堅牢性は、産業用制御パネルや計測機器での使用にも適しています。

2. 技術パラメータ詳細分析

信頼性の高い設計のためには、デバイスの限界と動作特性を十分に理解することが重要です。

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応力限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。絶対最大定格は、周囲温度（TA）25°Cで規定されています。最大連続消費電力は117ミリワットです。デバイスは20mAの直流順電流を連続的に扱うことができます。パルス動作では、100mAのピーク順電流が許容されますが、デューティサイクル1/10以下、パルス幅10マイクロ秒以下の厳格な条件下でのみです。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-55°Cから+100°Cです。はんだ付け時には、はんだ付け点がLED本体から少なくとも2.0mm（0.079インチ）離れていることを条件に、リードは最大5秒間260°Cの温度に耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、通常動作条件下（典型的にはTA=25°C、順電流（IF）=20mA）でのデバイスの性能を定義します。光度（Iv）の代表値は400ミリカンデラ（mcd）で、保証される最小値は180 mcd、最大値は880 mcdであり、±15%の試験公差が適用されます。視野角（2θ1/2）（強度が軸上の値の半分に低下する全角として定義）は60度です。ピーク発光波長（λP）は468 nmです。知覚される色を定義する主波長（λd）は460 nmから475 nmの範囲です。スペクトル半値幅（Δλ）は25 nmです。順電圧（VF）の代表値は3.8V、最大値は3.8Vです。逆電圧（VR）5Vを印加したときの逆電流（IR）の最大値は10マイクロアンペアです。このデバイスは逆バイアス下での動作を想定していないことに注意することが重要です。

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は主要なパラメータに基づいてビン（区分）に分類されます。

3.1 光度ビニング

発光出力は、単一の英字コードで識別されるビンに分類されます。各ビンは、IF=20mAで測定されたミリカンデラ（mcd）単位の定義された最小および最大強度値を持ちます。ビニング構造は以下の通りです：ビンH（180-240 mcd）、ビンJ（240-310 mcd）、ビンK（310-400 mcd）、ビンL（400-520 mcd）、ビンM（520-680 mcd）、ビンN（680-880 mcd）。各ビンの限界には±15%の公差が適用されます。強度の特定のビンコードは各梱包袋に印字されており、設計者はアプリケーションに必要な明るさ範囲のLEDを選択することができます。

3.2 主波長ビニング

主波長によって定義される色も、色調の一貫性を保証するためにビニングされます。ビンは英数字コード（例：B07、B08、B09）で識別されます。対応する波長範囲は以下の通りです：B07（460.0 - 465.0 nm）、B08（465.0 - 470.0 nm）、B09（470.0 - 475.0 nm）。各ビンの限界には±1ナノメートルの厳密な公差が維持されます。この精密なビニングは、複数のLED間の色合わせが重要なアプリケーションにおいて不可欠です。

4. 性能曲線分析

主要特性のグラフ表現は、様々な条件下でのデバイスの挙動についてより深い洞察を提供します。

データシートには、設計分析に非常に貴重な典型的な特性曲線が含まれています。これらの曲線は、順電流と光度の関係を視覚的に示し、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。また、適切な電流制限抵抗を計算するために必要な順電圧対順電流の関係も示します。さらに、温度依存性曲線は、光度や順電圧などのパラメータが周囲温度または接合温度の変化に伴ってどのようにシフトするかを示すのが一般的ですが、提供されたテキストでは特定の曲線データポイントは詳細に記述されていません。設計者は、定格外温度下での性能やデレーティング要件を理解するために、完全なグラフデータを参照する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法と公差

このLEDは、標準的なT-1（5mm）丸形スルーホールパッケージの外形に準拠しています。すべての寸法はミリメートルで提供され、インチ換算が添付されています。特に注記がない限り、寸法の一般公差は±0.25mm（0.010インチ）です。重要な機械的注意事項は以下の通りです：フランジ下の樹脂の最大突出は1.0mm（0.04インチ）；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ます。設計者は、これらの公差をPCBレイアウトおよび機械設計に組み込む必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

デバイスの完全性と性能を維持するためには、適切な取り扱いが不可欠です。

6.1 保管と洗浄

長期保管のためには、周囲温度30°C、相対湿度70%を超えないようにしてください。湿気防止用の元の梱包から取り出したLEDは、理想的には3ヶ月以内に使用してください。元の梱包外での長期保管の場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中で保管してください。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。

6.2 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、はんだ付け工程の前、通常の室温で行わなければなりません。曲げは、LEDレンズの基部から3mm以上離れた位置で行う必要があります。重要なことに、曲げの際にリードフレームの基部自体を支点として使用してはならず、これは内部のダイボンドに応力をかけ、故障の原因となります。

6.3 はんだ付けプロセスパラメータ

レンズの基部とはんだ付け点の間には、最低2mm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。LEDが高温の間は、リードに外部応力を加えないでください。推奨条件は以下の通りです：
手はんだ（はんだごて）：最高温度350°C、リードあたり最大時間3秒（1回のみ）。
フローはんだ付け：最大100°Cまで60秒以内で予熱。はんだ波は最大260°Cで最大5秒。浸漬位置は、はんだがレンズ基部の2mm以内に近づかないようにする必要があります。
これらの温度または時間制限を超えると、レンズの変形やLEDの致命的な故障を引き起こす可能性があります。

7. 梱包および発注情報

LTL-R42FTBN4Dは、様々な生産規模に対応する標準的な梱包数量で入手可能です。基本単位は梱包袋で、1袋あたり1000個、500個、200個、または100個の数量で提供されます。大量の場合は、これらの梱包袋10袋を内箱にまとめ、合計10,000個となります。最後に、内箱8箱を1つの外箱に梱包し、外箱あたり80,000個のバルク数量を提供します。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可能性があることに注意してください。

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。複数のLEDを並列接続する場合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を強く推奨します。データシートの回路モデル（A）とラベル付けされた回路図は、この正しい方法を示しています。個別の抵抗なしでLEDを単純に並列接続する（回路モデル（B）のように）ことは推奨されません。各LEDの順電圧（Vf）特性のわずかなばらつきにより、電流が不均等に分配され、明るさに顕著な差が生じるためです。

8.2 静電気放電（ESD）保護

このLEDは、静電気放電や電源サージによる損傷を受けやすいです。取り扱いおよび組立のためには、包括的なESD対策プログラムが推奨されます。主な対策は以下の通りです：作業員が導電性リストストラップまたは帯電防止手袋を着用すること；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すること；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すること。静電気安全区域で作業する人員のためのトレーニングおよび認定プログラムも推奨されます。

9. 技術比較と設計上の考慮事項

非拡散またはクリアレンズのLEDと比較して、LTL-R42FTBN4Dの白色拡散レンズはより広く均一な視野角を提供し、インジケータを様々な角度から視認する必要があるアプリケーションで優れています。その低電流要件は、マイクロコントローラのGPIOピンからの直接駆動と互換性があり、多くの場合トランジスタ駆動段を必要とせず、回路設計を簡素化します。設計者は、電源電圧、LEDの順電圧（保守的な設計のため最大値3.8Vを使用）、および所望の順電流（通常、長寿命のため20mA以下）に基づいて、直列抵抗値を慎重に計算する必要があります。抵抗での消費電力も確認する必要があります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを5V電源で駆動できますか？
A: はい、ただし直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。値はオームの法則を使用して計算できます：R = (電源電圧 - LED順電圧) / 順電流。代表値を使用すると（5V - 3.8V）/ 0.020A = 60オーム。標準的な62または68オームの抵抗が適しており、電流を20mA付近または以下に保ちます。

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、スペクトルパワー出力が最も高い波長（468 nm）です。主波長（λd）は、CIE色度図上の色座標から導出され、光の知覚される色に最も一致する単一波長（460-475 nm）を表します。設計においては、色指定には主波長の方がより関連性があります。

Q: 光度ビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A: 袋に印字されたビンコード（例：H、J、K）は、内部のLEDの保証される最小および最大光出力範囲を示します。アレイで一貫した明るさを得るためには、同じ強度ビンのLEDを指定して使用してください。

11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：ネットワークスイッチ用の4-LEDステータスバーの設計。バーはリンク速度（例：10/100/1000 Mbps）とアクティビティを示すべきです。LTL-R42FTBN4Dを使用して、設計者は以下の手順を実行します：1）均一性のために、同じ光度ビン（例：ビンK）および主波長ビン（例：B08）からLEDを選択します。2）3.3Vマイクロコントローラ電源の場合、直列抵抗を計算します：R = (3.3V - 3.8V) / 0.02A = -25オーム。この負の結果は、3.3Vでは20mAでLEDを順方向バイアスするのに不十分であることを示しています。設計者は、より高い電源電圧（5Vなど）を使用するか、LEDをより低い電流で駆動して明るさの低下を受け入れる必要があります。5V電源の場合、68オームの抵抗で約17.6mAが得られ、安全で良好な明るさを提供します。3）PCBの穴が0.6mmのリード径に対応し、2mmのはんだ付け-本体間クリアランスを維持するようにします。4）ネットワークステータスに基づいて適切なLEDを点灯させるようにマイクロコントローラをプログラムします。

12. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスによって光を発する半導体デバイスです。p-n接合に順方向電圧が印加されると、n型材料からの電子が活性領域でp型材料からの正孔と再結合します。この再結合プロセスは、光子（光）の形でエネルギーを放出します。発光の特定の波長（色）は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。LTL-R42FTBN4Dは、インジウムガリウム窒化物（InGaN）化合物半導体を利用しており、ピーク約470ナノメートルの青色発光に対応するバンドギャップを持つように設計されています。白色拡散エポキシレンズは半導体チップを封止し、機械的保護を提供し、発光を散乱させて広い視野角を作り出します。

13. 技術トレンド

スルーホールLED市場は成熟していますが、効率と信頼性の漸進的な改善が続いています。より広範なLED業界のトレンド、例えばより高い内部量子効率を持つ材料の開発や、より良い熱管理と光取り出しのための改良されたパッケージング技術は、間接的にすべてのLEDフォームファクタに利益をもたらします。より低い順電圧とより高い発光効率（電気入力ワットあたりのより多くの光出力）への絶え間ない追求があります。インジケータ用途では、最終製品における自動化と品質への期待によって駆動され、一貫した色と明るさ（厳密なビニング）への需要は依然として高いです。表面実装デバイス（SMD）LEDは、その小さなサイズと自動ピックアンドプレース組立への適合性から新設計を支配していますが、スルーホールLEDは、試作、教育キット、修理部門、および機械的堅牢性や手動組立が好まれるアプリケーションにおいて重要な市場を保持しています。