LTL1KH6FK アンバーLEDランプ データシート - 5mm径 - 順電圧2.4V - 消費電力75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、5mmスルーホール型LEDランプの仕様を詳細に説明します。この部品は、幅広い電子機器における状態表示および信号表示用途向けに設計されています。AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術と水色透明レンズを組み合わせて実現されたアンバー色を呈し、光出力と視野角を向上させています。

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、低消費電力、および高効率です。RoHS指令に準拠した鉛フリー製品であり、厳しい環境規制を持つ世界市場に適しています。汎用性の高いパッケージにより、プリント基板（PCB）やパネルへの容易な実装が可能です。ターゲットアプリケーションは、信頼性の高い明るい状態表示が必要な通信機器、コンピュータ、民生電子機器、家電製品、産業用制御装置など、複数の業界に及びます。

2. 詳細技術パラメータ分析

電気的および光学的パラメータを理解することは、信頼性の高い回路設計と一貫した性能達成に不可欠です。

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。

• 消費電力（Pd）：周囲温度（TA）25°C時で75 mW。これはLEDパッケージが熱として放散できる最大電力です。
• 直流順電流（IF）：連続30 mA。
• ピーク順電流：60 mA、パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10 μs）でのみ許容されます。
• ディレーティング：最大直流順電流は、周囲温度が30°Cを超える度ごとに、0.45 mAずつ線形的に低減しなければなりません。
• 動作温度範囲：-40°C から +85°C。
• 保管温度範囲：-40°C から +100°C。
• リードはんだ付け温度：最大260°C、5秒間（LED本体から2.0mm（0.079インチ）の地点で測定）。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、TA=25°C、IF=20mAで測定された代表的な性能パラメータです。

• 光度（Iv）：240 mcd（最小）から880 mcd（最大）の範囲で、代表値が提供されます。このパラメータはビニングされます（セクション4参照）。測定には、CIE明所視感度曲線に近似したセンサー/フィルターを使用します。保証には±15%の試験許容差が含まれます。
• 視野角（2θ1/2）：75度。これは、光度が軸上（中心）値の半分に低下する全角度です。
• ピーク発光波長（λp）：611 nm。これは発光スペクトルの最高点の波長です。
• 主波長（λd）：600 nmから610 nmの範囲。これはCIE色度図から導出され、LEDの知覚色を表します。このパラメータもビニングされます。
• スペクトル半値幅（Δλ）：17 nm。これはスペクトル純度を示します。値が小さいほど単色光に近くなります。
• 順電圧（VF）：20mA時、代表値2.4V。最小値は2.05Vと記載されています。
• 逆電流（IR）：逆電圧（VR）5V印加時、最大100 μA。重要：このデバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。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

製造における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

Ivは5つのビンコード（J0、K0、L0、M0、N0）に分類され、各コードはIF=20mA時における定義された最小・最大光度範囲を持ちます。各ビン限界の許容差は±15%です。

3.2 主波長ビニング

λdは3つのビンコード（H23、H24、H25）に分類され、600.0 nmから610.0 nmの範囲をカバーします。各ビン限界の許容差は±1 nmです。光度と波長の特定のビンコードは各梱包袋に印字されており、均一性を必要とするアプリケーションでの選択的マッチングを可能にします。

4. 性能曲線分析

データシートは、様々な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、通常以下を含みます：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともに（通常は非線形に）増加する様子を示し、電流制御の重要性を強調します。
• 順電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性を示し、直列抵抗値の計算に重要です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の負の温度係数を示し、接合温度が上昇すると光度が低下します。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、611nmでのピークと17nmの半値幅を示します。

5. 機械的・梱包情報

5.1 外形寸法

このLEDは標準的な5mm丸型ラジアルリードパッケージを採用しています。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（括弧内はインチ）で表記、一般公差は±0.25mm（.010"）、フランジ下部の樹脂突出は最大1.0mm（.04"）、リード間隔はリードがパッケージから出る点で測定されます。正確なPCBレイアウトのため、詳細な寸法図は原本データシートに提供されています。

5.2 極性識別

スルーホールLEDは通常、アノード（+）リードが長く、カソード（-）リード近くのレンズケースの縁に平らな部分（フラット）または切り欠きがあります。この部品の具体的な極性マーキングについては、常にデータシートの図を参照してください。

5.3 梱包仕様

LEDは静電気防止袋に梱包されています。袋あたりの標準数量は1000個、500個、200個、または100個です。10袋が内箱に入れられます（例：1000個入り袋の場合、合計10,000個）。8つの内箱が外輸送箱に梱包されます（例：合計80,000個）。出荷ロットの最後の梱包は満箱でない場合があります。

6. はんだ付け、組立、取り扱いガイドライン

適切な取り扱いは、損傷を防止し長期信頼性を確保するために重要です。

6.1 保管

長期保管の場合、周囲環境は30°Cまたは相対湿度70%を超えてはなりません。元の梱包から取り出したLED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には、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターを使用してください。

6.2 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。強力な洗浄剤や研磨剤は避けてください。

6.3 リード成形と組立

リードは、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた地点で曲げてください。レンズ基部を支点として使用しないでください。成形は室温で、はんだ付け前に行わなければなりません。PCB挿入時は、エポキシ樹脂本体への機械的ストレスを避けるため、最小限のクリンチ力で行ってください。

6.4 はんだ付けプロセス

はんだ付け点とレンズ基部の間には、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。

• 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（1回のみ）。
• フローはんだ付け：最大予熱温度100°C、最大60秒間。最大はんだウェーブ温度260°C、最大5秒間。浸漬位置はエポキシボディ基部から2mm以上離れている必要があります。
• 重要注意：赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホールLED製品には適していません。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。

6.5 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気に敏感です。予防措置には以下が含まれます：接地されたリストストラップまたは静電気防止手袋の使用；すべての機器、作業台、保管ラックが適切に接地されていることの確認；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のイオンブロワーの使用。ESD安全環境を維持するため、トレーニングとワークステーションチェックリストの導入が推奨されます。

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。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な明るさを確保するためには、強く推奨します各LEDに個別の電流制限抵抗を直列に接続することです（回路モデルA）。電圧源からLEDを直接並列に駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のLED間の順電圧（VF）特性のわずかなばらつきが、電流、ひいては明るさに大きな差を生じさせるためです。

7.2 直列抵抗の計算

電流制限抵抗（R_s）の値はオームの法則を用いて計算します：R_s= (V_電源- V_F) / I_F。例えば、電源5V、代表的なVF 2.4V、希望電流I_F20mAの場合：R_F= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。抵抗の電力定格は少なくともP = I_s* R_F²= (0.020)_s* 130 = 0.052Wであるべきなので、標準的な1/8W（0.125W）抵抗で十分です。²7.3 熱管理に関する考慮事項

消費電力は低いですが、高温環境アプリケーションではディレーティング曲線を遵守しなければなりません。最大接合温度を超えると、光束維持率の低下が加速され、動作寿命が短縮されます。密閉空間でLEDを最大定格電流付近で動作させる場合は、十分な空気の流れを確保してください。

8. 技術比較と差別化

このAlInGaPアンバーLEDは、GaAsP（ガリウムヒ素リン）などの旧来技術と比較して明確な利点を提供します。AlInGaPは著しく高い発光効率と優れた温度安定性を提供し、広い温度範囲でより明るく一貫した光出力を実現します。拡散や着色されたレンズとは対照的に、水色透明レンズは光出力を最大化し、指定された75度の視野角を持つ明確でシャープなビームパターンを形成します。指向性のある光が有益なパネルインジケータに最適です。

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？

電圧源からLEDを直接駆動することは強く非推奨であり、制御されない電流によりデバイスを破壊する可能性が高いです。順電圧は固定の閾値ではなく特性曲線です。代表的なVFをわずかに超える電圧の増加でも、電流が大きく、破壊的なレベルまで増加する可能性があります。

No.9.2 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λp）

は、スペクトル出力曲線の最高強度点における物理的な波長です。主波長（λd）は、人間の色知覚（CIE図表）に基づいて計算され、知覚される色に最もよく一致する値です。このアンバーLEDのような単色光源では、これらはしばしば近い値になりますが、色仕様に関してはλdがより関連性の高いパラメータです。9.3 このLEDを屋外用途に使用できますか？

データシートは屋内および屋外サインに適していると記載しています。ただし、紫外線、湿気、極端な温度に長時間さらされる過酷な屋外環境では、PCBへのコーティングや動作温度が仕様内に収まることの確認など、追加の設計考慮が必要です。

9.4 ビニングシステムはなぜ存在するのですか？

製造上のばらつきにより、個々のLED間で性能にわずかな差が生じます。ビニングは、厳密に管理されたパラメータ（強度、色）を持つグループにそれらを分類します。これにより、設計者は特定の均一性要件を満たすビンを選択でき、特に複数LEDアレイやディスプレイにおいて重要です。

10. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：

12V電源ラインから駆動される、均一なアンバー状態インジケータ10個を備えた制御パネルの設計。設計手順：

電流選択：

1. 駆動電流を選択します。20mAは標準試験条件であり、良好な明るさを提供します。抵抗計算：
2. 電源12V、代表的なVF 2.4Vの場合：R= (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 Ω。最も近い標準値は470 Ωです。実際の電流を再計算：I_s= (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA（許容範囲）。_F電力定格：
3. 抵抗 P_{= (0.0204A)}* 470Ω ≈ 0.195W。安全マージンのため、1/4W（0.25W）抵抗を使用します。²均一性のためのビニング：
4. 発注時に、単一の狭い光度ビン（例：M0: 520-680 mcd）と単一の波長ビン（例：H24: 603.0-606.5 nm）を指定し、10個すべてのインジケータが同一に見えるようにします。レイアウト：
5. PCBレイアウト上に抵抗を配置し、はんだ付け点から本体までの最低2mmの距離を維持します。各LEDの極性が正しく向いていることを確認してください。11. 動作原理

このLEDはAlInGaP材料に基づく半導体ダイオードです。特性順電圧（VF）を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP層の特定の組成が、この場合はアンバー色（約610 nm）の放出光の波長（色）を決定します。水色透明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、放出光を指定された視野角に形成します。

12. 技術トレンド

表面実装デバイス（SMD）LEDが現代の高密度電子機器を支配していますが、このようなスルーホールLEDは、堅牢性、手動組立や修理の容易さ、単一点光源からの高い個別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関連性があります。スルーホールLED内の技術トレンドは、発光効率の向上（ワットあたりのより多くの光出力）、高度なビニングによる色の一貫性の改善、より優れたパッケージ材料による信頼性の向上に焦点を当て続けています。旧来技術に対するAlInGaPのような高効率半導体材料への移行は、この進歩の明確な例です。

While surface-mount device (SMD) LEDs dominate modern high-density electronics, through-hole LEDs like this one remain relevant for applications requiring robustness, ease of manual assembly, repair, or high individual brightness from a single point source. The technology trend within through-hole LEDs continues to focus on increasing luminous efficacy (more light output per watt), improving color consistency through advanced binning, and enhancing reliability through better packaging materials. The shift towards higher-efficiency semiconductor materials like AlInGaP over older technologies is a clear example of this progression.