T-1 スルーホールLEDランプ LTL-R14FEGAJHBPT 仕様書 - バイカラー黄緑/赤 & ホワイト拡散 - 20mA - 52mW - 日本語技術データシート

1. 製品概要

本資料は、回路基板インジケータ（CBI）として設計されたT-1フォーマットのスルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは黒色プラスチック製の直角ホルダー（ハウジング）に収められ、バイカラー発光機能（黄緑と赤）とホワイト拡散レンズを組み合わせた特徴を持ちます。主な設計焦点は、プリント回路基板（PCB）への組立の容易さにあり、自動実装プロセスに適しています。

1.1 主要機能と利点

• 組立の容易さ：設計は、回路基板への簡単な組立に最適化されています。
• コントラストの向上：点灯したインジケータの視覚的なコントラスト比を向上させるために、黒色のハウジング材料が使用されています。
• 省エネルギー性：本デバイスは、低消費電力と高発光効率を兼ね備えています。
• 環境適合性：これは鉛フリー製品であり、RoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠しています。
• 梱包：自動組立装置に対応したテープ＆リール梱包で供給されます。

1.2 対象アプリケーションと市場

このLEDランプは、以下のような幅広い電子機器を対象としています（これらに限定されません）：

• コンピュータ周辺機器およびシステム
• 通信機器
• 民生用電子機器
• 産業用制御および計測機器

2. 技術パラメータ分析

このセクションでは、デバイスに規定された主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。特に断りのない限り、すべてのデータは周囲温度（TA）25°Cを基準としています。

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がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 消費電力（PD）：赤および黄緑LEDの最大値は52 mWです。このパラメータは熱設計において重要です。
• ピーク順電流（IFP）：最大60 mA、パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10ms）でのみ許容されます。
• 連続DC順電流（IF）：最大20 mA。これは信頼性の高い長期性能のための推奨動作電流です。
• 動作温度範囲：-40°C ～ +85°C。本デバイスは産業グレードの温度環境に対応しています。
• 保存温度範囲：-40°C ～ +100°C。
• リードはんだ付け温度：LED本体から2.0mmの位置で測定し、最大5秒間260°Cに耐えます。これは標準的なフローはんだ付けや手はんだ付けプロセスと互換性があります。

2.2 電気的・光学的特性

以下のパラメータは標準試験条件（IF = 10mA）で測定されます。光度（Iv）の仕様には±30%の試験公差が含まれていることに注意してください。

2.2.1 光度と指向角

• 黄緑LED：代表的な光度は38 mcdで、範囲は23 mcd（最小）から65 mcd（最大）です。代表的な指向角（2θ1/2）は120度で、広く拡散した光パターンを示しています。
• 赤LED：代表的な光度はより高く60 mcdで、範囲は30 mcd（最小）から90 mcd（最大）です。

2.2.2 分光特性

• 黄緑LED：代表的なピーク発光波長（λP）は574 nmです。代表的な主波長（λd）は570 nmで、スペクトル半値幅（Δλ）は20 nmです。
• 赤LED：代表的なピーク発光波長（λP）は660 nmです。代表的な主波長（λd）は645 nmで、スペクトル半値幅（Δλ）も20 nmです。

2.2.3 電気的パラメータ

• 順方向電圧（VF）：黄緑LEDの場合、代表的なVFは2.0Vで、10mA時で1.6V（最小）から2.5V（最大）の範囲です。赤LEDのVFも同じ範囲で規定されています。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V時で最大100 μA。本デバイスは逆方向動作用に設計されていないことが明記されています。この試験条件はリーク電流の確認のみを目的としています。

3. ビン分け仕様

本製品は、主要な光学パラメータに基づいてビンに分類され、生産ロット内の一貫性を確保します。設計者は、輝度と色のアプリケーション要件を満たすためにビンを指定できます。

3.1 光度ビン分け

• 黄緑（Gコード）：
  • G1: 23 - 38 mcd
  • G2: 38 - 65 mcd
• 赤（Rコード）：
  • R1: 30 - 50 mcd
  • R2: 50 - 90 mcd

各ビン限界値の公差は±15%です。

3.2 主波長ビン分け

• 黄緑（Aコード）：
  • A1: 565.0 - 568.0 nm
  • A2: 568.0 - 570.0 nm
  • A3: 570.0 - 572.0 nm
  • A4: 572.0 - 574.0 nm
• 赤（Bコード）：単一の広いビンBで、630.0 - 660.0 nmをカバーします。

各ビン限界値の公差は±1 nmです。

4. 特性曲線分析

提供されたPDF抜粋は代表的な特性曲線を参照していますが、これらのグラフは詳細な設計に不可欠です。これらは通常、順電流と光度の関係（I-V曲線）、順電圧と温度の関係、および分光パワー分布を示しています。設計者はこれらを使用して、異なる駆動電流や周囲温度などの非標準動作条件下での性能を予測します。

5. 機械的仕様と梱包情報

5.1 外形寸法と構造

本デバイスは、黒またはダークグレーのプラスチック製直角ホルダーに取り付けられたT-1（3mm）ランプ形状を使用しています。主な機械的注意点は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル単位です。
• 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mmです。
• ピン長は3.0mmと規定されています。

5.2 梱包仕様

本デバイスは、自動組立に適した形式で供給されます。

• キャリアテープ：黒色導電性ポリスチレン合金製、厚さ0.50mm。
• リール：標準13インチ（330mm）リール。
• 1リールあたりの数量：400個。
• マスター梱包：
  1. 1リールは、乾燥剤と湿度指示カードと共に防湿バッグ（MBB）内に梱包されます。
  2. 2つのMBB（合計800個）が1つの内箱に梱包されます。
  3. 10個の内箱（合計8,000個）が1つの外箱に梱包されます。

6. はんだ付け、組立、取り扱いガイドライン

6.1 保管条件

• 未開封パッケージ（MBB）：温度30°C以下、湿度70%RH以下で保管。梱包日から1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：温度30°C以下、湿度60%RH以下で保管。MBBから取り出した部品は、168時間（7日）以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります。
• 長期保管（開封済み）：168時間を超えて保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。はんだ付け前に、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象による損傷を防ぐために、少なくとも48時間60°Cでベーキング（乾燥）を行う必要があります。

6.2 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。強力な洗浄剤や不明な化学洗浄剤の使用は避けてください。

6.3 リード成形とPCB組立

• リードは、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で曲げてください。レンズ基部を支点として使用しないでください。
• すべてのリード成形は、はんだ付けプロセスの前、かつ室温で完了させなければなりません。
• PCBへの挿入時は、部品を固定するために必要な最小限のクリンチング力のみを加え、LEDパッケージに過度の機械的ストレスがかからないようにしてください。

6.4 はんだ付けプロセス

本デバイスは標準的なはんだ付け技術と互換性があります。リードはんだ付け時は、最大定格である260°C、5秒を遵守してください。はんだごて先端やフローはんだの接触点がプラスチック本体から少なくとも2.0mm離れていることを確認し、熱損傷を防止してください。

7. アプリケーション提案と設計上の考慮点

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

このバイカラーLEDは、複数の状態を伝える必要があるステータス表示に最適です。一般的な用途は以下の通りです：

• 電源/スタンバイインジケータ：スタンバイ時は赤、電源オン時は緑。
• システムステータス：正常動作時は緑、故障または警告状態時は赤。
• バッテリーレベルインジケータ：色で充電レベルを示すマルチセグメント表示（例：緑=高、赤=低）。
• モード選択インジケータ：家電製品や産業機器のコントロールパネル上。

7.2 回路設計上の注意点

• 電流制限：常に直列の電流制限抵抗を使用してください。抵抗値は R = (Vcc - VF) / IF の式で計算します。ここで、VFは所望の電流（通常10-20mA）における点灯色の順方向電圧です。
• バイカラー駆動：これは2ピン、2チップのデバイスです。2つのLED（赤と黄緑）は逆並列に接続されています。一方のピンに順方向バイアスを印加すると一方の色が点灯し、極性を反転させるともう一方の色が点灯します。両方の色を同時に表示することはできません。
• マイクロコントローラインターフェース：マイクロコントローラのGPIOピンで簡単に駆動できます。ピンが要求される電流を供給/吸収できることを確認してください。より高い電流が必要な場合は、トランジスタドライバが必要になることがよくあります。

8. 技術比較と差別化

単色スルーホールLEDと比較して、このバイカラーデバイスは、2つのインジケータ機能を1つの物理的フットプリントに統合することで、PCB上のスペースを大幅に節約します。直角ホルダーは、高さ制約のあるアプリケーションに最適な薄型実装ソリューションを提供します。バイカラーチップにホワイト拡散レンズを組み込むことで、均一で広い指向角の外観が得られ、多くのインジケータ用途においてクリアレンズよりも好まれる場合があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

1. 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、発光出力が最大となる単一波長です。主波長（λd）は、人間の目が知覚する単一波長で、CIE色度座標から計算されます。色表示アプリケーションではλdの方がより関連性が高いです。
2. Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？
   A: はい、20mAは最大連続DC順電流定格です。最適な寿命と信頼性のためには、10mA（試験条件）またはそれよりわずかに低い電流で駆動することが一般的です。
3. Q: 保管と取り扱いにおける湿気感受性がなぜそれほど重要ですか？
   A: プラスチックパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部の剥離や亀裂（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。規定のベーキング手順はこの湿気を除去します。
4. Q: 正しいビンコードをどのように選択すればよいですか？
   A: アプリケーションの輝度の一貫性（G1/G2/R1/R2）と色の一貫性（黄緑の場合はA1-A4）の必要性に基づいてビンコードを指定してください。複数のユニット間での色合わせが重要な場合は、より狭い波長ビン（例：A2）を選択する必要があります。

10. 実践的な設計と使用事例

シナリオ: ネットワークルーターのステータスパネル設計
設計者は電源、インターネット接続、Wi-Fiアクティビティのインジケータを必要としています。彼らはインターネットインジケータにこのバイカラーLEDを選択します。回路は、マイクロコントローラのピンがLEDを駆動するように設計されています。有効なインターネット接続（イーサネット経由）が確立されると、ピンは論理ハイを出力し、黄緑LEDを点灯させます。接続が失われると、ファームウェアはピンを論理ローに切り替え、赤LEDを点灯させます。LEDと直列に1つの150Ωの電流制限抵抗が配置され、3.3V電源と約10mA時の約2.0Vの順方向電圧に対して計算されています。これにより、1つの部品フットプリントを使用して明確で曖昧さのないステータスを提供し、2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較してスペースとコストを節約します。

11. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれ、デバイス内で電子が正孔と再結合する際に光子の形でエネルギーを放出することで起こります。光の色は、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まります。このバイカラーデバイスでは、2つの異なる半導体チップ（赤スペクトルを発光するものと黄緑スペクトルを発光するもの）が、逆並列構成で共通のカソード/アノード接続を持つ単一パッケージ内に収められています。ホワイト拡散レンズは光を散乱させるエポキシドームで、より広く均一な指向角を作り出し、個々のチップの外観を和らげます。

12. 技術トレンドと背景

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T-1タイプのようなスルーホールLEDは特定の分野で依然として関連性があります。その主な利点には、優れた機械的堅牢性、容易な手動プロトタイピングと修理、およびより高い許容はんだ付け温度が含まれます。このような部品のトレンドは、より高い効率（mAあたりのより多くの光出力）、より厳密なビン分けによる色の一貫性の向上、および過酷な環境条件下（より広い温度範囲、より高い耐湿性）での信頼性の向上に向かっています。単一パッケージでのバイカラー機能は、基板スペースを最小限に抑えながら機能性を高めようとする業界の継続的な取り組みを表しており、これはスルーホールとSMDの設計思想を橋渡しする原則です。