スルーホールLEDランプ T-1 3mm 仕様書 - ブルー & レッド ホワイト拡散レンズ付き - 電圧 2.9V/1.9V - 電力 70mW/52mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、スルーホールLEDインジケータランプの仕様を詳細に説明します。本デバイスは一般的なT-1（3mm）径パッケージを採用し、ブルーまたはレッドのLEDチップとホワイト拡散レンズを組み合わせた特徴を持ちます。この設計は、様々なアプリケーションにおける状態表示に適した、均一で拡散された光出力を提供することを目的としています。

1.1 主な特長と利点

このLEDランプの主な利点は、低消費電力と高効率であり、バッテリー駆動または省エネルギー設計に適しています。鉛フリー材料で構成され、RoHS環境指令に準拠しています。T-1フォームファクタは業界で広く採用されている標準規格であり、既存のPCBレイアウトおよび製造プロセスとの互換性を保証します。カラーチップの上にホワイト拡散レンズを組み込むことで、光を柔らかく広げ、グレアを低減し、より美的に優れたインジケータを実現します。

1.2 対象アプリケーションと市場

この部品は、汎用の状態表示を目的として設計されています。典型的な適用分野には、通信機器（ルーター、モデムなど）、コンピュータ周辺機器、民生電子機器、家電製品が含まれます。スルーホール設計の信頼性とシンプルさは、明確で耐久性のある視覚的フィードバックを必要とするアプリケーションで一般的に選択されます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、デバイスの性能範囲を定義する主要な電気的、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。

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ストレスの限界を定義します。通常動作を意図したものではありません。

• 電力損失 (Pd):ブルー: 70 mW、レッド: 52 mW。このパラメータはチップ技術に依存し、周囲温度25°Cにおいてパッケージが処理できる最大熱エネルギーを示します。
• 順方向電流:連続DC順方向電流は、両色とも定格20 mAです。パルス条件下（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10 µs）では、60 mAのより高いピーク順方向電流が許容されます。
• 温度範囲:動作温度範囲は-30°Cから+85°Cです。保管範囲はより広く、-40°Cから+100°Cです。
• はんだ付け温度:リードは、LED本体から2.0mmの位置で測定した場合、最大5秒間260°Cに耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、標準試験条件（TA=25°C、IF=5 mA、特に記載がない限り）で測定された典型的な性能パラメータです。

• 輝度の重要な指標です。ブルーLEDの場合、典型的な光度は110 mcd（最小38、最大310）です。レッドLEDの場合、典型的な光度は495 mcd（最小110、最大880）と大幅に高くなります。広い最小-最大範囲は、後述するビニングの必要性を示しています。視野角 (2θ1/2):
• 光度が軸上の値の半分に低下する全角として定義されます。ブルーおよびレッドの両バージョンとも、典型的な視野角は45度であり、拡散レンズによって助けられた中程度の広さです。波長:
• ブルーLEDの典型的な主波長（λd）は471 nm（範囲465-478 nm）、ピーク波長（λp）は468 nmです。レッドLEDのλdは624 nm（範囲617-632 nm）、λpは632 nmです。順方向電圧 (VF):
• ブルー: 典型的3.6V（範囲2.9-3.6V）。レッド: 典型的2.7V（範囲1.9-2.7V）。この違いは、特に異なる色のLEDを並列に駆動する場合の回路設計において極めて重要です。逆方向電流 (IR):
• VR=5V時、最大100 µA。データシートは、デバイスが逆方向動作用に設計されていないことを明示しています。この試験は特性評価のみを目的としています。3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。本デバイスでは、主に2つのビニング基準が使用されています。

3.1 光度ビニング

LEDは、5 mAで測定された光度に基づいて分類されます。ブルーLEDとレッドLED用に別々のビンテーブルが存在し、それぞれ英数字コード（例：ブルー用BC、DE、FG；レッド用FG、HJ、KL）を持ちます。各ビンには定義された最小および最大光度値があります。例えば、"FG"ビンのブルーLEDは、110から180 mcdの間の光度を持ちます。各ビン限界には±15%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

LEDは主色波長によってもビニングされます。ブルーLEDはすべて、465-478 nmをカバーする単一のビン"1"にグループ化されます。レッドLEDは、617-632 nmをカバーするビン"2"にグループ化されます。波長ビン限界の許容差は厳密な±1 nmであり、各グループ内での良好な色の一貫性を確保します。

4. 性能曲線分析

PDFは典型的な曲線を参照していますが、その分析は標準的なLEDの動作に基づいています。順方向電圧（VF）対順方向電流（IF）曲線は指数関係を示し、レッドLEDはブルーLEDよりも低いニー電圧を持ちます。光度対順方向電流曲線は、通常動作範囲では一般的に線形ですが、より高い電流では飽和します。光度対周囲温度曲線は負の係数を示し、温度が上昇すると光出力が減少することを意味します。スペクトル分布曲線は、各色について指定されたλp付近に単一のピークを示し、ブルーLEDはレッドLED（Δλ 20 nm）と比較してより広いスペクトル半値幅（Δλ 25 nm）を持ちます。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 外形寸法

本デバイスは、標準的なT-1（3mm）丸型LEDパッケージに準拠しています。主要な寸法には、レンズ直径、全高、リード間隔が含まれます。リード間隔は、リードがパッケージ本体から出ている位置で測定されます。特に指定がない限り、公差は通常±0.25mmです。フランジ下の樹脂の突出は最大1.0mmであることを示す注記があります。

5.2 極性識別

スルーホールLEDは通常、リード長またはレンズフランジ上のフラットスポットを使用してカソード（負極リード）を示します。長いリードは通常アノード（+）です。設計者は、特定の極性マーカーについては物理サンプルまたは詳細図面を参照する必要があります。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって重要です。

6.1 保管条件

元の包装外での長期保管には、30°C以下、相対湿度70%以下の環境が推奨されます。長期にわたる場合は、乾燥剤を入れた密閉容器内または窒素雰囲気中での保管が推奨されます。

6.2 リード成形

曲げ加工は、内部ダイボンドへのストレスを避けるため、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で行う必要があります。リードフレームの基部を支点として使用してはいけません。成形は室温で、はんだ付け工程の前に行う必要があります。

6.3 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。

はんだごて:

• 最高温度350°C、リードあたり最大時間3秒。波はんだ付け:
• 最大100°Cまで最大60秒間予熱。はんだ波温度最大260°C、接触時間最大5秒。浸漬位置はレンズ基部から2mm以下であってはいけません。重要注意:
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホールタイプのLED製品には適さないと記載されています。過度の熱または時間は、レンズ変形または致命的な故障を引き起こす可能性があります。6.4 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のみを使用して洗浄してください。

7. パッケージング・発注情報

標準的な梱包フローは次の通りです：500個、200個、または100個を静電気防止バッグに1袋。これらの袋10袋を内箱に入れ、合計5,000個。内箱8箱を外輸送箱に梱包し、外箱あたり40,000個となります。注記では、出荷ロットごとに、最終パックのみがフルパックでない場合があることを明確にしています。

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を並列に接続する場合に均一な輝度を確保するためには、各LEDと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A）。単一の共有抵抗で電圧源から複数のLEDを直接並列駆動すること（回路B）は推奨されません。個々のLED間の順方向電圧（VF）特性のわずかなばらつきが、電流、したがって輝度に大きな差を生じさせるためです。

8.2 静電気放電（ESD）保護

これらのLEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。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と作業台の使用；プラスチックレンズ上の静電気を中和するためのイオナイザーの使用；すべての取り扱い設備が適切に接地されていることの確認。ESD敏感デバイス取り扱いに関するオペレーターのトレーニングと認定に重点を置くことが提案されています。

9. 技術比較・差別化

この製品の主要な差別化機能は、ホワイト拡散レンズを備えたカラーLEDチップ（ブルーまたはレッド）の使用です。これは、チップの色に合わせたクリアまたはカラーレンズを使用する標準的なLEDとは対照的です。ホワイト拡散レンズは、より均一で柔らかく、潜在的に広い視野光パターンを提供し、強烈な色の"ホットスポット"が望ましくないフロントパネルインジケータに好まれることがあります。電気的パラメータは、このサイズのスルーホールインジケータLEDとしては標準的です。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい、20mAは定格連続DC順方向電流です。ただし、最長寿命とより低い接合温度のためには、表示目的であれば10mAや5mAのようなより低い電流で駆動するだけで十分な場合が多くあります。

Q: なぜブルーとレッドで順方向電圧が異なるのですか？

A: これは基本的な半導体物理学によるものです。ブルーLEDは通常、窒化インジウムガリウム（InGaN）から作られており、より高いバンドギャップエネルギーを持つため、より高い順方向電圧になります。レッドLEDは通常、アルミニウムガリウムヒ素（AlGaAs）または類似の材料から作られており、より低いバンドギャップ、したがってより低い順方向電圧を持ちます。

Q: 5V電源の場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

A: オームの法則を使用します：R = (電源電圧 - LEDのVF) / LED電流。ブルーLED（VF=3.6V）を5mAで駆動する場合：R = (5 - 3.6) / 0.005 = 280 オーム。レッドLED（VF=2.7V）を5mAで駆動する場合：R = (5 - 2.7) / 0.005 = 460 オーム。常に最も近い標準抵抗値を使用し、電力定格を考慮してください。

11. 実践的な設計と使用事例

シナリオ: ネットワークスイッチ用のマルチステータスインジケータパネルの設計。

設計者は、"電源オン/システム動作中"を示すためにブルーLEDを、"ネットワーク障害"を示すためにレッドLEDを使用するかもしれません。ホワイト拡散レンズにより、発光色が異なるにもかかわらず、両方のインジケータはフロントパネルから見て同様の柔らかい美的外観を持つことになります。設計者は、異なる順方向電圧のために、各LEDに別々の電流制限抵抗を使用する必要があります。45度の視野角により、ラックマウントユニットにおいて広い角度範囲からステータスが見えることが保証されます。スルーホール設計により、PCBへの堅牢な機械的取り付けが可能であり、これは輸送中または動作中に振動を受ける可能性のある機器にとって重要です。12. 動作原理の紹介

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、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。発光の色（波長）は、使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定されます。このデバイスでは、チップからの一次光が、拡散粒子を含むエポキシレンズを通過します。これらの粒子は光を散乱させ、直接ビームを分散させ、ユーザーから見てより均一で広く、まぶしさの少ない発光パターンを作り出します。

13. 技術トレンド

スルーホールLEDインジケータ市場は成熟しています。インジケータLEDの一般的なトレンドは、より高い効率（mAあたりのより多くの光出力）、より低い消費電力、および改善された信頼性に向かっています。表面実装デバイス（SMD）LEDは、その小さなサイズと自動組立への適合性から新しい設計を支配していますが、スルーホールLEDは、より高い機械的強度、より簡単な手動プロトタイピング、または既存のレガシーデザインとの互換性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。この製品に見られるように、ユーザーエクスペリエンスを向上させるための拡散レンズの使用は、コアパッケージ技術を変更することなく行われる一般的なアプローチです。

The through-hole LED indicator market is mature. The general trend in indicator LEDs is towards higher efficiency (more light output per mA), lower power consumption, and improved reliability. While surface-mount device (SMD) LEDs dominate new designs for their smaller size and suitability for automated assembly, through-hole LEDs remain relevant for applications requiring higher mechanical strength, easier manual prototyping, or compatibility with existing legacy designs. The use of diffuser lenses for improved visual quality, as seen in this product, is a common approach to enhance the user experience without changing the core package technology.