LTL1NHSJ4D LEDランプ データシート - 3.1mm径 アンバー拡散 - 2.1V標準 - 20mA - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高効率スルーホール実装LEDランプの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、低消費電力で高輝度出力を必要とする汎用インジケータ用途向けに設計されています。主な特徴として、コンパクトな3.1mm径パッケージ、低電流要件による集積回路との互換性、プリント基板やパネルへの多様な実装オプションが挙げられます。光源にはAlInGaP技術を採用し、アンバー色の拡散黄色光を出力します。

2. 技術パラメータ詳細解釈

2.1 絶対最大定格

恒久的な損傷を防ぐため、本デバイスは以下の限界を超えて動作させてはなりません。最大許容損失は75 mWです。パルス条件（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）で適用可能なピーク順電流は60 mAです。最大連続DC順電流は20 mAです。最大5 Vまでの逆電圧に耐えることができます。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。はんだ付けに関しては、LED本体から1.6mmの位置で測定し、リード線を最高260°Cで最大5秒間まで加熱可能です。

2.2 電気的・光学的特性

全てのパラメータは周囲温度（T_A）25°Cで規定されています。光度（I_V）は、順電流（I_F）20 mAにおいて、標準値700 mcd、最小240 mcd、最大1150 mcdです。指向角（2θ_1/2）は25度です。ピーク発光波長（λ_P）は591 nmです。主波長（λ_d）は586 nmから594 nmの範囲で、標準値は590 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は15 nmです。順電圧（V_F）は20 mAにおいて標準2.1 V、範囲は1.6 Vから2.6 Vです。逆電流（I_R）は、逆電圧（V_R）5Vにおいて最大100 μAです。本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していない点に注意が必要です。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステム説明

LEDは、アプリケーションでの一貫性を確保するため、光度と主波長に基づいてビンに分類されます。光度ビンは以下の通りです：JK（240-400 mcd）、LM（400-680 mcd）、NP（680-1150 mcd）。各ビンの許容差は±15%です。主波長ビンは以下の通りです：H16（586.0-588.0 nm）、H17（588.0-590.0 nm）、H18（590.0-592.0 nm）、H19（592.0-594.0 nm）。各ビンの許容差は±1 nmです。光度の特定のビンコードは各梱包袋に印字されています。

4. 性能曲線分析

本データシートは、周囲温度25°Cで測定された典型的な電気的・光学的特性曲線を参照しています。これらの曲線は、順電流対順電圧、光度対順電流、発光スペクトル分布などの主要パラメータ間の関係を視覚的に表しています。異なる動作条件下でのデバイスの挙動を理解し、非標準電流での性能を予測し、効率と寿命を維持しながら所望の輝度レベルを達成する適切な駆動回路を設計するためには、これらの曲線を分析することが不可欠です。

5. 機械的・梱包情報

5.1 パッケージ寸法

本LEDは、スルーホール実装用に設計された標準的な3.1mm径の丸型パッケージを採用しています。特に指定がない限り、主要な寸法公差は±0.25mmです。フランジ下部の樹脂は最大0.5mmまで突出または陥没する場合があります。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。正確なPCBレイアウトと機械的統合のため、全ての重要な寸法を含む詳細な機械図面がデータシートに提供されています。

5.2 梱包仕様

LEDは、1000個、500個、200個、または100個入りの梱包袋で供給されます。これらの梱包袋10袋が内箱にまとめられ、内箱あたり合計10,000個となります。大口出荷の場合は、内箱8箱が外箱に梱包され、外箱あたり合計80,000個となります。出荷ロット内では、最終梱包のみが完全な梱包単位でない場合があることに注意してください。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

信頼性のため、適切な取り扱いが重要です。保管時は、周囲温度30°C以下、相対湿度70%以下を保ってください。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。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のみを推奨します。リード成形時は、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で曲げを行い、はんだ付け前に室温で作業を実施してください。はんだ付け時は、はんだ付け点とレンズ基部の間に少なくとも2mmのクリアランスを確保する必要があります。推奨はんだ付け条件は以下の通りです：はんだごて温度最大350°C、最大3秒（1回のみ）、または、波はんだ付け（予熱最大100°C、最大60秒、はんだ波温度最大260°C、最大5秒）。赤外線（IR）リフローは、このスルーホールLED製品には適していません。

7. アプリケーション提案

7.1 駆動方法

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輝度を確保するため、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。並列アレイに単一の抵抗を使用する方法（データシートの回路B）は推奨されません。各LEDの順電圧（V_F）特性のわずかなばらつきが、電流分担に大きな差を生じさせ、結果として不均一な光度の原因となるためです。

7.2 ESD（静電気放電）保護

本デバイスは静電気放電に敏感です。損傷を防ぐため、作業者は導電性リストストラップまたは帯電防止手袋を使用してください。全ての設備、作業台、保管ラックは適切に接地する必要があります。取り扱いや保管中に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、イオンブロワーの使用が提案されています。

7.3 想定用途と注意事項

本LEDは、オフィス、通信、家庭用の一般的な電子機器を対象としています。事前の協議および特定の認定なしに、故障が生命や健康を脅かす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空、医療機器、交通制御）での使用は想定されていません。

8. 技術比較と設計上の考慮点

旧来の技術と比較して、AlInGaP材料の使用は、時間および温度に対するより高い効率と安定した色出力を実現します。3.1mmパッケージは業界標準であり、既存のPCBフットプリントやパネル開口部との互換性を確保します。20mA時の標準順電圧2.1Vは、単純な直列抵抗を用いた3.3Vまたは5Vロジック電源からの直接駆動に適しています。設計者は放熱を慎重に考慮する必要があります。電力、電流、または温度の絶対最大定格を超えると、性能が低下し寿命が短縮します。25度の指向角は比較的集中したビームを示しており、直接視認するインジケータ用途に適しています。

9. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: 5V電源で使用する場合、抵抗値はいくつにすべきですか？

A: オームの法則（R = (V_電源- V_F) / I_F）と、20mA時の標準V_F値2.1Vを用いると、R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 オームとなります。標準の150オーム抵抗が適切な出発点です。回路内の実際の電流は常に確認してください。

Q: より明るくするために30mAで駆動できますか？

A: できません。絶対最大連続DC順電流は20 mAです。この定格を超えると、デバイスの恒久的な損傷のリスクがあり、規定された動作条件に違反します。

Q: 光度の範囲が広い（240-1150 mcd）ですが、一貫した輝度を確保するにはどうすればよいですか？

A: ビニングシステムを活用してください。発注時に必要な光度ビン（JK、LM、またはNP）を指定することで、より狭い性能範囲内のLEDを入手できます。ビンコードは梱包袋に印字されています。

Q: 逆電圧保護は必要ですか？

A: 本デバイスは最大5Vまでの逆電圧に耐えることができますが、逆動作用に設計されていません。逆電圧が発生する可能性のある回路（例：AC結合、誘導性負荷）では、並列にダイオード（カソードをアノードに）を接続するなどの外部保護を推奨します。

10. 実用的なアプリケーション事例

10個の同一アンバーLEDインジケータを備えたネットワークルータの状態表示パネルを設計する場合を考えます。均一な輝度を確保するため、各LTL1NHSJ4D LEDは、3.3VマイクロコントローラGPIOピンから個別に駆動すべきです。各LEDのアノードラインには、約62オームの直列抵抗（(3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60オーム、最も近い標準値62オーム）を配置します。LEDは、パネルの厚みに合わせて本体から4mmの位置でリードを成形し、PCBに実装します。組立時はESD対策を遵守し、はんだ付けは温度制御されたはんだごてを320°Cに設定し、接点ごとに2秒間行います。LM光度ビン（400-680 mcd）を指定することで、10個全てのインジケータで一貫した中程度の明るさの外観を実現できます。

11. 動作原理紹介

本LEDは、半導体ダイオード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。発光層はアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）で構成されています。順電圧が印加されると、電子と正孔が発光層に注入され、再結合して光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが今の場合アンバー/黄色の発光の主波長を定義します。拡散レンズ材料は光を散乱させ、クリアレンズと比較してより広く均一な視認パターンを生成します。

12. 開発動向

インジケータLEDの一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の向上）に向かって続いており、これにより同じ光度出力をより低い駆動電流で実現でき、消費電力と発熱を低減できます。また、温度や寿命にわたる色の一貫性と安定性の向上にも焦点が当てられています。スルーホールパッケージは、試作、手作業組立、および特定の産業用途では依然として人気がありますが、表面実装デバイス（SMD）パッケージは、その小型・薄型化により、自動化された大量生産においてますます主流となっています。基盤となるAlInGaP材料技術は成熟しており、赤、オレンジ、アンバー色に対して優れた性能を提供します。