LTL2V3WFK LEDランプ データシート - T-1 3/4パッケージ - 順電圧2.0V - 黄橙色 - 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。このデバイスは、信頼性の高い性能と明瞭な視認性が求められる汎用インジケータおよび照明アプリケーション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）半導体技術を利用して黄橙色の光出力を生成します。製品は一般的なT-1 3/4パッケージ径を特徴とし、幅広い標準PCBレイアウトおよびパネル切り欠きとの互換性を有します。

この部品の中核的な利点は、明るい環境下でも鮮明な視認性を確保する高い光度出力と、エネルギー効率の高いシステム設計に貢献する低消費電力です。プリント基板またはパネルへの直接実装に対応した多用途設計となっています。また、IC互換性を備え、低電流要件により、単純な直列抵抗を用いて多くのロジックレベル出力から直接駆動することが可能です。

このLEDのターゲット市場は、オフィスオートメーション機器、通信機器、民生家電、および様々な家庭用アプリケーションを含む広範な電子機器に及びます。その設計は、性能、信頼性、および統合の容易さのバランスを優先しています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、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。これらの定格は周囲温度（T_A）25°Cで規定されています。最大連続電力損失は120 mWです。通常動作条件下では、直流順電流は50 mAを超えてはなりません。パルス動作では、特定の条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1 ms）で、ピーク順電流90 mAが許容されます。

デバイスは最大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+80°C、保管温度範囲はより広く-55°Cから+100°Cと規定されています。はんだ付けに関しては、はんだ付けポイントがLED本体から少なくとも2 mm（0.08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の温度にさらすことができます。

直流順電流には、40°C以上から0.75 mA/°Cのデレーティング係数が適用されます。これは、周囲温度が40°Cを超えて上昇すると、過熱を防止し長期信頼性を確保するために、最大許容連続電流を直線的に低減しなければならないことを意味します。

2.2 電気的・光学的特性

電気的・光学的特性は、代表的な動作条件下での主要な性能パラメータであり、これもT_A=25°Cで規定されています。

光学的パラメータ：

• 光度（I_V）：これは光の知覚されるパワーの尺度です。順電流（I_F）20 mAで駆動した場合、値は最小3200 mcd（ミリカンデラ）から代表値9300 mcdの範囲です。測定は、標準CIE明所視応答曲線に近似するセンサーとフィルターの組み合わせを用いて行われます。保証光度値には±15%の公差が適用されます。
• 指向角（2θ_1/2）：光度が中心軸で測定された強度の半分になる全角として定義されます。このLEDの場合、指向角は30度であり、指向性のある表示に適した比較的集中したビームであることを示しています。
• ピーク発光波長（λ_P）：光出力パワーが最大となる波長です。611 nmと規定されています。
• 主波長（λ_d）：このパラメータはLEDの知覚される色を定義します。CIE色度図から導出され、その色に最も一致する単一波長を表します。値は600 nmから610 nmの範囲です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：最大強度の半分で測定されるスペクトル帯域幅（半値全幅 - FWHM）です。17 nmであり、これはAlInGaP材料の比較的狭い発光スペクトルの特徴です。

電気的パラメータ：

• 順電圧（V_F）：LEDが導通しているときの両端の電圧降下です。I_F= 20 mAにおいて、順電圧は代表値2.0 V、範囲は1.8 V（最小）から2.4 V（最大）です。このパラメータは電流制限回路の設計に極めて重要です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧が印加されたときに流れるわずかなリーク電流です。逆電圧（V_R）5 Vが印加されたとき、最大100 μAです。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、主要な光学的パラメータに基づいてビンに分類され、生産ロット内および特定のアプリケーション要件における一貫性を確保します。

3.1 光度ビニング

光度は、コードU、V、W、およびXで識別される4つのビンに分類されます。分類は各梱包袋に印字されています。

• ビン U：3200 mcd（最小）から 4200 mcd（最大）
• ビン V：4200 mcd（最小）から 5500 mcd（最大）
• ビン W：5500 mcd（最小）から 7200 mcd（最大）
• ビン X：7200 mcd（最小）から 9300 mcd（最大）

すべての測定はI_F= 20 mAで行われ、測定精度に対して±15%の許容差があります。

3.2 色相（主波長）ビニング

主波長によって定義される色も、色の一貫性を制御するためにビニングされます。ビンはH23、H24、およびH25として識別されます。

• ビン H23：600.0 nm（最小）から 603.0 nm（最大）
• ビン H24：603.0 nm（最小）から 606.5 nm（最大）
• ビン H25：606.5 nm（最小）から 610.0 nm（最大）

測定精度の公差は±1 nmです。このビニングにより、設計者はアプリケーションで必要であれば、非常に特定の色度点を持つLEDを選択することができます。

4. 性能曲線分析

PDFでは代表的な性能曲線が参照されていますが、電流対光度（I-V曲線）、順電圧の温度依存性、スペクトル分布曲線などの具体的なグラフィカルデータは、提供されたテキスト抜粋には含まれていません。完全なデータシートでは、これらの曲線は設計上重要です。

一般的に、このようなAlInGaP LEDの場合、I-V曲線はターンオン電圧（約1.8-2.0V）を超えると、電流と電圧の間に指数関数的な関係を示します。光度曲線は通常の動作範囲（例：最大20-30mAまで）では電流に対してほぼ線形であり、その後は発熱により効率が低下する可能性があります。順電圧は負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。スペクトル分布曲線は、規定の17 nm FWHMで611 nmを中心とした単一のピークを示し、黄橙色の光出力を確認します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と公差

LEDは標準的なT-1 3/4径パッケージに収められています。すべての寸法はミリメートルで提供され、括弧内にインチ表記があります。特に注記がない限り、寸法の一般的な公差は±0.25 mm（±0.010"）です。主要な機械的注意事項は以下の通りです：

• フランジ下部の樹脂は最大1.0 mm（0.04"）突出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。

本体径、レンズ形状、リード長、リード径などを詳細に記述する具体的な寸法図は参照されていますが、提供されたテキストでは詳細に説明されていません。

5.2 極性識別

スルーホールLEDの場合、極性は通常、リード長（長いリードが通常アノード、つまり正極端子）によって示され、場合によってはレンズ縁のフラット部分やフランジの切り欠きによって示されます。この特定部品の正確な方法は、物理部品または詳細なパッケージ図で確認する必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

適切な取り扱いは、デバイスの完全性と性能を維持するために不可欠です。

6.1 リード成形とPCB組立

• リード成形は、はんだ付け前に、通常の室温で行わなければなりません。
• 曲げは、LEDレンズの基部から少なくとも3 mm離れた点で行う必要があります。曲げの際、リードフレームの基部自体を支点として使用してはなりません。
• PCB組立中は、部品を固定するために必要な最小限のクリンチング力を使用し、リードやパッケージに過度の機械的ストレスをかけないようにしてください。

6.2 はんだ付けプロセス

レンズの基部とはんだ付けポイントの間に、少なくとも2 mmのクリアランスを確保する必要があります。レンズをはんだに浸漬してはなりません。

推奨はんだ付け条件：

• はんだごて：最高温度300°C。はんだ付け時間はリードごとに3秒を超えてはなりません。これは一度だけ行ってください。
• フローはんだ付け：
  • 予熱温度：最高100°C。
  • 予熱時間：最大60秒。
  • はんだウェーブ温度：最高260°C。
  • はんだ付け時間：最大5秒。

重要注意：赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホール型LEDランプ製品には適していません。過度のはんだ付け温度や時間は、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。

6.3 洗浄

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。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは以下の階層で梱包されています：

• 梱包袋：1000個、500個、または250個入り。
• 内箱：8個の梱包袋を含み、合計8000個。
• 外箱（出荷箱）：8個の内箱を含み、合計64,000個。

注記として、すべての出荷ロットにおいて、最終梱包のみが満量でない数量を含む場合があると規定されています。

7.2 品番とラベリング

このデバイスの主要な品番はLTL2V3WFKです。光度ビンコード（U、V、W、X）は個々の梱包袋に印字されており、特定の輝度グレードの追跡可能性と選択を可能にします。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

LEDは電流駆動デバイスです。特に並列接続で複数のLEDを駆動する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに専用の電流制限抵抗を直列に接続することを強く推奨します（回路モデルA）。

個別の抵抗なしでLEDを直接並列に接続すること（回路モデルB）は推奨されません。LEDごとの順電圧（V_F）特性の自然なばらつきにより、電流（したがって輝度）は均等に分配されません。最も低いV_Fを持つLEDはより多くの電流を引き込み明るく見え、早期故障を引き起こす可能性がある一方、他のLEDは暗くなる可能性があります。

直列抵抗値（R_s）はオームの法則を用いて計算できます：R_s= (V_電源- V_F) / I_F。代表的なV_F2.0V、希望するI_F20mA、電源5Vを使用すると、抵抗値は(5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ωとなります。最小/最大V_F範囲を考慮して電流が安全限界内に収まるように、150 Ωや180 Ωなどの標準値が適切です。

8.2 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電に敏感です。取り扱いおよび組立中のESD損傷を防止するために：

• 作業者は導電性リストストラップまたは静電気防止手袋を着用する必要があります。
• すべての機器、作業台、保管ラックは適切に接地されていなければなりません。
• イオナイザー（イオンブローア）を使用して、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ことができます。

8.3 保管条件

元の梱包外での長期保管には、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。元の梱包から取り出した場合、LEDは理想的には3か月以内に使用してください。推奨保管環境は、温度30°C以下、相対湿度70%以下です。

9. 技術比較と設計上の考慮事項

GaAsP（ガリウムヒ素リン）のような旧来の技術と比較して、このAlInGaP LEDは著しく高い発光効率を提供し、同じ駆動電流でよりはるかに明るい出力を実現します。30度の指向角は、広角または拡散LEDと比較してより集中したビームを提供し、特定の角度から見られるパネルインジケータなど、光を指向させる必要があるアプリケーションに適しています。

約2.0Vの順電圧は、青色または白色InGaN LED（通常約3.0V以上）よりも低く、低電圧システムで有利です。設計者は、特に最大定格電流付近または高温環境で動作する場合、提供されたデレーティング曲線を利用して、熱放散を慎重に考慮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3.3Vマイクロコントローラピンから直接駆動できますか？

A: 可能ですが、直列抵抗は依然として必須です。ピンの出力電圧（おそらく3.3V）、LEDのV_F（約2.0V）、および希望電流（例：10-20mA）に基づいて抵抗値を計算してください。マイクロコントローラピンが必要電流を供給できることを確認してください。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λ_P=611 nm）は、発光スペクトルにおける物理的な最高パワーの点です。主波長（λ_d=600-610 nm）は、CIE等色関数に基づいて人間の目が知覚する色を定義する計算値です。これらはしばしば近い値ですが、同一ではありません。

Q: なぜ30度の指向角が2θ_1/2?

と指定されるのですか？_{A: 記号2θ}1/2は全_{指向角を表します。半値角（θ}1/2

）は軸から15度離れた点で、強度が50%に低下します。したがって、2つの50%強度点間の全角は30度です。

Q: 電池駆動デバイスに使用できますか？_FA: はい、その低いV

と数ミリアンペア（輝度は低下します）の低電流での動作能力により、電池駆動アプリケーションに適しています。電流を制御するために常に直列抵抗を含めてください。

11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：試験装置用の多状態インジケータパネルの設計。

パネルには、電源、スタンバイ、試験中、故障の4つの明確な黄橙色インジケータが必要です。プロフェッショナルな外観のため、均一な輝度が重要です。

1. 設計手順：部品選択：
2. LTL2V3WFK LEDを指定し、輝度ばらつきを最小限に抑えるために、同じ光度ビン（例：すべてビンW）からの部品を要求します。回路設計：
3. システムは5Vラインを使用します。各LEDに対して、150 Ω、1/4Wの抵抗を直列に配置します。計算：(5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω。抵抗での電力損失：(0.02A)^2 * 150Ω = 0.06W、定格内です。PCBレイアウト：
4. LEDリード用の穴がデータシートのリード間隔寸法に従って配置されていることを確認してください。極性を示すシルクスクリーンアウトライン（例：フラット面またはアノード用の+）を含めてください。組立：
5. 手動組立中は、本体から>3mm離してリードを慎重に曲げてください。温度制御はんだごてを280°Cに設定し、接合ごとに3秒未満の加熱を行います。駆動回路：

各LED-抵抗ペアをマイクロコントローラの別々のデジタル出力ピンに接続します。ピンをHIGH（5V）にすると、LEDが約20mAで点灯します。

このアプローチにより、すべてのインジケータライトの信頼性が高く、一貫性があり、長寿命な動作が確保されます。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、半導体p-n接合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。活性領域はAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）で構成されています。接合の内蔵電位（約1.8-2.4V）を超える順電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が活性領域に注入されます。ここでそれらは再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成は、半導体のバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接放出される光の波長（色）を決定します—この場合は約611 nmの黄橙色スペクトルです。エポキシレンズは、半導体チップを保護し、光出力ビームを形成し（30度指向角）、この拡散タイプでは、光を散乱させてグレアを低減し、直視時の見た目をより均一にする役割も果たします。

13. 技術トレンドと背景

T-1 3/4パッケージのようなスルーホールLEDは、手動組立、過酷な環境下での高い信頼性、または容易な現場交換が優先されるアプリケーションで依然として広く使用されています。しかし、業界全体のトレンドは、自動組立、高密度化、および優れた熱管理のための表面実装デバイス（SMD）パッケージ（例：0603、0805、2835）に向かっています。 材料の観点では、AlInGaP技術は、赤色、橙色、琥珀色、黄色に対する成熟した高効率ソリューションを表しています。これは、旧来の効率の低いGaAsPなどの技術にほぼ取って代わっています。青色、緑色、白色などの色については、InGaN（インジウムガリウム窒化物）が主要な材料システムです。継続的な開発は、発光効率（ルーメン毎ワット）の向上、温度および寿命にわたる色の一貫性と安定性の改善、より小型パッケージでの高出力密度の実現に焦点を当てています。このデータシートは標準的で信頼性の高い部品を表していますが、新しい製品では、同様のパッケージでより高い輝度を提供したり、同じ輝度をより低い駆動電流で実現したりするものがあります。