LTL2R3KRK LEDランプ データシート - T-1 3/4パッケージ - 順電圧2.4V - スーパーレッド色 - 消費電力75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高効率スルーホール実装型LEDランプの完全な技術仕様を提供します。本デバイスはAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）技術を採用し、スーパーレッドの光出力を実現します。一般的なT-1 3/4パッケージ径で設計されており、プリント基板（PCB）やパネル上でのインジケータランプ、バックライト、状態表示など、幅広い用途に適しています。

この部品の中核的な利点は、高い発光強度、低消費電力、および高効率です。低電流要件により集積回路との互換性があり、様々な電子設計への容易な統合を可能にします。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

恒久的な損傷を防ぐため、これらの限界を超えて動作させてはなりません。主要定格は周囲温度（T_A）25°Cで規定されています。

• 消費電力（P_D）：最大75 mW。
• 直流順電流（I_F）：連続30 mA。
• ピーク順電流：パルス条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）で最大90 mA。
• 逆電圧（V_R）：最大5 V。
• 動作温度範囲：-40°C ～ +100°C。
• 保存温度範囲：-55°C ～ +100°C。
• リードはんだ付け温度：LED本体から1.6mmの位置で測定し、最大5秒間260°C。

周囲温度が50°Cを超える場合、直流順電流には0.4 mA/°Cのディレーティング係数が適用されます。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、標準試験条件（T_A=25°C）におけるLEDの代表的な性能を定義します。

• 発光強度（I_V）：順電流（I_F）20 mAにおいて、310 mcd（最小）、680 mcd（代表値）。保証範囲には±15%の許容差が含まれます。
• 指向角（2θ_1/2）：30度。これは、発光強度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角です。
• ピーク発光波長（λ_P）：639 nm。
• 主波長（λ_d）：631 nm。これは、色（スーパーレッド）を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：20 nm。これは発光のスペクトル純度を示します。
• 順電圧（V_F）：I_F= 20 mAにおいて、2.0 V（最小）、2.4 V（代表値）。
• 逆電流（I_R）：V_R= 5 Vにおいて、最大100 µA。
• 静電容量（C）：ゼロバイアス、1 MHz周波数において、代表値40 pF。

3. ビニングシステムの説明

アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDは主要な光学パラメータに基づいて選別（ビニング）されます。特定のパラメータのビンコードは、通常、包装に印字されています。

3.1 発光強度ビニング

単位はミリカンデラ（mcd）、20mAで測定。各ビンの限界値には±15%の許容差があります。

• ビン K：310 mcd（最小） ～ 400 mcd（最大）
• ビン L：400 mcd ～ 520 mcd
• ビン M：520 mcd ～ 680 mcd
• ビン N：680 mcd ～ 880 mcd
• ビン P：880 mcd ～ 1150 mcd
• ビン Q：1150 mcd ～ 1500 mcd

3.2 主波長ビニング

単位はナノメートル（nm）、20mAで測定。各ビンの限界値には±1nmの許容差があります。

• ビン H29：621.0 nm ～ 625.0 nm
• ビン H30：625.0 nm ～ 629.0 nm
• ビン H31：629.0 nm ～ 633.0 nm
• ビン H32：633.0 nm ～ 637.0 nm
• ビン H33：637.0 nm ～ 642.0 nm

4. 性能曲線分析

データシート内で特定のグラフが参照されていますが（例：スペクトル分布の図1、指向角の図5）、提供されたデータから主要な関係性を分析することが可能です。

順電圧（V_F）は、20mAにおいて代表値2.4Vを示します。設計者は電流制限用の直列抵抗値を計算する際にこれを考慮する必要があります。発光強度（I_V）と順電流（I_F）の関係は、動作範囲内では一般的に線形ですが、最大直流電流を超えると寿命が短縮し、故障の原因となります。ピーク波長（639 nm）と主波長（631 nm）、および20 nmの半値幅で定義されるスペクトル特性は、高い色純度を必要とする用途に適した、飽和した赤色の光出力であることを確認しています。

5. 機械的仕様および包装情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは、ウォータークリアレンズを備えた標準的なT-1 3/4（約5mm）径パッケージを使用しています。主要な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 全ての寸法はミリメートル単位です（括弧内はインチ）。
• 特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25mm（±0.010"）が適用されます。
• フランジ下の樹脂の最大突出量は1.0mm（0.04"）です。
• 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。

5.2 極性の識別

スルーホールLEDの場合、通常、長いリードがアノード（正極端子）を示し、短いリードがカソード（負極端子）を示します。カソードは、レンズ縁やLED本体の平らな部分で示される場合もあります。回路組み立て時には正しい極性を守る必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

信頼性を確保し、損傷を防ぐため、適切な取り扱いが重要です。

6.1 保管条件

LEDは、温度30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管してください。元の防湿包装から取り出した場合は、3ヶ月以内に使用してください。元の袋の外で長期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素充填デシケーターを使用してください。

6.2 リード成形

• 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。
• リードフレームの基部を支点として使用しないでください。
• リード成形は室温で、かつはんだ付けの前 soldering.
• に行ってください。PCB組立時には、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。

6.3 はんだ付けパラメータ

レンズ基部からはんだ付け点まで、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300°C、最大時間3秒（1回限りのはんだ付けのみ）。
• フローはんだ付け：最高予熱温度100°C、60秒間；はんだ波温度最高260°C、最大10秒間。

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。

6.4 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を使用してください。

7. 包装および注文情報

標準的な包装構成は以下の通りです：

• 包装袋：1000個、500個、または250個入り。
• 内箱：包装袋8袋入り、合計8000個。
• 外箱（出荷ロット）：内箱8箱入り、合計64,000個。出荷ロットの最終パックは満杯でない場合があります。

品番LTL2R3KRKは、この特定の製品バリアント（ウォータークリアレンズ、AlInGaPスーパーレッド光源）を識別します。

8. アプリケーション推奨事項および設計上の考慮点

8.1 想定用途および制限

このLEDは、オフィス機器、通信機器、家庭用機器を含む一般的な電子機器向けに設計されています。故障が生命や健康を脅かす可能性があるため、事前の協議と認定なしに、安全が重要なシステム（例：航空、医療生命維持装置、交通制御）での使用は推奨されません。

8.2 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輝度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）。個別の抵抗なしでLEDを並列駆動すること（回路モデル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、ひいては輝度に大きな差を生じさせる可能性があるためです。

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。ここで、V_FはLEDの順電圧（代表値2.4V、または保守的な設計の場合は最小値2.0Vを使用）、I_Fは希望の順電流（例：20mA）です。

8.3 静電気放電（ESD）対策

これらのLEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。以下の予防措置を講じる必要があります：

• 作業者は接地されたリストストラップまたは帯電防止手袋を着用してください。
• すべての設備、作業台、保管ラックは適切に接地してください。
• 取り扱い時の摩擦により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、イオナイザーを使用してください。

9. 技術比較および差別化

赤色LEDにAlInGaP技術を使用することは、GaAsP（ガリウムヒ素リン）のような旧来の技術と比べて明確な利点があります。AlInGaP LEDは、同じ入力電流（mA）に対してはるかに高い発光効率、つまりより多くの光出力（mcd）を提供します。また、より優れた温度安定性と長い動作寿命を提供します。T-1 3/4パッケージは業界標準であり続けており、既存のPCBレイアウトやパネル切り抜きとの幅広い互換性を確保しています。一方、スルーホール設計は、振動や物理的ストレスを受ける用途に適した堅牢な機械的固定を提供します。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）：LEDのスペクトルパワー分布が最大となる波長（本デバイスでは639 nm）。主波長（λ_d）：基準白色光と組み合わせたときに、LEDの知覚色と一致する単一波長（631 nm）。CIE色度図から導出され、色知覚により関連性が高いものです。

10.2 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

No.LEDは制御された電流で駆動する必要があります。電圧源に直接接続すると過剰な電流が流れ、デバイスを急速に破壊します。直列抵抗（または定電流ドライバ）が必須です。

10.3 発光強度ビンコードはどのように解釈すればよいですか？

包装袋に印字されたビンコード（例：K, L, M）は、その袋内のLEDの保証される発光強度の範囲を示します。例えば、ビンMは、20mAにおいてI_Vが520から680 mcdの間であることを保証します。設計者は特定のビンを選択することで、アプリケーションにおける輝度の一貫性を確保できます。

11. 実用的な設計および使用例

例1：5Vシステム上の状態表示器。5V電源からLEDを20mAで動作させる場合：V_電源= 5V, V_F（代表値）= 2.4V, I_F= 0.020A。必要な直列抵抗は R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 オームです。最も近い標準値である130Ωまたは120Ωを使用できます。抵抗の定格電力は少なくとも P = I²R = (0.02)²* 130 = 0.052Wであるため、標準的な1/8W（0.125W）抵抗で十分です。

例2：パネル実装。スルーホール設計により、LEDをパネルに直接通して取り付けることができます。対応するパネルマウントベゼル、または単純なドリル穴（5mmよりわずかに大きい）を使用できます。リードは挿入後に曲げてLEDを固定し、その後パネル裏のPCBにはんだ付けします。

12. 動作原理の紹介

LEDは半導体ダイオードです。特性順電圧（V_F）を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域（この場合はAlInGaP層）で再結合します。この再結合により、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。半導体の特定の材料組成（バンドギャップエネルギー）が、発光の波長、つまり色を決定します。AlInGaPは、可視スペクトルの赤から琥珀色の部分で高効率に光を発生させるように設計されています。

13. 技術動向と背景

表面実装デバイス（SMD）LEDが、その小型サイズと自動組立への適合性から現代の大量生産電子機器を支配していますが、T-1 3/4のようなスルーホールLEDも依然として関連性があります。その主な利点には、優れた機械的強度（リードがPCBを貫通して固定される）、手動での試作や修理の容易さ、および一部の高出力バリアントではリードを介したより良い放熱性が含まれます。これらは、産業用制御装置、自動車アフターマーケット製品、ホビイストプロジェクト、小型化よりも堅牢性が優先される用途で一般的に見られます。半導体材料における継続的な開発は、スルーホールパッケージを含むすべてのタイプのLEDの効率と寿命を向上させ続けています。