目次
- 1. 製品概要
- 1.1 主な特徴
- 1.2 対象アプリケーション
- 2. 機械的・パッケージ情報
- 2.1 外形寸法
- 3. 絶対最大定格
- 4. 電気的・光学的特性
- 4.1 特性に関する注記
- 5. ビニングシステム仕様
- 5.1 光度ビン
- 6. 梱包仕様
- 7. アプリケーション・取り扱いガイドライン
- 7.1 推奨アプリケーション
- 7.2 保存条件
- 7.3 洗浄
- 7.4 リード成形 & PCB実装
- 7.5 はんだ付け手順
- 7.6 駆動回路設計
- 7.7 ESD（静電気放電）対策
- 8. 性能曲線分析 & 設計上の考慮事項
- 8.1 順方向電圧（Vf）対順方向電流（If）
- 8.2 光度対順方向電流
- 8.3 熱に関する考慮事項
- 8.4 指向角と光学設計
- 9. 技術比較 & 選定ガイダンス
- 9.1 青色対赤色バリアント概要
- 9.2 よくある設計上の質問
- 10. 実用的なアプリケーション例
- 10.1 12Vデバイスの電源オンインジケータ
- 10.2 2色ステータスインジケータ（マイクロコントローラ駆動）
1. 製品概要
本資料は、品番LTL1DETBEK5で識別されるスルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。本デバイスは、主に青色と赤色の2つのカラーバリアントで提供され、それぞれInGaNおよびAlInGaP半導体技術を利用しています。広範な電子アプリケーションに適した汎用ステータスインジケータランプとして設計されています。
1.1 主な特徴
- 低消費電力 & 高効率：エネルギー効率の高い動作を実現する設計です。
- 鉛フリー & RoHS準拠：環境規制を満たしています。
- 一般的なT-1径：標準的な5mm（T-1 3/4）パッケージ形状で、容易な実装が可能です。
- ウォータークリアレンズ：高い光出力と純粋な色感を提供します。
1.2 対象アプリケーション
本LEDは、以下のような複数の産業におけるステータス表示に適しています：
- 通信機器
- コンピュータ周辺機器およびシステム
- 民生用電子機器
- 家電製品
2. 機械的・パッケージ情報
LEDは、ウォータークリアエポキシレンズを備えた標準的なラジアルリード、T-1（5mm）径パッケージに収められています。
2.1 外形寸法
主要な寸法に関する注記（すべてmm単位、括弧内はインチ）：
- 標準T-1パッケージ径です。
- リード間隔は、リードがパッケージ本体から出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（±0.010"）です。
- フランジ下部の樹脂突出の最大値は1.0mm（0.04"）です。
注：仕様は予告なく変更される場合があります。
3. 絶対最大定格
周囲温度（TA）25°Cにおける定格です。これらの限界を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。
| パラメータ | 青色 | 赤色 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 電力損失 | 96 | 75 | mW |
| ピーク順電流（デューティ比≤1/10、パルス幅≤10µs） | 100 | 90 | mA |
| DC順電流 | 30 | 30 | mA |
| 動作温度範囲 | -40°C ～ +85°C | ||
| 保存温度範囲 | -40°C ～ +100°C | ||
| リードはんだ付け温度（本体から1.6mm） | 最大260°C、5秒間 |
4. 電気的・光学的特性
特に断りのない限り、TA=25°C、IF=20mAで測定した代表的な特性です。
| パラメータ | 記号 | 色 | Min. | Typ. | Max. | 単位 | 試験条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 光度 | Iv | 青色 | 180 | 520 | 1500 | mcd | IF=20mA（注1,4） |
| 光度 | Iv | 赤色 | 400 | 680 | 1900 | mcd | IF=20mA（注1,4） |
| 指向角（2θ1/2） | 青/赤 | 30 | deg | 注2 | |||
| ピーク波長 | λP | 青色 | 468 | nm | ピーク時 | ||
| ピーク波長 | λP | 赤色 | 632 | nm | ピーク時 | ||
| 主波長 | λd | 青色 | 465 | 470 | 475 | nm | 注3 |
| 主波長 | λd | 赤色 | 617 | 624 | 627 | nm | 注3 |
| スペクトル半値幅 | Δλ | 青色 | 22 | nm | |||
| スペクトル半値幅 | Δλ | 赤色 | 20 | nm | |||
| 順方向電圧 | VF | 青色 | 3.0 | 3.4 | V | IF=20mA | |
| 順方向電圧 | VF | 赤色 | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA | |
| 逆方向電流 | IR | 青/赤 | 10 | µA | VR=5V（注5） |
4.1 特性に関する注記
- 光度測定：CIEの明所視感度曲線に近似したセンサー/フィルターを用いて測定されます。
- 指向角（2θ1/2）：光度が軸上（オンアクシス）光度の半分になるオフアクシス角度です。
- 主波長（λd）：CIE色度図から導出され、知覚される色の単一波長を表します。
- 光度公差：Ivの仕様には、±30%の試験公差が含まれます。
- 逆方向動作：本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。VR=5Vの条件はIR試験のみを目的としています。
5. ビニングシステム仕様
LEDは、20mA時の光度に基づいてビンに分類されます。これにより、生産アプリケーションにおける輝度の一貫性が確保されます。
5.1 光度ビン
| 青色LEDビン | 赤色LEDビン | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| ビンコード | 最小（mcd） | 最大（mcd） | ビンコード | 最小（mcd） | 最大（mcd） |
| HJ | 180 | 310 | LM | 400 | 680 |
| KL | 310 | 520 | NP | 680 | 1150 |
| MN | 520 | 880 | QR | 1150 | 1900 |
| PQ | 880 | 1500 |
注：各ビン限界値の公差は±15%です。
6. 梱包仕様
標準的な梱包フローは以下の通りです：
- 基本単位：静電気防止梱包袋あたり500、200、または100個。
- 内箱：10個の梱包袋を1つの内箱に入れ、合計5,000個。
- 外箱（出荷用）：8個の内箱を1つの外箱に梱包し、合計40,000個。
- 出荷ロットごとに、最終梱包のみが満杯でない場合があります。
7. アプリケーション・取り扱いガイドライン
7.1 推奨アプリケーション
屋内/屋外サインおよび一般的な電子機器のステータス表示に適しています。
7.2 保存条件
- 30°Cまたは相対湿度70%を超えないでください。
- 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。
- 元の梱包外での長期保存には、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気を使用してください。
7.3 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を使用してください。
7.4 リード成形 & PCB実装
- 曲げ位置：LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置でリードを曲げてください。パッケージ基部を支点として使用しないでください。
- 順序：室温でリード成形を行ってくださいその後 soldering.
- 実装：LED本体への機械的ストレスを避けるため、PCB上でのクリンチ力は最小限にしてください。
7.5 はんだ付け手順
重要な規則：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さないでください。
推奨条件：
| 方法 | パラメータ | 条件 |
|---|---|---|
| はんだごて | 温度 | 最大350°C |
| 時間 | 最大3秒（1回のみ） | |
| 位置 | レンズ基部から>2mm | |
| フローはんだ付け | 予熱温度 | 最大100°C |
| 予熱時間 | 最大60秒 | |
| はんだ波温度 | 最大260°C | |
| はんだ付け時間 | 最大5秒 | |
| 浸漬位置 | レンズ基部から>2mm |
警告：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。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。
7.6 駆動回路設計
LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを使用する際に均一な輝度を得るには：
- 推奨（回路A）：各LEDに直列に電流制限抵抗を使用してください。これにより、個々のLEDの順方向電圧（Vf）のばらつきを補償できます。各LED。これにより、個々のLEDの順方向電圧（Vf）のばらつきを補償できます。
- 非推奨（回路B）：個別の抵抗なしで複数のLEDを直接並列に接続することは推奨されません。I-V特性のわずかな違いが、電流分担、ひいては輝度の大きな違いにつながる可能性があります。
直列抵抗値（R）は、オームの法則を用いて計算できます：R = (電源電圧 - LEDのVf) / 目標駆動電流。ここで、Vfはデータシートの代表的な順方向電圧、目標駆動電流は（例えば20mA）です。
7.7 ESD（静電気放電）対策
これらのLEDは静電気による損傷を受けやすいです。
- 個人接地：取り扱い時には導電性リストストラップまたは静電気防止手袋を使用してください。
- 設備接地：すべての作業台、工具、保管ラックが適切に接地されていることを確認してください。
- 電荷中和：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にイオナイザーを使用してください。
- 教育訓練：ESD感受性エリアで作業する要員は、適切に訓練され認定されるべきです。
8. 性能曲線分析 & 設計上の考慮事項
8.1 順方向電圧（Vf）対順方向電流（If）
代表的な曲線は、青色と赤色のLED両方について、電圧と電流の指数関数的関係を示しています。青色LED（InGaN）は、20mA時において赤色LED（AlInGaP、~2.4V）と比較して高い代表的なVf（~3.4V）を持ちます。設計者は、直列抵抗値を計算する際や、多色アプリケーション用の電源を設計する際に、この違いを考慮に入れる必要があります。
8.2 光度対順方向電流
通常動作範囲では、光度は順方向電流にほぼ比例します。推奨DC電流（30mA）を超えてLEDを駆動すると、光出力は増加しますが、電力損失と接合温度も増加し、寿命の短縮や色ずれを引き起こす可能性があります。
8.3 熱に関する考慮事項
本資料は最大定格を提供していますが、LEDの性能は接合温度の上昇とともに低下することを理解することが重要です。赤色AlInGaP LEDの場合、青色InGaN LEDと比較して、温度上昇に伴い発光効率がより顕著に低下する傾向があります。高周囲温度環境または高電流駆動シナリオでは、性能と信頼性を維持するために熱管理（例：PCBの銅面積）を考慮する必要があります。
8.4 指向角と光学設計
30度の半値角は、パネルインジケータに適した合理的に広い視野角を提供します。非常に狭いビームを必要とするアプリケーションでは、二次光学系（例：レンズ）が必要となります。ウォータークリアレンズは最も純粋な色出力に最適ですが、拡散はありません。より柔らかく均一な外観が必要な場合は、拡散レンズバリアントが必要です。
9. 技術比較 & 選定ガイダンス
9.1 青色対赤色バリアント概要
| 項目 | 青色（InGaN） | 赤色（AlInGaP） | 設計への影響 |
|---|---|---|---|
| 代表的な順方向電圧（20mA） | ~3.4V | ~2.4V | 同じ電源電圧から同じ電流を得るには、異なる直列抵抗値が必要です。 |
| 光度ビン | HJ ～ PQ（180-1500 mcd） | LM ～ QR（400-1900 mcd） | 所定の駆動電流に対して、赤色LEDは一般により高い光度のビンを提供します。 |
| ピーク/主波長 | ~468nm / ~470nm | ~632nm / ~624nm | 標準的な青色と高効率な赤色です。 |
| 技術 | InGaN | AlInGaP | どちらも成熟した高効率LED技術です。 |
9.2 よくある設計上の質問
Q: このLEDを5Vのデジタルロジックピンから直接駆動できますか？
A: できません。代表的なVfは2.4V（赤）または3.4V（青）です。電流を制限するために直列抵抗は常に必要です。5V電源で20mAを目標とする場合：R_赤 ≈ (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω；R_青 ≈ (5V - 3.4V) / 0.02A = 80Ω。安全性のために、最も近い標準的な高い値を使用してください。
Q: 逆方向動作が許可されていないのに、なぜ逆方向電流（IR）定格が重要ですか？
A: これは品質とリーク試験のパラメータです。高い逆方向リーク電流は、損傷または欠陥のある接合を示している可能性があります。
Q: 適切な光度ビン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要件と必要な一貫性に基づいて選択してください。複数のLEDからなるパネルの場合、単一のより狭いビン（例：青色のKL）を指定することで、均一な外観が確保されます。単一のインジケータの場合、コスト削減のために広いビンが許容される場合があります。
10. 実用的なアプリケーション例
10.1 12Vデバイスの電源オンインジケータ
目的：赤色LEDを使用してデバイスが通電されていることを表示します。
設計：電源電圧 = 12V。目標電流 = 15mA（長寿命のため）。
計算：Vf_赤_代表 = 2.4V。抵抗値 R = (12V - 2.4V) / 0.015A = 640Ω。抵抗での電力 P_R = (12V-2.4V)*0.015A = 0.144W。標準の620Ωまたは680Ω、1/4W抵抗を使用してください。
10.2 2色ステータスインジケータ（マイクロコントローラ駆動）
目的：青色と赤色のLEDを1つずつ使用し、MCUのGPIOピンによって制御される異なるステータス（例：スタンバイ/動作中）を表示します。
設計：MCU VDD = 3.3V。低消費電力のため、LEDを10mAで駆動します。
計算：
- 青色：R = (3.3V - 3.4V) / 0.01A = -10Ω（無効）。これは問題を示しています：青色LEDの代表的なVf（3.4V）が電源電圧（3.3V）よりも高いです。青色LEDは点灯しないか、非常に暗くなる可能性があります。解決策：より低いVfのビンの青色LEDを使用する、電流をさらに下げる、またはチャージポンプ/ブースト回路を使用する。
- 赤色：R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω。これはうまく動作します。
この例は、LEDのVfに対して電源電圧を確認することの重要性を強調しています。
LED仕様用語集
LED技術用語の完全な説明
光電性能
| 用語 | 単位/表示 | 簡単な説明 | なぜ重要か |
|---|---|---|---|
| 発光効率 | lm/W (ルーメン毎ワット) | 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 | エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。 |
| 光束 | lm (ルーメン) | 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 | 光が十分に明るいかどうかを決定する。 |
| 視野角 | ° (度)、例：120° | 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 | 照明範囲と均一性に影響する。 |
| 色温度 | K (ケルビン)、例：2700K/6500K | 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 | 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。 |
| 演色性指数 | 無次元、0–100 | 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 | 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。 |
| 色差許容差 | マクアダム楕円ステップ、例：「5ステップ」 | 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 | 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。 |
| 主波長 | nm (ナノメートル)、例：620nm (赤) | カラーLEDの色に対応する波長。 | 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。 |
| 分光分布 | 波長 vs 強度曲線 | 波長全体の強度分布を示す。 | 演色性と色品質に影響する。 |
電気パラメータ
| 用語 | 記号 | 簡単な説明 | 設計上の考慮事項 |
|---|---|---|---|
| 順電圧 | Vf | LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 | ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。 |
| 順電流 | If | LEDの正常動作のための電流値。 | 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。 |
| 最大パルス電流 | Ifp | 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 | パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。 |
| 逆電圧 | Vr | LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 | 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。 |
| 熱抵抗 | Rth (°C/W) | チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 | 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。 |
| ESD耐性 | V (HBM)、例：1000V | 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 | 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。 |
熱管理と信頼性
| 用語 | 主要指標 | 簡単な説明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接合温度 | Tj (°C) | LEDチップ内部の実際の動作温度。 | 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある；高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。 |
| 光束減衰 | L70 / L80 (時間) | 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 | LEDの「サービス寿命」を直接定義する。 |
| 光束維持率 | % (例：70%) | 時間経過後に残った明るさの割合。 | 長期使用における明るさの保持能力を示す。 |
| 色ずれ | Δu′v′またはマクアダム楕円 | 使用中の色変化の程度。 | 照明シーンでの色の一貫性に影響する。 |
| 熱劣化 | 材料劣化 | 長期的な高温による劣化。 | 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。 |
パッケージングと材料
| 用語 | 一般的な種類 | 簡単な説明 | 特徴と応用 |
|---|---|---|---|
| パッケージタイプ | EMC、PPA、セラミック | チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 | EMC：耐熱性が良く、低コスト；セラミック：放熱性が良く、寿命が長い。 |
| チップ構造 | フロント、フリップチップ | チップ電極配置。 | フリップチップ：放熱性が良く、効率が高い、高電力用。 |
| 蛍光体コーティング | YAG、珪酸塩、窒化物 | 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 | 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。 |
| レンズ/光学 | フラット、マイクロレンズ、TIR | 光分布を制御する表面の光学構造。 | 視野角と配光曲線を決定する。 |
品質管理とビニング
| 用語 | ビニング内容 | 簡単な説明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光束ビン | コード例：2G、2H | 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 | 同じロット内で均一な明るさを保証する。 |
| 電圧ビン | コード例：6W、6X | 順電圧範囲でグループ化される。 | ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。 |
| 色ビン | 5ステップマクアダム楕円 | 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 | 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。 |
| CCTビン | 2700K、3000Kなど | CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 | 異なるシーンのCCT要件を満たす。 |
テストと認証
| 用語 | 標準/試験 | 簡単な説明 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光束維持試験 | 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 | LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。 |
| TM-21 | 寿命推定標準 | LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 | 科学的な寿命予測を提供する。 |
| IESNA | 照明学会 | 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 | 業界で認められた試験基盤。 |
| RoHS / REACH | 環境認証 | 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 | 国際的な市場参入要件。 |
| ENERGY STAR / DLC | エネルギー効率認証 | 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 | 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。 |