LTL-R42FTG2H106PT LEDランプ データシート - 直角ホルダー - 緑色 525nm - 2.9V 10mA - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、スルーホール実装型LEDインジケータランプの仕様を詳細に記載しています。このデバイスは、緑色LEDを黒色プラスチック製の直角ホルダー内に収めた構成で、プリント基板（PCB）への直接実装を目的として設計されています。主な機能は、電子機器における状態表示や電源表示としての使用です。

1.1 主な利点

• コントラストの向上：黒色ハウジングが高コントラストの背景を提供し、点灯した緑色拡散レンズの視認性を向上させます。
• 高効率・低消費電力：低消費電力かつ高発光効率を特徴とします。
• 環境規制対応：RoHS指令に準拠した鉛フリー製品です。
• 直角でスタッキング可能なハウジング設計により、手作業または自動化された組立プロセスが容易です。The right-angle, stackable housing design facilitates straightforward manual or automated assembly processes.
• 標準パッケージング：自動実装装置に適したテープ＆リール形式で供給されます。

1.2 主な用途

この部品は、以下のような幅広い電子機器に適しています：

• コンピュータ周辺機器およびマザーボード
• 通信機器（ルーター、スイッチ、モデム）
• 民生用電子機器（オーディオ/ビデオ機器、家電）
• 産業用制御システムおよび計測器

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

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• 許容損失（Pd）：最大70 mW。これを超えると過熱や寿命低下を引き起こす可能性があります。
• ピーク順電流（I_FP）：60 mA、パルス条件（デューティ比 ≤ 10%、パルス幅 ≤ 10µs）でのみ許容されます。
• 直流順電流（I_F）：連続20 mA。これは信頼性の高い長期動作のための推奨最大値です。
• 動作温度（T_opr）：-30°C から +85°C。特性は25°Cで規定されており、極端な温度での動作は光出力や順電圧に影響を与える可能性があります。
• はんだ付け温度：リード線は、はんだ付け点がLED本体から少なくとも2.0mm離れていることを条件に、最大5秒間260°Cに耐えることができます。

2.2 電気光学特性

特に断りのない限り、周囲温度（T_A）25°C、順電流（I_F）10mAで測定。

• 光度（I_V）：最小180 mcd、標準420 mcd、最大880 mcdの範囲。実際の値はビンニングされます（セクション3参照）。測定はCIE比視感度曲線に従います。
• 指向角（2θ_1/2）：100度。これは光度が軸上値の半分に低下する全角であり、広角視認性を提供する拡散レンズの特徴です。
• ピーク波長（λ_P）：526 nm。これは発光スペクトルの最高点における波長です。
• 主波長（λ_d）：525 nm（標準）。これは人間の目が知覚する単一波長で、CIE色度図から導出され、緑色を定義します。516nmから535nmの範囲でビンニングされます。
• スペクトル半値幅（Δλ）：35 nm。これはスペクトルの純度を示します。狭い半値幅はより単色に近い緑色を示します。
• 順電圧（V_F）：標準2.9V、10mA時で2.4Vから3.5Vの範囲。定電流回路を設計する際にはこのパラメータを考慮する必要があります。
• 逆電流（I_R）：逆電圧（V_R）5V時、最大10 µA。重要：このデバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビンニングシステムの説明

製造時の色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはビンに分類されます。これにより、設計者は特定のアプリケーション要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビンニング

光度はI_F=10mAで測定され、ビンが定義されます。各ビン限界値には±15%の試験許容差があります。

• HJビン：180 mcd（最小） ～ 310 mcd（最大）
• KLビン：310 mcd（最小） ～ 520 mcd（最大）
• MNビン：520 mcd（最小） ～ 880 mcd（最大）

3.2 主波長（色相）ビンニング

緑色の正確な色合いを決定する主波長についてビンが定義されます。各ビン限界値には±1nmの許容差があります。

• G09ビン：516.0 nm ～ 520.0 nm（より緑色、短波長側）
• G10ビン：520.0 nm ～ 527.0 nm（中心的な緑色）
• G11ビン：527.0 nm ～ 535.0 nm（黄緑色、長波長側）

4. 性能曲線分析

代表的な性能曲線（データシート参照）は、様々な条件下でのデバイスの挙動に関する洞察を提供します。具体的なグラフはここでは再現しませんが、その意味を分析します。

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

I-V曲線は非線形です。順電圧（V_F）は電流とともに増加しますが、正の温度係数を持ちます—所定の電流では接合温度が上昇すると順電圧は低下します。これは定電流ドライバ設計で考慮する必要があります。

4.2 光度対順電流

推奨動作範囲内では、光出力は順電流にほぼ比例します。ただし、非常に高い電流では熱的影響の増加により効率が低下する可能性があります。最大直流電流（20mA）近くで動作させると最大輝度が得られますが、より低い駆動電流と比較して長期信頼性に影響を与える可能性があります。

4.3 温度依存性

光度は一般に、接合温度が上昇すると減少します。リード線とPCBを通じたデバイスの放熱能力は、アプリケーションにおける持続的な輝度に影響を与えます。広い動作温度範囲（-30°C ～ +85°C）は環境を問わない堅牢な性能を示していますが、極端な温度での光出力は25°C仕様とは異なります。

5. 機械的仕様およびパッケージング情報

5.1 外形寸法および実装

この部品は直角設計を採用しており、レンズが基板表面に対して垂直に向くようにPCBの端に実装することができます。重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。
• 図面に特に指定がない限り、標準公差は±0.25mmです。
• ハウジング材質は黒色/濃灰色プラスチックです。
• リード線を成形する必要がある場合は、レンズ/ハウジング基部から2mm以上離れた位置で行い、応力損傷を避けてください。

5.2 極性識別

極性はハウジングの物理的構造またはリード線の長さ（通常、長い方がアノード）で示されます。正確な識別方法については、この特定の品番のデータシート図面を参照し、組立時の正しい向きを確保してください。

5.3 テープ＆リールパッケージング

部品は、エンボス加工されたキャリアテープに巻き取られ、13インチリールで供給されます。

• キャリアテープ：黒色導電性ポリスチレン合金製、厚さ0.50mm（±0.06mm）。
• リール容量：1リールあたり350個。
• ピッチ公差：10スプロケット穴の累積公差は±0.20mmで、自動ピック＆プレースマシンとの互換性を確保します。

5.4 段ボール梱包

大量輸送および防湿のため：

• 2リール（合計700個）が湿度指示カードおよび乾燥剤と共に1つの防湿バッグ（MBB）に梱包されます。
• 1 MBBが内装箱に梱包されます。
• 10内装箱（合計7,000個）が外装箱に梱包されます。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 保管条件

• 未開封パッケージ：30°C以下、70%RH以下で保管。パッケージ封印日から1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：MBBを開封した場合、部品は30°C以下、60%RH以下で保管する必要があります。開封後168時間（7日）以内にIRリフローはんだ付けを完了することを強く推奨します。
• 長期保管（開封後）：168時間を超えて保管する場合は、SMT組立前に少なくとも48時間60°Cでベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象による損傷を防止してください。

6.2 洗浄

はんだ付け後の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。強力または侵襲性の化学洗浄剤は避けてください。

6.3 リード成形およびPCB実装

• リードの曲げ加工は、はんだ付け前に、室温で行ってください。
• リードは、レンズ/ホルダー基部から2mm以上の位置で曲げてください。ホルダー本体を支点として使用しないでください。
• PCBへの挿入時は、LEDパッケージに過度の機械的ストレスがかからないよう、必要最小限のクリンチ力で行ってください。

6.4 はんだ付けプロセスパラメータ

はんだ付け点とレンズ/ホルダー基部との間には、最低2mmの距離を確保してください。

• 手はんだ（はんだごて）：
  • 温度：≤ 350°C
  • 時間：接合部あたり ≤ 3秒
• フローはんだ付け：
  • 予熱温度：≤ 120°C
  • 予熱時間：≤ 100秒
  • はんだ波温度：≤ 260°C
  • 接触時間：≤ 5秒
  • 浸漬位置：レンズ基部から ≥2mm
• リフローはんだ付け（該当する場合のホルダー自体のSMTプロセス）：
  • 予熱/ソーク：150°C ～ 200°C、100秒以内
  • 液相線以上時間（T_L=217°C）：60-150秒
  • ピーク温度（T_P）：最大250°C
  • 規定分類温度（T_C）：245°C

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮点

7.1 代表的なアプリケーション回路

このLEDは、通常、定電流源、またはより一般的には直列の電流制限抵抗を伴う電圧源によって駆動されます。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_supply- V_F) / I_F。全ての条件下で必要最小電流が確保されるよう、データシートの最大V_F（3.5V）を使用してください。例えば、5V電源、目標I_F10mAの場合：R_s= (5V - 3.5V) / 0.01A = 150 Ω。標準の150Ωまたは160Ω抵抗が適しています。

7.2 熱管理

許容損失は低い（最大70mW）ですが、適切な熱設計は寿命を延ばし、輝度を維持します。特に最大電流近くまたは高い周囲温度で動作する場合、LEDのリード線に接続されたPCBに十分な銅面積を確保し、ヒートシンクとして機能させてください。

7.3 光学設計

内蔵の拡散レンズは、広く均一な指向角を提供します。光パイプや追加の拡散が必要なアプリケーションでは、この初期の広い指向角により、このLEDは適した候補となります。黒色ハウジングは内部反射や光漏れを最小限に抑え、コントラストを向上させます。

8. よくある質問（FAQ）

8.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P)）は、LEDが最大の光パワーを発する物理的な波長です。主波長（λ_d)）は、人間の色知覚（CIE図表）に基づいて計算され、我々が見る色を最もよく表す値です。単色の緑色LEDではこれらはしばしば近い値ですが、アプリケーションでの色合わせにおいてはλ_dが重要なパラメータです。

8.2 このLEDを抵抗なしで3.3V電源で駆動できますか？

推奨しません。順電圧は2.4Vから3.5Vの範囲です。3.3Vでは、低いV_F（例：2.5V）のLEDは、制御されない大きな電流が流れ、最大定格を超え、即時または徐々に故障する可能性があります。常に電流制限機構を使用してください。

8.3 MBB開封後の168時間フロアライフが重要なのはなぜですか？

プラスチックLEDパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージの層間剥離やエポキシレンズのクラック（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。168時間の制限とベーキング手順は、この製造欠陥を防ぐために重要です。

9. 実用的な使用例

シナリオ：ネットワークスイッチの電源インジケータを設計。

• 要件：フロントパネルから見える、明るく広角の緑色光。
• 部品選定：LTL-R42FTG2H106PTは、その直角実装（パネル背面の垂直PCBに適している）、広い100°指向角、適切な輝度から選定されました。
• 回路設計：スイッチの内部ロジック電源は3.3Vです。最大V_F=3.5V、目標I_F=8mA（長寿命と十分な輝度のため）の式を使用：R_s= (3.3V - 3.5V) / 0.008A。これは負の値となり、3.3Vでは全てのユニットを確実に駆動するには不十分であることを示します。したがって、代わりに5V電源ラインを使用：R_s= (5V - 3.5V) / 0.008A = 187.5 Ω。180Ωまたは200Ωの抵抗を選択。
• レイアウト：LEDはPCBの端に配置されます。2本のリード線は放熱を助けるために小さな銅面に接続されます。リード曲げとはんだ付けクリアランスに関する組立指示は正確に従います。
• 結果：全ての設計および製造要件を満たす、信頼性が高く一貫した明るさの電源インジケータ。

10. 動作原理

このデバイスは発光ダイオード（LED）です。半導体材料（緑色光の場合はInGaN）におけるエレクトロルミネッセンスの原理で動作します。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体の特定の組成が、この場合は緑色スペクトル（約525nm）を中心とする発光波長を決定します。内蔵の拡散レンズは光を散乱させ、均一で広いビームパターンを作り出します。

11. 技術動向

個別ホルダーを備えたスルーホールLEDは、高い信頼性、手作業による組立や修理の容易さ、またはフローはんだ付けが主要プロセスである用途において、依然として関連性があります。しかし、状態表示器に関する業界のトレンドは、より小さな占有面積、完全自動化組立への適合性、低プロファイルにより、表面実装デバイス（SMD）LEDへと継続的に移行しています。直角スルーホール設計は、一部のSMDソリューションがサイドビューパッケージで模倣する、パネル実装における特定の機械的利点を提供します。LED技術の進歩は、効率の向上（ワットあたりの光量増加）、色の一貫性の改善、より高い温度および湿度条件下での信頼性の向上に焦点を当てています。