3.1mm スルーホールLEDランプ スーパーレッド 639nm - 2.4V 20mA - 400mcd - 日本語データシート

1. 製品概要

本資料は、高性能な直径3.1mmのスルーホール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、スーパーレッド光を出力します。高輝度、低消費電力、信頼性の高い動作のバランスを提供し、様々な電子機器における汎用インジケータおよび照明用途向けに設計されています。

このLEDの中核的な利点は、集積回路との互換性を確保する比較的低い駆動電流で明るい出力を可能にする高効率性です。その汎用性の高いパッケージは、プリント基板（PCB）やパネルへの直接的な実装を可能にします。主なターゲット市場は、明確で信頼性の高い視覚的インジケータが必要とされる民生用電子機器、産業用制御装置、通信機器、オフィス機器です。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

長期信頼性を確保するため、デバイスの動作限界が定義されています。周囲温度（T_A）25°Cにおける最大連続電力損失は75 mWです。直流順電流は30 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0.1ms）で、ピーク順電流90 mAが許容されます。最大逆電圧定格は5 Vです。動作および保管温度範囲は-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の位置で測定した場合、リード線は260°Cで5秒間耐えられます。周囲温度50°Cを超えると、順電流に対して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

主要な性能パラメータは、T_A=25°C、I_F=20mAで測定されます。光度（I_V）の代表値は400ミリカンデラ（mcd）、最小値は140 mcdです。光分布は45度の視野角（2θ_1/2）で特徴付けられ、これは軸上強度の半分に低下するオフ軸角度として定義されます。

スペクトル特性には、ピーク発光波長（λ_P）639 nmと、知覚される色を定義する主波長（λ_d）631 nmが含まれます。スペクトル線半値幅（Δλ）は20 nmです。電気的特性では、順電圧（V_F）の代表値は2.4 V（20mA時最大2.4 V）です。逆電流（I_R）は、逆バイアス5 V時最大100 µA、接合容量（C）は0V、1MHzで測定した場合40 pFです。

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は主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

光度は、2文字のコードで示されるビンに分類されます。例えば、ビンGHは140 mcdから240 mcd、JKは240 mcdから400 mcd、LMは400 mcdから680 mcdの範囲をカバーします（いずれも20mA時測定）。各ビン限界値には±15%の許容差が適用されます。特定のビンコードはトレーサビリティのために各梱包袋に印字されています。

3.2 主波長ビニング

色度点を定義する主波長もビニングされます。H29からH33などのコードは、ナノメートル単位の特定の波長範囲（例：H31: 629.0 – 633.0 nm）を表します。各ビン限界値の許容差は±1 nmです。この精密なビニングにより、設計者はプロジェクトに非常に厳密な色の一貫性を持つLEDを選択できます。

4. 性能曲線分析

データシートは、設計分析に不可欠な代表的な性能曲線を参照しています。これらの曲線は、特に断りのない限り周囲温度に対してプロットされ、主要パラメータ間の関係を視覚的に表します。具体的なグラフは本文では再現されていませんが、通常以下を含みます：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともに（多くの場合非線形に）増加する様子を示し、効率点を強調します。
• 順電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性を示し、直列抵抗値と電力損失の計算に不可欠です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の熱的ディレーティングを示し、高温環境アプリケーションにおいて重要です。
• スペクトル分布：相対強度対波長のグラフで、639 nmピークと20 nm半値幅付近に光出力が集中していることを示します。

これらの曲線により、エンジニアは非標準条件（異なる電流、温度）下でのデバイス動作を予測でき、堅牢な回路設計の基礎となります。

5. 機械的・パッケージ情報

LEDは、ウォータークリアレンズを備えた直径3.1mmの丸型パッケージに収められています。主要な寸法上の注意点：特に指定がない限り、すべての寸法はミリメートル（インチ換算付き）で、標準公差は±0.25mmです。フランジ下の樹脂は最大1.0mm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。詳細な寸法図には通常、PCBフットプリント設計やパネル切り抜きサイズ決定に重要な、本体直径、レンズ形状、リード長、リード径が示されます。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、はんだ付け前かつ通常の室温で行う必要があります。曲げは、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で行ってください。重要な点として、曲げ作業中に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。これは内部ダイボンドに応力をかける可能性があります。

6.2 はんだ付けパラメータ

レンズ基部とはんだ付け点の間には、最低2mm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。推奨条件は以下の通りです：

• 手はんだ（はんだごて）：最高温度300°C、リードあたり最大時間3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：最高予熱温度100°C、最大60秒。はんだ波温度最高260°C、最大接触時間10秒。

これらの温度または時間制限を超えると、レンズ変形やLEDの致命的な故障を引き起こす可能性があります。

6.3 保管・取り扱い

元の梱包外での長期保管には、LEDを乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気中に保管することを推奨します。元の梱包から出した部品は、理想的には3ヶ月以内に使用してください。保管環境は、温度30°C、相対湿度70%を超えないようにしてください。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使用してください。

7. 梱包・発注情報

標準梱包仕様は階層的です：静電気防止梱包袋あたり1000個、500個、または250個。これらの袋10袋が内箱に入れられ、合計10,000個となります。内箱8箱が外箱に梱包され、1ロットあたり標準出荷数量80,000個となります。出荷ロット内では、最終梱包のみが満量でない数量を含む場合があることに注意してください。記載されている特定の型番はLTL1CHKRKNNです。

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。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に直列に個別の電流制限抵抗を使用することを強く推奨します。複数のLEDを単一の抵抗に直接並列接続する方法（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、結果として知覚される輝度の違いを引き起こす可能性があるためです。

8.2 ESD（静電気放電）保護

このLEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。取り扱いおよび組立中には、包括的なESD対策プログラムを実施する必要があります。これには以下が含まれます：接地されたリストストラップまたは静電気防止手袋の使用；すべての設備、作業台、保管ラックが適切に接地されていることの確認；取り扱い時の摩擦によりプラスチックレンズ表面に蓄積する可能性のある静電気を中和するためのイオナイザーの使用。

8.3 適用範囲と注意事項

このLEDは、一般的な電子機器を対象としています。故障が生命や健康を脅かす可能性がある、例外的な信頼性を必要とするアプリケーション（例：航空機、医療機器、重要な安全システム）では、使用前に特別な協議と認定が必要です。

9. 技術比較・差別化

従来の標準GaAsP（ガリウムヒ素リン）赤色LEDなどの技術と比較して、このAlInGaPベースのスーパーレッドLEDは、著しく高い発光効率を提供します。これは、同じ20mAの駆動電流でより大きな光出力（mcdで測定）を達成できるか、より低い電流で同様の明るさを提供し、システム全体の消費電力を削減できることを意味します。直径3.1mmは一般的な業界標準であり、T-1サイズのLED用に設計された既存の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ます。拡散レンズとは対照的に、ウォータークリアレンズは可能な限り高い軸上光度を提供し、明るく焦点の合った点光源を必要とするアプリケーションに適しています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 5Vのロジック出力から直接このLEDを駆動できますか？

A: できません。代表的なV_Fが2.4Vであるため、5Vに直接接続すると過剰な電流が流れ、LEDを破壊します。常に直列抵抗を使用して、電流を所望の値（例：20mA）に制限する必要があります。抵抗値は R = (V_電源- V_F) / I_F.

で計算されます。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？_PA: ピーク波長（λ_d）は、スペクトル出力が物理的に最も強い単一波長（ここでは639 nm）です。主波長（λ

）は、CIE色度図上の色座標から導出された計算値（ここでは631 nm）であり、人間の目がLEDの混合出力と同じ色と知覚する純粋なスペクトル光の単一波長を表します。

Q: 視野角はどのように解釈すればよいですか？_{A: 45度の視野角（2θ}1/2

= 45°）は、半減光点が中心軸から22.5度の位置にあることを意味します。この角度を超えても光は見えますが、強度は低くなります。これはLEDのビーム幅を定義します。

11. 実践的な設計・使用例例1: 電源の状態インジケータ。_F直列抵抗を伴う単一のLEDで電源オンを示すことができます。代表的なV_F2.4V、所望のI

20mA、12V電源ラインを使用する場合、抵抗値は(12V - 2.4V) / 0.02A = 480オームとなります。標準的な470オームまたは510オームの抵抗が適しています。抵抗での消費電力は(12V-2.4V)*0.02A = 0.192Wなので、1/4ワット抵抗で十分です。例2: 多LEDバーグラフ表示。_F10セグメントのバーグラフの場合、推奨される設計は、10個の個別の電流制限抵抗を使用し、それぞれが自身のLEDと直列に接続する方法です。すべてのLED-抵抗ペアは、駆動電圧源に並列接続されます。これにより、わずかなV

のばらつきに関わらず、各LEDが正しい電流を受け取り、セグメントの輝度が均一であることが保証されます。

12. 動作原理の紹介

このLEDは、AlInGaP材料に基づく半導体ダイオードです。ダイオードの接合電位（約2.0-2.4V）を超える順電圧が印加されると、電子と正孔がそれぞれn型およびp型材料から活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP結晶格子の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接放出光の波長（色）に対応します—この場合は、639 nm付近の赤色スペクトルです。ウォータークリアエポキシレンズは、半導体チップを封止し、機械的保護を提供し、光出力パターンを形成します。

13. 技術トレンド