LTL-R42FGYYHKP LEDランプ データシート - スルーホール - 黄緑 & 黄色 - 10mA - 2.0V - 技術文書

1. 製品概要

LTL-R42FGYYHKPは、基板インジケータ（CBI）として設計されたスルーホール実装型LEDランプです。複数のLEDチップを内蔵した黒色プラスチック製の直角ハウジングで構成されています。この部品の主な機能は、電子回路基板上で明確で高コントラストな状態表示またはインジケータ照明を提供することです。その設計は、様々な電子アプリケーションにおける容易な実装と信頼性の高い性能を優先しています。

1.1 主な特長

• 実装の容易さ：プリント回路基板（PCB）への配置およびはんだ付けが容易になるよう設計が最適化されています。
• コントラストの向上：黒色のハウジング材質によりコントラスト比が大幅に向上し、点灯したLEDが基板に対してより視認しやすくなります。
• 省エネルギー性：本デバイスは、高い発光効率を維持しながら低消費電力を特徴とします。
• 環境適合性：これは、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠した鉛フリー製品です。
• チップ技術：黄緑色（569nm）および黄色（589nm）の発光チップにAlInGaP半導体技術を採用しています。

1.2 主な用途

このLEDランプは、以下のような幅広い電子機器に適しています：

• コンピュータシステムおよび周辺機器
• 通信機器
• 民生用電子機器
• 産業用制御機器および計測機器

2. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある限界値を定義します。これらの限界値以下または限界値での動作は保証されません。

• 電力損失（Pd）：LEDあたり52 mW。これはLEDチップが安全に熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：60 mA。この電流はパルス条件下（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10μs）でのみ印加可能です。
• 直流順電流（I_F）：20 mA。これは、信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続順電流です。
• 動作温度（T_opr）：-40°C から +85°C。デバイスが機能する周囲温度範囲です。
• 保管温度（T_stg）：-45°C から +100°C。非動作時の保管温度範囲です。
• リードはんだ付け温度：LED本体から2.0mmの位置で測定し、最大5秒間260°C。これはフローはんだ付けや手はんだ付けプロセスにおいて重要です。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、周囲温度（T_A）25°C、順電流（I_F）10mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：
  • LED1（黄緑）：代表値 15 mcd、範囲 8.7 mcd（最小）から 29 mcd（最大）。
  • LED2 & 3（黄）：代表値 14 mcd、範囲 3.8 mcd（最小）から 30 mcd（最大）。 これらの保証値には±15%の試験許容差が適用されます。
• 指向角（2θ_1/2）：全LEDで100度。これは光度がピーク値の半分に低下する全角です。
• ピーク波長（λ_P）：
  • LED1（黄緑）：572 nm。
  • LED2 & 3（黄）：591 nm。
• 主波長（λ_d）：CIE座標から導出され、知覚される色を定義します。
  • LED1（黄緑）：570 nm（範囲 566-573 nm）。
  • LED2 & 3（黄）：588 nm（範囲 584-593 nm）。 試験許容差は±1nmです。
• スペクトル半値幅（Δλ）：全LEDで15 nm。スペクトルの純度を示します。
• 順方向電圧（V_F）：代表値 2.0V、10mA時における全LEDの最大値は2.6V。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時、最大 10 μA。重要：本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. ビニングシステムの説明

データシートは主要パラメータに固有のばらつきがあることを示しています。正式なビニング表は提供されていませんが、光度および主波長の最小値/代表値/最大値は、デバイスが規定範囲内に収まることを保証するための選別または選別プロセスが存在することを意味します。設計者は、特に複数LEDアプリケーションでの輝度マッチングにおいて、これらのばらつきを考慮する必要があります。

4. 性能曲線分析

データシートは、設計に不可欠な代表的な特性曲線を参照しています。

• I-V曲線：順方向電圧（V_F）と順方向電流（I_F）の関係を示します。これは非線形であり、適切な電流制限抵抗を選択する上で重要です。
• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、動作範囲内ではほぼ線形関係にあるのが一般的です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の低下（デレーティング）を示します。高温では性能が低下します。
• スペクトル分布：ピーク波長および主波長を中心とした、波長全体にわたる相対的な放射パワーを示します。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 外形寸法

本デバイスはスルーホール直角パッケージを使用しています。主要な寸法上の注意点：

• 全ての寸法はミリメートル単位です（許容差はインチで併記）。
• 図面に特に指定がない限り、標準許容差は±0.25mm（±0.010"）です。
• ハウジング材質は黒色または濃灰色のプラスチックで、難燃性はUL 94V-0に適合しています。
• LED1は黄緑色チップと緑色拡散レンズを、LED2およびLED3は黄色チップと黄色拡散レンズを備えています。

5.2 極性識別

スルーホールLEDの場合、カソードは通常、レンズの平らな面、短いリード、またはハウジング上のマーキングによって識別されます。具体的な識別方法は、データシートで参照されている詳細な外形図から確認する必要があります。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 保管

最適な保存寿命のため、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。元の防湿バッグから取り出したLEDは、3ヶ月以内に使用してください。元の包装外で長期保管する場合は、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。

6.2 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。強力な化学薬品や不明な化学薬品の使用は避けてください。

6.3 リードフォーミング

リードの曲げは、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。レンズ基部を支点として使用しないでください。フォーミングははんだ付け前、室温で行ってください。PCBへの挿入時は、機械的ストレスを避けるため最小限の力で行ってください。

6.4 はんだ付け条件

レンズ/ホルダー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。

• 手はんだ付け（はんだごて）：最高温度350°C、リードあたり最大時間3秒。
• フローはんだ付け：最大120°Cまで予熱、最大100秒。はんだ波は最大260°C、最大5秒。
• リフローはんだ付け（参考プロファイル）：
  • 予熱/ソーク：150-200°C、最大100秒。
  • 液相線以上時間（T_L=217°C）：60-90秒。
  • ピーク温度（T_P）：250°C（分類温度 T_C=245°C、最大30秒）。
  • 25°Cからピーク温度までの総時間：最大5分。

警告：過度の温度または時間は、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。

7. アプリケーション推奨事項

7.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列接続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A）。個別の抵抗なしでLEDを直接並列接続すること（回路B）は推奨されません。LED間の順方向電圧（V_F）のわずかなばらつきが、電流分担に大きな差を生じさせ、結果として輝度の不均一を引き起こすためです。

7.2 静電気放電（ESD）対策

抜粋部分では完全には詳細化されていませんが、LEDは一般的にESDに敏感です。潜在的なまたは即時の損傷を防ぐため、組立および取り扱い時には適切なESD対策手順（接地リストストラップ、帯電防止マットなどの使用）に従ってください。

7.3 熱管理

電力は低いものの、最大電流（20mA）付近または最大電流で動作させたり、高い周囲温度（+85°C付近）で使用したりすると、光出力が低下し、寿命に影響を与える可能性があります。高密度または高温環境で使用する場合は、十分な空気の流れを確保してください。

8. 技術比較および差別化

LTL-R42FGYYHKPは、複数LEDを内蔵した直角ハウジング設計により差別化を図っています。これは、複数の色（黄緑と黄）を単一の容易に実装可能なパッケージに組み合わせた、完成されたインジケータソリューションを提供し、個別のLEDと別個のホルダーを使用する場合と比較して基板スペースと組立時間を節約します。AlInGaP技術の採用は、黄色スペクトルにおいて良好な効率と色安定性を提供します。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい、20mAは推奨される最大直流順電流です。最長の寿命と信頼性のためには、より低い電流（例：10-15mA）で動作させることをお勧めします。

Q: なぜ光度の範囲が（例：3.8から30 mcd）これほど広いのですか？

A: これは半導体製造における自然なばらつきを反映しています。デバイスはこの範囲内に収まることが保証されています。厳密な輝度マッチングを必要とするアプリケーションでは、より狭い範囲内からLEDを選別（ビニング）することができます。

Q: 2つのLEDを並列接続する際、1つの抵抗を使用できますか？

A: 推奨されません（回路Bの警告を参照）。V_Fのばらつきにより、一方のLEDがほとんどの電流を引き、輝度の不均一や明るいLEDへの過負荷の可能性が生じます。常に個別の抵抗を使用してください。

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）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）は色座標から計算され、LEDの知覚される色に一致する純粋なスペクトル色の単一波長を表します。λ_dは色仕様に関連性が高いです。

10. 実践的な設計および使用例

シナリオ："電源オン"（点灯黄緑）と"故障"（点滅黄）の明確なインジケータを必要とする産業用コントローラの状態表示パネルを設計。

実装：単一のLTL-R42FGYYHKP部品を使用できます。LED1（黄緑）は電流制限抵抗を介して定電圧源（例：5V）に接続し、"電源オン"を示します。LED2またはLED3（黄）は、それぞれの抵抗を介して、点滅出力用に設定されたマイクロコントローラのGPIOピンに接続し、"故障"を示します。直角ハウジングにより、パネルをメインPCBに対して垂直に取り付け、光をユーザーに対して最適に向けることができます。黒色ハウジングは、パネルベゼルに対して高いコントラストを確保します。

11. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスにより光を発する半導体デバイスです。p-n接合に順方向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製）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。光の特定の波長（色）は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定されます。チップ上の拡散レンズは光を散乱させ、広い100度の指向角を生み出すのに役立ちます。

12. 技術トレンド

LTL-R42FGYYHKPのようなスルーホールインジケータLEDは、堅牢性、手動組立の容易さ、または過酷な環境下での高い信頼性を必要とするアプリケーションで引き続き使用されています。しかし、より広範な業界のトレンドは、その小型サイズ、自動ピックアンドプレース組立への適合性、および低プロファイルのため、ほとんどの新設計において表面実装デバイス（SMD）LEDに向かっています。LED技術の進歩は、効率（ルーメン毎ワット）の向上、演色性の改善、およびより高温・高電流条件下での信頼性の向上に焦点を当てています。基本的な動作原理は変わりませんが、材料とパッケージング技術は進化し続けています。