LTL-R42FGY1H106T LEDランプ データシート - スルーホール - 黄緑/黄色 - 10mA - 技術文書

1. 製品概要

LTL-R42FGY1H106Tは、回路基板インジケータ（CBI）部品です。特定のLEDランプと組み合わせるために設計された黒色プラスチック製の直角ホルダー（ハウジング）で構成されており、プリント基板（PCB）への容易な実装を可能にします。本製品は、上面視認または直角実装をサポートする構成で提供され、水平または垂直のアレイ配置が可能で、設計の柔軟性を高める積層性を備えています。

1.1 主な特長

• 回路基板の組立工程を簡素化するために設計されています。
• 黒色ハウジング材により、点灯時のインジケータの視認コントラスト比が向上します。
• 高効率を維持しながら、低消費電力で動作します。
• 鉛フリー製品として製造され、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しています。
• T-1サイズのランプを採用：LED1はAlInGaP 569nmチップを使用した黄緑色を発光し、LED2はAlInGaP 589nmチップを使用した黄色を発光します。

1.2 主な用途

本コンポーネントは、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
• 産業機器および制御装置

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

以下の定格は、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。これらの条件下またはそれ以上の条件下での動作は保証されません。

• 許容損失（P_d）：52 mW（黄緑色LEDおよび黄色LED共通）。これはLEDが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（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動作のために推奨される最大連続順電流です。
• 動作温度範囲（T_opr）：-40°C ～ +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で機能します。
• 保存温度範囲（T_stg）：-45°C ～ +100°C。
• リードはんだ付け温度：最大260°C、最大5秒間（LED本体から2.0mm (0.079\")の位置で測定）。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、周囲温度（T_A）25°C、標準試験条件下での代表的なデバイス性能を示します。

• 光度（I_V）：LED1（黄緑）：15 mcd（代表値）。LED2（黄）：14 mcd（代表値）。I_F= 10mA、試験許容差±15%で測定。測定にはCIE比視感度曲線に近似したセンサー/フィルターを使用。
• 指向角（2θ_1/2）：100度（代表値）（両LED色共通）。光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角度です。
• ピーク発光波長（λ_P）：LED1：572 nm。LED2：591 nm。発光スペクトルの最高点における波長です。
• 主波長（λ_d）：LED1：570 nm（代表値）、範囲 566-573 nm。LED2：588 nm（代表値）、範囲 584-593 nm。CIE色度図から導出され（許容差±1nm）、知覚される色を最もよく表す単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm（代表値）（両LED共通）。スペクトルの純度を示します。
• 順方向電圧（V_F）：2.0V（代表値）、最大2.6V（両LED、I_F= 10mA時）。
• 逆方向電流（I_R）：10 μA（最大）（逆方向電圧（V_R）= 5V時）。重要：本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. 特性曲線分析

データシートには、両LEDタイプの代表的な特性曲線が提供されています。これらの曲線は、様々な条件下でのデバイスの挙動を理解するために不可欠です。

3.1 LED1（黄緑）の曲線

黄緑色LEDの代表的なプロットには以下が含まれます：
- 相対光度 vs. 順電流：発光出力が電流とともに増加する様子を示します。高電流時には発熱により一般的に準線形関係になります。
- 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性を示します。
- 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う発光出力の低下を示します。
- スペクトル分布：572 nmを中心とした波長全体での発光強度を示すグラフです。

3.2 LED2（黄）の曲線

黄色LEDについても同様の特性曲線が提供されており、ピーク波長が591 nmにシフトするなど、黄色チップの特性に特化した値が用いられます。曲線の形状（I-V、光度 vs. 電流/温度）は類似しています。

4. 機械的仕様および梱包情報

4.1 外形寸法

本コンポーネントはスルーホール直角設計です。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で提供され、括弧内にインチ表記があります。
- 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mm (0.010\")です。
- ホルダー（ハウジング）材質は黒色または濃灰色プラスチックで、難燃性はUL 94V-0規格です。
- LED1は黄緑色発光用の緑色拡散レンズ、LED2は黄色発光用の黄色拡散レンズを備えています。

4.2 極性識別

提供されたテキストには明示されていませんが、スルーホールLEDは一般的に、長いリードがアノード（+）、短いリードがカソード（-）です。ハウジングにはカソード側に平らな面やその他のマーキングがある場合もあります。PCB挿入時には正しい極性を確認する必要があります。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 保管

最適な保存寿命のため、LEDは30°Cまたは相対湿度70%を超えない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場合は、3ヶ月以内に使用してください。元の梱包外での長期保管には、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。

5.2 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。

5.3 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、LEDレンズ基部から少なくとも3mm離れた位置で行ってください。レンズ基部やリードフレーム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、かつはんだ付け工程の前に完了させてください。

5.4 はんだ付けパラメータ

はんだ付け点とレンズ/ホルダー基部との間には、最低2mmのクリアランスを確保する必要があります。レンズ/ホルダーをはんだに浸漬しないでください。

• はんだごて：最高温度350°C、リード1本あたり最大時間3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：予熱：最高120°C、最大100秒。はんだ波：最高260°C、最大5秒。浸漬位置はエポキシボール基部から2mm以上離す。
• リフローはんだ付け（参考プロファイル）：
  • 予熱/ソーク：150°C最小～200°C最大、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）：最高250°C。
  • 分類温度±5°C内時間（T_C=245°C）：最大30秒。
  • 25°Cからピークまでの総時間：最大5分。

注意：過度のはんだ付け温度や時間は、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。

5.5 PCB組立

PCB実装時には、LED本体やリード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固定してください。

6. 駆動方式の原理

LEDは電流駆動デバイスです。その発光出力（光度）は、主に流れる順電流（I_F）の関数です。安定した一貫した性能を確保するためには、定電流源または直列の電流制限抵抗を備えた電圧源でLEDを駆動することが極めて重要です。抵抗値はオームの法則を用いて計算できます：R = (V_supply- V_F) / I_F。ここで、V_Fは所望の動作電流におけるLEDの順方向電圧です。電流制限なしで電圧源に直接接続すると、最大直流順電流を超え、急速な劣化や故障を引き起こす可能性があります。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは自動組立用のテープ&リール包装で供給されます。

• キャリアテープ：黒色導電性ポリスチレン合金、厚さ0.50 ±0.06 mm。10スプロケット穴ピッチ累積公差は±0.20。
• リール：標準13インチリール、350個入り。

7.2 段ボール箱仕様

• 1リールは、湿度指示カード1枚と乾燥剤袋1袋とともに、防湿バッグ（MBB）1袋に梱包されます。
• 1MBBは内装箱1箱に梱包されます。各内装箱には2リール（合計700個）が入っています。
• 内装箱10箱が外装箱1箱に梱包されます。各外装箱には合計7,000個（700個 * 10）が入っています。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮点

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

本LEDランプは、屋内/屋外のサインおよび一般的な電子機器に適しています。直角設計により、基板がユーザーの視線に対して垂直に取り付けられる場合（例：コンピュータマザーボードの端や産業用制御パネル）のPCB上の状態表示に最適です。

8.2 設計上の考慮点

• 電流制限：第6章で説明した通り、常に適切な電流制限を実装してください。
• 熱管理：許容損失は低い（52mW）ですが、動作周囲温度が85°Cを超えないようにしてください。高密度レイアウトでは、気流を考慮してください。
• PCBレイアウト：はんだ付けの問題を防ぐため、ソルダーマスクや配線に対して推奨されるキープアウトゾーン（レンズ基部から2mm）を遵守してください。
• ESD対策：明示されていませんが、組立時には標準的なESD（静電気放電）取り扱い手順を遵守する必要があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A1: ピーク波長（λ_P）は、スペクトル出力グラフ上の文字通りの最高点です。主波長（λ_d）はCIE図上の色座標から導出され、LEDの色に最も近く見える純粋な単色光の単一波長を表します。λ_dは色知覚により関連性が高いです。

Q2: このLEDを20mAで連続駆動できますか？
A2: はい、20mAは推奨される最大直流順電流です。より長い寿命と信頼性のため、特に最大光度が必要でない場合は、より低い電流（例：試験で使用される10mA）で動作させることをお勧めします。

Q3: 光度に±15%の公差があるのはなぜですか？
A3: これは中電力LEDにおける一般的な製造公差です。半導体チップのエピタキシャル成長プロセスにおける通常のばらつきを考慮しています。一貫した輝度を必要とするアプリケーションでは、LEDをより狭い強度グループに選別（ビニング）することができます。

Q4: ヒートシンクは必要ですか？
A4: 最大許容損失52mWの本デバイスでは、通常の動作条件下では専用のヒートシンクは通常必要ありません。ただし、PCB自体が放熱板として機能します。リードが適切な銅パッドにはんだ付けされていることを確認することで、放熱が促進されます。

10. 実用例

シナリオ：ネットワークルーターの状態表示用インジケータの設計。
LTL-R42FGY1H106T（黄色LED、LED2を使用）がアクティブ/データ転送モード表示用に選択されました。ルーターのメインPCBは3.3V電源ライン（V_supply）を提供します。
設計手順：
1. 動作電流の選択：輝度と寿命の良いバランスのため、I_F= 10mAを選択。
2. 順方向電圧の決定：データシートより、V_F（代表値）= 2.0V（10mA時）。
3. 直列抵抗の計算：R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130オーム。最も近い標準E24値は130Ωまたは120Ωです。120Ωを使用すると、I_F≈ (3.3-2.0)/120 = 10.8mAとなり、許容範囲内です。
4. 抵抗電力の計算： P_R= I²* R = (0.0108)²* 120 ≈ 0.014W。標準の1/8W (0.125W) または1/10W抵抗で十分です。
5. PCBレイアウト：抵抗をLEDのアノードと直列に配置します。LEDのカソードがグランドに接続されていることを確認します。PCBフットプリント設計では、LED基部周囲に2mmのクリアランスを確保してください。

11. 技術および開発動向（客観的概要）

LTL-R42FGY1H106Tは、AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術を採用しています。AlInGaPは、GaAsPなどの旧来技術と比較して、可視スペクトルの赤、オレンジ、アンバー、黄色領域で特に効率的です。この分野の主な動向は以下の通りです：
- 効率向上：継続的な材料科学およびチップ設計の改善により、より高い発光効率（電力ワットあたりのより多くの光出力）が実現されています。
- 色の一貫性向上：エピタキシャル成長およびビニングプロセスの進歩により、主波長および光度の公差がより狭くなっています。
- パッケージング革新：本製品は従来のスルーホールパッケージですが、業界のトレンドは自動組立および小型化のため、表面実装デバイス（SMD）パッケージ（例：0603、0805、PLCC）に強く向かっています。スルーホール部品は、高い機械的強度、手動組立、または特定の光学構成（直角視認など）を必要とするアプリケーションでは依然として重要です。
- 信頼性重視：強化されたパッケージ材料および製造プロセスにより、様々な環境ストレス下での動作寿命および安定性が継続的に向上しています。