LTL-14FM9HKP LEDランプ データシート - 直角ホルダー - 黄緑/赤/黄 - 20mA - 52mW - 技術文書

1. 製品概要

LTL-14FM9HKPは、スルーホール実装用に設計された基板用インジケータ（CBI）です。特定のLEDランプと組み合うブラックプラスチック製の直角ホルダー（ハウジング）で構成されています。この設計は、コントラスト比を向上させ、プリント基板（PCB）への容易な組み立てを可能にすることを目的としています。本製品は、黄緑、赤、黄の波長を発光するAlInGaP半導体チップを搭載した構成で提供されます。

1.1 主な利点

• 組み立ての容易さ：設計は、シンプルな基板組み立てプロセスに最適化されています。
• コントラストの向上：ブラックプラスチックハウジングは高コントラストの背景を提供し、点灯したLEDの視認性を向上させます。
• エネルギー効率：低消費電力と高発光効率を特徴とします。
• 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：赤から黄緑のスペクトルにおいて、効率と色純度で知られるAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）チップを採用しています。

1.2 対象アプリケーション

このLEDインジケータは、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内部状態表示用インジケータ。
• 信号および状態表示用の通信機器。
• 民生用電子機器。
• 産業用制御パネルおよび機械。

2. 詳細な技術パラメータ分析

以下のセクションでは、LTL-14FM9HKPに規定されている主要な電気的、光学的、熱的パラメータの詳細な内訳を提供します。

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がある限界を定義します。すべての値は、周囲温度（TA）25°Cで規定されています。

• 電力損失（PD）：すべてのLED色で最大52 mW。これは、熱的限界を超えることなくデバイスが放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（IFP）：60 mA、パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10ms）でのみ許容されます。
• 連続順電流（IF）：20 mA DC。これは、連続動作における推奨最大電流です。
• 動作温度範囲：-30°C から +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で動作することが保証されています。
• 保存温度範囲：-40°C から +100°C。
• リードはんだ付け温度：最大5秒間、260°C（部品本体から2.0mm (0.079")の位置で測定）。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、TA=25°C、IF=10mAで測定された代表的な性能パラメータです。

• 光度（Iv）：
  • LED1（黄緑）：代表値 15 mcd（最小 8.7、最大 29 mcd）。
  • LED2（黄緑）：代表値 15 mcd（最小 8.7、最大 29 mcd）。
  • LED2（赤）：代表値 14 mcd（最小 3.8、最大 30 mcd）。
  • LED3（黄）：代表値 11 mcd（最小 3.8、最大 30 mcd）。
  • 注記：Iv測定には±30%の試験公差が含まれます。
• 指向角（2θ1/2）：強度がピーク値の半分に低下する全角として定義されます。
  • LED1 & LED3：100度。
  • LED2（両色）：110度。
• 波長：
  • ピーク波長（λP）：発光スペクトルが最も強い波長。LED1/2 黄緑：572nm、LED2 赤：630nm、LED3 黄：591nm。
  • 主波長（λD）：人間の目が知覚する単一波長で、CIE座標から導出されます。代表値：黄緑：569nm、赤：625nm、黄：589nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：色純度の指標。黄緑/黄：15nm、赤：20nm。
• 順方向電圧（VF）：10mA時、すべての色で代表値 2.0V（範囲 1.6V から 2.5V）。この低電圧はAlInGaP技術の特徴です。
• 逆方向電流（IR）：VR=5V時、最大 10 μA。デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。このパラメータはリーク試験目的のみです。

3. 性能曲線分析

データシートには、回路設計や様々な条件下でのデバイス動作を理解するために不可欠な代表的な特性曲線が提供されています。

3.1 相対光度 vs. 順方向電流

これらの曲線は、光度が順方向電流と非線形の関係で増加することを示しています。最適な輝度と寿命のためには、推奨値20mA以下での動作が推奨されます。これを超えてLEDを駆動すると、光出力の向上が鈍化し、発熱が増加します。

3.2 順方向電圧 vs. 順方向電流

V-I曲線は、ダイオードのような特性を示します。順方向電圧はわずかな正の温度係数を持ち、つまり、所定の電流において接合温度が上昇すると電圧が低下します。これは定電圧駆動回路における重要な考慮事項です。

3.3 相対光度 vs. 周囲温度

これらの曲線は、光出力の熱的デレーティングを示しています。光度は周囲温度の上昇とともに減少します。これは高温環境で動作するアプリケーションにおける重要な要因であり、所望の輝度レベルを維持するために電流調整や放熱対策が必要になる場合があります。

4. 機械的・梱包情報

4.1 外形寸法

デバイスは直角スルーホール形状を採用しています。主な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 主要な寸法はすべてミリメートル単位で、特に指定のない限り標準公差は±0.25mmです。
• ホルダー（ハウジング）材質はブラック/ダークグレーのプラスチックです。
• LED識別：LED1は緑色拡散レンズ、LED2は白色拡散レンズ、LED3は黄色拡散レンズです。

4.2 極性識別

極性は、ホルダーの物理構造とリード長（通常、カソードリードが短いか、マークが付いています）で示されます。各LED色のホルダー内の具体的なピン配置については、データシートの外形図を参照する必要があります。

4.3 梱包仕様

部品は、バルク梱包または自動組み立て用のテープ&リールで供給されます。正確なリール寸法、ポケット間隔、向きは梱包仕様図に詳細が記載されています。

5. はんだ付け・組み立てガイドライン

適切な取り扱いは信頼性にとって重要です。

5.1 保管条件

元の梱包から外した状態での長期保管には、湿気の吸収（はんだ付けや長期性能に影響する可能性あり）を防ぐため、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中での保管が推奨されます。元の梱包から取り出した場合は、3ヶ月以内に使用してください。

5.2 リード成形

• 曲げ加工は、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で行う必要があります。
• リードフレームの基部を支点として使用しないでください。
• リード成形は、はんだ付け前かつ室温で行う必要があります。
• PCB組み立て時は、機械的ストレスを避けるため最小限のクリンチ力で行ってください。

5.3 はんだ付けプロセス

重要なルール：レンズ/ホルダーの基部からはんだ付けポイントまで、最低2mmのクリアランスを確保してください。レンズやホルダーをはんだに浸漬しないでください。

• 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（1回のみ）。
• フローはんだ付け：
  • 予熱：最大 120°C、最大 100秒。
  • はんだ波：最大 260°C、最大 5秒。
  • はんだ波がレンズ/ホルダー基部の2mm以内に近づかないようにデバイスを配置してください。
• 非推奨：IRリフローはんだ付けは、このスルーホールタイプの製品には適していません。
• 警告：過度の温度や時間は、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。フローはんだ付けの最高温度は、ホルダーの熱変形温度（HDT）や融点を示すものではありません。

6. アプリケーション・回路設計の推奨事項

6.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。特に並列接続で複数のLEDを使用する場合、均一な輝度を確保するには、各LEDに直列に電流制限抵抗を配置する必要があります。

• 推奨回路（A）：各LEDが電源に接続された独自の直列抵抗を持ちます。これにより、個々のLEDの順方向電圧（Vf）のばらつきを補償し、各LEDが同じ電流を受け取り、したがって同様の輝度で発光することを保証します。
• 非推奨回路（B）：複数のLEDが1つの共有抵抗と並列に接続されています。LED間の自然なVfのばらつきにより、電流は均等に分配されず、デバイス間で輝度に大きな差が生じます。

6.2 静電気放電（ESD）保護

これらのLEDは、静電気放電や電源サージによる損傷を受けやすいです。取り扱いおよび組み立て時には以下の予防措置を講じる必要があります：

• 作業者は導電性リストストラップまたは帯電防止手袋を着用してください。
• 接地された作業台と工具を使用してください。
• 部品はESD保護包装で保管および輸送してください。

6.3 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。強力な洗浄剤や研磨剤は避けてください。

7. 技術比較・設計上の考慮事項

7.1 技術選択：AlInGaP

アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体材料の使用は、赤、オレンジ、黄、黄緑のスペクトルにおいて明確な利点を提供します：

• 高効率：AlInGaP LEDは、一般的にGaAsPなどの旧来技術と比較して、これらの色においてより高い発光効率（ルーメン毎ワット）を提供します。
• 良好な色純度：スペクトル半値幅が比較的狭く（15-20nm）、鮮やかで純粋な色を実現します。
• 熱安定性：温度による性能劣減は存在しますが、提供される曲線で管理および特性評価されています。

7.2 形状：直角スルーホール

この設計は、PCBが垂直に取り付けられる場合や、基板がフロントパネルと平行である状態でインジケータを前面から視認する必要があるアプリケーションに理想的です。ブラックハウジングは、内蔵のライトパイプとコントラスト向上機能を提供し、多くの設計において別個のベゼルや光導波路を不要にします。

8. よくある質問（技術データに基づく）

8.1 このLEDを20mAで連続駆動できますか？

はい、20mA DCは規定の最大連続順電流です。最適な寿命と信頼性のためには、特に高周囲温度条件下では、この値以下（例：15-18mA）で動作させることが推奨されることがよくあります。

8.2 電源電圧がLEDの代表Vfと一致する場合でも、なぜ直列抵抗が必要なのですか？

順方向電圧（Vf）には許容範囲（1.6Vから2.5V）があります。定電圧源は電流を制御できません。電圧のわずかな増加は、ダイオードの指数関数的なI-V特性により、大きく、場合によっては損傷をもたらす電流の増加を引き起こす可能性があります。直列抵抗は負帰還を提供し、電源電圧とLEDの個々のVfの両方の変動に対して電流を安定させます。

8.3 この部品にリフローはんだ付けを使用できますか？

いいえ。データシートは、IRリフローはこのスルーホールタイプのLEDランプに適したプロセスではないと明記しています。推奨プロセスは、提供される厳格な温度とクリアランスのガイドラインに従った手はんだ付けまたはフローはんだ付けです。

8.4 直列抵抗値をどのように計算しますか？

オームの法則を使用します：R = (電源電圧 - LEDのVf) / 希望電流。
例：電源5V、代表Vf 2.0V、希望電流10mAの場合：
R = (5V - 2.0V) / 0.010A = 300 オーム。
電流が最大限界を超えないようにするため、最悪ケースのVf（最小）を常に考慮し、抵抗での電力損失（P = I^2 * R）を確認してください。