T-1 5mm スルーホールLEDランプ 仕様書 - 赤色 639nm - 2.4V 30mA - 72mW

1. 製品概要

本資料は、標準的なT-1（5mm）径のスルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。この部品は、幅広い電子機器アプリケーションにおける状態表示および照明を目的として設計されています。主な利点は、低消費電力、高発光効率、および鉛フリーでRoHS準拠の構造です。本デバイスは、AlInGaP技術を採用した赤色拡散レンズを特徴とし、試作から量産まで適した一般的なフォームファクタを提供します。

このLEDのターゲット市場は多岐にわたり、通信機器、コンピュータ周辺機器、民生電子機器、家電製品、および産業用制御システムを含みます。その設計の柔軟性は、様々な光度ビンと標準的な指向角での入手可能性によって支えられており、エンジニアは特定のアプリケーション要件に応じて適切な輝度レベルを選択することができます。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、デバイスはこれらの限界を超えて動作させてはなりません。主要な定格には、周囲温度（TA）25°Cにおける最大許容損失72mWが含まれます。直流順電流は30mAに制限されますが、パルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）下ではより高いピーク順電流90mAが許容されます。動作温度範囲は-30°Cから+85°Cと規定されています。重要なパラメータは順電流のディレーティング係数であり、50°C以上から線形的に0.57 mA/°Cです。これは、接合温度を管理し信頼性を確保するために、周囲温度が50°Cを超えて上昇すると許容連続電流が減少することを意味します。

2.2 電気的・光学的特性

TA=25°C、標準試験電流（IF）20mAで測定された、LEDのコア性能を定義します。光度（Iv）の代表値は180ミリカンデラ（mcd）で、最小110 mcd、最大400 mcd（ビンコードに依存）です。強度が軸上値の半分となる指向角（2θ1/2）は50度で、中程度に広いビームを提供します。ピーク発光波長（λP）は639 nm、主波長（λd）は621 nmから642 nmの範囲で、知覚される赤色を定義します。順方向電圧（VF）は代表値2.4V、20mA時最大2.4Vです。逆電流（IR）は逆電圧（VR）5Vで100 μAに制限されますが、デバイスは逆バイアス動作用には設計されていません。

3. ビニングシステム仕様

製造における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDはビンに仕分けされます。主に2つのビニング次元が使用されます：

3.1 光度ビニング

LEDは、20mAで測定された光度に基づいて分類されます。ビンコードはF（110-140 mcd）からK（310-400 mcd）の範囲です。各ビン限界には±15%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

色の一貫性のために、LEDは主波長によってビニングされます。コードH29からH33は、約4nmステップで621.0 nmから642.0 nmの範囲をカバーします。各ビン限界の許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

特定のグラフィカルデータはデータシート（図1-6）で参照されていますが、このクラスのデバイスの代表的な曲線は主要な関係を示しています。順電流対順電圧（I-V）曲線は、ダイオードに特徴的な指数関数的関係を示します。相対光度対順電流曲線は、動作範囲内で光出力が電流とともに線形的に増加することを示しています。相対光度対周囲温度曲線は、一般的に温度が上昇すると出力が減少することを示し、熱管理の重要性を強調しています。スペクトル分布曲線は、約20 nmのスペクトル半値幅で639 nmのピーク波長を中心としています。

5. 機械的・包装情報

5.1 外形寸法

LEDは標準的なT-1（5mm）ラジアルリードパッケージに準拠しています。主要寸法には、レンズ径、全高、リード間隔が含まれます。リードは指定された間隔でパッケージから出ており、ほとんどの寸法に±0.25mmの公差が適用されます。フランジ下の樹脂突出の最大値は1.0mmと定義されています。アノード（正極）リードは通常、長いリードとして識別されます。

5.2 梱包仕様

LEDは、バルク取り扱いと出荷のために梱包されます。標準的な梱包フローは次の通りです：1袋あたり1,000個（静電気防止梱包袋）；内箱あたり10袋（10,000個）；外箱（マスター）あたり8個の内箱（80,000個）。出荷ロット内の最終梱包のみ、満袋でない梱包が許可されます。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 保管・取り扱い

LEDは、30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管してください。元の包装から取り出した場合は、3ヶ月以内に使用してください。長期保管の場合は、乾燥剤入りの密閉容器を使用してください。静電気対策を講じて取り扱ってください：接地リストストラップ、ワークステーション、およびプラスチックレンズ上の静電気を中和するイオナイザーを使用してください。

6.2 リード成形

リードの曲げ加工は、LEDレンズ基部から少なくとも3mm離れた位置で、室温で、はんだ付けプロセスの前に実行する必要があります。リードフレームの基部を支点として使用してはいけません。PCB挿入時は、最小限のクリンチ力を使用してください。

6.3 はんだ付けプロセス

はんだ付け点とレンズ基部の間には、最低3mmのクリアランスを維持する必要があります。レンズをはんだに浸漬してはいけません。推奨条件は以下の通りです：
はんだごて：最大350°C、最大3秒間、先端はレンズ基部から2mm以上離すこと。
フローはんだ付け：最大100°Cで最大60秒間予熱、最大260°Cのはんだ波で最大5秒間、はんだレベルはレンズ基部から2mm以上離すこと。
赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホールパッケージには適していません。過度の熱や時間はレンズの変形や故障を引き起こす可能性があります。

7. アプリケーション提案

7.1 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。特に複数のLEDを並列に接続する場合、一貫した輝度を得るためには、各LEDに直列の電流制限抵抗を使用することが強く推奨されます（回路A）。電圧源から複数のLEDを直接並列駆動すること（回路B）は、個々のLEDの順方向電圧（VF）のばらつきにより、電流分布が不均一になり、結果として輝度が不均一になるため、推奨されません。

7.2 設計上の考慮点

順方向電圧降下と希望電流を考慮し、オームの法則を使用して適切な直列抵抗値を計算します：R = (Vcc - VF) / IF。動作環境が高温の場合は、周囲温度による順電流のディレーティングを考慮に入れてください。PCBレイアウトでは、はんだ接合部とLED本体の間に推奨される最小クリアランスが確保されるようにしてください。このLEDは屋内・屋外のサイン表示および一般的な電子機器の両方に適していますが、屋外で使用する場合は環境シーリングを考慮した設計が必要です。

8. 技術比較・差別化

旧来の技術と比較して、このAlInGaPベースの赤色LEDは、より高い発光効率と温度に対する優れた性能を提供します。標準的なT-1パッケージは、既存のPCBフットプリントやソケットとの幅広い互換性を保証します。複数の光度ビンの入手可能性により、コスト最適化が可能です—重要でないインジケータには低いビンを、より高い視認性を必要とするアプリケーションには高いビンを選択できます。RoHS準拠は、厳しい環境規制を持つ世界市場をターゲットとする製品の重要な差別化要因です。

9. よくある質問 (FAQ)

Q: 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？
A: いいえ。電圧源からLEDを直接動作させると、最大定格電流を超える可能性が非常に高く、即時または急速な故障につながります。電流調整のためには直列抵抗が必須です。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（λP）は、発光出力が最大となる波長（639 nm）です。主波長（λd）は色度座標から導出され、人間の目に同じ色に見える単色光の単一波長（621-642 nm）を表します。主波長は色知覚により関連性があります。

Q: このLEDを逆電圧表示に使用できますか？
A: いいえ。このデバイスの最大逆電圧定格5Vは、漏れ電流試験のみを目的としています。逆バイアス動作用には設計されていません。回路で逆電圧を印加すると損傷する可能性があります。

Q: 袋のビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A: 袋のラベルには、光度（例：G、H）と主波長（例：H31）のコードが含まれています。これらをセクション3のビンテーブルと照合することで、その袋内のLEDの保証される最小値と最大値を知ることができます。

10. 実用的なアプリケーション事例

シナリオ：12V DCアダプター用の電源インジケータを設計する。
設計手順：
1. 目標順電流（IF）を選択する。代表値の20mAを使用するのが標準的です。
2. 計算には代表順電圧（VF）2.4Vを使用する。
3. 直列抵抗を計算する：R = (12V - 2.4V) / 0.020A = 480オーム。最も近い標準E24値は470オームです。
4. 実際の電流を再計算する：I = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA（安全）。
5. 抵抗の電力を計算する：P = I² * R = (0.0204)² * 470 ≈ 0.195W。標準の1/4W（0.25W）抵抗で十分なマージンがあります。
6. 適切な光度ビンを選択する。単純な電源インジケータの場合、低いビン（例：FまたはG）で十分かつコスト効率が良いことが多いです。
7. PCBの穴間隔がLEDのリード間隔と一致し、はんだパッドがLED本体から必要な3mmのクリアランスを維持していることを確認してください。

11. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、半導体p-n接合ダイオードです。接合の内蔵電位を超える順方向電圧が印加されると、n領域からの電子とp領域からの正孔が接合を越えて注入されます。これらの電荷キャリアが活性領域で再結合すると、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。発光の特定の波長（色）は、使用される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—この場合は、赤色発光のためのアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）です。拡散レンズは半導体チップを封止し、保護、ビーム形成（指向角）、およびより均一な外観のための光拡散の役割を果たします。

12. 技術トレンド

スルーホールLEDは、試作、修理、および堅牢な機械的接続を必要とする特定のアプリケーションにおいて依然として重要ですが、業界のトレンドは大量自動実装のための表面実装デバイス（SMD）LEDに強くシフトしています。SMDパッケージは、より小さなフットプリント、より低いプロファイル、およびリフローはんだ付けへのより良い適合性を提供します。しかし、このT-1 LEDのようなスルーホール部品は、教育現場、ホビイストプロジェクト、および手作業による実装や交換が予想されるアプリケーションにおいて関連性を保ち続けています。AlInGaPのような材料の進歩により、GaAsPのような旧来の技術と比較して赤色LEDの効率と輝度が大幅に向上し、より低い電流動作またはより高い光出力が可能になりました。このフォームファクタにおける将来の開発は、さらなる効率向上と同一の機械的パッケージ内での拡張されたカラーオファリングに焦点を当てる可能性があります。