LTL-R42FSK6D イエローLEDランプ データシート - T-1 直径 - 2.6V - 78mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTL-R42FSK6Dは、状態表示や信号表示アプリケーション向けに設計されたスルーホール型LEDランプです。汎用性の高いT-1直径パッケージを採用しており、プリント基板（PCB）やパネルへの実装に適しています。本デバイスは、黄色発光チップにAlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン）技術を採用し、黄色の拡散レンズと組み合わせることで、均一で広視野角の光出力を実現しています。

1.1 中核的利点

• 高効率・低消費電力：AlInGaP材料システムは高い発光効率を提供し、最小限の電力で明るい出力を可能にします。
• 高光度：標準駆動電流20mAにおいて、典型的な光度400mcdを実現し、優れた視認性を確保します。
• 環境適合性：本製品は鉛（Pb）フリーであり、RoHS（有害物質使用制限）指令に完全準拠しています。
• 設計の柔軟性：標準的なT-1（3mm）パッケージは広く使用されており、一般的なPCBレイアウトやパネル開口部と互換性があります。
• 低電流駆動：集積回路（IC）出力との互換性があり、動作に必要な順方向電流が低いため、ドライバ設計が簡素化されます。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、明確で信頼性の高い視覚的インジケータを必要とする幅広い電子機器に適しています。主な適用分野は以下の通りです：

• 通信機器：ルーター、モデム、スイッチの状態表示灯。
• コンピュータ周辺機器：電源、HDDアクティビティ、機能インジケータ。
• 民生用電子機器：オーディオ/ビデオ機器、家電製品のインジケータ。
• 家電製品：電子レンジ、洗濯機などの電源投入、タイマー、機能状態インジケータ。
• 産業用制御装置：機械状態、故障表示、制御パネル照明。

2. 詳細な技術パラメータ分析

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応力限界を定義します。これらの限界値付近での動作は推奨されません。

• 電力損失（P_D）：周囲温度（T_A）25°C時で78 mW。これはLEDパッケージが安全に熱として放散できる最大電力です。
• 直流順方向電流（I_F）：連続30 mA。この直流電流レベルを超えてLEDを動作させてはなりません。
• ピーク順方向電流：60 mA、パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10 µs）でのみ許容されます。これは、マルチプレクシング時などの短時間の過電流状態を可能にします。
• デレーティング：許容される最大直流順方向電流は、50°Cを超えると0.43 mA/°Cの割合で直線的に減少します。これは高温環境における熱管理において重要です。
• 動作・保管温度：デバイスは-40°Cから+85°Cで動作可能、-40°Cから+100°Cで保管可能です。
• 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。これは手はんだまたはフローはんだ付けプロセスの許容範囲を定義します。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、T_A=25°C、I_F=20mAで測定した典型的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：180 mcd（最小）、400 mcd（典型）、880 mcd（最大）。この広い範囲はビニングシステム（セクション4参照）によって管理されます。光度は、CIE明所視感度曲線に一致するフィルターを用いて測定されます。
• 視野角（2θ_1/2）：65度。これは光度が軸上（0°）値の半分に低下する全角です。拡散レンズがこの広い視野円錐を形成します。
• ピーク発光波長（λ_P）：588 nm。これはスペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：587 nm。これは、CIE色度図から導出され、LEDの色（黄色）を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：15 nm。これはスペクトル純度を示します。幅が狭いほど、より飽和した純粋な色を意味します。
• 順方向電圧（V_F）：2.0V（最小）、2.6V（典型）、V（最大）。20mAを導通する際のLED両端の電圧降下です。設計者は直列抵抗値を計算する際にこれを考慮する必要があります。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時で100 µA（最大）。重要：この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テスト目的のみです。

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はビンに分類されます。LTL-R42FSK6Dは2つの独立したビニング基準を使用します。

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。

注：各ビン限界値の許容差は±15%です。

3.2 主波長ビニング

LEDはまた、黄色の正確な色合いを制御するために主波長によって分類されます。

注：各ビン限界値の許容差は±1 nmです。厳密な色合わせが必要なアプリケーション（例：マルチLEDディスプレイ）では、単一波長ビンを指定することが不可欠です。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 外形寸法

LEDは標準的なT-1（3mm）ラジアルリードパッケージに準拠しています。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一般的な公差は±0.25mmです。
• フランジ下の樹脂の最大突出量は0.7mmです。
• 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、これはPCBの穴間隔にとって重要です。

5. はんだ付け・組立ガイドライン

5.1 リード成形

実装のためにリードを曲げる必要がある場合、曲げはLEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた場所で行わなければなりません。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。成形は室温で、はんだ付けプロセスの前に行う必要があります。

5.2 はんだ付けプロセス

エポキシレンズの基部とはんだ付け点の間に、最低2mmのクリアランスを維持しなければなりません。レンズをはんだに浸してはいけません。

• 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。はんだ付けサイクルは1回のみ許可されます。
• フローはんだ付け：予熱温度 ≤100°C、時間 ≤60秒。はんだ波温度 ≤260°C、時間 ≤5秒。LEDは、はんだ波がレンズ基部の2mm以内に近づかないように配置する必要があります。
• 重大な警告：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。IRリフローはんだ付けはこのスルーホール型LEDには適していません。

5.3 保管・取り扱い

元の包装から外した状態での長期保管には、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。包装から取り出したLEDは、理想的には3ヶ月以内に使用してください。推奨保管環境は、温度≤30°C、相対湿度≤70%です。

5.4 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のみを使用してください。

6. アプリケーション設計上の考慮事項

6.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを駆動する際に均一な明るさを確保するには、各LEDと直列に電流制限抵抗を使用しなければなりません（回路A）。LEDを直接並列に接続すること（回路B）は推奨されません。個々のLED間の順方向電圧（V_F）特性のわずかなばらつきが、電流分担、ひいては明るさに大きな差を生じさせるためです。

回路A（推奨）：[Vcc] — [抵抗] — [LED] — [GND] （各LEDに対して繰り返す）。
回路B（非推奨）：[Vcc] — [抵抗] — [LED1 // LED2 // LED3] — [GND]。

直列抵抗値（R_S）はオームの法則を用いて計算できます： R_S= (V_電源- V_F) / I_F。典型的なV_F2.6V、希望するI_F20mA、電源5Vの場合： R_S= (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ω。十分な定格電力（P = I²R = 0.048W）を持つ標準の120Ω抵抗が適しています。

6.2 熱管理

電力損失は低いですが、高い周囲温度アプリケーションではデレーティング曲線を遵守しなければなりません。周囲温度が50°Cを超える場合、50°Cを超える度ごとに許容される最大直流順方向電流を0.43 mA減少させる必要があります。例えば、周囲温度70°Cでは、最大I_Fは 30 mA - (0.43 mA/°C * (70-50)°C) = 30 mA - 8.6 mA = 21.4 mA となります。

6.3 静電気放電（ESD）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は適切なESD対策を実施する必要があります：

• 作業者は接地リストストラップまたは帯電防止手袋を着用すべきです。
• すべての作業台、工具、保管ラックは適切に接地されていなければなりません。
• 取り扱い中にプラスチックレンズに蓄積する可能性のある静電気を中和するために、イオナイザーを使用してください。

7. 包装仕様

本製品は、異なる生産規模に対応するため、いくつかの標準包装数量で提供されています：

• 基本単位：1000個、500個、200個、または100個入りの袋で提供。
• 内箱：10袋入り、合計10,000個。
• 外箱：内箱8箱入り、合計80,000個。

出荷ロット内では、最終パックのみが満量でない数量を含む場合があります。

8. 技術比較・差別化

LTL-R42FSK6Dは、そのAlInGaP材料と仕様に基づき、明確な利点を提供します：

• 従来のGaAsPイエローLEDとの比較：AlInGaP技術は、同じ駆動電流に対して著しく高い発光効率と明るさ（光度）を提供し、所定の光出力に対して消費電力を低減します。
• 広視野角LEDとの比較：拡散レンズによって実現された65度の視野角は、広い視認性と適切な軸上強度の間の良好なバランスを提供し、直接視認と間接視認の両方のアプリケーションに適しています。
• 非ビニングLEDとの比較：光度と波長の両方に対する包括的なビニングシステムは、設計者に予測可能な性能と色の一貫性を提供します。これは、複数インジケータのアプリケーションや美的均一性が重要な製品にとって不可欠です。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 このLEDを3.3Vまたは5Vのマイクロコントローラピンから直接駆動できますか？

いいえ。電圧は十分に見えるかもしれませんが、LEDは電流制限されなければなりません。マイクロコントローラピンのような低インピーダンス電源に直接接続すると、通常、過剰な電流が流れ、LEDとマイクロコントローラ出力の両方を損傷する可能性があります。常にセクション6.1で説明したように直列電流制限抵抗を使用してください。

9.2 なぜ光度の範囲がこれほど広いのですか（180-880 mcd）？

これは製造全体のばらつきです。ビニングプロセス（セクション3.1）を通じて、LEDはより狭いグループ（HJ, KL, MN）に分類されます。アプリケーションで一貫した明るさを得るには、単一の光度ビンからLEDを指定・購入すべきです。

9.3 このLEDは屋外使用に適していますか？

データシートは、屋内および屋外の標識に適していると述べています。-40°Cから+85°Cの動作温度範囲は屋外環境をサポートします。ただし、長期間の屋外暴露には、LED自体の仕様ではカバーされない湿気や紫外線劣化から保護するための追加の環境保護（例：PCBへのコンフォーマルコーティング、密閉筐体）を検討してください。

9.4 絶対最大定格を超えた場合、どうなりますか？

これらの限界を超えて動作すると、たとえ短時間でも、即時または潜在的な故障を引き起こす可能性があります。電力損失または電流を超えると、半導体接合部が過熱して破壊されます。はんだ付け温度/時間を超えると、エポキシレンズが溶けたり内部接合が損傷したりします。そのような応力の後、デバイスが正しく機能することは保証されません。

10. 動作原理・技術

LTL-R42FSK6Dは、AlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン）材料から作られた半導体ダイオードに基づいています。ダイオードの閾値（約2.0V）を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域に注入され、そこで再結合します。この再結合プロセスは、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP層の特定の組成が、この場合は黄色スペクトル（~587 nm）にある発光の波長（色）を決定します。エポキシパッケージは、繊細な半導体チップを保護し、光出力ビームを形成するレンズとして機能し（65度視野角）、拡散黄色の色合いを提供します。