目次
- 1. 製品概要
- 1.1 主な特長
- 1.2 対象アプリケーション
- 2. 詳細な技術パラメータ分析
- 2.1 絶対最大定格
- 2.2 電気的・光学的特性
- 3. ビニングシステム仕様
- 3.1 光度ビニング
- 3.2 主波長ビニング
- 4. 機械的・梱包情報
- 4.1 外形寸法
- 4.2 梱包仕様
- 5. はんだ付け・組立ガイドライン
- 5.1 保管
- 5.2 洗浄
- 5.3 リード成形
- 5.4 はんだ付けプロセス
- 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
- 6.2 ESD(静電気放電)対策
- 7. 性能曲線と代表特性
- 8. 技術比較と差別化
- 9. よくある質問(FAQ)
- 9.1 推奨動作電流は何ですか?
- 9.2 1つの抵抗で複数のLEDを駆動できますか?
- 9.3 このLEDは屋外使用に適していますか?
- 9.4 光度の±30%許容差は何を意味しますか?
- 10. 実用的なアプリケーション例
- LED仕様用語集
- 光電性能
- 電気パラメータ
- 熱管理と信頼性
- パッケージングと材料
- 品質管理とビニング
- テストと認証
1. 製品概要
本資料は、品番LTLR1DESTBKJで識別されるスルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。本デバイスは、状態表示やパネル照明用途で一般的な標準T-1タイプパッケージを採用しています。低消費電力で信頼性の高い性能を提供するように設計されており、環境規制に準拠しています。
1.1 主な特長
- 低消費電力 & 高効率:エネルギーに敏感なアプリケーションに最適化されています。
- 環境規制準拠:本製品は、鉛フリー、RoHS準拠、ハロゲンフリー(Cl<900 ppm、Br<900 ppm、Cl+Br<1500 ppm)です。
- パッケージの多様性:手動または自動挿入に適したT-1スルーホールパッケージで提供されます。
- チップ技術:青色発光体にはInGaN技術を、黄色発光体にはAlInGaP技術を採用し、均一な外観を得るために白色拡散レンズと組み合わせています。
1.2 対象アプリケーション
このLEDは、明確な視覚的状態表示を必要とする幅広いアプリケーションに適しており、以下に限定されません:
- 通信機器
- コンピュータ周辺機器およびマザーボード
- 民生用電子機器
- 家電製品
2. 詳細な技術パラメータ分析
以下のセクションでは、デバイスの動作限界と性能特性について詳細に説明します。
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のあるストレスの限界を定義します。これらの限界値付近での長時間の動作は推奨されません。
| パラメータ | 青色 | 黄色 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 電力損失 | 70 | 75 | mW |
| ピーク順電流(デューティサイクル ≤1/10、パルス幅 ≤10 μs) | 60 | 60 | mA |
| DC順電流 | 20 | 30 | mA |
| 動作温度範囲 | -30°C ~ +85°C | ||
| 保存温度範囲 | -40°C ~ +100°C | ||
| リードはんだ付け温度 [本体から2.0mm] | 最大260°C、5秒間 | ||
2.2 電気的・光学的特性
これらは、標準試験条件(TA=25°C、IF=10mA)で測定された代表的な性能パラメータです。
| パラメータ | 記号 | 色 | Min. | Typ. | Max. | 単位 | 試験条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 光度 | Iv | 青色 | 110 | - | 520 | mcd | IF = 10 mA |
| 光度 | Iv | 黄色 | 65 | - | 310 | mcd | IF = 10 mA |
| 指向角 | 2θ1/2 | 青色/黄色 | - | 40 | - | 度 | |
| 主波長 | λd | 青色 | 464 | 470 | 476 | nm | IF = 10 mA |
| 主波長 | λd | 黄色 | 582 | 589 | 596 | nm | IF = 10 mA |
| 順方向電圧 | VF | 青色 | 2.6 | 3.2 | 3.5 | V | IF = 10 mA |
| 順方向電圧 | VF | 黄色 | 1.7 | 2.1 | 2.5 | V | IF = 10 mA |
| 逆方向電流 | IR | 青色/黄色 | - | - | 10 | μA | VR = 5V |
重要な注意点:
- 光度は、CIEの眼応答曲線に基づいて測定されます。
- 指向角(2θ1/2)は40度で、中程度に広いビームを示します。
- 本デバイスは逆電圧動作用に設計されていません。IR試験は特性評価のみを目的としています。
3. ビニングシステム仕様
生産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。本製品のビンコードは以下のように定義されています。
3.1 光度ビニング
| ビンコード(青色) | 最小(mcd) | 最大(mcd) | ビンコード(黄色) | 最小(mcd) | 最大(mcd) |
|---|---|---|---|---|---|
| FG | 110 | 180 | DE | 65 | 110 |
| HJ | 180 | 310 | FG | 110 | 180 |
| KL | 310 | 520 | HJ | 180 | 310 |
各ビン限界値の許容差は±30%です。
3.2 主波長ビニング
| ビンコード(青色) | 最小(nm) | 最大(nm) | ビンコード(黄色) | 最小(nm) | 最大(nm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 464.0 | 470.0 | 3 | 582.0 | 589.0 |
| 2 | 470.0 | 476.0 | 4 | 589.0 | 596.0 |
各ビン限界値の許容差は±1nmです。
4. 機械的・梱包情報
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を使用しています。主な寸法上の注意点は以下の通りです:
- すべての寸法はミリメートル(インチ)です。
- 特に記載がない限り、公差は±0.25mm(.010")です。
- フランジ下の樹脂突出は最大1.0mm(.04")です。
- リード間隔は、リードがパッケージ本体から出ている位置で測定されます。
4.2 梱包仕様
製品は、取り扱いと自動組立を容易にするために梱包されています。
- 基本単位:梱包袋あたり500個、200個、または100個。
- 内箱:内箱あたり10梱包袋(合計5,000個)。
- 外箱:外箱あたり8内箱(合計40,000個)。
- 出荷ロットごとに、最後のパックのみが満杯でないパックとなる場合があります。
5. はんだ付け・組立ガイドライン
適切な取り扱いは、LEDの性能と信頼性を維持するために重要です。
5.1 保管
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。長期保管の場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気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
- リードは、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で曲げてください。
- 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。
- リード成形は常温で行い、PCB組立の際は、機械的ストレスを避けるために最小限のクリンチ力を使用してください。 soldering.
- Use minimum clinch force during PCB assembly to avoid mechanical stress.
5.4 はんだ付けプロセス
レンズの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。
| 方法 | パラメータ | 条件 |
|---|---|---|
| はんだごて | 温度 | 最大350°C |
| 時間 | 最大3秒(1回のみ) | |
| 位置 | レンズ基部から2mm以内に近づけない | |
| フローはんだ付け | 予熱温度 | 最大100°C |
| 予熱時間 | 最大60秒 | |
| はんだウェーブ温度 | 最大260°C | |
| はんだ付け時間 | 最大5秒 | |
| フローはんだ付け | 浸漬位置 | レンズ基部から2mm以下に下げない |
警告:過度の温度や時間は、レンズの変形や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、このスルーホールLEDには適していません。
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を並列接続する際に均一な明るさを確保するためには、各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します(回路A)。個々のLEDの順方向電圧(VF)のばらつきにより、複数の並列LEDに単一の抵抗を使用する(回路B)と、明るさが不均一になるため、推奨されません。
6.2 ESD(静電気放電)対策
静電気はLEDを損傷する可能性があります。以下の予防措置を実施してください:
- 取り扱い時には、導電性リストストラップまたは静電気防止手袋を使用してください。
- すべての機器、作業台、保管ラックが適切に接地されていることを確認してください。
- 作業エリアの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. 性能曲線と代表特性
本データシートでは、主要パラメータ間の関係をグラフィカルに表す代表的な性能曲線を参照しています。具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、通常は以下を含みます:
- 相対光度 vs. 順電流:最大定格まで、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。
- 順方向電圧 vs. 順電流:ダイオードのI-V特性曲線を示します。
- 相対光度 vs. 周囲温度:接合温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示します。
- スペクトル分布:波長全体にわたる相対出力を示し、ピーク発光波長(λP)を示します。
設計者は、非標準条件(例:異なる駆動電流や温度)でのデバイスの挙動を理解するために、これらの曲線を参照する必要があります。
8. 技術比較と差別化
このT-1 LEDは、汎用表示用途において性能とコストのバランスを提供します。同クラスにおける主な差別化要因は以下の通りです:
- デュアルチップ技術:青色にInGaN、黄色にAlInGaPを使用することで、蛍光体変換白色や効率の低いチップ材料などの旧来技術と比較して、効率的で鮮やかな色を実現しています。
- ハロゲンフリー構造:基本的なRoHS準拠を超えており、より厳しい環境要件を持つアプリケーションに適しています。
- 明確なビニング構造:明確に定義された光度と波長のビンにより、複数のLEDを必要とするアプリケーションで、より厳密な色と明るさのマッチングが可能です。
9. よくある質問(FAQ)
9.1 推奨動作電流は何ですか?
絶対最大DC電流は青色で20mA、黄色で30mAですが、標準試験条件および代表性能データは10mAで与えられています。明るさと寿命のバランスを目指すほとんどのアプリケーションでは、10mA付近で動作することが推奨されます。より高い周囲温度で動作する場合は、必ずデレーティング曲線を参照してください。
9.2 1つの抵抗で複数のLEDを駆動できますか?
推奨されません。個々のLEDの順方向電圧(VF)には自然なばらつきがあるため、それらを単一の直列抵抗と並列接続すると、電流分布が不均一になり、結果として明るさが不均一になります。並列接続する場合は、常に各LEDに個別の電流制限抵抗を使用してください。
9.3 このLEDは屋外使用に適していますか?
データシートには、屋内および屋外の標識に適していると記載されています。ただし、動作温度範囲は-30°Cから+85°Cです。直接天候にさらされる過酷な屋外環境では、PCBへのコンフォーマルコーティング、該当する場合はUV安定レンズ、筐体内の動作温度が限界内に収まるようにするなど、追加の設計上の考慮が必要です。
9.4 光度の±30%許容差は何を意味しますか?
これは、個々のLEDの実際の測定光度が、公称ビン値から最大30%変動する可能性があることを意味します。例えば、青色のHJビン(180-310 mcd)のLEDは、126 mcd(180の70%)から403 mcd(310の130%)までの範囲で測定されても仕様内となります。これが、一貫性のためにビニングが重要である理由です。
10. 実用的なアプリケーション例
シナリオ:青色LED(LTLR1DESTBKJ、青色、ビンHJ)を使用して、ネットワークルーターの状態表示パネルを設計します。
- 回路設計:システム電源は5Vです。適切な明るさと効率を得るために、目標順電流(IF)は10mAとします。青色の代表順方向電圧(VF)3.2Vを使用します:
必要な直列抵抗 R = (供給電圧 - VF) / IF = (5V - 3.2V) / 0.01A = 180 Ω。
最も近い標準値の180Ωまたは220Ωを使用できます。抵抗の定格電力:P = I²R = (0.01)² * 180 = 0.018Wなので、標準の1/8Wまたは1/10W抵抗で十分です。 - PCBレイアウト:LEDを基板上に配置し、穴間隔がLEDのリード間隔と一致することを確認します。はんだ付けクリアランス要件を守るため、はんだパッドをLED本体外形から少なくとも2mm離してください。
- 組立:LEDを挿入し、本体から>3mmの位置でリードを成形し(必要に応じて)、制御されたはんだごてを使用して350°Cでリードごとに3秒未満ではんだ付けします。
この例は、すべての指定パラメータ内で信頼性の高い動作を保証します。
LED仕様用語集
LED技術用語の完全な説明
光電性能
| 用語 | 単位/表示 | 簡単な説明 | なぜ重要か |
|---|---|---|---|
| 発光効率 | lm/W (ルーメン毎ワット) | 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 | エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。 |
| 光束 | lm (ルーメン) | 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 | 光が十分に明るいかどうかを決定する。 |
| 視野角 | ° (度)、例:120° | 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 | 照明範囲と均一性に影響する。 |
| 色温度 | K (ケルビン)、例:2700K/6500K | 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 | 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。 |
| 演色性指数 | 無次元、0–100 | 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 | 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。 |
| 色差許容差 | マクアダム楕円ステップ、例:「5ステップ」 | 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 | 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。 |
| 主波長 | nm (ナノメートル)、例:620nm (赤) | カラーLEDの色に対応する波長。 | 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。 |
| 分光分布 | 波長 vs 強度曲線 | 波長全体の強度分布を示す。 | 演色性と色品質に影響する。 |
電気パラメータ
| 用語 | 記号 | 簡単な説明 | 設計上の考慮事項 |
|---|---|---|---|
| 順電圧 | Vf | LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 | ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。 |
| 順電流 | If | LEDの正常動作のための電流値。 | 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。 |
| 最大パルス電流 | Ifp | 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 | パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。 |
| 逆電圧 | Vr | LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 | 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。 |
| 熱抵抗 | Rth (°C/W) | チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 | 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。 |
| ESD耐性 | V (HBM)、例:1000V | 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 | 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。 |
熱管理と信頼性
| 用語 | 主要指標 | 簡単な説明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接合温度 | Tj (°C) | LEDチップ内部の実際の動作温度。 | 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある;高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。 |
| 光束減衰 | L70 / L80 (時間) | 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 | LEDの「サービス寿命」を直接定義する。 |
| 光束維持率 | % (例:70%) | 時間経過後に残った明るさの割合。 | 長期使用における明るさの保持能力を示す。 |
| 色ずれ | Δu′v′またはマクアダム楕円 | 使用中の色変化の程度。 | 照明シーンでの色の一貫性に影響する。 |
| 熱劣化 | 材料劣化 | 長期的な高温による劣化。 | 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。 |
パッケージングと材料
| 用語 | 一般的な種類 | 簡単な説明 | 特徴と応用 |
|---|---|---|---|
| パッケージタイプ | EMC、PPA、セラミック | チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 | EMC:耐熱性が良く、低コスト;セラミック:放熱性が良く、寿命が長い。 |
| チップ構造 | フロント、フリップチップ | チップ電極配置。 | フリップチップ:放熱性が良く、効率が高い、高電力用。 |
| 蛍光体コーティング | YAG、珪酸塩、窒化物 | 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 | 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。 |
| レンズ/光学 | フラット、マイクロレンズ、TIR | 光分布を制御する表面の光学構造。 | 視野角と配光曲線を決定する。 |
品質管理とビニング
| 用語 | ビニング内容 | 簡単な説明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光束ビン | コード例:2G、2H | 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 | 同じロット内で均一な明るさを保証する。 |
| 電圧ビン | コード例:6W、6X | 順電圧範囲でグループ化される。 | ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。 |
| 色ビン | 5ステップマクアダム楕円 | 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 | 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。 |
| CCTビン | 2700K、3000Kなど | CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 | 異なるシーンのCCT要件を満たす。 |
テストと認証
| 用語 | 標準/試験 | 簡単な説明 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光束維持試験 | 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 | LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。 |
| TM-21 | 寿命推定標準 | LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 | 科学的な寿命予測を提供する。 |
| IESNA | 照明学会 | 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 | 業界で認められた試験基盤。 |
| RoHS / REACH | 環境認証 | 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 | 国際的な市場参入要件。 |
| ENERGY STAR / DLC | エネルギー効率認証 | 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 | 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。 |