T-1 スルーホールLEDランプ仕様書 - 直径3mm - 順電圧2.0-2.4V - 消費電力75mW - 赤/緑色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、状態表示および信号表示用途向けに設計された一連のスルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。本製品は一般的なT-1（直径3mm）パッケージを採用しており、幅広い電子機器向けのコンパクトで汎用性の高いソリューションを提供します。

1.1 中核的利点

• 低消費電力と高効率：省エネルギー動作を実現する設計であり、バッテリー駆動や電力に敏感なアプリケーションに適しています。
• 鉛フリーおよびRoHS準拠：環境規制に準拠して製造されており、安全性と持続可能性を確保しています。
• 標準T-1パッケージ：直径3mmは業界で広く採用されている標準規格であり、既存のPCBフットプリントやパネル開口部への容易な統合と互換性を保証します。
• 材料技術：赤色および緑色の発光体には、高輝度と高効率で知られるAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を採用しています。レンズは均一な視認性を実現する白色拡散タイプです。

1.2 対象アプリケーション

これらのLEDは、明確で信頼性の高い状態表示を必要とするすべてのアプリケーションに適しています。主な市場は以下の通りです：

• 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
• 家電製品および制御パネル

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

すべての定格は周囲温度（TA）25°Cで規定されています。これらの限界を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 許容損失（Pd）：赤色および緑色の両バリアントで75 mW。これはデバイスが熱として放散できる最大許容電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：60 mA（緑） / 90 mA（赤）。これはパルス条件下（デューティ比 ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10 ms）で許容される最大瞬間電流です。連続DC定格よりも大幅に高くなっています。
• DC順電流（I_F）：両色とも30 mA。これは連続動作時の推奨最大電流です。
• 電流ディレーティング：50°Cを超えると、最大許容DC順電流は0.4 mA/°Cの割合で直線的に低減する必要があります。例えば、85°Cでは最大I_Fは 30 mA - ((85°C - 50°C) * 0.4 mA/°C) = 16 mA となります。
• 温度範囲：動作時：-40°C ～ +100°C。保管時：-55°C ～ +100°C。
• はんだ付け温度：リードは、LED本体から1.6mmの位置で測定し、最大5秒間260°Cに耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

代表的な性能は、特に断りのない限り、TA=25°C、I_F=20mAで測定されます。

• 光度（I_v）：重要な輝度パラメータです。最小代表値は両色とも65 mcdで、最大値は250 mcd（赤）および450 mcd（緑）に達します。テストには±30%の許容差が含まれます。
• 指向角（2θ_1/2）：両色とも45度。これは光度がピーク（軸上）値の半分に低下する全角度です。ビームの広がりを定義します。
• 波長：
  • ピーク波長（λ_P）：約 639 nm（赤）および 575 nm（緑）。これは発光スペクトルの最高点における波長です。
  • 主波長（λ_d）：約 631 nm（赤）および 569 nm（緑）。これは人間の目が知覚する単一波長であり、CIE色度図から導出され、色を定義します。
  • スペクトル半値幅（Δλ）：20 nm（赤）および 11 nm（緑）。これは色純度を示します。半値幅が小さいほど、より単色光に近くなります。
• 順電圧（V_F）：20mA時、2.0Vから2.4V（赤）および2.1Vから2.4V（緑）の範囲です。このパラメータは、LEDと直列に接続する電流制限抵抗の設計において極めて重要です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧（V_R）5V時、最大10 µA。重要：本デバイスは逆バイアス動作向けに設計されていません。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステム仕様

生産における色と輝度の一貫性を確保するため、LEDはビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

単位：mcd @ 20mA。各ビン限界値の許容差は±15%です。

• 赤・緑共通ビン：
  • DEビン：65 mcd（最小） ～ 140 mcd（最大）
  • FGビン：140 mcd（最小） ～ 250 mcd（最大）
• 緑色専用追加ビン：
  • HJビン：250 mcd（最小） ～ 450 mcd（最大）

3.2 主波長ビニング（緑色のみ）

単位：nm @ 20mA。各ビン限界値の許容差は±1 nmです。

• H06ビン：564.0 nm ～ 568.0 nm
• H07ビン：568.0 nm ～ 571.0 nm

4. 性能曲線分析

データシートには、主要パラメータ間の関係を示す代表的な特性曲線が参照されています。具体的なグラフは本文では再現されていませんが、その示唆する内容は設計において極めて重要です。

• I-V（電流-電圧）曲線：順電圧（V_F）と順電流（I_F）の間の指数関数的関係を示します。抵抗と比較して、LEDの曲線はより急峻です。この非線形性が、定電圧源を使用する際に電流制御のために直列抵抗が必須である理由です。
• 相対光度 vs. 順電流：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。動作範囲内では一般的に線形ですが、熱的および効率的限界により、非常に高い電流では飽和します。
• 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。この熱的ディレーティング効果は、高温環境下では考慮する必要があります。
• スペクトル分布：相対強度を波長に対してプロットしたグラフで、ピーク（λ_P）と発光スペクトルの形状を示し、色純度（Δλ）を決定します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法

LEDは標準的なT-1（3mm）円形レンズ直径を特徴とします。主要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単位です（括弧内にインチ単位を併記）。
• 特に指定がない限り、標準公差は±0.25mm（±0.010\"）です。
• フランジ下部の樹脂の最大許容突出量は1.0mm（0.04\"）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の穴配置における重要な寸法です。

5.2 極性識別

スルーホールLEDは通常、リードの長さまたはレンズフランジのフラット部分を使用して極性を示します。長いリードがアノード（陽極）、短いリード（またはフラット部分に隣接するリード）がカソード（陰極）です。正しい極性は動作に不可欠です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 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。
• 曲げ加工中にパッケージ本体を支点として使用しないでください。
• すべてのリード成形は、はんだ付け工程の前、かつ室温で完了させる必要があります。
• PCBへの挿入時は、リードやエポキシシールに過度の機械的ストレスがかからないよう、最小限のクリンチ力で行ってください。

6.2 はんだ付け工程

はんだ付け点とレンズ基部の間には、最低2mmのクリアランスを確保する必要があります。レンズをはんだに浸漬することは避けてください。

• 手はんだ（はんだごて）：
  • はんだごて最高温度：350°C
  • リードあたりの最大はんだ付け時間：3秒
  • はんだ付けはリードごとに1回のみ行ってください。
• フローはんだ付け：
  • 最大予熱温度：100°C
  • 最大予熱時間：60秒
  • 最大はんだウェーブ温度：260°C
  • 最大接触時間：5秒
• 重要注意：赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホールタイプのLED製品には適したプロセスではありません。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。

6.3 保管および取り扱い

• 保管：推奨保管条件は、温度≤30°C、相対湿度≤70%です。元の防湿包装から取り出したLEDは、3ヶ月以内に使用してください。元の袋の外で長期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターを使用してください。
• 洗浄：必要に応じて、イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤でのみ洗浄してください。
• ESD（静電気放電）対策：LEDは静電気に敏感です。取り扱い上の注意点は以下の通りです：
  • 接地リストストラップまたは帯電防止手袋の使用。
  • 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。
  • 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のイオナイザーの使用。

7. 包装および注文情報

7.1 包装仕様

製品は多層包装システムで梱包されます：

1. 包装袋：500個、200個、または100個入り。
2. 内装箱：包装袋10袋入り（500個入り袋使用時、合計5,000個）。
3. 外装箱：内装箱8箱入り（合計40,000個）。
4. 出荷ロットにおいて、最終包装のみが満袋でない場合がある旨の注記があります。

8. アプリケーション設計推奨事項

8.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保するため、特に複数のLEDを並列に使用する場合、各 LED.

• 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（V_CC）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の順電圧（V_F）の自然なばらつきを補償する独立した電流制御が提供されます。 非推奨回路（B）：
• 複数のLEDが単一の共有直列抵抗と並列に接続されています。これは避けるべきです。各LEDのI-V特性のわずかな違いが電流分配に大きな不均衡を引き起こし、輝度の不均一や、最も低いVを持つLEDへの過剰ストレスの原因となるためです。 抵抗値計算：_F.
• R = (V - V_CC) / I_F。保守的な設計のため、データシートの最大V_Fを使用し、部品間のばらつきがあってもI_Fが所望の値を超えないようにします。_F8.2 熱管理に関する考慮事項

消費電力は低い（75mW）ですが、高い周囲温度アプリケーションではディレーティング曲線を遵守する必要があります。動作電流（I

）を低減することが、接合温度を管理し、長期的な信頼性と安定した光出力を維持する主要な方法です。_F8.3 適用範囲

このLEDランプは、屋内および屋外のサイン表示、ならびに一般的な電子機器の両方に適しています。AlInGaP技術は、表示灯用途に優れた輝度と安定性を提供します。

9. 技術比較と差別化

従来の標準GaP（リン化ガリウム）LEDなどの古い技術と比較して、本製品で使用されているAlInGaP材料は、はるかに高い発光効率を提供し、同じ動作電流でより高い輝度を実現します。T-1パッケージは、スルーホール実装において依然として最もコスト効率が高く機械的に頑丈な選択肢の一つであり、特定のアプリケーションでは、より小型の表面実装デバイス（SMD）と比較して、サイズ、光出力、および組立の容易さの良いバランスを提供します。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 このLEDを5Vまたは3.3Vのロジック電源から直接駆動できますか？

いいえ、直列抵抗を使用する必要があります。

直接接続すると過剰電流が流れ、LEDは瞬時に破壊されます。抵抗値は公式 R = (V電源 _{- V}) / I_Fを使用して計算してください。 10.2 ピーク波長と主波長の違いはなぜ生じるのですか？_F.

ピーク波長

は、発光スペクトルの物理的なピークです。主波長は、人間の色知覚（CIE規格）に基づく計算値です。主波長は私たちが見る色を定義するものであり、それがビニングに使用される理由です。 10.3 260°Cで5秒のはんだ付け時間を超えるとどうなりますか？定格のはんだ付け時間または温度を超えると、いくつかの故障が発生する可能性があります：エポキシレンズの熱応力クラック、内部ワイヤーボンドの劣化、またはパッケージ内部の剥離などです。これは、即時故障または長期信頼性の大幅な低下につながる可能性が高いです。 10.4 自分のアプリケーションに適切なビンをどのように選択すればよいですか？複数のLEDが一緒に視認されるアプリケーション（例：状態表示灯のアレイ）では、同じ光度ビン（DE、FG、HJ）から、また緑色LEDの場合は同じ波長ビン（H06、H07）からLEDを選択し、輝度と色調の視覚的一貫性を確保してください。

.3 What happens if I exceed the 5-second soldering time at 260°C?

Exceeding the rated soldering time or temperature can cause several failures: thermal stress cracking of the epoxy lens, degradation of the internal wire bonds, or delamination inside the package. This will likely lead to immediate failure or severely reduced long-term reliability.

.4 How do I select the correct bin for my application?

For applications where multiple LEDs are viewed together (e.g., an array of status lights), select LEDs from the same intensity bin (DE, FG, HJ) and, for green LEDs, the same wavelength bin (H06, H07) to ensure visual consistency in brightness and color hue.