LTL1DETBYJR5 LEDランプ データシート - T-1パッケージ - 青/黄 - 20mA - 3.8V - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTL1DETBYJR5は、状態表示および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LEDランプです。標準的なT-1タイプパッケージを採用しており、幅広い電子機器向けに信頼性が高くコスト効率の良いソリューションを提供します。

1.1 主要な特徴と利点

このLED製品は、低消費電力と高効率を特徴とし、エネルギーに敏感な設計に適しています。RoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠し、鉛フリーです。さらに、ハロゲンフリー製品として分類され、塩素（Cl）および臭素（Br）の含有量はそれぞれ900 ppm未満、それらの合計は1500 ppm未満に厳密に管理されています。青色チップにはInGaN技術、黄色チップにはAlInGaP技術が採用されており、均一な光の外観を提供する白色拡散レンズ内に封止されています。

1.2 対象アプリケーションと市場

このLEDの主な用途分野には、通信機器、コンピュータ周辺機器、民生用電子機器、および家電製品が含まれます。その汎用性と標準的な形状は、様々な電子製品における電源インジケータ、状態表示灯、バックライトとして一般的な選択肢となっています。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

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。

• 消費電力：黄色：最大78 mW；青色：最大120 mW。このパラメータは、LEDが熱として放散できる最大電力を定義します。
• ピーク順電流：両色とも90 mA、ただしパルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10 µs）でのみ。
• DC順電流：信頼性の高い動作のための推奨連続順電流は、黄色および青色LEDともに30 mAです。
• 温度範囲：動作：-40°C ～ +85°C；保管：-40°C ～ +100°C。
• 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260°Cで5秒間。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、特に断りのない限り、TA=25°C、IF=20 mAで測定されます。

• 光度（Iv）：黄色：最小140 mcd、標準680 mcd；青色：最小110 mcd、標準880 mcd。Ivの試験許容差は±30%です。
• 指向角（2θ1/2）：両色とも約40度。軸上の強度の半分に低下する軸外角度として定義されます。
• 波長：
  • 黄色：ピーク波長（λP）～595 nm；主波長（λd）580-604 nm。
  • 青色：ピーク波長（λP）～468 nm；主波長（λd）462-478 nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：黄色：～16 nm；青色：～35 nm。これは発光のスペクトル純度を示します。
• 順方向電圧（VF）：黄色：標準2.05-2.4 V；青色：標準3.1-3.8 V。青色の高いVFは、InGaNベースのLEDに典型的です。
• 逆方向電流（IR）：VR=5Vで最大10 µA。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。

3. ビニングシステム仕様

LEDは、20 mA時の光度に基づいてビンに分類されます。これにより、生産アプリケーションでの輝度の一貫性が確保されます。ビン限界値の許容差は±30%です。

• 青色LEDビン：FG（110-180 mcd）、HJ（180-310 mcd）、KL（310-520 mcd）、MN（520-880 mcd）。
• 黄色LEDビン：GH（140-240 mcd）、JK（240-400 mcd）、LM（400-680 mcd）。

設計者は、アプリケーションで所望の輝度レベルを保証するために、必要なビンコードを指定する必要があります。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフが参照されていますが（代表的な電気的/光学的特性曲線）、以下の傾向はこのようなLEDでは標準的であり、提供されたデータから推測できます：

4.1 電流-電圧（I-V）特性

順方向電圧（VF）は順方向電流（IF）とともに増加します。青色LEDは、より高いバンドギャップを持つため、黄色LED（～2.05-2.4V）と比較して、より高いターンオン電圧および動作電圧（～3.1-3.8V）を示します。

4.2 光度-電流（L-I）特性

光度は、最大定格電流まで、順方向電流にほぼ比例します。20mA以上で動作させると輝度は増加しますが、消費電力と接合温度も上昇し、寿命や波長に影響を与える可能性があります。

4.3 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。一般的に、光度は接合温度が上昇すると減少します。順方向電圧も温度の上昇とともにわずかに減少します。-40°Cから+85°Cの指定動作範囲は、公表された特性が保証される周囲条件を定義します。

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）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単位です（許容差内でインチも提供）。
• 特に指定がない限り、一般的な許容差は±0.25mmです。
• フランジ下の樹脂突出の最大は1.0mm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ます。

5.2 極性識別

ラジアルLEDの場合、通常、長いリードがアノード（正極）、短いリードがカソード（負極）を示します。レンズフランジの平らな側もカソード側を示す場合があります。逆バイアス損傷を防ぐため、はんだ付け前に必ず極性を確認してください。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 保管条件

最適な棚寿命のため、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。元の防湿バッグから取り出した場合は、3ヶ月以内に使用してください。元の梱包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雰囲気を使用してください。

6.2 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。エポキシレンズを損傷する可能性のある強力な化学薬品は避けてください。

6.3 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。レンズ基部を支点として使用しないでください。すべての曲げ加工は室温で、はんだ付けプロセスの前に行ってください。PCB挿入時は機械的ストレスを避けるため最小限の力で行ってください。

6.4 はんだ付けプロセス

レンズ基部からはんだ付け点まで最低2mmの距離を保ってください。レンズをはんだに浸さないでください。

• 手はんだ（はんだごて）：最高温度350°C、リードごとの最大時間3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：予熱 ≤100°C、≤60秒。はんだウェーブ ≤260°C、≤5秒。ディッピング位置がレンズ基部から2mm以上離れていることを確認してください。
• 重要：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製品には適していません。過度の熱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。

7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは静電気防止バッグに梱包されています。標準的な梱包構成は以下の通りです：

• 梱包バッグあたり500、200、または100個。
• 内箱あたり10梱包バッグ（合計5,000個）。
• 外箱あたり8内箱（合計40,000個）。
• 出荷ロットの最後の梱包は完全な梱包でない場合があります。

8. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

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を並列に接続する場合は、強く推奨します各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することです（回路A）。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輝度レベルが異なるため、個別の抵抗なしで複数のLEDを並列駆動すること（回路B）は推奨されません。

8.2 静電気放電（ESD）保護

これらのLEDは静電気放電に敏感です。取り扱いおよび組立中に以下のESD対策を実施してください：

• 接地された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。
• すべての設備、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。
• 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。
• ESD保護区域で作業する人員のトレーニングと認定を維持してください。

8.3 熱管理

消費電力は低いですが、適切なPCBレイアウトは放熱に役立ちます。LEDを他の発熱部品の近くに配置しないでください。LEDを最大定格30mA以下の電流で動作させることで、接合温度を低下させ、長期信頼性を向上させることができます。

9. 技術比較と差別化

LTL1DETBYJR5は、汎用インジケータ用途に位置づけられる機能の組み合わせを提供します：

• ハロゲンフリー準拠：塩素および臭素含有量に関する厳格な環境要件を満たしており、環境に配慮した設計や特定の市場規制に有利です。
• 広い指向角：40度の指向角と白色拡散レンズは、様々な角度から視認する必要がある状態インジケータに適した、広く均一な照明パターンを提供します。
• 同一パッケージでの2色オプション：青色（InGaN）と黄色（AlInGaP）の両方が同一のT-1パッケージで利用可能であるため、多色表示システムの在庫管理と設計が簡素化されます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 このLEDを5V電源から直接駆動できますか？

いいえ。直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、青色LEDを20mAで駆動し、標準VFが3.8V、電源5Vの場合：R = (5V - 3.8V) / 0.020A = 60オーム。標準の62オーム抵抗が適しています。電流が限界を超えないようにするため、常に最大VFに基づいて計算してください。

10.2 光度が±30%の許容差で規定されているのはなぜですか？

この許容差は、半導体チップおよび封止プロセスにおける通常の生産ばらつきを考慮したものです。ビニングシステムは、LEDをより狭い輝度グループに分類し、特定のビンコードを指定するエンドユーザーに一貫性を提供するために使用されます。

10.3 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λP）は、発光スペクトルの強度が最大となる波長です。主波長（λd）はCIE色度図から導出され、LEDの知覚色に一致する純粋なスペクトル色の単一波長を表します。λdは、人間の視覚における色指定により関連性があります。

10.4 このLEDを屋外用途に使用できますか？

データシートでは、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、紫外線、湿気、極端な温度に長時間さらされる過酷な屋外環境では、エポキシレンズ材料の長期信頼性を評価する必要があります。追加の保護のためにPCB上のコンフォーマルコーティングが必要になる場合があります。

11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：ネットワークルーター用の多状態インジケータパネルを設計します。電源（緑）、アクティビティ（黄）、リンク（青）のLEDがあり、すべて3.3Vレールから給電されます。

設計手順：

1. 部品選択：LTL1DETBYJR5の黄色および青色バリアントを選択します（別途緑色LEDモデルが必要になります）。所望の輝度一貫性のための適切なビンコードを選択します（例：黄色はJK、青色はHJ）。
2. 電流設定：駆動電流を決定します。例えば、十分な輝度と低消費電力のため15 mA。
3. 青色LEDの抵抗計算：最大VF=3.8V、電源=3.3Vを使用。R = (3.3V - 3.8V) / 0.015A = 負の値。これは、3.3Vでは青色LEDをその標準電圧で順方向バイアスするのに不十分であることを示しています。設計では、青色LEDにはより高い電源電圧（例：5V）を使用するか、より低いVFの青色LEDを選択する必要があります。
4. 黄色LEDの抵抗計算（3.3Vを使用する場合）：最大VF=2.4Vを使用。R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60オーム。
5. PCBレイアウト：LEDをフロントパネルに配置します。リード用の穴のサイズが正しいことを確認します。はんだパッドとLED本体の間に2mmのクリアランスを確保します。電源およびグランドへのトレースを配線します。
6. 組立：LEDを挿入し、はんだ側でリードを曲げてクリップします。温度制御はんだごて（最大350°C）を使用して、各リードを素早く（<3秒）はんだ付けします。

この例は、設計段階で電源電圧とLEDの順方向電圧を確認することの重要性を強調しています。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。

• 青色LED（InGaN）：活性領域は窒化インジウムガリウム（InGaN）で作られています。この領域で電子と正孔が再結合すると、エネルギーが光子として放出されます。InGaN合金の特定のバンドギャップエネルギーが青色（より高いエネルギー、より短い波長～468 nm）を決定します。
• 黄色LED（AlInGaP）：活性領域にはリン化アルミニウムインジウムガリウム（AlInGaP）が使用されています。この材料システムはInGaNと比較して低いバンドギャップエネルギーを持ち、黄色光（より低いエネルギー、より長い波長～595 nm）の放出をもたらします。
• 白色拡散レンズ：エポキシレンズには2つの目的があります：1）半導体チップとワイヤボンドを封止・保護します。2）白色拡散材料が小さなチップからの光を散乱させ、均一で広角の発光パターンを作り出し、通電していないLEDに白色の外観を与えます。

13. 技術トレンドと発展

T-1パッケージのようなスルーホールLEDは、試作、手作業による組立、および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、業界全体のトレンドは表面実装デバイス（SMD）LEDに大きく移行しています。SMDパッケージ（例：0603、0805、2835、3535）は、自動組立、小型フットプリント、低プロファイル、そして多くの場合より優れた熱管理において利点を提供します。高輝度および高出力アプリケーションでは、SMDパッケージおよび専用の高出力LEDパッケージ（金属基板PCB付き）が主流です。

しかし、スルーホールLEDは、その機械的堅牢性、手はんだ付けの容易さ、教育キット、ホビイストプロジェクト、およびリードが機械的ストレインリリーフを提供するアプリケーションへの適合性により、関連性を保ち続けています。材料の進歩により、従来のスルーホールパッケージの効率と寿命も向上しています。このような部品の焦点は、多くの場合、より高い信頼性の達成、より厳格な環境適合性（ハロゲンフリーなど）の確保、および大量生産で価格に敏感なインジケータアプリケーションにおけるコスト効率の維持にあります。