LTL-R42NEWADH184 LEDランプ データシート - 赤色拡散レンズ - 2.5V - 52mW - スルーホールパッケージ - 技術文書

1. 製品概要

LTL-R42NEWADH184は、スルーホール実装型のLEDランプアセンブリであり、特に基板インジケータ（CBI）として設計されています。赤色拡散レンズを備えた赤色AlInGaP LEDと一体型の黒色プラスチック製直角ホルダー（ハウジング）で構成されています。本製品は、プリント基板（PCB）への容易な組み立てを可能にし、状態表示やパネル照明用の固体光源を提供します。

1.1 主な特長と利点

• 組み立ての容易さ：回路基板への簡易かつ効率的な実装に最適化された設計です。
• コントラストの向上：黒色ハウジング材により、点灯時のインジケータの視覚的コントラスト比が向上します。
• 固体信頼性：長寿命かつ堅牢性に優れたLED技術を採用しています。
• 省エネルギー性：低消費電力と高発光効率が特徴です。
• 環境適合性：RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠した鉛フリー製品です。
• 光源：公称波長625nmの赤色光を発するT-1サイズのAlInGaPチップを採用し、広視野角を得るための赤色拡散レンズを備えています。

1.2 対象アプリケーション

本コンポーネントは、信頼性の高い状態表示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：

• コンピュータ周辺機器およびシステム
• 通信機器
• 民生用電子機器
• 産業用制御機器および計測器

2. 詳細な技術パラメータ分析

以下のセクションでは、標準試験条件（TA=25°C）における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。

• 電力損失（Pd）：最大52 mW。
• ピーク順電流（I_FP）：60 mA、パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10µs）でのみ許容されます。
• 連続順電流（I_F）：最大20 mA DC。
• 電流ディレーティング：周囲温度が30°Cを超えるごとに、最大連続順電流は1°Cあたり0.27 mAの割合で直線的に低減する必要があります。
• 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：LED本体から2.0mm（0.079\"）の位置で測定し、最大260°C、5秒間。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、通常動作条件（I_F= 10mA, TA=25°C）におけるデバイスの代表的な性能を定義します。

• 光度（I_V）：3.8 mcd（最小）、18 mcd（代表値）、50 mcd（最大）。測定はCIEの明所視感度曲線に従います。保証値には±15%の試験許容差が含まれます。
• 視野角（2θ_1/2）：100度（代表値）。これは、光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角です。
• ピーク発光波長（λ_P）：630 nm（代表値）。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）：613.5 nm（最小）、625 nm（代表値）、633 nm（最大）。これは、人間の目が光の色として認識する単一波長であり、CIE色度座標から導出されます。
• スペクトル半値幅（Δλ）：20 nm（代表値）。最大強度の半分で測定されるスペクトル帯域幅です。
• 順方向電圧（V_F）：2.0 V（最小）、2.5 V（代表値）、V（最大）。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時、最大100 µA。重要注意：本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビン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は主要パラメータに基づいてビンに分類されます。LTL-R42NEWADH184では、主に2つのビンニング基準が使用されています。

3.1 光度ビンニング

ビンは、I_F=10mA時の光度の最小値と最大値で定義されます。各ビン限界値には±15%の許容差があります。

• 3ST：3.8 mcd ～ 6.5 mcd
• 3UV：6.5 mcd ～ 11 mcd
• 3WX：11 mcd ～ 18 mcd
• 3YZ：18 mcd ～ 30 mcd
• AB：30 mcd ～ 50 mcd

3.2 主波長（色相）ビンニング

ビンは、I_F=10mA時の主波長の最小値と最大値で定義されます。各ビン限界値には±1nmの許容差があります。

• H27：613.5 nm ～ 617.0 nm
• H28：617.0 nm ～ 621.0 nm
• H29：621.0 nm ～ 625.0 nm
• H30：625.0 nm ～ 629.0 nm
• H31：629.0 nm ～ 633.0 nm

4. 性能曲線分析

代表的な性能曲線（データシートに記載）は、主要パラメータ間の関係を示しています。これらは、非標準条件下でのデバイスの挙動を理解するために不可欠です。

4.1 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）

この曲線は、印加された順方向電圧と生じる電流との指数関数的な関係を示しています。定電流回路の設計に極めて重要です。代表的な順電圧は10mA時に2.5Vです。

4.2 相対光度 vs. 順電流

このグラフは、光出力が順電流とともにどのように増加するかを示しています。推奨動作範囲内では一般的に線形ですが、より高い電流では飽和します。設計者は、所望の輝度を得るために適切な駆動電流を選択するためにこれを使用します。

4.3 相対光度 vs. 周囲温度

LEDの光出力は、接合温度の上昇とともに減少します。この曲線は光度の熱的ディレーティングを定量化し、高信頼性または高輝度アプリケーションにおける熱管理の重要性を強調しています。

4.4 スペクトルパワー分布

このプロットは、波長の関数として放射される相対放射パワーを示しています。ピーク波長（代表値630nm）とスペクトル半値幅（代表値20nm）を確認し、LEDの正確な赤色点を定義します。

5. 機械的仕様およびパッケージング情報

5.1 外形寸法および構造

• ホルダー材質：プラスチック、黒色または濃灰色。
• LED：赤色拡散レンズを備えた赤色AlInGaPチップ（T-1サイズ）。
• 寸法公差：特に寸法図に指定がない限り、すべての寸法の標準公差は±0.25mm（0.010\"）です。

5.2 パッケージング仕様

デバイスは、自動実装用にテープ&リールで供給されます。

• キャリアテープ：黒色導電性ポリスチレン合金、厚さ0.50mm ±0.06mm。
• リール：標準13インチリール。
• 1リールあたりの数量：400個。
• マスターカートン：2リール（800個）が乾燥剤と湿度指示カードを入れた防湿バッグ（MBB）に梱包されます。この内箱10個が外箱1つに梱包され、合計8,000個となります。

6. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

製造プロセスにおける機械的または熱的損傷を防ぐため、これらのガイドラインを遵守することが重要です。

6.1 保管

最適な保存寿命を得るため、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。元の包装外で長期保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーター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のみを使用してください。強力な化学薬品や研磨剤は避けてください。

6.3 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、この作業をはんだ付け前に室温で行ってください。曲げは、LEDレンズ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。レンズ基部やリードフレームを支点として使用しないでください。PCB挿入時は応力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

重要な規則：はんだ付け点とレンズ/ホルダー基部との間に少なくとも2mmの距離を保ってください。レンズやホルダーをはんだに浸漬しないでください。

• 手はんだ付け（はんだごて）：最高温度350°C。リードあたり最大はんだ付け時間3秒。1回のみ行ってください。
• フローはんだ付け：最高予熱温度160°C、最大120秒。最高はんだ波温度265°C、最大10秒。はんだ波がレンズ基部から2mm以内に近づかないようにPCBの向きを確保してください。

警告：過度の温度や時間は、レンズ変形やLEDの致命的な故障を引き起こす可能性があります。最高フローはんだ付け温度は、ホルダーの熱変形温度（HDT）や融点を示すものではありません。

7. アプリケーション設計上の考慮事項

7.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。その順方向電圧（V_F）には公差があり、負の温度係数を持ちます。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、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（回路モデルA）。

回路モデルA（推奨）：[電源] -> [抵抗] -> [LED] -> [グランド]。この構成は、個々のLEDのV_F.

回路モデルB（並列接続には非推奨）：複数のLEDを単一の電流制限抵抗（または定電圧源）に並列接続することは推奨されません。各LEDのI-V特性のわずかな違いが大きな電流不平衡を引き起こし、輝度の不均一や1つのデバイスへの過剰ストレスの原因となる可能性があります。

7.2 静電気放電（ESD）保護

このデータシートでは明示的なESD定格は記載されていませんが、AlInGaP LEDは静電気放電に対して敏感である可能性があります。組み立ておよび取り扱い時には、接地された作業台やリストストラップの使用を含む、標準的なESD取り扱い予防策を遵守してください。

7.3 熱管理

電力損失は低い（最大52mW）ですが、ディレーティング曲線は光度が温度上昇とともに減少することを示しています。特に高温環境やより高い駆動電流での一貫した性能のためには、リードを通じた放熱を可能にするPCBレイアウトを考慮してください。

8. 技術比較とポジショニング

LTL-R42NEWADH184は、一体型直角ホルダー設計により差別化されており、組み立てを簡素化し、一貫した実装高さと向きを提供します。別個の取付ハードウェアを必要とする個別LEDと比較して、この一体型CBI（基板インジケータ）ソリューションは以下を提供します：

• 組み立ての複雑さの低減：単一コンポーネントの配置 vs. 複数部品。
• 美的外観と一貫性の向上：均一な黒色ハウジングがコントラストを高め、PCB上で清潔でプロフェッショナルな外観を提供します。
• 堅牢性：ホルダーはLEDレンズを保護し、機械的安定性を提供します。
• 標準化されたフットプリント：PCBレイアウト設計を簡素化します。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）：LEDが最大の光パワーを発する特定の波長（代表値630nm）。主波長（λ_d）：人間の目が知覚する色に最も一致する単一波長（代表値625nm）。λ_dはCIE色度座標から計算され、色指定により関連性が高いです。

9.2 このLEDを20mAで連続駆動できますか？

はい、20mAは周囲温度25°Cにおける最大定格連続DC順電流です。ただし、周囲温度が30°Cを超える場合は、指定された0.27 mA/°Cの割合で電流をディレーティングする必要があります。例えば、周囲温度50°Cでは、許容される最大連続電流は 20mA - (0.27mA/°C * (50°C-30°C)) = 14.6mA となります。

9.3 定電圧電源を使用する場合でも、なぜ直列抵抗が必要なのですか？

LEDの順方向電圧はツェナーダイオードのような固定値ではなく、生産公差があり、温度上昇とともに減少します。直列抵抗は、シンプルで安定した電流レギュレータとして機能します。これがないと、電源電圧やLEDのV_F（温度やビンによる変動）のわずかな変化が電流の大きな変化を引き起こし、輝度に劇的な影響を与え、最大定格を超える可能性があります。

10. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：5V DCラインで動作するデバイスの電源オンインジケータを設計します。希望の輝度はLEDの中間範囲です。

1. 駆動電流の選択：I_F= 10mAを選択します。これは標準試験条件であり、良好な輝度と長寿命を提供します。
2. LED順電圧の決定：データシートの代表値、V_F= 2.5Vを使用します。
3. 直列抵抗の計算：R = (V_電源- V_F) / I_F= (5V - 2.5V) / 0.010A = 250 オーム。
4. 標準抵抗値の選択：最も近い標準値、例えば240オームまたは270オームを選択します。240オームで電流を再計算：I_F= (5V - 2.5V) / 240Ω ≈ 10.4mA（許容範囲内）。
5. 抵抗電力の計算：P = I²* R = (0.0104A)²* 240Ω ≈ 0.026W。標準の1/8W（0.125W）または1/10W抵抗で十分です。
6. PCBレイアウト：抵抗をLEDのアノードまたはカソードと直列に配置します。LEDが正しく向いていることを確認します（通常、長いリードがアノード）。PCBレイアウト上で、レンズ基部からはんだパッドまで2mmのクリアランスを確保します。

11. 動作原理

LTL-R42NEWADH184は、半導体AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）LEDチップに基づいています。チップのバンドギャップ電圧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で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接発光の波長（色）に対応します—この場合は赤色（~625nm）。一体型の赤色拡散レンズは、半導体チップからの光の取り出し、ビームを広視野角（100°）に整形し、光源をより柔らかく均一に見せるために拡散させる役割を果たします。

12. 技術トレンド

LTL-R42NEWADH184のようなスルーホールLEDは、堅牢な機械的取付や手動組み立てを必要とするアプリケーションで依然として重要ですが、より広範なLED業界のトレンドは表面実装デバイス（SMD）パッケージに向かっています。SMD LEDは、自動実装速度、基板スペースの節約、低プロファイルにおいて大きな利点を提供します。しかし、非常に高い機械的結合強度が要求される状況（例：頻繁に抜き差しされるコネクタ）、高振動環境、または手はんだ付けが一般的な試作や修理においては、スルーホール部品が引き続き好まれます。本製品の一体型ホルダー設計は、使いやすさと改善された美的外観を通じて付加価値を加えることで、スルーホールセグメント内での進化を表しています。