LTL42FGYAD3HKPY スルーホールLEDランプ データシート - 黄緑色 569nm - 20mA - 52mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTL42FGYAD3HKPYは、プリント基板（PCB）アセンブリへの容易な統合を目的とした基板実装用インジケータ（CBI）です。3つの黄緑色LEDチップを確実に保持するブラックプラスチック製の直角ハウジングで構成されています。この設計は、様々な電子機器に適した高コントラストの視覚的インジケータを提供することを意図しています。

1.1 中核的利点

• 組立の容易さ：スルーホール設計とスタッキング可能なハウジング形状により、PCB組立プロセスが簡素化されます。
• 視認性の向上：ブラックハウジング素材はコントラスト比を高め、点灯したLEDをより目立たせます。
• エネルギー効率：本デバイスは低消費電力で動作しながら、高い発光効率を実現します。
• 環境適合性：本製品は鉛フリーであり、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しています。
• 特定の発光特性：AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）技術を利用し、主波長569nmの均一な黄緑色光を生成します。

1.2 対象アプリケーション

このLEDランプは、以下のような幅広い電子機器アプリケーションに適しています：

• コンピュータ周辺機器および状態表示灯
• 通信機器
• 民生用電子機器
• 産業用制御パネルおよび機械

2. 技術パラメータ詳細解説

以下のセクションでは、LTL42FGYAD3HKPY LEDランプに規定された主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。特に断りのない限り、すべてのデータは周囲温度（TA）25°Cを基準としています。

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限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 消費電力（PD）：52 mW。これはLEDが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順方向電流（IFP）：60 mA。パルス条件下でのみ許容されます（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10μs）。
• 直流順方向電流（IF）：20 mA。信頼性の高い動作のための推奨最大連続順方向電流です。
• 動作温度範囲（Topr）：-30°C から +85°C。デバイスが機能するように設計されている周囲温度範囲です。
• 保存温度範囲（Tstg）：-40°C から +100°C。
• リードはんだ付け温度：最大5秒間、260°C。LED本体から2.0mm（0.079インチ）の位置で測定。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、指定された試験条件下での代表的な性能パラメータです。

• 光度（Iv）：8.7 から 29 mcd（ミリカンデラ）。IF=10mAにおける代表値は15 mcdです。保証値には±30%の試験公差が含まれていることに注意してください。
• 指向角（2θ1/2）：100度。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あり、比較的広い視野円錐を示しています。
• ピーク発光波長（λP）：572 nm。スペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λd）：569 nm（代表値）、566 nm から 574 nmの範囲。これは、光の色を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm（代表値）。このパラメータは、発光のスペクトル純度または帯域幅を示します。
• 順方向電圧（VF）：1.6V から 2.5V。IF=10mAにおける代表値は2.0Vです。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5Vにおいて最大10 μA。本デバイスは逆方向動作用に設計されていないことに注意することが極めて重要です。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（図1、図6）が参照されていますが、ここではそれらの典型的な解釈を提供します。これらの曲線は、様々な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。

3.1 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

I-V特性は非線形です。順方向電圧（VF）には指定された範囲（10mAで1.6V-2.5V）があります。設計者は、複数のLED、特に並列接続された場合の一貫した輝度を確保するために、電流制限回路を設計する際にこのばらつきを考慮する必要があります。

3.2 光度 vs. 順方向電流

光度は、推奨動作範囲内では順方向電流にほぼ比例します。最大直流電流（20mA）を超えると、光束減衰の加速や動作寿命の短縮につながる可能性があります。

3.3 スペクトル分布

スペクトル曲線（図1参照）は、約572nmにピークを持ち、半値幅が約15nmであることを示し、AlInGaP技術に特有の狭帯域黄緑色発光特性を確認します。

3.4 指向角パターン

極座標図（図6参照）は100度の指向角を示し、LEDからの光強度が空間的にどのように分布するかを示しています。

4. 機械的・梱包情報

4.1 外形寸法

本デバイスはブラックまたはダークグレーのプラスチック製直角ホルダーを使用しています。寸法図はPCBフットプリント設計に必要な重要な測定値を提供します。主な注意点は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル（インチ換算付き）です。
• 特定の特徴注記で別段の記載がない限り、標準公差は±0.25mm（±0.010インチ）です。
• ハウジングには、緑色拡散レンズを備えた3つの黄緑色LED（LED1、LED2、LED3）が含まれています。

4.2 極性識別

スルーホールLEDの場合、極性は通常、リード長（長いリードがアノード）および/またはLEDレンズまたはハウジングフランジ上のフラットスポットまたは切り欠きで示されます。PCBフットプリントはこの向きに合わせて設計する必要があります。

4.3 梱包仕様

データシートには梱包仕様の専用セクションが含まれており、リール、チューブ、またはトレイの梱包形式、梱包あたりの数量、および適切な取り扱いと在庫管理を確保するためのラベル情報が詳細に記載されています。

5. はんだ付け・組立ガイドライン

これらのガイドラインを遵守することは、信頼性を維持し、製造プロセス中の損傷を防ぐために極めて重要です。

5.1 保管条件

LEDは、温度30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管する必要があります。元の防湿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。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。

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。強力なまたは不明な化学洗浄剤は避けてください。

5.3 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、はんだ付け前に、通常の室温で行う必要があります。曲げは、LEDレンズのベースから少なくとも3mm離れた位置で行ってください。曲げる際に、レンズベースやリードフレームを支点として使用しないでください。

5.4 はんだ付けプロセス

重要なルール：レンズ/ホルダーのベースからはんだ付けポイントまで、最低2mmのクリアランスを確保してください。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、リードあたり最大時間3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：最大120°Cまで最大100秒間予熱。はんだ波温度最大260°C、最大5秒間。浸漬位置は、エポキシレンズのベースから2mm以上離れている必要があります。
• 重要な注意：IRリフローはんだ付けは、このスルーホール型LEDランプ製品には適していません。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。

5.5 PCB組立

PCBへの挿入時は、LEDリードやハウジングに過度の機械的ストレスを与えないように、必要最小限のクリンチ力を使用してください。

6. アプリケーション・回路設計推奨事項

6.1 駆動方法

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを使用する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDを直列に接続された専用の電流制限抵抗で駆動することを強く推奨します（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間の順方向電圧（VF）の自然なばらつきを補償し、各LEDが意図した電流を受け取ることを保証します。
• 回路モデルB（並列接続には非推奨）：複数のLEDを単一の共有抵抗と直接並列に接続すること（回路モデルB）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均衡を引き起こし、輝度の目に見える違いや、最も低いVFを持つLEDへの過剰ストレスの原因となる可能性があります。

6.2 静電気放電（ESD）対策

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環境において、堅牢なESD管理プログラムが不可欠です。

• 個人接地：作業者は導電性リストストラップまたは帯電防止手袋を着用する必要があります。
• 設備接地：すべての工具、設備、作業台は適切に接地する必要があります。
• 静電気中和：イオナイザーを使用して、取り扱い時の摩擦によりプラスチックレンズ表面に蓄積する可能性のある静電気を中和します。
• エリア管理：適切な標識を備えた静電気安全作業エリアを設定します。これらのエリア内の表面は100V未満を測定する必要があります。
• 教育訓練：従業員がESD防止手順について訓練され、認定されていることを確認してください。

7. 注意事項・信頼性に関する考慮点

7.1 使用環境

このLEDランプは、屋内および屋外の標識アプリケーション、ならびに標準的な電子機器の両方に適しています。-30°Cから+85°Cの動作温度範囲は、様々な環境での使用をサポートします。

7.2 熱管理

本デバイスには消費電力定格がありますが、PCBトレースを介した適切な放熱を確保し、指定された電流および温度制限内で動作を維持することは、長期的な光束出力の安定性と寿命にとって極めて重要です。

7.3 設計検証

常に、極端な温度を含む想定される動作条件下で最終設計のプロトタイプを作成し、性能がアプリケーション要件を満たしていることを確認してください。輝度が重要なアプリケーションでは、光度の±30%の公差を考慮してください。

8. 技術比較・差別化

LTL42FGYAD3HKPYは、その分野において特定の利点を提供します：

• 単一LEDランプとの比較：1つの直角ハウジングに3つのLEDを統合することで、同様のパッケージの単一ディスクリートLEDと比較して、より高い総合光束出力と、潜在的に広い視野カバレッジを提供します。
• SMD LEDとの比較：スルーホール設計は、PCB上での優れた機械的強度と保持力を提供し、高振動環境や頻繁な手動取り扱いを必要とするアプリケーションで有利です。また、プロトタイピングや少量生産の組立を簡素化します。
• 色の特異性：569nm黄緑色にAlInGaP技術を使用することで、この特定の波長に対して高い色純度と効率を実現します。これは、正確な色を必要とする特定のインジケータアプリケーションにおいて、フィルタリングされたLEDや蛍光体変換白色LEDよりも好ましい場合があります。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 このLEDを20mAで連続駆動できますか？

はい、20mAは連続動作のための推奨最大直流順方向電流です。最適な寿命と信頼性のためには、この値またはやや下回る値（例：15-18mA）で動作することが推奨されることが多いです。

9.2 なぜ光度の範囲が広いのですか（8.7から29 mcd）？

この範囲はデータシートで規定された最小値と最大値を表しており、固有の±30%の試験公差が含まれています。代表値は15 mcdです。このばらつきは、プロセスのばらつきによるLED製造における正常な現象です。生産における一貫した輝度のためには、より狭い光度ビンに選別されたLEDを購入することをお勧めします。

9.3 5V電源の場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

オームの法則（R = (電源電圧 - LEDのVF) / LED電流）を使用し、代表的なVFを2.0V、希望電流を10mAと仮定します：R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300オーム。常に可能な最大VF（2.5V）を使用して計算し、最小電流が安全であることを確認し、抵抗の電力定格（P = I^2 * R）を確認してください。

9.4 このLEDは自動車アプリケーションに適していますか？

動作温度範囲（-30°Cから+85°C）は、多くの自動車内装アプリケーションをカバーしています。ただし、自動車用途では通常、熱サイクルや湿度などの過酷な条件下での信頼性について特定の規格（例：AEC-Q102）への適合が要求され、この一般的なデータシートではカバーされていない可能性があります。自動車グレードのバリアントについてはメーカーにご相談ください。

10. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：複数のポートを持つ産業用ルーターの状態表示パネルを設計。各ポートには、明確で広角の黄緑色リンク/アクティビティインジケータが必要。

実装：

1. 部品選定：LTL42FGYAD3HKPYは、直角実装（サイドパネル視認に適している）、広い100度の指向角、明確な黄緑色のために選定されました。
2. 回路設計：各LEDはルーターの3.3Vロジック電源から独立して駆動されます。最大VF=2.5V、目標IF=10mAとして式を使用：R = (3.3V - 2.5V) / 0.01A = 80オーム。各LEDに対して、標準の82オーム、1/8W抵抗が選択され、回路モデルAに従って直列に接続されます。
3. PCBレイアウト：フットプリントは機械図面に従って配置されます。はんだ付けを容易にするために、パッドにサーマルリリーフが追加されます。レンズベースからの2mmクリアランスルールは、ソルダーマスクおよびペーストレイヤーの定義で厳守されます。
4. 組立：LEDは、すべてのSMD部品が配置された後に挿入されます。指定されたプロファイル（予熱<120°C、はんだ波<260°C、<5秒）でフローはんだ付けプロセスが使用され、LED本体が浸漬されないようにPCBの向きが確保されます。
5. 結果：パネルは、すべてのポートにわたって均一で視認性の高いインジケータを提供し、機器の動作環境0°Cから70°Cで信頼性の高い動作を実現します。

11. 技術原理紹介

LTL42FGYAD3HKPYは、AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を利用しています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成は、黄緑色光（約569nm）に対応する波長の光子を生成するように設計されています。この直接遷移型半導体材料は、電気エネルギーを可視光に変換する効率が非常に高く、特徴として挙げられている高輝度と低消費電力をもたらします。チップ上の緑色拡散レンズは光を散乱させ、デバイスに特徴的な広く均一な指向角を作り出すのに役立ちます。

12. 業界動向と背景

表面実装デバイス（SMD）LEDは、その小型サイズと自動ピックアンドプレース組立への適合性から大量生産を支配していますが、LTL42FGYAD3HKPYのようなスルーホールLEDは、いくつかの分野で関連性を維持しています：

• プロトタイピング・ホビースト用途：手はんだ付けの容易さと頑丈な機械的接続により、ブレッドボードやプロトタイプPCBに理想的です。
• 高信頼性/産業用：スルーホールリードの物理的接続は、SMD部品の単なるはんだ接合部のみよりも機械的衝撃や振動に対して耐性がある場合があります。
• レガシー設計・保守：多くの既存製品はスルーホール部品で設計されており、交換部品は形状・適合・機能の互換性を維持する必要があります。
• 特定の形状：直角ホルダーやその他の特殊なスルーホールパッケージは、光をPCBと平行に導く必要があるパネルインジケータなどの特定のアプリケーションにおいて、SMD形式では容易に入手できない、またはコスト効果が低い場合がある光学的・機械的ソリューションを提供します。

小型化と自動化への傾向は続いていますが、スルーホール光電子デバイスは、強度、熱管理（リード経由）、設計の柔軟性における特定の利点が最も重要である分野で存続する可能性が高いです。