スルーホールLEDランプ LTLR42FGAJH79Y 仕様書 - 黄緑色 570nm - 20mA - 52mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、基板実装型LEDランプ（回路基板インジケータ：CBI）の仕様を詳細に記載しています。本デバイスは、LED素子と組み合わされる黒色プラスチック製の直角ホルダー（ハウジング）を採用しています。この設計により、プリント基板（PCB）への容易な実装が可能です。主光源は固体LEDであり、効率性と長寿命性に優れています。

1.1 主な利点

• 実装の容易さ：回路基板への直感的で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認性（コントラスト比）が向上します。
• 固体素子の信頼性：フィラメントのない頑丈で長寿命な光源として、LED技術を採用しています。
• 省エネルギー性：低消費電力と高い発光効率が特徴です。
• 環境適合性：RoHS指令（有害物質使用制限）に準拠した鉛フリー製品です。
• 発光特性：LED 1および4は、AllnGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン）技術を用い、ピーク波長約570nmの黄緑色スペクトルで発光します。
• 湿気感受性：湿気感受性レベルはMSL3です。

1.2 主な用途

本LEDランプは、状態表示やインジケータ照明を必要とする様々な電子機器に適しています。代表的な適用分野は以下の通りです：

• 通信機器
• コンピュータシステムおよび周辺機器
• 民生用電子機器
• 家電製品

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

以下の定格は、いかなる条件下でも超えてはなりません。超えるとデバイスに永久的な損傷を与える可能性があります。全ての値は周囲温度（TA）25°Cにおける規定です。

• 許容損失（PD）：52 mW - デバイスが安全に放散できる最大総電力です。
• ピーク順電流（IFP）：60 mA - 最大瞬間順電流であり、パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 0.1ms）でのみ許容されます。
• 直流順電流（IF）：20 mA - 通常動作で推奨される最大連続順電流です。
• 動作温度範囲（Topr）：-40°C ～ +85°C - デバイスが機能するように設計された周囲温度範囲です。
• 保存温度範囲（Tstg）：-40°C ～ +100°C - 非動作時の保存温度範囲です。
• リードはんだ付け温度：素子本体から2.0mm（0.079インチ）の位置で測定し、最大5秒間260°C。

2.2 電気的・光学的特性

これらはTA=25°Cで測定した代表的な性能パラメータです。LED 1および4（黄緑色）の値を示します。

• 光度（Iv）：IF=20mAで測定時、最小23 mcdから最大140 mcdの範囲で、代表値は80 mcdです。このパラメータはビニング（区分）されます（第3章参照）。
• 指向角（2θ1/2）：約100度。これは光度が軸上（中心）値の半分に低下する全角度です。
• ピーク発光波長（λP）：代表値571 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）：IF=20mA時、565 nmから571 nmの範囲で、代表値は569 nmです。これはCIE色度図から導かれる、人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：代表値15 nm。これはスペクトルの純度を示し、値が小さいほど単色光に近いことを意味します。
• 順方向電圧（VF）：IF=20mA時、1.6Vから2.6Vの範囲で、代表値は2.1Vです。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V印加時、最大10 μA。重要注意：本デバイスは逆バイアス動作用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. ビニングシステムの説明

生産の一貫性を確保するため、LEDは主要な光学パラメータに基づいてビン（区分）に分類されます。これにより、設計者は特定の輝度や色の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 光度ビニング

LEDは、順電流20mA時のミリカンデラ（mcd）値に基づき、3つの光度ビンに分類されます。各ビン限界値の許容差は±15%です。

• ビン AB：最小 23 mcd、最大 50 mcd。
• ビン CD：最小 50 mcd、最大 85 mcd。
• ビン EF：最小 85 mcd、最大 140 mcd。

3.2 主波長ビニング

LEDは色の一貫性を制御するため、主波長によってもビニングされます。各ビン限界値の許容差は±1 nmです。

• ビン 1：最小 565.0 nm、最大 568.0 nm。
• ビン 2：最小 568.0 nm、最大 571.0 nm。

光度と波長の両方のビンコードは製品包装に印字されており、用途に応じた精密な選択が可能です。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線が参照されていますが、以下の分析は提供された表形式データと標準的なLEDの動作特性に基づいています。

4.1 順電流対順電圧（I-V特性曲線）

20mA時の代表順電圧（VF）2.1Vは、AllnGaP技術に典型的な低電圧LEDであることを示しています。VFは負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに低下します。規定範囲（1.6V～2.6V）は通常の生産ばらつきを考慮したものです。

4.2 光度対順電流

推奨動作範囲内（最大20mAまで）では、光度は順電流にほぼ比例します。直流定格電流を超えると、光出力は非線形的に増加し、過剰な発熱を引き起こし、LEDの寿命を低下させ、色を変化させる可能性があります。

4.3 温度特性

LEDの光度は一般に、接合温度が上昇すると低下します。ここではグラフ化されていませんが、広い動作温度範囲（-40°C～+85°C）は、上限温度では出力が低下する可能性はあるものの、過酷な環境下でも機能を維持できるように設計されていることを示唆しています。PCBを介した適切な放熱は、性能と寿命を維持するために極めて重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形と寸法

本デバイスは直角方向のスルーホールパッケージを使用しています。主な機械的注意点は以下の通りです：

• 特に指定がない限り、全ての寸法はミリメートル単位で示され、公差は±0.25mmです。
• ホルダー（ハウジング）はUL94V-0定格の黒色プラスチックで構成され、難燃性であることを示しています。
• LED 1および4は白色拡散レンズを備えており、指向角を広げ、光の見え方を柔らかくするのに役立ちます。

5.2 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、つまりプラス側）および/またはレンズやハウジング上のフラットスポットや切り欠きで示されます。本コンポーネントの具体的なマーキングについてはデータシートを参照してください。逆電圧を印加するとLEDを損傷する可能性があります。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 保管条件

MSL3定格であるため、リフロー工程での湿気による損傷を防ぐため、適切な取り扱いが重要です。

• 未開封パッケージ：30°C以下、相対湿度70%以下で保管。梱包日から1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：防湿バリア袋（MBB）から取り出した部品は、周囲環境を30°C以下、相対湿度60%以下に保ってください。
• フロアライフ：大気にさらされた部品は、168時間（7日）以内にIRリフロー処理を行う必要があります。
• 長期保管/ベーキング：MBBが168時間以上開封されている場合、SMT実装工程の前に、吸収した湿気を除去するため、少なくとも48時間60°Cでベーキングすることを強く推奨します。

6.2 リード成形

• 曲げ加工は、はんだ付けの前、かつ室温で行わなければなりません。
• 曲げ点はLEDレンズの基部から少なくとも3mm離してください。
• 内部のダイボンドにストレスをかけないよう、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。
• PCB挿入時は、必要最小限のクリンチ力を使用してください。

6.3 はんだ付けプロセス

• レンズ/ホルダー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。
• レンズやホルダーをはんだに浸漬しないでください。
• はんだ付けでLEDが熱くなっている間に、リードに外部ストレスを加えないでください。
• 推奨手はんだ付け：はんだごて温度 ≤ 350°C、はんだ付け時間 リードあたり ≤ 3秒、エポキシバルブ基部から2mm以上離して実施。これは1回のみ行ってください。
• 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。最大波はんだ付け温度は、ホルダーの熱変形温度（HDT）と同等ではありません。

6.4 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤を使用してください。プラスチックハウジングや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。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーション回路

このLEDは通常、定電流源、またはより一般的には電源と直列に接続された電流制限抵抗によって駆動されます。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます：R = (電源電圧 - VF) / IF。代表値VF=2.1V、IF=20mA、電源5Vの場合：R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ω。標準の150Ω抵抗が適しており、消費電力はP = I^2 * R = (0.02)^2 * 150 = 0.06Wです。

7.2 設計上の考慮事項

• 電流制御：常に電流制限デバイスを使用してください。電圧源に直接接続すると過剰電流が流れ、即座に故障します。
• 熱管理：消費電力は低い（最大52mW）ですが、特に高温環境での使用や最大電流付近での動作時には、リード周囲のPCB銅面積を十分に確保して放熱を助けることが重要です。
• 視覚設計：黒色ハウジングと拡散レンズは、良好なコントラストと広い指向角を実現するように設計されています。PCB上にLEDを配置する際は、意図する視認角度を考慮してください。
• ビン選択：均一な輝度や正確な色を必要とするアプリケーションでは、調達時に必要な光度（例：ビンEF）および波長（例：ビン2）のビンを指定してください。

8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

8.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λP）は、スペクトル出力曲線上の文字通りの最高点です。主波長（λd）は、人間の目が知覚する色として認識される単一波長であり、CIE色座標から計算されます。このLEDのような単色光源では、両者は非常に近い値になることが多いです（代表値：571nm対569nm）。色の仕様には主波長の方がより関連性が高いです。

8.2 このLEDを3.3V電源で駆動できますか？

はい。20mA時の代表VF=2.1Vを使用すると、直列抵抗は次のようになります：R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ω。抵抗の電力定格が十分であることを確認してください（0.02^2 * 60 = 0.024W）。

8.3 なぜピーク順電流定格は直流定格よりもはるかに高いのですか？

60mAのピーク定格（短パルス時）により、ストロボやマルチプレクシング用途で非常に高い輝度を得るために、短時間のオーバードライブが可能です。低いデューティサイクル（≤10%）により、平均電力と接合温度が安全限界を超えないことが保証されます。定常点灯には、20mAの直流定格を超えないでください。

8.4 私の組立工程にとってMSL3は何を意味しますか？

MSL3は、部品が密封袋を開封後に空気から有害なレベルの湿気を吸収できることを示します。高温リフローはんだ付け工程でのポップコーン現象（内部剥離）を防ぐためには、袋開封後168時間以内にはんだ付けするか、6.1項で説明したように事前にベーキングする必要があります。

9. 技術的背景とトレンド

9.1 AllnGaP技術

このLEDは、アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン（AllnGaP）半導体材料を使用しています。この技術は、琥珀色、黄色、黄緑色スペクトル（約570nm～620nm）の光を生成するのに非常に効率的です。フィルター付きGaPなどの旧来技術と比較して、良好な発光効率と安定性を提供します。

9.2 スルーホール対表面実装のトレンド

表面実装デバイス（SMD）LEDは、そのサイズと組立速度から現代の大量生産電子機器で主流ですが、このようなスルーホールLEDも依然として関連性があります。その主な利点には、優れた機械的強度（基板のたわみに強い）、手動での試作や修理の容易さ、そしてより長いリードが放熱板として機能するため、パッケージあたりの許容損失がしばしば高いことが含まれます。産業用制御装置、電源装置、自動車アフターマーケット製品、振動下での信頼性が重要なデバイスなどで一般的に見られます。

9.3 インジケータLEDの進化

インジケータLEDのトレンドは、より高い効率（mAあたりのより多くの光）を追求し続けており、より低い動作電流とシステム電力の削減を可能にしています。また、このデータシートの詳細なビン表に見られるように、高度なビニングと厳格なプロセス管理を通じて、生産ロット間の色の一貫性を向上させることに焦点が当てられています。ここで見られるような拡散レンズとコントラストを高めるハウジングの使用は、可読性を向上させます。これは常に追求される設計目標です。