LTL750RGBHBJH292U RGB LED ランプ データシート - スルーホール - 20mA - 赤/緑/青 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTL750RGBHBJH292Uは、赤、緑、青（RGB）のLEDチップを単一の黒色プラスチックハウジング内に統合した、スルーホール実装型の直角回路基板インジケータ（CBI）ランプです。色混合と均一な光分布のための白色拡散レンズを備えています。この部品は、プリント回路基板（PCB）やパネルへの多様な実装を可能に設計されており、多色表示ニーズに対する積層可能で組み立て容易なソリューションを提供します。

1.1 主な特長

• 鉛（Pb）フリーかつRoHS準拠の構造。
• 低消費電力で高発光効率を実現。
• PCBまたはパネルへの統合に適した多様な実装オプション。
• 色混合のための白色拡散レンズを備えた統合RGB LEDチップ。

1.2 主な用途

このLEDランプは、多色の状態表示、信号表示、またはバックライト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：

• 通信機器
• コンピュータ周辺機器・システム
• 民生用電子機器
• 家電製品
• 産業用制御システム

2. 技術パラメータ詳細

特に断りのない限り、すべての仕様は周囲温度（TA）25°Cで定義されています。

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、デバイスに永久的な損傷を引き起こす可能性があります。

• 電力損失：赤：80 mW、緑：108 mW、青：108 mW。
• ピーク順電流：（1/10デューティサイクル、0.1msパルス）赤：90 mA、緑：100 mA、青：100 mA。
• DC順電流（連続）：全色で30 mA。
• ディレーティング係数：全色で50°Cから0.57 mA/°Cで線形ディレーティング。
• 動作温度範囲：-40°C ～ +85°C。
• 保管温度範囲：-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

代表的な性能パラメータは、順電流（IF）20mAで測定されています。

• 光度（Iv）：
  • 赤：140 - 725 mcd
  • 緑：170 - 870 mcd
  • 青：38 - 180 mcd
• 指向角（2θ1/2）：全色で約110度。これは、光度が軸上の値の半分に低下するオフアクシス角度です。
• ピーク波長（λP）：
  • 赤：~634 nm
  • 緑：~525 nm
  • 青：~470 nm
• 主波長（λd）：
  • 赤：618 - 630 nm
  • 緑：513 - 530 nm
  • 青：465 - 477 nm
• 順方向電圧（VF）：
  • 赤：1.7V（最小）、2.2V（代表）、2.7V（最大）
  • 緑：2.5V（最小）、3.2V（代表）、3.6V（最大）
  • 青：2.5V（最小）、3.2V（代表）、3.6V（最大）
• 逆方向電流（IR）：VR = 5Vで測定。赤：最大10 μA、緑/青：最大50 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、20mA時の光度に基づいてビンに分類されます。これにより、製造ロット内で定義された範囲内での色と明るさの一貫性が確保されます。各ビン限界には±15%の許容差が適用されます。

3.1 光度ビン

• 赤ビン：
  • RA：140 - 240 mcd
  • RB：240 - 420 mcd
  • RC：420 - 725 mcd
• 緑ビン：
  • GA：170 - 290 mcd
  • GB：290 - 500 mcd
  • GC：500 - 870 mcd
• 青ビン：
  • BA：38 - 65 mcd
  • BB：65 - 110 mcd
  • BC：110 - 180 mcd

光度の特定のビンコードは各梱包袋に印字されており、製造における精密な選択を可能にします。

4. 機械的仕様・梱包情報

4.1 外形寸法

本デバイスは標準的な直角スルーホール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（元図にはインチも記載）。
• 特に指定のない限り、一般的な公差は±0.25mmです。
• フランジ下の樹脂の最大突出量は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。

4.2 梱包仕様

製品は、部品を保護し取り扱いを容易にする多段階梱包システムで供給されます。

• チューブ：46個入り。寸法：520mm x 12.7mm x 8.9mm。
• 内箱：156チューブ入り、合計7,176個。寸法：544mm x 180mm x 141mm。
• 外箱：4内箱入り、合計28,704個。寸法：550mm x 370mm x 302mm。

5. はんだ付け・実装ガイドライン

適切な取り扱いは、デバイスの信頼性を確保し損傷を防ぐために重要です。

5.1 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離れた位置で行わなければなりません。
• 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。
• リード成形は、はんだ付けプロセスの前に常温で行わなければなりません。
• PCB実装中は、リードやパッケージに過度の機械的ストレスがかからないよう、必要最小限のクリンチ力を使用してください。

5.2 はんだ付けプロセス

レンズの基部とはんだ付け点の間に最低2mmのクリアランスを確保しなければなりません。レンズをはんだに浸漬することは避けてください。

• はんだごて：
  • 温度：最大350°C。
  • 時間：最大3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：
  • 予熱温度：最大100°C。
  • 予熱時間：最大60秒。
  • はんだウェーブ温度：最大260°C。
  • はんだ付け時間：最大5秒。

重要注意：過度のはんだ付け温度および/または時間は、レンズの変形やLEDの致命的な故障を引き起こす可能性があります。赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホール型LEDランプには適したプロセスではありません。

5.3 保管・洗浄

• 保管：推奨保管条件は、温度30°C以下、相対湿度70%以下です。元の梱包から取り出したLEDは、3ヶ月以内に使用してください。長期保管の場合は、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。
• 洗浄：必要に応じて、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤でのみ洗浄してください。

6. アプリケーション・設計上の考慮点

6.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。特に並列構成で複数のLEDを駆動する際に均一な明るさを確保するためには、各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。個別の直列抵抗なしで複数のLEDを並列駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。LED間の順方向電圧（Vf）特性のわずかなばらつきが、電流分担に大きな差を生じさせ、結果として明るさの不均一を引き起こす可能性があるためです。

6.2 静電気放電（ESD）保護

これらのLEDは静電気放電やサージに敏感で、即時または潜在的な損傷を引き起こす可能性があります。ESD損傷を防ぐには：

• 作業者はLEDを取り扱う際、導電性リストストラップまたは静電気防止手袋を着用してください。
• すべての設備、機械、作業台、保管ラックは適切に接地されていなければなりません。
• 作業エリアの静電気を中和するためにイオナイザーブローアを使用してください。

6.3 アプリケーション適性

このLEDランプは、一般的な屋内・屋外の標識アプリケーション、および標準的な電子機器に適しています。-40°Cから+85°Cまでの指定動作温度範囲は、様々な環境条件下での使用をサポートします。

7. 性能曲線・代表特性

データシートには、主要な関係をグラフで表す代表的な性能曲線が参照されています。これらの曲線は詳細な設計解析に不可欠です。

• 相対光度 vs. 順電流：各色について、光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、通常は最大定格電流までを示します。
• 順方向電圧 vs. 順電流：各LEDチップのV-I特性を示し、適切な直列抵抗値を計算する上で重要です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力のディレーティングを示し、高出力または高周囲温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。
• 分光分布：各色について、相対放射パワーと波長の関係を示し、ピーク波長と主波長を視覚的に表します。

設計者は、これらの曲線を参照して駆動条件を最適化し、効率のトレードオフを理解し、非標準温度下での性能を予測する必要があります。

8. 技術比較・設計上の利点

LTL750RGBHBJH292Uは、多色表示において以下の設計上の利点を提供します：

• 統合RGBソリューション：3つの個別のカラーチップを1つの直角パッケージに統合し、3つの単色LEDを使用する場合と比較してPCBスペースを節約します。
• 白色拡散レンズ：色混合とより広く均一な視野パターンを提供し、様々な角度から視認する必要がある状態表示器に理想的です。
• 標準化されたビニング：光度のための定義されたビニングシステムにより、製造において予測可能で一貫した明るさレベルが得られ、最終組み立てにおける色と明るさのマッチング問題を軽減します。
• 堅牢なスルーホール設計：PCBへの強固な機械的固定を提供し、振動を受けるアプリケーションや手動組み立てが必要なアプリケーションに適しています。

9. よくあるご質問（FAQ）

9.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λP）は、発光出力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の知覚される色に一致する純粋な単色光の単一波長を表します。LEDの場合、λdは人間の色知覚により関連することが多いです。

9.2 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

いいえ。電圧源からLEDを直接駆動することは推奨されず、過電流によりデバイスを破壊する可能性が高いです。LEDは制御された電流で駆動する必要があり、通常は定電流ドライバ、またはより一般的には直列の電流制限抵抗を備えた電圧源を使用して実現します。

9.3 レンズとはんだ付け点の間に最低2mmのクリアランスが必要なのはなぜですか？

このクリアランスは、はんだ付けプロセス中にLEDのエポキシレンズが熱損傷を受けるのを防ぎます。過度の熱は、レンズのひび割れ、変色、または変形を引き起こし、光学性能を損ない、半導体ダイを環境汚染物質にさらす可能性があります。

9.4 アプリケーションに適したビンをどのように選択すればよいですか？

設計で必要な最小光度に基づいてビンを選択してください。例えば、アプリケーションが20mAで最小300 mcdの赤色強度を必要とする場合、RBまたはRCビンを指定する必要があります。ビンテーブルを参照することで、明るさ仕様を満たす部品を受け取ることが保証されます。

10. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：産業用コントローラのための多状態表示パネルを設計中。パネルは、単一の表示位置を使用して、電源（緑色点灯）、故障（赤色点滅）、待機（青色点灯）の状態を表示する必要があります。

LTL750RGBHBJH292Uによる実装：

1. 回路設計：マイクロコントローラが3つの独立した出力ピンを駆動し、各ピンはLEDの1つのカラーチャネル（R、G、B）に接続されます。各チャネルには、所望の電流（例：適切な明るさのための15mA）とデータシートからのその色の代表順方向電圧（Vf）、供給電圧に基づいて計算された直列抵抗が含まれます。
2. 抵抗計算例（緑チャネル、Vcc=5V）：
   • 目標IF = 15mA、代表Vf（緑）= 3.2V。
   • 抵抗値 R = (Vcc - Vf) / IF = (5V - 3.2V) / 0.015A ≈ 120 オーム。
   • 抵抗定格電力 P = (Vcc - Vf) * IF = 1.8V * 0.015A = 0.027W。標準的な1/8W（0.125W）抵抗で十分です。
3. 実現される利点：
   • スペース節約：1つの部品で3つ分を置き換えます。
   • 組み立ての簡素化：挿入・はんだ付けする部品は1つだけです。
   • 一貫した外観：白色拡散レンズにより、すべての色が同じ点から類似のビームパターンで発光し、プロフェッショナルな外観を実現します。
   • 柔軟性：マイクロコントローラは、複数のチャネルを同時にアクティブにすることで、黄色（赤+緑）やシアン（緑+青）などの追加の状態を簡単に作成できます。

11. 動作原理

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、デバイス内で電子が正孔と再結合する際に光子の形でエネルギーを放出することで起こります。発光の色は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。LTL750RGBHBJH292Uでは、特定のバンドギャップで設計された3つの異なる半導体チップが一緒に収められ、独立して赤、緑、青の光を生成します。チップ上の白色拡散レンズは光を散乱・混合し、均一な視覚出力を提供します。

12. 技術トレンド

多色およびRGB LEDの市場は進化を続けています。LTL750RGBHBJH292Uのような部品に影響を与える主なトレンドは以下の通りです：

• 効率向上：材料科学とチップ設計の継続的な改善により、発光効率（電気入力1ワットあたりの光出力）が向上し、低電力または低熱負荷でより明るい表示器が可能になります。
• 小型化：スルーホールパッケージは堅牢性のために重要ですが、高密度PCB設計のためのより小型の表面実装デバイス（SMD）RGB LEDへの並行したトレンドもあります。
• 統合制御：成長しているトレンドは、LEDチップと小型コントローラICを同じパッケージ内に統合し、外部マイクロコントローラのオーバーヘッドなしに複雑なカラーシーケンスをデジタルアドレス指定およびプログラム可能なスマートLEDを作成することです。
• 色の一貫性とビニング：製造プロセスは継続的に改良され、パラメータ分布がより狭いLEDを生産し、広範なビニングの必要性を減らし、生産直後からより一貫した性能を提供します。

このようなスルーホールRGBインジケータは、耐久性、手動組み立ての容易さ、実績のある性能が最も重要であるアプリケーションにおいて、基本的で信頼性の高いソリューションであり続けます。