LTL2W3TGPCK LEDランプ データシート - T-1 3/4パッケージ - 3.2V - 20mA - 519nm グリーン - 技術文書

1. 製品概要

LTL2W3TGPCKは、幅広い電子アプリケーションにおける状態表示および一般照明用に設計されたスルーホール実装型LEDランプです。T-1 3/4（約5mm）径のパッケージとウォータークリアレンズを備え、グリーン光を出力します。主な利点は、低消費電力、高効率、および標準的なPCB実装プロセスとの互換性であり、設計者にとって汎用性の高い部品となっています。

1.1 主な特長

• 鉛(Pb)フリーかつRoHS準拠の構造。
• 低電流動作での高い発光効率。
• プリント回路基板またはパネルへの多様な実装に対応。
• 低電流要求により、集積回路(IC)駆動との互換性があります。
• グリーン発光体にInGaN（窒化インジウムガリウム）技術を採用。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、信頼性の高い効率的な表示灯を必要とする様々な分野、コンピュータシステム、通信機器、民生電子機器、家電製品、産業用制御パネルなどに適しています。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

これらのパラメータは、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。

• 電力損失：最大72 mW。これはLEDパッケージが熱として放散できる総電力です。
• 直流順方向電流 (I_F)：連続20 mA。これは標準動作電流です。
• ピーク順方向電流：60 mA、ただしパルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10ms）でのみ。
• ディレーティング：周囲温度が30°Cを超える場合、過熱を防ぐために、1°Cごとに最大順方向電流を0.3 mA線形に低減する必要があります。
• 動作温度：-30°C ～ +85°C。デバイスはこの範囲内で機能します。
• 保管温度：-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5秒間260°C。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、周囲温度(T_A) 25°C、順方向電流(I_F) 20 mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光度 (I_V)：700 mcd (最小)、1150 mcd (代表)、1900 mcd (最大)。CIE明所視応答に近似したセンサー/フィルターで測定。保証値には±15%の試験公差が適用されます。
• 指向角 (2θ_1/2)：120度 (代表)。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)：519 nm (代表)。スペクトル出力が最も強い波長です。
• 主波長 (λ_d)：512 nm から 535 nm の範囲。これはCIE色度図から導出される、人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅 (Δλ)：35 nm (代表)。最大強度の半分における発光スペクトルの幅です。
• 順方向電圧 (V_F)：20mA時、2.6V (最小)、3.2V (代表)、3.8V (最大)。これは動作時のLED両端の電圧降下です。
• 逆方向電流 (I_R)：逆方向電圧(V_R) 5V時、最大10 μA。重要：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。このパラメータは試験目的のみです。

3. ビンテーブル仕様

製品は、主要な光学パラメータに基づいてビンに仕分けされ、生産ロット内の一貫性を確保します。これにより、設計者は性能が密接に一致するLEDを選択できます。

3.1 光度ビニング

ビニングは I_F= 20 mAで実行されます。各ビン限界の公差は±15%です。

• ビン N：700 mcd (最小) ～ 880 mcd (最大)
• ビン P：880 mcd ～ 1150 mcd
• ビン Q：1150 mcd ～ 1500 mcd
• ビン R：1500 mcd ～ 1900 mcd

3.2 主波長ビニング

ビニングは I_F= 20 mAで実行されます。各ビン限界の公差は±1 nmです。

• ビン G08：512.0 nm ～ 516.0 nm
• ビン G09：516.0 nm ～ 520.0 nm
• ビン G10：520.0 nm ～ 527.0 nm
• ビン G11：527.0 nm ～ 535.0 nm

4. 性能曲線分析

データシートで特定のグラフ曲線が参照されていますが、提供された仕様から以下の典型的な挙動を推測できます：

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V曲線)

LEDはダイオードに典型的な非線形I-V特性を示します。順方向電圧(V_F)は電流とともに増加しますが、標準20mA動作点では指定範囲(2.6V～3.8V)を持ちます。推奨されるように定電流源でLEDを駆動することで、個々のユニット間のわずかなV_Fの変動に関わらず、安定した発光出力を確保します。

4.2 光度 vs. 順方向電流

光出力（光度）は、通常動作範囲内では順方向電流にほぼ比例します。絶対最大定格、特に直流順方向電流を超えると、過剰な熱と電流密度によりLEDチップとエポキシレンズの劣化が加速し、早期故障の原因となる可能性があります。

4.3 温度依存性

LEDの光度は一般に、接合温度が上昇すると減少します。ディレーティング仕様（30°C以上で0.3 mA/°C）は、この熱的影響を管理し長期信頼性を維持するための重要な設計ルールです。高電流または高周囲温度アプリケーションでは、放熱のための適切なPCBレイアウトが不可欠です。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 外形寸法

デバイスは標準的なT-1 3/4スルーホールLEDパッケージプロファイルに準拠しています。主な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 全ての寸法はミリメートル単位です（インチは参考として記載）。
• 特に指定がない限り、一般公差は±0.25mmです。
• フランジ下の樹脂の最大突出は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位置で測定されます。

5.2 極性識別

スルーホールLEDの場合、カソードは通常、レンズリムの平らな部分または短いリードで識別されます。逆接続を防ぐため、実装前にデバイスのマーキングまたはパッケージ文書を参照して極性を確認してください。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 保管条件

最適な保存寿命のため、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。元の梱包外での長期保管には、乾燥剤入りの密閉容器または窒素充填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。パッケージ本体を支点として使用しないでください。全ての曲げ加工は室温ではんだ付けプロセス前に実施してください。PCBへの挿入時は、リードやエポキシシールに機械的ストレスがかからないよう最小限の力で行ってください。

6.4 はんだ付けプロセス

重要なルール：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漬しないでください。

• はんだごて：最高温度350°C。リードごとの最大はんだ付け時間は3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：最大100°Cで最大60秒間予熱。最大260°Cのはんだ波で最大5秒間。
• 重要：赤外線(IR)リフローはんだ付けは、このスルーホール型LED製品には適していません。過剰な熱や時間はデバイスを損傷します。

7. 梱包・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。

• 基本単位：梱包バッグあたり500個、200個、または100個。
• 内箱：10個の梱包バッグを含み、合計5,000個。
• 外箱（出荷ロット）：8個の内箱を含み、合計40,000個。ロット内の最終梱包は満量でない場合があります。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーション回路

LEDは電流駆動デバイスです。特に複数のLEDを並列接続する場合、均一な輝度を確保するために、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A）。

回路A（推奨）：[Vcc] — [抵抗] — [LED] — [GND]。各LEDに専用の抵抗があります。これは個々のLED間の順方向電圧(V_F)の自然なばらつきを補償し、各LEDが正しい電流を受け取り均一に発光することを保証します。

回路B（並列接続には非推奨）：複数のLEDを単一の電流制限抵抗に直接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、最も低いV_F.

を持つLEDの過電流故障の原因となる可能性があります。

8.2 静電気放電 (ESD) 保護

• LEDは静電気放電に敏感です。取り扱いおよび組立中の損傷を防ぐために：
• 作業者は接地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。
• 全ての設備、作業台、保管ラックは適切に接地されている必要があります。
• 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。

8.3 設計上の考慮事項

• 熱管理：電力損失およびディレーティング仕様を遵守してください。LEDリードがヒートシンクとして機能できるよう、PCB上に十分な銅面積を確保してください。
• 電流駆動：常に定電流ドライバまたは直列抵抗付きの電圧源を使用してください。電流制限なしでLEDを電圧源に直接接続しないでください。
• 光学設計：120度の指向角は広いビームを提供し、様々な角度から視認性が必要な状態表示器に適しています。

9. 技術比較・差別化

白熱電球や広角拡散LEDなどの旧来技術と比較して、LTL2W3TGPCKには明確な利点があります：

• 効率性・長寿命：固体InGaN技術は、フィラメントベースの表示器と比較して、著しく高い発光効率と動作寿命（通常数万時間）を提供します。
• 堅牢性：ガラスベースの電球よりも衝撃や振動に強いです。
• 色純度：狭いスペクトル半値幅（35nm）と特定の主波長ビンにより、一貫した鮮やかなグリーン色出力が可能であり、色分け表示器にとって重要です。
• 標準化：T-1 3/4パッケージは業界標準のフォームファクタであり、既存のPCBフットプリントやパネル切り抜きとの互換性があり、容易な交換を可能にします。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

10.1 より明るくするために、このLEDを30mAで駆動できますか？

No.直流順方向電流の絶対最大定格は20mAです。30mAで連続動作するとこの定格を超え、過剰な熱を発生させ、光束維持率の低下を加速し、早期故障の原因となる可能性が高いです。より高い輝度が必要な場合は、より高い光度のLEDビン（例：ビンQまたはR）を選択するか、より高い電流定格の別のLEDモデルを検討してください。

10.2 電源が3.2V（代表的なV_F）であっても、なぜ直列抵抗が必要なのですか？

順方向電圧には範囲（2.6V～3.8V）があります。V_Fが2.6VのLEDに正確に3.2Vを印加すると、電流は20mAをはるかに超え、損傷する可能性があります。抵抗は、電源電圧と特定のLEDの実際のV_Fに基づいて電流を設定する、シンプルで信頼性の高い電流レギュレータとして機能します。また、電源電圧の変動からも保護します。

10.3 "Water Clear"レンズは光出力にどのような意味がありますか？

ウォータークリア（非拡散）レンズは、乳白または拡散レンズと比較して、より焦点の合ったビームパターンを生成します。光は明確な点光源から発せられているように見えます。これに120度の指向角が組み合わさることで、広い領域で視認できる明るい中心ホットスポットが生まれ、直接視認型の状態表示器に優れています。

11. 実用例

シナリオ：10個のグリーンシステム作動中状態表示器を備えた制御パネルの設計。

1. 部品選定：一貫した中高輝度（880-1150 mcd）のために、ビンPのLTL2W3TGPCK LEDを選択。
2. 回路設計：5V電源ラインを使用。直列抵抗を計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。代表的なV_F=3.2V、I_F=20mAを使用すると、R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90オーム。10個のLEDそれぞれに標準の91オーム、1/4W抵抗を使用。
3. PCBレイアウト：LEDを0.1" (2.54mm)グリッド間隔で配置。カソードリードに接続された小さな銅面を追加し、わずかな放熱を図る。
4. 組立：リード成形とはんだ付けガイドラインを正確に遵守し、レンズ基部から2mmのクリアランスが維持されていることを確認。
5. 結果：長い動作寿命を持つ、均一に明るく信頼性の高い10個のグリーン表示器。

12. 動作原理の紹介

LTL2W3TGPCKは半導体光源です。そのコアはInGaN（窒化インジウムガリウム）材料で作られたチップです。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内で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN層の特定の組成が、この場合はグリーン（ピーク約519 nm）の放出光の波長を決定します。エポキシレンズは、半導体チップを保護し、光出力ビームを整形し、チップからの光取り出しを向上させる役割を果たします。

13. 技術トレンド

スルーホールLEDは多くのアプリケーションで重要な役割を果たし続けていますが、より広範なオプトエレクトロニクス産業には明確なトレンドが見られます。表面実装デバイス(SMD) LEDは、その小さなサイズ、自動ピックアンドプレース組立への適合性、そして多くの場合より優れた熱性能により、ますます支配的になっています。さらに、蛍光体変換および直接発光技術の進歩は、スルーホールおよびSMDパッケージの両方において、効率（ルーメン毎ワット）、演色性、および最大許容駆動電流の限界を押し広げ続けています。T-1 3/4のようなスルーホールパッケージの基本的な信頼性とコスト効率は、手作業組立、高信頼性のはんだ接合、または容易な現場交換が優先されるアプリケーションでの継続的な使用を確実にしています。