LTW-42FDV6J スルーホール白色LED データシート - 5mm径 - 3.0V - 90mW - 技術文書

1. 製品概要

LTW-42FDV6J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照明用に設計された、高効率のスルーホール白色LEDです。拡散レンズを備えた標準的なT-1（5mm）径パッケージを特徴とし、広い視野角と均一な光出力を提供します。本コンポーネントはRoHS指令に準拠しており、環境安全性と現代の製造基準との互換性を確保しています。

1.1 中核的利点

• 鉛フリー & RoHS準拠：有害物質を使用せずに製造され、国際的な環境規制を満たしています。
• 高効率 & 低消費電力：最小限の電力入力で高い光度を実現し、省エネ設計に貢献します。
• 多様な実装方法：プリント基板（PCB）実装およびパネル実装の両方に適しており、設計の柔軟性を提供します。
• IC互換性：低電流レベルで動作するため、複雑な駆動段を必要とせず、ほとんどの集積回路出力に直接接続可能です。
• 標準パッケージ：一般的な5mmフォームファクタにより、既存設計への容易な統合および交換が保証されます。

1.2 ターゲット市場

このLEDは、以下のような複数の産業分野での幅広い適用性を考慮して設計されています：

• コンピュータシステム：電源、ハードドライブ、ネットワークの状態表示。
• 通信機器：ルーター、スイッチ、モデムにおける信号強度、リンクアクティビティ、モード表示。
• 民生用電子機器：ボタンのバックライト、家電製品の電源表示、装飾照明。
• 家庭用電化製品：電子レンジ、洗濯機、エアコンなどの動作状態表示灯。
• 産業用制御装置：制御システムにおける機械状態、故障表示、パネル照明。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、信頼性の高い回路設計と性能予測に不可欠な、LEDの電気的、光学的、熱的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限界値を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 電力損失（Pd）：90 mW。これはLEDが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_F(PEAK)）：100 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 ≤ 10ms）。
• 連続順電流（I_F）：30 mA DC。標準動作電流です。
• 減衰率：30°C以上で0.39 mA/°C。周囲温度が上昇するにつれて、許容される最大連続電流は直線的に減少します。
• 動作温度範囲（T_opr）：-40°C から +85°C。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C から +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

特に指定がない限り、周囲温度（T_A）25°C、順電流（I_F）20mAで測定。

• 光度（I_V）：2500 - 8500 mcd（標準値：4800 mcd）。光出力は、人間の目の明所視応答（CIE曲線）に合わせてフィルタリングされたセンサーで測定されます。保証限界には±15%の試験許容差が適用されます。
• 視野角（2θ_1/2）：60度（標準値）。これは、光強度がピーク軸値の半分に低下する全角度です。
• 色度座標（x, y）：標準値はx=0.29、y=0.28で、白色点はCIE 1931色度図上の特定の領域内に位置します。実際のビンはセクション6で定義されています。
• 順方向電圧（V_F）：2.8V - 3.6V（標準値：3.0V）。20mAを流したときの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で最大10 μA。重要：このデバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。このパラメータは試験目的のみです。

3. ビニングシステム仕様

量産における一貫性を確保するため、LEDは主要な性能パラメータに基づいてビンに分類されます。LTW-42FDV6Jは3次元のビニングシステムを採用しています。

3.1 光度ビニング

LEDは、I_F=20mA時の光出力で分類されます。ビンコードは梱包に印字されています。

• U1：2500 - 4500 mcd
• V1：4500 - 6500 mcd
• W1：6500 - 8500 mcd

各ビン限界値の許容差は±15%です。

3.2 順方向電圧ビニング

LEDは、I_F=20mA時の順方向電圧降下で分類されます。

• 3E：2.8V - 3.0V
• 4E：3.0V - 3.2V
• 5E：3.2V - 3.4V
• 6E：3.4V - 3.6V

順方向電圧測定許容差は±0.1Vです。

3.3 色相（色度）ビニング

LEDは、色の一貫性を制御するために、CIE色度図上の特定の領域に分類されます。5つの色相ランク（U22、U31、U32、U41、U42）が定義されており、それぞれが許容される（x, y）座標の四角形領域を指定します。標準座標（x=0.29、y=0.28）はこれらの定義された領域内に収まります。色度座標の測定許容差は±0.01です。

4. 性能曲線分析

具体的なグラフ曲線は提供テキストには詳細に記載されていませんが、このようなLEDの典型的な性能傾向を推測でき、設計には極めて重要です。

4.1 順電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

この関係はダイオードに典型的な指数関数的なものです。推奨される20mA動作点では、順方向電圧は標準的に3.0Vですが、ビニングテーブルに従って2.8Vから3.6Vの間で変動する可能性があります。この変動により、電圧源に並列接続する場合、均一な輝度を確保するために各LEDと直列に電流制限抵抗を使用する必要があります。

4.2 光度 vs. 順電流

動作範囲内では、光出力は順電流にほぼ比例します。絶対最大定格を超えて動作させても比例した増加は得られず、デバイスの故障リスクがあります。

4.3 温度依存性

光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。順電流に対する30°C以上での0.39 mA/°Cの減衰率は、接合温度を管理し信頼性を維持するために適用されます。高温での動作は光出力と長期寿命を低下させます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法

このLEDは、標準的なT-1（5mm）丸形スルーホールパッケージに準拠しています。主な寸法上の注意点は以下の通りです：

• すべての寸法はミリメートル単位です（許容差はインチで記載）。
• 特に指定がない限り、標準許容差は±0.25mm（±0.010\"）です。
• フランジ下の樹脂の最大突出は1.0mm（0.04\"）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。

5.2 極性識別

スルーホールLEDは通常、アノード（+）リードが長く、カソード（-）リードが短くなっています。さらに、カソード側のプラスチックレンズフランジには平坦部があることが多いです。組み立て時には正しい極性を確認する必要があります。

6. はんだ付け・組み立てガイドライン

製造工程での損傷を防ぐため、適切な取り扱いが不可欠です。

6.1 保管

長期保管の場合は、30°C以下、相対湿度70%以下の環境を維持してください。元の防湿バッグから取り出したLED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 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。レンズ基部を支点として使用しないでください。リード成形は、はんだ付け前に、室温で完了させなければなりません。PCB挿入時には、機械的ストレスを避けるために最小限のクリンチ力で行ってください。

6.3 はんだ付けプロセス

重要ルール：はんだ付け点とエポキシレンズ基部との間には、最低2mmの距離を確保してください。レンズをはんだに浸さないでください。

• 手はんだ付け（はんだごて）：最高温度350°C、リードごとに3秒以内。はんだ付けは1回のみ行ってください。
• フローはんだ付け：最大100°Cまで60秒以内で予熱。はんだ波温度は260°Cを超えず、最大5秒間。

警告：過度の温度または時間は、レンズの変形や致命的な故障を引き起こします。赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホールLED製品には適していません。

6.4 洗浄

必要に応じて、イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤でのみ洗浄してください。

7. 梱包・発注情報

7.1 梱包仕様

製品は静電気防止バッグに梱包され、ビンコードが印字されています。標準梱包数量は以下の通りです：

• 梱包バッグあたり1000個、500個、200個、または100個。
• 内箱あたり10梱包バッグ（合計10,000個）。
• 外箱あたり8内箱（合計80,000個）。

出荷ロットの最後の梱包は、満杯でない場合があります。

8. アプリケーション設計推奨事項

8.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保するため、特に複数のLEDを並列接続する場合は、各LEDに直列の電流制限抵抗を使用しなければなりません。電圧源にLEDを直接並列接続すること（個別の抵抗なし）は推奨されません。順方向電圧（V_F）のわずかなばらつきが、電流分配、ひいては輝度に大きな差を生じさせるためです（データシートの回路Bに示す通り）。推奨回路（回路A）は、電圧源（V_CC）、直列抵抗（R_S）、およびLEDを使用します。

抵抗値はオームの法則を用いて計算できます：R_S= (V_CC- V_F) / I_F。ここで、V_FとI_Fは、目的のLED順方向電圧と電流です。保守的な設計のためには、ビンテーブルから最大のV_Fを使用し、低いV_F LED.

の場合でも電流が限界を超えないようにします。

8.2 静電気放電（ESD）対策

LEDは静電気放電に敏感です。取り扱いおよび組み立て時には、標準的なESD予防策に従ってください：接地された作業台、リストストラップ、導電性容器を使用します。LEDリードに直接触れないでください。

8.3 熱管理

電力損失は低い（最大90mW）ですが、LEDを動作温度範囲内に維持することは、長寿命と安定した光出力のために極めて重要です。最終アプリケーションで十分な空気の流れを確保し、周囲温度が高い場合の電流減衰ガイドラインに従ってください。

9. 技術比較・差別化

LTW-42FDV6Jは、汎用性が高く信頼性の高いスルーホールLEDとして位置づけられています。その主な差別化要因には、光度、電圧、色のための堅牢なビニングシステムが含まれており、設計者は一貫性の要件に合わせて部品を選択できます。拡散レンズによる広い60度の視野角は、集光ビームではなく広い視認性を必要とするアプリケーションに理想的です。厳しいはんだ付け温度プロファイル（260°C、5秒）への準拠は、標準的なフローはんだ付けプロセスに十分耐え得るパッケージであることを示しています。

10. よくある質問（FAQ）

No.10.1 直列抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

電圧源からLEDを直接駆動することは強く推奨されず、制御されない電流によりデバイスを破損する可能性が高いです。電流制御のためには直列抵抗が必須です。

10.2 光度ビン限界値に±15%の許容差があるのはなぜですか？

この許容差は、生産試験時の測定システムの不正確さを考慮したものです。これにより、標準条件下で測定された場合、試験されたビン範囲内にあるLEDは保証された最小光度を満たすことが保証されます。

10.3 このLEDを屋外アプリケーションに使用できますか？

データシートには屋内および屋外サインに適していると記載されています。ただし、過酷な屋外環境では、湿気から保護するためのPCBへのコンフォーマルコーティングや、UV耐性レンズ材料（標準エポキシが不十分な場合）など、追加の設計考慮が必要です。-40°Cから+85°Cの動作温度範囲は、ほとんどの屋外条件をサポートします。

10.4 バッグに印字されたU22やV1のコードは何を意味しますか？

これはビンコードです。内部のLEDの性能グループを示しています。例えば、V1は光度が4500から6500 mcdの間であることを示します。このコードをビンテーブル（セクション3）と照合することで、そのロットの正確な電気的・光学的特性を知ることができます。

11. 実践的設計ケーススタディシナリオ：

5V電源ラインから駆動される10個の状態表示灯を持つ制御パネルを設計。均一な輝度が重要。

1. 設計手順：動作点の選択：_FI
2. = 20mA（標準試験条件）を選択。_F:最悪ケースのV_Fの決定：_{保守的な設計のため、最も広いビン6Eから最大のV}F(max)
3. = 3.6Vを使用。 R_S直列抵抗の計算：_CC= (V_{- V}F(max)_F) / I
4. = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70オーム。最も近い標準値は68オームまたは75オーム。68Ωでの実際の電流の再計算：_F標準的なV_F3.0Vを使用すると、I_F= (5V - 3.0V) / 68Ω ≈ 29.4mAで、30mA最大値以内。最小V_F2.8Vを使用するとI_F≈ 32.4mAとなり、ピーク定格を考慮すれば短時間なら許容範囲。長期信頼性のためには75Ω抵抗の方が安全：I_F(V
5. =3.0V時) ≈ 26.7mA。回路の実装：
6. 10個のLEDそれぞれに75Ω抵抗を直列に接続し、すべて5V電源ラインとグランド間に接続。レイアウト考慮事項：

抵抗はPCB上でLEDアノードの近くに配置。フットプリント設計で、はんだ付け点とレンズ間の最低2mmクリアランスを確保。

12. 動作原理

LTW-42FDV6Jは半導体光源です。InGaN（窒化インジウムガリウム）チップを基盤としており、順方向に電流が流れると青色光を発します。この青色光は、エポキシレンズ内部の蛍光体コーティングを励起します。蛍光体は青色光の一部を吸収し、黄色光として再放出します。残りの青色光と放出された黄色光の組み合わせが、人間の目には白色光として知覚されます。拡散レンズはこの光を散乱させ、広い60度の視野角を生み出します。

13. 技術トレンド