LTL2R3TBM3K LEDランプ データシート - T-1 3/4パッケージ - 最大3.0V - 90mW - ブルー/ホワイト - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、品番LTL2R3TBM3Kで識別されるスルーホールホワイトLEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、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ています。ウォータークリアレンズを備えた一般的なT-1 3/4（約5mm）径パッケージを採用し、InGaN（窒化インジウムガリウム）ブルーチップを内蔵しています。このチップは蛍光体コーティングと組み合わさり、白色光を生成します。

この部品の中核的な利点は、RoHS指令に準拠し、鉛フリーである点です。低消費電力と高効率を両立しており、省エネルギー設計に適しています。スルーホール設計により、プリント基板（PCB）やパネルへの多様な実装が可能で、低電流要件のため集積回路のロジックレベルとの互換性があります。

このLEDのターゲット市場は多岐にわたり、信頼性の高い長寿命の表示照明が必要とされるコンピュータ周辺機器、通信機器、民生電子機器、家電製品、産業制御システムなどを含みます。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

全ての定格は周囲温度（TA）25°Cで規定されています。これらの限界を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 電力損失（Pd）：最大90 mW。これはデバイスが安全に熱として放散できる総電力です。
• ピーク順電流（IFP）：最大100 mA。この電流は、デューティ比 ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10msのパルス条件下でのみ印加可能です。
• 直流順電流（IF）：連続動作時、最大30 mA。
• 電流ディレーティング：最大直流順電流は、周囲温度が40°Cを超えるごとに1°Cあたり0.5 mAで線形的にディレートする必要があります。
• 動作温度範囲：-40°C ～ +85°C。
• 保存温度範囲：-40°C ～ +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")の位置で測定）。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、標準試験条件（TA=25°C、特に記載がない限りIF=5mA）におけるデバイスの性能を定義します。

• 放射強度（Ie）：8.4 ～ 17.6 mW/sr。これは単位立体角あたりに放射される光パワーを測定します。具体的な値はビニングされます（セクション4参照）。保証値には±15%の試験公差が含まれます。
• 指向角（2θ1/2）：30度（標準値）。これは放射強度が中心軸上の値の半分に低下する全角度です。
• ピーク発光波長（λP）：464 ～ 472 nm。これは、蛍光体による白色光への変換前のチップから放射される主要な青色波長を示します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：25 nm（標準値）。これは主要な青色発光ピークの最大強度の半分における幅を規定します。
• 順方向電圧（VF）：5mA時、2.6 ～ 3.0 V。これはビニングされます（セクション4参照）。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V時、最大10 μA。重要：このデバイスは逆バイアス下での動作用に設計されていません。この試験条件はリーク特性評価のみを目的としています。

3. ビンテーブル仕様

LEDは、主要な性能パラメータに基づいてビンに分類され、製造ロット内の一貫性を確保します。ビンコードは各包装袋に印字されています。

3.1 放射強度（Ie）ビニング

IF = 5mAで測定。各ビン限界の公差は±15%です。

• ビン A：8.4 – 10.2 mW/sr
• ビン B：10.2 – 12.2 mW/sr
• ビン C：12.2 – 14.7 mW/sr
• ビン D：14.7 – 17.6 mW/sr

3.2 順方向電圧（VF）ビニング

IF = 5mAで測定。各ビン限界の公差は±0.1Vです。

• ビン 1：2.60 – 2.80 V
• ビン 2：2.80 – 3.00 V

4. 性能曲線分析

データシートは、デバイスの動作をグラフィカルに表現する典型的な特性曲線を参照しています。具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、通常以下を含みます：

• 相対放射強度 vs. 順電流：動作範囲内で、光出力が電流とともにほぼ線形的に増加する様子を示します。
• 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードに典型的な指数関数的関係を示すIV曲線です。
• 相対放射強度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示し、熱管理における重要な要素です。
• スペクトル分布：相対強度と波長の関係をプロットしたもので、主要な青色ピークと、白色光を生成するために組み合わされるより広い蛍光体変換スペクトルを示します。

これらの曲線は、設計者が非標準条件下での性能を予測し、駆動回路を最適化するために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法

デバイスは標準的なT-1 3/4ラジアルリード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：

• 全ての寸法はミリメートル単位です（括弧内にインチ単位を併記）。
• 特に指定がない限り、標準公差は±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。

物理的な設計により、標準的なPCB穴への容易な挿入が可能で、はんだ付け後の機械的安定性を提供します。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 保管

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。元の包装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のみを使用してください。強力な洗浄剤や研磨剤は避けてください。

6.3 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、はんだ付け前に室温で行う必要があります。曲げは、LEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で行ってください。曲げる際にパッケージ本体を支点として使用しないでください。PCB組立時には、部品に過度の機械的ストレスを加えないために必要な最小限のクリンチ力のみを適用してください。

6.4 はんだ付けプロセス

エポキシレンズの基部とはんだ付け点の間に、少なくとも2mmのクリアランスを確保する必要があります。レンズをはんだに浸漬しないでください。LEDが高温状態の間、リードに外部ストレスを加えないでください。

推奨はんだ付け条件：

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

重大な警告：過度のはんだ付け温度や時間は、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ランプには適していません。

7. 包装・発注情報

7.1 包装仕様

LEDは静電気防止バッグに梱包されています。標準包装数量は以下の通りです：

• 1袋あたり：500個、200個、または100個。
• 1内箱あたり：10袋、合計5,000個。
• 1外箱（マスターケース）あたり：8内箱、合計40,000個。

出荷ロット内では、最終包装のみが満量でない数量を含む場合があります。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的な用途

このLEDは、屋内・屋外のサイン表示、および状態表示、バックライト、一般照明を必要とする一般的な電子機器の両方に適しています。

8.2 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列に個別の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）。個別の抵抗なしでLEDを並列駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。個々の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、結果として輝度の不均一を引き起こすためです。

直列抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます： R = (Vcc - VF) / IF。ここで、Vccは電源電圧、VFはLEDの順方向電圧（信頼性のためにビンの最大値を使用）、IFは希望の順電流です。

8.3 静電気放電（ESD）保護

この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中に以下の予防措置が不可欠です：

• 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。
• すべての設備、作業台、保管ラックは適切に接地してください。
• 摩擦により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。
• 組立エリアで作業するすべての人員に対して、ESDトレーニングおよび認定プログラムを実施してください。

9. 技術比較・設計上の考慮事項

従来の白熱表示ランプと比較して、このLEDははるかに優れた寿命、低消費電力、高い耐衝撃・耐振動性を提供します。LEDファミリー内では、T-1 3/4パッケージは、汎用用途に適した良好な光出力を備えた、古典的で視認性の高いフォームファクターを提供します。設計者は、広角LEDと比較してより集光されたビームを提供する30度の指向角に注意する必要があり、指向性のある表示に適しています。

主な設計上の考慮事項は以下の通りです：

• 熱管理：電力損失と電流ディレーティングの規則を遵守してください。特に高温環境や密閉空間では、PCBおよび周囲環境が十分な放熱を可能にすることを確認してください。
• 電流制御：常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。LEDを電圧源に直接接続しないでください。
• 光学的統合：ウォータークリアレンズは明るく集光されたスポットを生成します。拡散光が必要な場合は、外部の拡散板またはライトパイプが必要になる場合があります。

10. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを20mAで連続駆動できますか？

A: はい、最大直流順電流は30mAですので、20mAは安全動作領域内です。周囲温度が40°Cを超える場合は、常にディレーティング曲線を参照してください。

Q: 放射強度ビン限界に±15%の公差があるのはなぜですか？

A: これは製造試験中の測定システムの変動を考慮したものです。試験公差を考慮して、宣言されたビン内に収まるLEDが性能グレードを満たすことを保証します。

Q: このLEDにリフローはんだ付けを使用できますか？

A: いいえ。データシートは、IRリフローはこのスルーホールLEDに適したプロセスではないと明記しています。指定条件下での手はんだ付けまたはフローはんだ付けのみを使用してください。

Q: ウォータークリアレンズとはどういう意味ですか？

A: エポキシ封止材が透明であり、拡散や着色がされていないことを意味します。これにより最高の光出力と内部チップ構造の明確な視認が得られますが、発光パターンはより指向性を持つようになります。

11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：電源装置用に4つの状態表示LEDを備えたパネルを設計中。システムロジック電圧は5Vで、適切な輝度のために各LEDに10mAの順電流を流したい。

設計手順：

1. 部品選定：LTL2R3TBM3Kを指定し、アプリケーションの輝度および電圧一貫性要件に基づいて適切なIeおよびVfビンを選択します。
2. 回路設計：回路モデルAを使用。最悪ケースのVFを3.0V（ビン2最大値）と仮定し、直列抵抗を計算： R = (5V - 3.0V) / 0.01A = 200 Ω。標準の200 Ω、1/8Wまたは1/4W抵抗が適しています。この回路を4つのLEDそれぞれに対して繰り返します。
3. PCBレイアウト：指定されたリード間隔でLEDフットプリントを配置します。必要なはんだ付けクリアランスを維持するために、はんだパッドがLED本体の外形から少なくとも2mm離れていることを確認してください。
4. 組立：基板実装中に、リード成形、はんだ付け、ESDガイドラインを細心の注意を払って遵守してください。

12. 動作原理と技術動向

動作原理：これは蛍光体変換型白色LEDです。コアはInGaNで作られた半導体チップで、順方向バイアスが印加されると（エレクトロルミネセンス）青色光を発します。この青色光はパッケージ内部の黄色（または黄色と赤色）の蛍光体コーティング層に当たります。蛍光体は青色光の一部を吸収し、より広いスペクトルの黄色および赤色光として再放射します。残りの青色光と蛍光体変換光の混合が、人間の目には白色光として知覚されます。

技術動向：業界は、発光効率（ルーメン毎ワット）、演色性指数（CRI）、寿命の向上を追求し続けています。表面実装デバイス（SMD）パッケージが小型化のための新設計で主流ですが、T-1 3/4のようなスルーホールLEDは、レガシー設計、修理市場、ホビイストプロジェクト、堅牢性と手はんだ付けの容易さが優先されるアプリケーションにおいて依然として重要です。蛍光体技術とチップ設計の進歩もこれらのパッケージに恩恵をもたらし、時間の経過とともにより明るく効率的なデバイスが生まれています。