LTW2P3D12J LEDランプ データシート - T-1 3/4 パッケージ - 3.0V - 165mW - 白色 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、スルーホール実装向けに設計された高輝度白色LEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、クリアレンズと一般的なT-1 3/4規格に準拠したパッケージサイズを特徴とし、過酷な屋外環境での堅牢性を追求して設計されています。主な設計目標は、高い発光効率、過酷な環境下での信頼性、低消費電力であり、電子看板や表示灯アプリケーションに適しています。

1.1 主な特長とターゲット市場

このLEDは設計者にいくつかの利点を提供します。RoHS指令に準拠した鉛フリー製品です。比較的低い電流要件で高い光束出力を実現し、集積回路との互換性を確保しています。パッケージはプリント基板やパネルへの実装に汎用的に使用できます。主なターゲット市場は、明確で明るい白色光が必要な、メッセージ表示看板（バスや公共情報板など）、屋外広告アプリケーション、交通信号システムなどが含まれます。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（TA）25°Cで定義されています。最大連続電力損失は165 mWです。絶対最大DC順電流は50 mAで、パルス条件下（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10ms）ではより高いピーク順電流100 mAが許容されます。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cと規定されています。はんだ付けに関しては、LED本体から2.0mmの位置で測定した場合、リード線は最大5秒間260°Cに耐えることができます。30°C以上からは0.77 mA/°Cのデレーティング係数が直線的に適用され、電力損失限界内に収まるように許容連続電流は温度上昇とともに減少します。

2.2 電気的・光学的特性

コア性能は、TA=25°C、順電流（IF）20 mAで測定されます。光度（Iv）の標準値は16000ミリカンデラ（mcd）で、最小12000 mcd、最大27000 mcdです。Ivの保証値には±15%の試験公差が含まれることに注意することが重要です。視野角（2θ1/2）は、強度が軸上の値の半分に低下する全角として定義され、標準的に25度です。順方向電圧（VF）は標準的に3.0Vで、範囲は2.6Vから3.3Vです。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vで最大10 μAですが、このデバイスは逆動作用に設計されていないことに明示されています。CIE 1931図上の色度座標（x, y）はおよそ（0.32, 0.33）です。

3. ビニングシステムの説明

製品は、アプリケーションにおける一貫性を確保するために、性能ビンに分類されます。

3.1 光束ビニング

LEDは、20mAで測定された光度に基づいてビンに仕分けされます。ビンコードとその範囲は以下の通りです：ビンZ（12,000 - 16,000 mcd）、ビン1（16,000 - 21,000 mcd）、ビン2（21,000 - 27,000 mcd）。各ビン限界には±15%の公差が適用されます。

3.2 色相（色度）ビニング

白色の色点もビニングされます。データシートには色相ランク（例：5U, 5L, 6U, 6L, 7U, 7L）の表が提供されており、それぞれがCIE図上で四角形を形成する4組の色度座標ペア（x, y）のセットによって定義されています。LEDはこれらの事前定義された色領域に仕分けされます。色度座標の測定許容差は±0.01です。

4. 性能曲線分析

特定のグラフィカルデータはPDFで参照されていますが、このようなデバイスの典型的な曲線は主要な関係を示します。順電流対順電圧（I-V）曲線は指数関数的関係を示し、電流制限回路の設計に重要です。相対光度対順電流曲線は、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、高電流で効率が低下する前にほぼ線形の傾向を示します。相対光度対周囲温度曲線は、接合温度が上昇するにつれて光出力が予想通り減少することを示し、高出力または高温アプリケーションにおける熱管理の重要な考慮事項です。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 外形寸法

このLEDは、標準的なT-1 3/4（約5mm）径のパッケージに準拠しています。主要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、特に指定が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。詳細な寸法図には、正確な本体径、レンズ形状、リード長、リード径が規定されます。

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）および/またはカソードリード近くのレンズフランジ上の平坦部または切り欠きによって示されます。データシートの外形図には、アノードとカソードが明確に示されているはずです。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

信頼性のためには適切な取り扱いが不可欠です。

6.1 リード成形

リードを曲げる必要がある場合は、はんだ付け前かつ通常の室温で行わなければなりません。曲げはLEDレンズの基部から少なくとも3mm離れた位置で行う必要があります。リードフレームの基部を曲げの支点として使用してはならず、内部ダイボンドへの応力を避けるためです。

6.2 はんだ付けプロセス

レンズ基部とはんだ付け点の間には、最低2mmのクリアランスを維持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。2つのはんだ付け方法が規定されています：

• はんだごて：最高温度350°C、リードごとの最大時間3秒（1回のみ）。
• フローはんだ付け：最大100°Cまで最大60秒間予熱します。はんだ波は最大260°Cで最大5秒間です。浸漬位置はエポキシレンズ基部から2mm以上離れている必要があります。

重要な注意：赤外線（IR）リフローはんだ付けは、このスルーホールLED製品には明示的に不適切とされています。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。

6.3 保管および洗浄

保管時は、周囲温度30°Cまたは相対湿度70%を超えないようにしてください。元のパッケージから取り出したLEDは、3ヶ月以内に使用する必要があります。元のパッケージ外で長期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気中で保管してください。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。

7. パッケージングおよび注文情報

標準の梱包仕様は以下の通りです：静電気防止梱包袋あたり500個、200個、または100個。これらの袋10個が内箱に入れられ、合計5,000個となります。内箱8個が外輸送箱に梱包され、外箱あたり合計40,000個となります。データシートには、出荷ロットごとに、最終梱包のみが満量でない数量を含む可能性があると記載されています。光度ビンコードは、識別のために各梱包袋に印字されています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーション回路

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列接続する場合に均一な輝度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A）。個別の抵抗なしでLEDを直接並列接続すること（回路B）は推奨されません。各LEDの順方向電圧（Vf）特性のわずかなばらつきが、各LEDに流れる電流に大きな差を生じさせ、輝度の不均一を引き起こすためです。

8.2 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電や電源サージによって損傷する可能性があります。取り扱いおよび組立時には、標準的なESD防止対策を遵守する必要があります。これには、接地された作業台、リストストラップ、導電性コンテナの使用が含まれます。

8.3 設計上の考慮事項

PCBレイアウトを設計する際は、挿入時に可能な限り最小のクリンチ力を使用して機械的ストレスを避けてください。光出力は周囲温度/接合温度の上昇とともに減少するため、熱環境を考慮してください（デレーティング曲線参照）。屋外用途では、駆動回路が電圧トランジェントから保護されていることを確認してください。デバイスのエポキシ配合は耐湿性とUV保護を提供しますが、必要に応じてシステム全体の設計でも環境シーリングを考慮する必要があります。

9. 技術比較と差別化

一般的なスルーホールLEDと比較して、この製品は過酷な環境向けの機能を重視しています。耐湿性とUV保護を強化した先進的なエポキシ技術の使用は、長期的な屋外信頼性における重要な差別化要因です。規定された広い動作温度範囲（-40°Cから+85°C）は、多くの標準的な屋内用LEDを上回ります。クリアレンズと特定の放射パターンは、メッセージの可読性に適した滑らかで広いビームを必要とする看板アプリケーション向けに調整されています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 12V電源を使用する場合、どの抵抗値を使用すべきですか？

A: オームの法則を使用します：R = (電源電圧 - LEDのVf) / If。20mAでの典型的なVfが3.0Vの場合：R = (12V - 3.0V) / 0.020A = 450オーム。標準的な470オームの抵抗が適しており、わずかに低い電流（約19mA）になります。抵抗の電力定格も常に計算してください：P = I^2 * R。

Q: このLEDを定電圧源で駆動できますか？

A: 推奨されません。LEDの順方向電圧には範囲（2.6V-3.3V）があります。この範囲内に設定された定電圧は、一部のLED（Vfが低いもの）では過剰な電流を、他のLED（Vfが高いもの）では不十分な電流を引き起こす可能性があります。常に電流制限機構を使用してください。最も単純なのは電圧源と直列抵抗、または専用の定電流ドライバです。

Q: 私の看板にとって視野角はなぜ重要ですか？

A: 視野角（標準25°）は、LEDが明るく見える光の円錐を定義します。狭い角度はより焦点の合ったビームを生成し、長距離視認には良いかもしれませんが、看板上にホットスポットを作る可能性があります。様々な角度から見られるメッセージボードを均一に照らすには、一般的に、より広く滑らかなパターンの方が優れています。

11. 実用的なアプリケーション事例研究

シナリオ：バス行先表示看板の設計設計者は、路線番号と目的地を表示するLCDまたはセグメント表示をバックライトするために、明るく信頼性の高い白色LEDを必要としています。LTW2P3D12Jが候補となります。設計者は以下の手順を踏みます：

1. 表示サイズ、拡散板の特性、日中視認性の必要性に基づいて、LEDあたりに必要な光度を決定し、適切な光束ビン（例：最高輝度のビン2）を選択します。

2. 直並列アレイを設計し、各LEDが安定したDC電源（例：適切なレギュレーションとトランジェント保護を備えた車両の12V/24Vシステム）に接続された独自の電流制限抵抗を持つことを確保します。

3. 正しい穴間隔でPCBを設計し、LEDレンズ高さが看板の機械的外装内に収まることを確認します。

4. PCB組立時にフローはんだ付けを指定し、損傷を防ぐために2mmクリアランスと温度/時間制限を厳守します。

5. 夜間の調光可能性を計画し、PWM（パルス幅変調）信号を使用してLEDドライバを制御し、消費電力とグレアを低減します。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、半導体p-n接合デバイスです。順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が接合領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。光の色は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。この白色LEDは、おそらく青色発光の窒化インジウムガリウム（InGaN）チップと蛍光体コーティングを組み合わせて使用しています。チップからの青色光が蛍光体を励起し、黄色光を発します。青色光と黄色光の組み合わせは、人間の目には白色光として知覚されます。クリアエポキシレンズは、半導体ダイとワイヤボンドを保護し、放出される光の放射パターンを形成する役割も果たします。

13. 技術トレンド

スルーホールLED市場は成熟していますが、漸進的な改善が続いています。トレンドには以下が含まれます：

効率向上：半導体エピタキシーと蛍光体技術の継続的な開発により、ワットあたりのルーメン（lm/W）が向上し、より明るい表示またはより低い消費電力が可能になります。

信頼性の向上：エポキシおよびシリコーン封止材の改善により、熱サイクル、湿度、紫外線放射に対する耐性が向上し、屋外環境での動作寿命が延びています。

色の一貫性：より厳格なビニング仕様と高度な製造管理により、大規模なLEDアレイ全体での色の均一性が向上し、高品質な看板にとって重要です。

これは個別部品ですが、複数のLED、ドライバ、光学系を1つのユニットに組み合わせて組立を容易にする統合LEDモジュールまたはライトエンジンへの並行したトレンドもあります。しかし、設計の柔軟性、低コスト、修理の容易さから、個別のスルーホールLEDは依然として人気があります。While this is a discrete component, there is a parallel trend towards integrated LED modules or light engines that combine multiple LEDs, drivers, and optics into a single unit for easier assembly. However, discrete through-hole LEDs remain popular for their design flexibility, low cost, and ease of repair.