LTL2V3YUJS 黄色LED 仕様書 - スルーホール・ランプ - 直径5mm - 標準2.1V - 20mA - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高効率な黄色スルーホールLEDランプの仕様を詳細に説明します。このデバイスは、信頼性の高い性能と明確な視認性が求められる汎用インジケータおよび照明用途向けに設計されています。その中核的な利点は、高い光度出力、低消費電力、均一な光パターンを備えており、幅広い電子機器に適しています。

1.1 中核的特徴とターゲット市場

このLEDは、鉛フリーでRoHS準拠の構造が特徴です。高い発光効率を提供し、比較的低い電流で明るい出力を得ることができます。標準的な視野角36度は、一貫性のある広い光分布を実現します。このデバイスはI.C.互換であり、複雑な駆動回路を必要とせずに多くの論理回路によって直接駆動可能です。主なターゲット市場は、耐久性や試作のためにスルーホール実装が好まれる、民生用電子機器、産業用制御パネル、自動車内装照明、および各種家電製品のインジケータなどです。

2. 技術パラメータ分析

以下のセクションでは、デバイスに規定されている主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

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がある限界を定義します。通常動作での使用を意図したものではありません。

• 消費電力：最大120 mW。これはパッケージが安全に処理できる総電力（Vf * If）です。
• 順方向電流：連続50 mA、ピーク150 mA（パルス条件時：デューティ比1/10、パルス幅1ms）。連続電流を超えると、半導体接合部が過熱します。
• 逆方向電圧：最大5 V。LEDは逆方向降伏電圧が低く、それ以上の逆電圧を印加すると即座に故障する可能性があります。
• 温度範囲：動作：-40°C ～ +100°C；保管：-55°C ～ +100°C。過酷な環境にも適しています。
• デレーティング：周囲温度（Ta）が60°Cを超える場合、連続順方向電流は摂氏1度ごとに0.67 mAずつ直線的にデレート（低減）する必要があります。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、周囲温度（Ta）25°Cで測定された、標準的かつ保証された性能パラメータです。

• 光度（Iv）：順方向電流（If）20 mA時、標準2500-4200 mcd（ミリカンデラ）。梱包袋に記載された実際のビンコード（T, U, V, W）は、特定のロットにおける保証された最小および最大範囲を示し、ビン限界値には±15%の許容差があります。
• 視野角（2θ1/2）：32-36度。これは、光強度がピーク軸上値の半分に低下する全角度です。
• 波長：光源はAlInGaP（アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン化物）です。ピーク発光波長（λP）は標準590 nmです。知覚される色を定義する主波長（λd）は、584.5 nmから592 nmの間（ビンA, B, C）でビニングされます。スペクトル半値幅（Δλ）は標準17 nmで、比較的純粋な黄色であることを示しています。
• 順方向電圧（Vf）：If=20mA時、1.8-2.5 V、標準値2.1V。このパラメータもビニング（コード1から7）されており、並列接続時の均一な輝度を実現する回路設計を支援します。
• 逆方向電流（Ir）：逆方向電圧（Vr）5V時、最大10 μA。
• 静電容量（C）：ゼロバイアス、1 MHz測定時、標準40 pF。高速スイッチング用途に関連します。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、主要な性能パラメータに基づいてビンに分類され、生産ロット内および特定のアプリケーション要求における一貫性を確保します。

3.1 光度ビニング

ビンコードT, U, V, Wは、20mA時の最小光度に基づいてLEDを分類します。例えば、ビンUは3200から4200 mcdの間の光度を保証します（これらの限界値には±15%の許容差あり）。これにより、設計者はアプリケーションに適した輝度グレードを選択できます。

3.2 主波長ビニング

ビンコードA, B, Cは、主波長（色）によってLEDを仕分けます。ビンAは584.5-587 nm（より緑がかった黄色）、Bは587-589.5 nm、Cは589.5-592 nm（よりオレンジがかった黄色）をカバーします。各ビン限界値の許容差は±1 nmです。

3.3 順方向電圧ビニング

ビンコード1から7は、20mA時の順方向電圧降下によってLEDをグループ分けし、1.8Vから2.5Vまで0.1V刻みです。並列回路で同じVfビンのLEDを使用することで、低いVfを持つLEDがより多くの電流を引き、明るくなったり早期に故障したりする電流の偏りを防ぐのに役立ちます。

4. 機械的・梱包情報

4.1 パッケージ寸法と極性

本デバイスは、ウォータークリアレンズを備えた標準的な5mm（T-1 3/4）丸型スルーホールLEDパッケージです。カソードリードは、通常、短いリード、またはレンズ縁のフラットスポットに隣接するリードで識別されます。リードは指定された間隔でパッケージから出ており、特に記載のない限り、すべての寸法公差は±0.25mmです。リードの成形は、内部のワイヤーボンディングを損傷しないよう、レンズ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。

4.2 梱包仕様

LEDは静電気防止バッグに梱包されています。標準梱包数量は、バッグあたり1000個、500個、または250個です。8袋が内装箱に入れられ（合計8000個）、8つの内装箱が外装輸送箱に梱包されます（合計64,000個）。出荷ロットでは、最終梱包のみが満量でない数量を含む場合があります。

5. 組立、はんだ付け、取り扱いガイドライン

5.1 保管と洗浄

元の梱包外での長期保管の場合、LEDは30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管する必要があります。3ヶ月以内に使用するか、乾燥剤を入れた密閉容器で保管することを推奨します。必要に応じた洗浄は、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行ってください。

5.2 はんだ付けプロセス

重要：これはスルーホールデバイスであり、赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスには適していません。波はんだ付けまたは手はんだ付けのみを使用してください。

• 手はんだ付け：はんだごての温度は300°Cを超えてはならず、リードあたりのはんだ付け時間は最大3秒です。はんだ付け点とLEDレンズ基部の間には、最低2mmのクリアランスを確保する必要があります。
• 波はんだ付け：予熱温度は最大60秒間、100°Cを超えてはなりません。はんだ波の温度は最大260°Cとし、リードの露出時間は5秒以内とします。

過度の温度や時間は、レンズを溶かしたり、LEDチップの致命的な故障を引き起こす可能性があります。

5.3 静電気放電（ESD）保護

一部のICほど敏感ではありませんが、LEDは静電気放電によって損傷する可能性があります。推奨される予防措置には、接地されたリストストラップと作業台、静電気防止手袋の使用、および取り扱い中にLED表面の静電気を中和するイオナイザーの使用が含まれます。

6. アプリケーション設計推奨事項

6.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度と長寿命を確保するためには、電流制限機構を用いて駆動する必要があります。最もシンプルで推奨される方法は、元資料の回路モデルAに示すように、各LEDに直列抵抗を使用することです。これは、個々のLED間の順方向電圧（Vf）のばらつきを補償します。個別の抵抗なしに複数のLEDを直接並列に接続する（回路モデルB）ことは推奨されません。Vfの違いにより、電流分布と輝度が不均一になるためです。

直列抵抗値（R）は、オームの法則を用いて計算できます：R = (電源電圧 - LEDのVf) / If。ここで、LEDのVfは所望の電流（If）における順方向電圧です。保守的な設計では、低VfのLEDであっても電流が制限値を超えないように、データシートの最大Vfを使用してください。

6.2 熱管理に関する考慮事項

スルーホールパッケージはリードを通じて熱を放散しますが、消費電力とデレーティング曲線には注意を払う必要があります。高い周囲温度（60°C以上）での動作では、規定通りに最大連続順方向電流を低減する必要があります。PCB上に十分な間隔を確保し、LEDを密閉された通気性のない空間に閉じ込めないようにすることで、接合部温度を安全限界内に維持するのに役立ちます。

6.3 典型的なアプリケーションシナリオ

• 状態インジケータ：民生用家電、ネットワーク機器、産業用制御装置の電源投入、スタンバイ、故障表示など。
• パネル照明：計器パネルのスイッチ、ダイヤル、またはレジェンドのバックライト。
• 自動車内装照明：マップライト、ダッシュボードインジケータのバックライト（特定の自動車グレード認定に準拠する場合）。
• サイン・ディスプレイ：低解像度情報表示装置における個々のピクセルまたはセグメントとして。

7. 性能曲線と特性

データシートは、非標準条件下でのデバイス動作を理解する上で重要な、典型的な性能曲線を参照しています。具体的なグラフは本文では再現されていませんが、その意味合いを以下に分析します。

7.1 光度 vs. 順方向電流（I-V曲線）

光出力（光度）は、ある範囲内では順方向電流にほぼ比例します。ただし、非常に高い電流では発熱の増加により効率が低下する可能性があります。この曲線は、設計者が輝度、効率、デバイス寿命のバランスを取る動作点を選択するのに役立ちます。

7.2 順方向電圧 vs. 温度

LEDの順方向電圧は負の温度係数を持ちます。つまり、接合部温度が上昇すると減少します。これは定電圧駆動において重要な考慮事項です。温度が上昇したLEDはより多くの電流を引き、適切に電流制限されていない場合、熱暴走を引き起こす可能性があります。

7.3 スペクトル分布

スペクトル出力曲線は、各波長で放出される光の強度を示します。これはピーク波長とスペクトル半値幅を確認し、色純度を定義します。この曲線の温度や駆動電流によるシフトは、他のいくつかのタイプと比較して、AlInGaP LEDでは通常最小限です。

8. よくある質問（FAQ）

8.1 このLEDを5Vの論理出力やマイクロコントローラのピンから直接駆動できますか？

いいえ、直接は駆動できません。典型的なマイクロコントローラのピンは20-40mAしか供給または吸収できず、LEDの範囲内ではありますが、ピンの出力電圧は5V（または3.3V）です。LEDの順方向電圧は約2.1Vに過ぎません。直接接続すると、非常に高く制御不能な電流が流れようとし、LEDとマイクロコントローラのピンの両方を損傷する可能性があります。常に直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。

8.2 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、測定システムのばらつきや製造上のわずかな変動を考慮したものです。これは、ビンU（3200-4200 mcd）のLEDが、異なる較正済みシステムで測定した場合、実際には約2720 mcd（3200 * 0.85）から約4830 mcd（4200 * 1.15）の範囲で測定される可能性があることを意味します。設計者は、光学的要求においてこの範囲を考慮する必要があります。

8.3 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λP）は、スペクトルパワー分布曲線が最大強度に達する波長です。主波長（λD）は、CIE色度図から導出される計算値です。これは、標準的な人間の観察者にとってLEDと同じ色に見える純粋な単色光の単一波長を表します。λDは、アプリケーションにおける色仕様に関連性が高いです。

9. 技術概要とトレンド

9.1 AlInGaP技術の原理

このLEDは、発光層にアルミニウム・インジウム・ガリウム・リン化物（AlInGaP）半導体材料を利用しています。結晶成長中にこれらの元素の比率を精密に制御することで、材料のバンドギャップを調整し、可視スペクトルの黄色、オレンジ、赤色部分で光を発するように設計されています。AlInGaPは、内部量子効率が高く、リン化ガリウム（GaP）などの旧来技術と比較して高温での性能が良好であることで知られています。

9.2 業界の状況と進化

このようなスルーホールLEDは、成熟した非常に信頼性の高いパッケージング技術を代表しています。表面実装デバイス（SMD）LEDは、その小さなサイズと自動組立への適合性から新規設計を支配していますが、スルーホールLEDは、より高い機械的堅牢性、容易な手動試作や修理、またはリードを通じた放熱が有益な状況を必要とするアプリケーションにおいて依然として重要です。継続的な開発は、これらの確立されたパッケージタイプにおいても、発光効率（ワットあたりの光量）の向上と生産ビン内での色の一貫性の改善に焦点を当てています。