ELUA2016OGB UVA LED データシート - 外形寸法 2.04x1.64x0.75mm - 電圧 3.0-4.0V - 電力 0.2W - 日本語技術文書

1. 製品概要

ELUA2016OGB製品シリーズは、紫外線（UVA）用途向けに特別に設計された高信頼性のセラミックベースLEDソリューションです。このシリーズは、優れた熱管理と長寿命を実現する堅牢なアルミナ（Al₂O₃）セラミックパッケージを活用し、過酷な環境下でも安定した性能を発揮するように設計されています。本製品は主に低～中電力UVA分野に位置付けられ、コンパクトな形状、信頼性、特定のスペクトル出力が重要な用途をターゲットとしています。その中核的な利点には、2.04mm x 1.64mmという非常に小さな占有面積（スペース制約のある設計に適している）、耐久性を高める統合ESD保護、RoHS、REACH、ハロゲンフリー要件を含む主要な環境・安全規格への準拠が含まれます。ターゲット市場は多岐にわたり、民生用電子機器、工業用硬化システム、特殊検出装置などを含みます。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 測光・電気的特性

ELUA2016OGBシリーズは、順電流（I_F）の範囲内で動作し、最大DC定格は100mA、標準動作点は60mAです。順電圧（V_F）は、この60mA駆動電流において3.0Vから4.0Vの間で規定されており、これは駆動回路設計における重要なパラメータです。ミリワット（mW）単位で光出力を測定する放射束は、モデルによって異なります。例えば、360-370nmバリアントの最小放射束は50mW、標準値は80mW、最大値は110mWです。380-390nmモデルは65mWから、390-400nmおよび400-410nmモデルは70mWから始まります。ピーク波長の区分は明確に定義されています：グループU36（360-370nm）、U38（380-390nm）、U39（390-400nm）、U40（400-410nm）で、測定許容差は±1nmです。

2.2 絶対最大定格と熱特性

デバイスの信頼性を確保するため、絶対最大定格を超えてはなりません。最大接合温度（T_J）は105°Cです。デバイスの動作温度（T_Opr）範囲は-40°Cから+85°C、保管温度（T_Stg）範囲も同様です。最大ESD耐圧（人体モデル）は2000Vで、取り扱いや組立時の静電気放電に対する良好な保護レベルを提供します。接合温度を最大限界以下に維持するためには適切な熱設計が不可欠であり、これを超えると劣化が加速され動作寿命が短縮します。

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LEDを分類する包括的なビニングシステムを採用しており、エンドユーザーに一貫性を保証します。

3.1 放射束ビニング

放射束は、ピーク波長グループに従ってビニングされます。365nmグループ（U36）の場合、ビンコードR1は50-75mW、R2は75-110mWをカバーします。385nmグループ（U38）の場合、R4は65-85mW、R5は85-110mWをカバーします。395-405nmグループ（U39/U40）の場合、R5は70-90mW、R6は90-110mWをカバーします。測定許容差は±10%が適用されます。

3.2 ピーク波長ビニング

前述の通り、ピーク波長は4つの主要なビンにグループ分けされています：U36、U38、U39、U40で、360nmから始まる10nm範囲に対応します。これにより、設計者は特定の樹脂に対する最適な硬化や検出器のピーク感度など、アプリケーションに必要な正確なスペクトル出力を持つLEDを選択できます。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は、3.0Vから4.0Vまで0.2V刻みでビニングされます（例：3.0-3.2Vは3032、3.2-3.4Vは3234など）。このビニングは、標準動作電流60mA、測定許容差±2%で定義されています。狭い電圧ビンからLEDを選択することで、より均一な駆動回路の設計や、LEDアレイ全体での一貫した性能の達成に役立ちます。

4. 性能曲線分析

4.1 スペクトル分布

提供されているスペクトル曲線は、4つのピーク波長バリアント（365nm、385nm、395nm、405nm）の波長全体にわたる相対発光強度を示しています。各曲線は、そのビン範囲内に明確なピークを示し、窒化物系UVA LEDに典型的な半値全幅（FWHM）特性を持ちます。365nm LEDは主に350-380nm範囲で発光し、405nm LEDの発光は可視の紫色領域までさらに広がります。

4.2 電流対放射束および電圧

相対放射束対順電流曲線は、線形以下の関係を示しています。出力は電流とともに増加しますが、高電流では効率低下や熱効果により飽和効果を示す場合があります。順電圧対順電流曲線は、典型的なダイオード特性を示し、電圧は電流に対して対数的に増加します。過度の接合温度上昇を避けるため、規定の電流範囲内で動作させることが重要です。

4.3 温度依存性

周囲温度に対する性能曲線は、実世界の設計において極めて重要です。相対放射束は周囲温度が上昇すると減少し、これはすべてのLEDに共通する現象です。例えば、60mAでは、周囲温度が85°Cに達すると、出力は25°C時の値の約82%まで低下する可能性があります。ピーク波長も温度とともにわずかにシフトし、動作範囲内で通常数ナノメートル増加します。順電圧は温度の上昇とともに直線的に減少し、これは定電流駆動設計で考慮する必要があります。

4.4 デレーティング曲線

デレーティング曲線は、周囲温度の関数としての最大許容順電流を定義します。接合温度を105°C以下に維持するためには、高い周囲温度で動作する場合、最大許容電流を低減しなければなりません。この曲線は、長期信頼性を確保し、熱暴走を防ぐために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

LEDは、寸法2.04mm（長さ）x 1.64mm（幅）x 0.75mm（高さ）のコンパクトな表面実装デバイス（SMD）パッケージに収められています。パッケージはアルミナセラミック（Al₂O₃）で構成されており、プラスチックパッケージと比較して優れた熱伝導性を提供し、チップからの放熱を助けます。レンズは標準的な視野角120度を提供します。カソードはパッケージ上で識別されます。データシートには詳細な寸法図が提供されており、パッド位置と許容差（通常±0.2mm）が規定されています。重要な注意点として、放熱パッドは電気的にカソードに接続されています。機械設計では、機械的ストレスが故障を引き起こす可能性があるため、デバイスをレンズで取り扱ってはならないことが強調されています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

ELUA2016OGBは、リフローはんだ付けを含む標準的な表面実装技術（SMT）プロセスに適しています。主なガイドラインは以下の通りです：リフローはんだ付けプロセスは、パッケージおよび内部ボンドへの熱ストレスを最小限に抑えるため、2回以上行わないでください。はんだ付けの加熱段階では、LEDへの機械的ストレスを避ける必要があります。はんだ付けプロセス完了後は、はんだ接合部やセラミックパッケージ自体の割れを防ぐため、プリント回路基板（PCB）の曲げを避けてください。接着剤硬化を使用する場合は、標準的なプロセスフローに従う必要があります。これらの予防措置は、LEDの構造的完全性と長期信頼性を維持するために不可欠です。

7. 注文情報および型番命名規則

製品注文コードは詳細な構造に従います：ELUA2016OGB-PXXXXYY3040060-V21M。各セグメントには特定の意味があります："EL"はメーカーを表し、"UA"はUVAタイプを示し、"2016"は2.0x1.6mmパッケージサイズを示し、"O"はAl₂O₃セラミック材料を指定し、"G"は銀メッキを示し、"B"は120度のビーム角を示します。"PXXXX"セクションはピーク波長範囲を定義します（例：360-370nmは6070）。"YY"セクションは最小放射束ビンを指定します（例：50mWはR1）。"3040"は順電圧範囲3.0-4.0Vを示し、"060"は順電流60mAを指定します。接尾辞"V21M"は、垂直チップタイプ、20milチップサイズ、シングルチップ、およびモールドプロセスタイプを示します。

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シナリオ

データシートには、UVネイル硬化、UV偽造検出、UV蚊取り器など、いくつかの主要なアプリケーションがリストされています。UV硬化では、通常365nmまたは385nmバリアントが、ゲルや接着剤の光重合開始に使用されます。偽造検出では、特定の波長（多くの場合365nmまたは395nm）が、紫外線下で蛍光を発するセキュリティインクや材料を励起するために使用されます。昆虫トラップでは、365nm付近の短いUVA波長が多くの飛翔昆虫に対して非常に高い誘引性を持ちます。

8.2 設計上の考慮事項

このLEDを使用して設計する際には、いくつかの要因が最も重要です。熱管理は極めて重要です。特に最大電流付近または最大電流で動作する場合、十分なPCB銅面積または放熱対策を確保して熱を放散してください。安定した光出力を確保し、LEDを電流スパイクから保護するために、定電流駆動回路を使用してください。マルチLEDアレイの駆動回路を設計する際には、均一な電流分布を確保するために順電圧ビニングを考慮してください。最終的なアプリケーション環境における出力と波長の温度依存性を考慮してください。信頼性を保証するために、常に絶対最大定格を遵守してください。

9. 技術比較および差別化

標準的なプラスチックパッケージUVA LEDと比較して、ELUA2016OGBのセラミックパッケージは、はるかに優れた熱性能を提供し、より高い最大駆動電流の可能性、より良いルーメンメンテナンス、高温または高電力密度アプリケーションでの長寿命につながります。統合された2kV ESD保護は、製造および現場使用における堅牢性を向上させるための顕著な利点です。波長、光束、電圧にわたる精密なビニングにより、ビニングされていない製品や緩やかにビニングされた製品と比較して、アプリケーション性能の一貫性が高くなります。小さな2016フットプリントにより、より大きなパッケージタイプでは不可能な小型化が可能になります。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: さまざまな波長モデル（例：365nm対405nm）の違いは何ですか？

A: 主な違いはピーク発光波長です。365nmはより短いUVA範囲で発光し、特定の化学物質の硬化や昆虫誘引によく使用されます。405nmはUVAと可視紫色の境界にあり、可視の手がかりを必要とするアプリケーションや、特定の材料がより長い波長に良く反応する場合に有用です。

Q: このLEDを100mAで連続駆動できますか？

A: できません。最大DC順電流は絶対最大定格です。標準動作条件は60mAです。デレーティング曲線に示されているように、例外的な冷却が提供されない限り、100mAでの連続動作は接合温度定格を超え、寿命を著しく短縮し、即時故障を引き起こす可能性があります。

Q: 放射束値（最小/標準/最大）をどのように解釈すればよいですか？

A: 最小値はビンの保証下限値です。標準値は平均または期待される性能です。最大値は上限です。設計者は、最悪ケースのシナリオ計算に最小値を使用し、アプリケーションが十分なUV強度を受け取るようにする必要があります。

Q: 放熱パッドは電気的に絶縁されていますか？

A: いいえ。データシートには、放熱パッドは電気的にカソードと共通であると明記されています。これは、短絡を避けるためにPCBレイアウト時に考慮する必要があります。

11. 実用的な設計および使用例

例1: 携帯型UV硬化ペン：設計者は、歯科用充填材やネイルゲルの硬化用ハンドヘルドデバイスを作成します。出力と波長の適合性のバランスから、ELUA2016OGB-P8090R43040060-V21M（385nm、最小65mW）を選択します。LEDの下に放熱体として銅箔を配置した小さなPCBを設計し、3.7Vリチウムイオン電池から昇圧コンバータを介して一定60mAを供給します。LEDのコンパクトなサイズにより、洗練されたペンデザインが可能になります。

例2: 紙幣検証モジュール：偽造検出システムのために、エンジニアは安定したUV光源を必要としています。セキュリティ機能に対する有効性から、ELUA2016OGB-P6070R13040060-V21M（365nm）を選択します。小さなモジュール上に4個のLEDアレイを設計します。同じ順電圧ビン（例：3234）からLEDを選択することで、それらを直列に接続し、60mAに設定された単一の定電流ドライバで駆動し、アレイ全体で均一な輝度を確保し、ドライバ設計を簡素化します。

12. 動作原理の紹介

ELUA2016OGBのようなUVA LEDは、窒化アルミニウムガリウム（AlGaN）材料システムに基づく半導体デバイスです。p-n接合に順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入されます。それらの再結合により、光子の形でエネルギーが放出されます。これらの光子の特定の波長（UVA範囲、315-400nm）は、活性領域内の半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定され、これはエピタキシャル成長プロセス中に設計されます。セラミックパッケージは、光を取り出し、機械的保護を提供し、最も重要なこととして、半導体チップから外部環境へ熱を伝導する役割を果たし、効率と寿命を維持するために不可欠です。

13. 技術トレンドと開発動向

UVA LED市場は、高効率化（電気ワットあたりの放射束の増加）、デバイス寿命の長期化、ミリワットあたりのコスト削減に向けたトレンドによって牽引されています。AlGaN材料の内部量子効率（IQE）の向上や、チップからの光取り出し効率の向上に関する研究が継続されています。パッケージングのトレンドには、さらに熱効率の高い基板の開発や、特定のビームパターンのための新しいレンズ設計が含まれます。さらに、高度な医療および工業用硬化プロセスなど、非常に特定の光子エネルギーを必要とするアプリケーション向けに、より厳密な波長制御と狭いスペクトル発光に向けた取り組みがあります。2016のようなパッケージに例示される小型化のトレンドは、ウェアラブルおよび超コンパクトデバイスにおける新たなアプリケーションを可能にし続けています。