LTPL-C035BH450 青色LEDデータシート - 3.5x3.5x1.6mm - 3.3V 標準 - 2.8W 最大 - 450nm 主波長

1. 製品概要

LTPL-C035BH450は、高輝度・表面実装型の青色LEDであり、主にソリッドステート照明用途向けに設計されています。本製品は、発光ダイオードに固有の長寿命と信頼性を、高い光出力と組み合わせた、エネルギー効率に優れた超小型光源です。設計の柔軟性と高輝度を提供し、様々なアプリケーションにおいて従来の照明技術の置き換えを可能にします。

1.1 主な特徴

• 集積回路（I.C.）互換の駆動が可能。
• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠し、鉛フリー（Pbフリー）構造を採用。
• 運用時のエネルギーコスト低減を目的に設計。
• 長い動作寿命により、システムのメンテナンスコスト削減に貢献。

2. 外形寸法および機械的特性

LEDパッケージはコンパクトなフットプリントを有します。本体サイズは約3.5mm x 3.5mmです。レンズ高さおよびセラミック基板の長さ/幅は±0.1mmの厳しい公差を持ち、その他の機械的寸法の公差は±0.2mmです。重要な点として、パッケージ底部の大きな放熱パッドは、アノードおよびカソードの電気パッドから電気的に絶縁（ニュートラル）されています。これは、回路設計における適切な熱管理と電気的絶縁に不可欠です。

3. 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、デバイスに永久的な損傷を与える可能性があります。全ての定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 直流順電流（If）：700 mA
• 消費電力（Po）：2.8 W
• 動作温度範囲（Topr）：-40°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（Tstg）：-55°C ～ +100°C
• 最大接合部温度（Tj）：125°C

重要注意：逆バイアス条件下でLEDを長時間動作させると、部品の損傷や故障を引き起こす可能性があります。

4. 電気光学特性

以下のパラメータは、代表的な動作点であるIf = 350mAの試験条件下、Ta=25°Cで測定されます。

• 順電圧（Vf）：最小 2.8V、標準 3.3V、最大 3.8V。
• 放射束（Φe）：最小 510mW、標準 600mW、最大 690mW。これは積分球を用いて測定された総放射パワー出力です。
• 主波長（Wd）：440nmから460nmの範囲で、青色スペクトルに位置します。
• 指向角（2θ1/2）：標準 130度。これは発光の角度広がりを定義します。
• 熱抵抗、接合部-ケース間（Rth jc）：標準 9.5 °C/W、測定公差 ±10%。動作電力下での接合部温度上昇を計算する上で重要なパラメータです。

5. ビンコードと分類システム

LEDは、一貫性を確保するため、主要パラメータに基づいて選別（ビンニング）されます。ビンコードは各梱包袋に印字されています。

5.1 順電圧（Vf）ビンニング

LEDは、350mA時の順電圧に基づき、V1からV5までの5つのビンに分類されます。各ビンは2.8Vから3.8Vまでの0.2Vの範囲をカバーし、ビン内の公差は±0.1Vです。

5.2 放射束（Φe）ビンニング

LEDは、W1からW6までの6つのフラックスビンに選別されます。各ビンは350mA時で510mWから690mWまでの30mWの範囲を表し、放射束公差は±10%です。

5.3 主波長（Wd）ビンニング

D4IからD4Lまでの4つの波長ビンが定義されており、各ビンは440nmから460nmまでの5nmの範囲をカバーします。主波長の公差は±3nmです。

6. 代表的な性能曲線と分析

本データシートは、様々な条件下（特に記載がない限り25°C）でのデバイス性能を示す複数のグラフを提供します。

6.1 相対放射束 vs. 順電流

この曲線は、光出力（放射束）が順電流とともに増加するが、非常に高い電流では効率低下や熱効果により最終的に飽和し、減少する可能性があることを示しています。代表的な350mA付近で動作させることで、出力と効率の良いバランスが得られます。

6.2 相対スペクトル分布

このグラフは、青色LEDに特徴的な狭い発光スペクトルを、主波長（例：450nm）を中心に描いています。単色LEDの場合、スペクトル幅（半値全幅）は通常狭くなります。

6.3 指向特性（指向角）

極座標図は空間的な強度分布を示し、広い130度の指向角を確認できます。このタイプのパッケージでは、指向特性は通常ランバートまたはそれに近い形状となります。

6.4 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）

この基本曲線は、ダイオードにおける電流と電圧の指数関数的な関係を示しています。順電圧は電流とともに増加し、温度にも依存します。

6.5 相対放射束 vs. 接合部温度

これは熱管理において重要な曲線です。LEDの光出力は、接合部温度（Tj）が上昇するにつれて減少することを示しています。安定した長期的な光出力と信頼性を確保するためには、Tjを可能な限り低く保つために効果的な放熱対策が必要です。

7. 実装およびアプリケーションガイドライン

7.1 はんだ付け推奨事項

本デバイスはリフローまたは手はんだに適しています。詳細なリフローはんだ付けプロファイルが提供されており、予熱、ソーク、リフロー（ピーク温度制限付き）、冷却の時間と温度制限を規定しています。主な注意点は以下の通りです：急激な冷却速度を避ける、可能な限り低いはんだ付け温度を使用する、リフローサイクルは最大3回までに制限する。手はんだは最大300°C、最大2秒で、1回のみ行うこと。ディップはんだ付けは推奨されず、保証もされません。

7.2 推奨PCBパッドレイアウト

PCB設計のための詳細なランドパターン（フットプリント）が提供されています。これには、2つの電気パッド（アノードとカソード）と大きな中央の放熱パッドの寸法と間隔が含まれます。適切なパッド設計は、機械的安定性、電気的接続、そして最も重要な点として、LEDパッケージからPCBへの効率的な熱伝達に不可欠です。

7.3 駆動回路に関する考慮事項

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）。個々のデバイスの順電圧（Vf）のわずかなばらつきによる輝度の不一致が生じる可能性があるため、個別の抵抗なしでLEDを直接並列接続すること（回路モデルB）は推奨されません。LEDは順バイアス下で動作させる必要があり、損傷を防ぐために連続的な逆電流は避けなければなりません。

7.4 洗浄および取り扱い

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。規定外の化学洗浄剤はLEDパッケージを損傷する可能性があります。本デバイスは、高硫黄含有環境（例：特定のシール材、接着剤）や、高湿度（85%RH以上）、結露、腐食性雰囲気の条件下では使用しないでください。これらは金メッキ電極を劣化させ、信頼性に影響を与える可能性があります。

8. 梱包仕様

LEDは自動実装用にテープ＆リールで供給されます。データシートには、エンボスキャリアテープ（ポケットサイズ、ピッチ）とリール（直径、ハブサイズ）の詳細な寸法が含まれています。主な梱包上の注意：ポケットはカバーテープでシールされています、7インチリールには最大500個が収容可能です、端数の最小発注数量は100個です、リールあたり連続して最大2個までの部品欠品が許容されます。梱包はEIA-481-1-B規格に準拠しています。

9. アプリケーションシナリオと設計上の注意点

9.1 代表的な用途

この高輝度青色LEDは、明るく効率的な青色光を必要とする用途に適しています。これには、建築照明、サイン、自動車補助照明（カラーミキシングが使用される場合）、エンターテインメント/ステージ照明、および専門的な医療機器や産業機器の主光源としての用途が含まれます。その青色発光は、蛍光体変換白色LEDパッケージにおいて蛍光体と組み合わせることで白色光を生成するための基本要素でもあります。

9.2 重要な設計上の考慮事項

• 熱管理：低い熱抵抗（9.5°C/W）は、効果的な熱経路の必要性を強調しています。PCBは、放熱パッドの下に大きな銅面または外部ヒートシンクに接続された熱ビアを使用し、接合部温度を最大125°Cを十分に下回るように保つ必要があります。
• 電流駆動：定電圧源ではなく、定電流ドライバを使用してください。推奨動作電流は350mAですが、ドライバは最大順電圧（最大3.8V）と必要な電流制御を考慮して設計する必要があります。
• 光学設計：広い130度の指向角は、特定の用途で所望のビームパターンを実現するために、二次光学系（レンズ、リフレクター）を必要とする場合があります。
• 一貫性のためのビンニング：色や輝度の均一性が重要な用途（例：マルチLEDアレイ）では、調達時に放射束（Φe）と主波長（Wd）について厳しいビンコードを指定してください。

10. 技術原理と背景

LTPL-C035BH450は、半導体技術に基づいており、特に窒化インジウムガリウム（InGaN）などの材料を使用して、デバイスのバンドギャップを横断して電子と正孔が再結合する際に青色スペクトルの光を発します。主波長は、半導体層の精密な組成によって決定されます。高い定格電力は、効率的なチップ設計、光を効果的に取り出し熱を管理するパッケージ、および堅牢な内部相互接続によって実現されています。このようなLEDのトレンドは、エピタキシャル成長、パッケージング材料、および白色光変換のための蛍光体技術の進歩により、より高い効率（入力電力あたりの光出力の向上）、より高い電力密度、および高温動作時の信頼性の向上に向かっています。