IR LED 3.8x3.8x2.28mm 850nm 2W EMCパッケージ - 順方向電圧1.8V - 放射束800mW - 英語データシート

1. 製品概要

RF-E38A8-IR3-FRは、高信頼性アプリケーション向けに設計された赤外線LEDです。EMC（エポキシ成形コンパウンド）パッケージを採用し、堅牢性と効率的な熱管理を実現しています。コンパクトなサイズ3.80mm×3.80mm×2.28mmで、様々な小型光学設計に適合します。ピーク波長850nmで発光し、セキュリティ監視、赤外線照明、センサーシステムに最適です。RoHS準拠、MSL（耐湿性レベル）3です。

2. 技術パラメータの詳細分析

2.1 電気的・光学的特性（Ts=25℃時）

本デバイスは、1000mAの順方向電流（IF）において、順方向電圧（VF）が標準1.8V、最大2.3Vで動作します。逆方向電流（IR）はVR=5V時に10µA以下に制限されます。総放射束（Φe）は標準800mW、最大1120mWです。視野角（2θ1/2）は80度で、面照明に適した広い放射パターンを提供します。ピーク波長は850nm、スペクトル帯域幅は39nmです。接合部からはんだポイントへの熱抵抗（RTHJ-S）は11℃/Wで、優れた放熱性を示します。

2.2 絶対最大定格

許容損失（PD）は2W、順方向電流（IF）最大1000mA、逆方向電圧（VR）最大5Vです。静電気放電（ESD、HBM）耐量は最大2000Vです。動作温度範囲は-40℃～+85℃、保存温度は-40℃～+100℃、接合部温度（TJ）最大125℃です。はんだポイント温度に基づくディレーティングが必要であり、高温動作時には順方向電流を低減する必要があります。

3. ビニングシステムの説明

データシートにビンコードの詳細は明記されていませんが、ラベル仕様にはBIN CODE、総放射束（Φe）、ピーク波長（WLP）、順方向電圧（VF）のフィールドが含まれています。これは製品がこれらのパラメータで選別されていることを示します。一般的なビニングカテゴリには、フラックスビン（例：R、S、T）と電圧ビン（例：V1、V2）があります。波長公差は850nmに対して標準±5nmです。お客様は特定のビン要件について注文コードを参照してください。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

I-V曲線は、順方向電流が1.5Vで約200mAから、約1.8Vで1000mAまで上昇することを示しています。傾きは一般的なダイオードの順方向特性を示し、動作領域での動的抵抗は約0.3～0.4Ωです。

4.2 順方向電流 vs. 相対強度

相対強度は、200mAから1000mAの順方向電流に対してほぼ直線的に増加します。1000mAでは出力は約100%（正規化）となり、より高い電流ではわずかに飽和します。この直線性により、電流制御設計が簡素化されます。

4.3 温度依存性

相対強度は、はんだポイント温度の上昇に伴って減少します。85℃では、強度は25℃時の値の約80%に低下します。高温環境で安定した光出力を維持するには、熱管理が重要です。

4.4 スペクトル分布

スペクトル放射は850nmを中心とし、半値全幅（FWHM）は約39nmです。曲線は対称的で、GaAsベースの赤外線LEDに典型的です。780～950nmの範囲外では、放射は無視できます。

4.5 放射パターン

放射図は、半値角80度のランバート型分布を示しています。相対強度は-40°から+40°の範囲で50%以上であり、このLEDは広角照明用途に適しています。

4.6 順方向電流のディレーティング

最大順方向電流は、25℃の1000mAから125℃の0mAまで直線的にディレーティングする必要があります。この曲線は熱設計に不可欠であり、実際には85℃での許容電流は約600mAです。

5. 機械情報とパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDはキャビティパッケージで、寸法は3.80mm（長さ）×3.80mm（幅）×2.28mm（高さ）です。極性は上面図のノッチで示され、下面図では2つのアノード（ピン1、2）と1つのカソード（ピン3）があります。推奨されるはんだ付けパッドレイアウトには、放熱用の2.7mm×2.7mmの中央パッドが含まれます。

5.2 キャリアテープとリール

パッケージは12mm幅のキャリアテープ、4mmピッチ、1リールあたり3000個です。リールの寸法は標準EIA-481に準拠：フランジ径330.2mm、ハブ径79.5mm。テープには極性マークが含まれています。

6. はんだ付けと組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

JEDEC J-STD-020の鉛フリーリフロープロファイルに従ってください。予熱は150℃～200℃で60～120秒、昇温速度≤3℃/秒、217℃（TL）以上の時間を最大60秒、ピーク温度260℃（260℃で最大10秒）とします。冷却速度≤6℃/秒。リフローパスは2回を超えないでください。24時間以上経過した場合は、はんだ付け前にベーキングが必要です。

6.2 手はんだ付けと修理

手はんだ付け：こて温度<300℃、時間<3秒、1回のみ。修理は推奨しません。必要な場合は、両頭はんだごてを使用し、LED特性を事前に確認してください。

6.3 保管と湿気管理

耐湿性レベル3。未開封のバッグは≤30℃/≤75%RHで最大1年間保管できます。開封後は168時間以内（≤30℃/≤60%RH）に使用するか、または使用前に60±5℃で24時間以上ベーキングしてください。乾燥剤が期限切れまたはバッグが破損している場合は使用しないでください。

7. パッケージと注文情報

標準パッケージ：1リールあたり3000個。リールはシリカゲルと湿度インジケーターを含む防湿バッグに密封されています。ラベルには品番、ロット番号、ビンコード、数量、製造コードが含まれます。外装箱には複数のリールが入っています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション

監視カメラ、セキュリティ用赤外線照明、マシンビジョンシステム、近接センサー、光データ伝送。850nmの波長はCMOS/CCDカメラに適合します。

8.2 設計上の考慮事項

熱管理：適切なPCB銅面積とサーマルビアを使用してください。絶対最大定格を超えないでください。電流制限抵抗または定電流ドライバーを必ず使用し、熱暴走を防止してください。逆方向電圧を避けてください。適切な接地と取り扱いにより、LEDを静電気放電から保護してください。硫黄、臭素、塩素化合物を規定値以上にさらさないでください。シリコンレンズに機械的ストレスを加えないでください。

8.3 洗浄

洗浄にはイソプロピルアルコールを推奨します。パッケージを侵す可能性のある溶剤は使用しないでください。超音波洗浄は内部ワイヤボンドを損傷する可能性があるため推奨しません。

9. 競合製品との技術比較

標準的な5mm IR LEDと比較して、EMCパッケージは優れた電力処理能力（2W対標準100mW）と優れた熱管理を提供します。同様のSMDパッケージ（例：3.5x3.5mm）の競合中出力赤外線エミッターは、多くの場合、放射束が低く（500～700mW）、視野角が広い（120°）です。本デバイスの80°ビーム角は、遠距離照明において優れた集光性を提供します。低順方向電圧（1.8V）により、ドライバー回路での電力損失を低減します。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: このLEDを2Aで駆動できますか？
いいえ、絶対最大順方向電流は1000mAです。これを超えると過熱し、永久的な損傷が発生します。

Q2: 最適な効率を得るための推奨駆動電流は？
効率（放射束対入力電力）は、一般的に500～800mA前後で最適です。順方向電流対相対強度曲線を参照してください。

Q3: このLEDは連続動作に適していますか？
はい、熱管理により接合部温度を125℃未満に保つことが条件です。デューティサイクル10%未満、パルス幅0.1ms以下のパルス動作では、より高いピーク電流を実現できます。

11. 実用的なアプリケーション事例

事例1: CCTV夜間照明装置
4個のLEDをアレイ状に配置し、各LEDを700mAで駆動、総電力約5Wで20mの視野を照明します。適切なヒートシンクにより温度上昇を30℃未満に抑えます。

事例2: 産業用マシンビジョンストロボ
2個のLEDを直列接続し、1%デューティサイクルで1Aのパルス駆動、カメラトリガーと同期させます。高速検査向けの高強度を実現します。

12. 動作原理

赤外線LEDは直接遷移型半導体（AlGaAsまたはGaAs）に基づいています。順方向バイアス時、活性領域で電子と正孔が再結合し、バンドギャップ（850nmで約1.46eV）に対応するエネルギーを持つ光子を放出します。EMCパッケージは、チップを金属リードフレーム上に配置して熱を逃がします。シリコンレンズにより抽出効率が向上し、放射パターンが整形されます。

13. 開発動向

市場は、スペースに制約のあるアプリケーション向けに、小型SMDパッケージでの高出力密度（2W以上）へと向かっています。蛍光体を使用しない赤外線技術の改善は、より高い変換効率と優れた熱的信頼性に焦点を当てています。多チップアレイと集積光学系が、多様な照明ニーズに対応するために登場しています。本製品は、セキュリティおよび産業用センシングのための小型化と高性能のトレンドに沿ったものです。