青色LED 3535 - 3.45×3.45×2.20mm - 電圧2.6-3.4V - 出力5.1W - 主波長465-475nm - 技術データシート

1. 製品概要

RF-AL-C3535L2K1RB-05は、高度なInGaN-on-substrate技術に基づく高性能青色発光ダイオード（LED）です。要求の厳しい一般照明および特殊用途向けに設計されたこの3535パッケージ（3.45mm x 3.45mm x 2.20mm）は、465-475nmの主波長範囲を提供し、深い青色光を生成します。350mAでの標準的な順方向電圧2.6-3.4V、最大順方向電流1500mAにより、優れた光束（30-50ルーメン）および総放射束（400-800mW）を実現します。セラミックパッケージは優れた熱管理と信頼性を保証し、標準SMT実装と高出力照明設計の両方に適しています。

1.1 主な利点

• 低熱抵抗と放熱性向上のためのセラミック基板
• 均一な配光のための超広視野角（120度）
• すべてのSMT実装プロセスおよびはんだ付けプロファイルに対応
• 効率的な製造のためのテープ＆リール包装（1000個/リール）
• 耐湿性レベル1（MSL1）– 使用前のベーキング不要
• RoHS準拠 – 有害物質を含まない

1.2 対象アプリケーション

この青色LEDは、カラーアクセント照明、フレキシブルLEDストリップ、植物育成照明（光合成のための青色スペクトル）、景観照明、舞台・写真照明、ホテル、商業スペース、オフィス、一般室内照明など幅広い用途に最適です。また、高い放射束により、青色波長が必要なUV硬化や特殊産業用照明にも適しています。

2. 技術パラメータ解析

2.1 電気光学特性（25°C、IF=350mA時）

LEDの順方向電圧（VF）は2.6V～3.4Vの範囲で、標準値は約3.0Vです。光束（IV）は30～50ルーメン、総放射束（Φe）は400～800mWの範囲です。主波長（λD）は465-475nmと規定され、測定公差±1nmの狭い許容範囲です。VR=5V時の逆電流（IR）は10µA未満で、漏れ電流が最小限に抑えられます。視野角（2θ1/2）は120度で、広いビーム範囲を実現します。

2.2 絶対最大定格

• 消費電力（PD）：5100 mW
• 順方向電流（IF）：1500 mA
• ピーク順方向電流（IFP）：1650 mA（1/10デューティ、0.1msパルス）
• 逆電圧（VR）：5 V
• ESD（HBM）：2000 V
• 動作温度（TOPR）：-40°C～+85°C
• 保存温度（TSTG）：-40°C～+85°C
• 接合温度（TJ）：125°C

消費電力が絶対最大定格を超えないように注意する必要があります。信頼性を維持するため、接合温度は125°C未満に保つ必要があります。

3. ビニングシステム

3.1 順方向電圧ビン（IF=350mA）

順方向電圧は次の4つのビンに分類されます：

• F0: 2.6 – 2.8 V
• G0: 2.8 – 3.0 V
• H0: 3.0 – 3.2 V
• I0: 3.2 – 3.4 V

3.2 光束ビン（IF=350mA）

• FA3: 30 – 35 lm
• FA4: 35 – 40 lm
• FA5: 40 – 45 lm
• FA6: 45 – 50 lm

3.3 主波長ビン

• D00: 465 – 470 nm
• E00: 470 – 475 nm

測定公差：VF ±0.1V、λD ±1nm、光度 ±10%。ビニングにより、お客様はアプリケーションに合わせて正確な色と光束の組み合わせを選択できます。

4. 性能曲線

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧

順方向電流は、ターンオンしきい値（約2.6V）を超えると電圧とともに急激に増加します。3.0Vでは電流は約350mA、3.4Vでは1500mAに近づきます。この急峻なIV特性は、過駆動を避けるために慎重な電流調整が必要です。

4.2 相対強度 vs. 順方向電流

相対光出力は約1000mAまでは電流とほぼ直線的に増加し、その後飽和し始めます。1500mAでは、相対強度は350mA時の約3.0倍になります。ただし、大電流時の熱効果により効率が低下する可能性があります。

4.3 温度 vs. 相対強度

はんだ接合部温度（Ts）が25°Cから105°Cに上昇すると、相対強度は約20-30%低下します。高出力動作で光束を維持するには、適切な放熱が不可欠です。

4.4 Ts温度 vs. 順方向電流（ディレーティング）

許容最大順方向電流は温度上昇に伴いディレーティングする必要があります。Tsが85°Cでは、最大電流は約800mA（25°Cでは1500mA）に低減されます。このディレーティング曲線により、接合温度が125°Cを超えないようにします。

4.5 スペクトル分布

スペクトル出力は約465-475nmでピークとなり、半値全幅（FWHM）は約25-30nmです。このスペクトルはInGaN青色LEDに典型的で、顕著な二次発光はありません。

4.6 放射ダイアグラム

放射パターンはランバート型に類似しており、半値角は60度（全角120度）です。相対光度は光軸から±60°で50%に低下します。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDパッケージの寸法は3.45mm x 3.45mm x 2.20mm（長さx幅x高さ）です。上面図には正方形の発光領域があり、側面図にはセラミックベースとシリコンレンズを含む厚さ2.20mmが示されています。底面図には2つの電気パッド（アノードとカソード）があり、それぞれ1.30mm x 0.65mmと0.50mm x 0.65mmです。極性マークが付いています。

5.2 推奨はんだ付けパターン

推奨PCBランドパターンは、アノード用1.30mm x 0.85mm、カソード用1.30mm x 0.50mmの2つの矩形パッドで構成され、間隔は0.45mmです。放熱用に追加のサーマルパッド（3.50mm x 3.40mm）が推奨されます。すべての寸法の公差は±0.2mmです。

5.3 極性識別

カソードはパッケージ端の小さな切り欠きで示されています。底面図では、大きい方のパッドが通常アノード（陽極）です。極性を誤るとLEDが永久損傷する可能性があります。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨SMTリフロープロファイルはJ-STD-020に準拠しています。主なパラメータ：

• 昇温速度：最大3°C/s
• 予熱：150°C～200°Cで60～120秒
• 217°C（TL）以上の時間：最大60秒
• ピーク温度（TP）：260°C、最大10秒
• ピーク温度の5°C以内の時間：最大30秒
• 降温速度：最大6°C/s
• 25°Cからピークまでの総時間：最大8分

リフローは2回までにしてください。リフロー間隔が24時間を超える場合は、シリコンレンズが吸収した水分を除去するためにベーキングを推奨します。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けの場合は、こて温度を300°C未満、接触時間を3秒未満にしてください。手はんだ付けは1回のみ許容されます。高温時のシリコンレンズへの圧力を避けてください。

6.3 取り扱いと保管

LEDは元の密封袋に保管し、<30°C、<75% RH。開封後は168時間以内（30°C/60% RH）に使用してください。保管期間が6ヶ月を超えるか、湿度インジケーターの色が変わった場合は、60±5°C、<5% RHで少なくとも24時間ベーキングしてください。

7. 包装と注文情報

7.1 包装形態

標準包装：リールあたり1000個。キャリアテープ寸法：幅12mm、ピッチ8mm、両端に50個の空ポケットあり。リール径：178mm ±1mm、ハブ径59mm。ラベルには品番、仕様番号、ロットコード、ビンコード（光束、波長、電圧）、数量、日付コードが含まれます。乾燥剤入りの防湿袋とESD警告ラベルを使用しています。

7.2 段ボール箱

リールは輸送時の機械的保護のために段ボール箱に梱包されます。お客様はラベル要件を指定できます。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 熱設計

高い電力密度（最大5.1W）のため、効率的な熱管理が重要です。PCB上のサーマルパッドを大きな銅領域またはヒートシンクに接続して使用してください。接合温度は125°C未満に保つ必要があります。350mAでは、接合部からはんだ接合部までの熱抵抗は約10～15°C/W（標準）です。高温環境では電流をディレーティングする必要があります。

8.2 回路設計

小さな電圧変動による過電流を防ぐために、必ず電流制限抵抗または定電流ドライバーを使用してください。回路が逆バイアスを印加する可能性がある場合は、逆電圧保護（例：ショットキーダイオード）を含めてください。並列ストリングの場合は、個別の抵抗を使用して均等な電流分担を確保してください。

8.3 材料との互換性

硫黄含有量の高い環境（>100ppm）にLEDをさらさないでください。硫黄は銀パッドを腐食する可能性があります。周辺材料の臭素と塩素含有量はそれぞれ900ppm未満、総ハロゲンは1500ppm未満にしてください。シリコンレンズを曇らせる可能性のある揮発性有機化合物（VOC）を放出しない接着剤やポッティングコンパウンドを選択してください。

9. 競合ソリューションとの技術比較

標準的なプラスチックパッケージの3535 LED（例：PLCC）と比較して、このLEDのセラミックパッケージは低い熱抵抗（通常5～10°C/W対15～20°C/W）を提供し、より高い駆動電流と優れた光束維持を可能にします。シリコンレンズはエポキシレンズと比較して高い光学効率と広い視野角を提供します。さらに、MSL1評価により、実装前の面倒なベーキングが不要になり、生産ダウンタイムが削減されます。ただし、セラミックパッケージはやや高価ですが、高出力アプリケーションでの優れた信頼性によって相殺されます。

10. よくある質問

10.1 このLEDを連続1Aで駆動できますか？

はい、ただし熱設計により接合温度が125°C未満に保たれる場合に限ります。1A（1000mA）では、順方向電圧は約3.2～3.4Vとなり、約3.2～3.4Wの消費電力になります。適切な放熱が必須です。ディレーティング曲線を参照してください。周囲温度85°Cでは、最大電流は約800mAです。

10.2 このLEDの標準的な寿命は？

定格条件下（350mA、Tj<105°C）では、50,000時間後に70%以上の光束維持が期待されます。より高い電流や温度は寿命を短くします。詳細な予測については、信頼性試験データ（寿命試験：350mA/25°Cで1000時間、故障なし）を参照してください。

10.3 ESD感受性にはどう対処すればよいですか？

このLEDのESD定格は2000V HBMです。接地された作業台、帯電防止手首ストラップ、導電性包装を使用してください。手作業で取り扱う際は、電気接点に触れないようにしてください。

11. 実践的な設計事例

植物育成用照明器具の青色LEDストリップを考えます。1メートルあたり24個のLEDを使用し、それぞれ350mAで駆動（1メートルあたり約0.84A）すると、1メートルあたりの総電力は約24×3.0V×0.35A＝25.2Wになります。PCBには厚い銅層（2 oz以上）とアルミニウムコアが必要です。均一な配光を得るために、LEDは41.6mm間隔で配置します。24V出力でチャンネルごとに電流制限付きの定電流ドライバーにより安定動作します。栄養成長段階には青色波長（470nm）が選択されます。追加の蛍光体は不要です。この器具は電気入力から放射束への変換効率が90%以上です。

12. 動作原理

このLEDは、活性層としてInGaN（インジウムガリウム窒化物）量子井戸を使用しています。順方向バイアスがかかると、電子と正孔が量子井戸内で再結合し、バンドギャップに相当するエネルギー（475nm青色で約2.6eV）の光子を放出します。基板は通常サファイアまたは炭化ケイ素であり、その上にエピタキシャル層が成長されます。セラミックパッケージは熱拡散板として機能し、電気的絶縁を提供します。シリコンレンズがダイを封止し、光取り出し効率を向上させ、チップを保護します。LEDの直接バンドギャップにより、高い内部量子効率（低電流時80%以上）が保証されます。

13. 開発動向

業界は青色LEDと蛍光体を組み合わせることで、白色LEDの高効率化と高演色性を目指しています。しかし、専用の青色LEDは、植物育成照明（青色+赤色スペクトル）、医療用光線療法、エンターテインメント照明などの特殊用途には依然として不可欠です。トレンドとしては、光束効率の向上（青色チップの目標値>200 lm/W）、改良されたパッケージ設計（例：薄膜フリップチップ）による熱抵抗の低減、パッケージ内へのESD保護の統合などが挙げられます。ウェハレベルでの自動ビニングの採用により、より厳しい色と光束の分布が可能となり、量産時の一貫した性能が実現されます。