LTPL-C16FUVM375 UV LED データシート - 3.2x1.6x1.9mm - 3.5V - 160mW - 375nm ピーク波長 - 英語技術文書

1. 製品概要

LTPL-C16シリーズは、固体照明技術における重要な進歩を表しており、特に紫外線（UV）用途向けに設計されています。この製品は、発光ダイオード（LED）に固有の長寿命と高信頼性を、従来のUV照明システムに取って代わる性能レベルと融合させた、省エネルギーで超小型の光源です。その小型フォームファクタと表面実装設計により、設計者は製品開発において大きな自由度を得られ、UVベースのプロセスおよび装置に新たな可能性をもたらします。

1.1 主な特長と利点

このコンポーネントの中核的な利点は、その設計と製造プロセスに由来します。標準的な自動ピックアンドプレース装置と完全に互換性があり、プリント回路基板（PCB）上での大量生産とコスト効率の高い実装を容易にします。本パッケージは、赤外線（IR）および気相リフローはんだ付けプロセスの両方に対応しており、標準的な鉛フリーおよびRoHS準拠の製造要件に適合しています。そのEIA（Electronic Industries Alliance）標準フットプリントは、既存の設計ライブラリや組立ラインへの相互運用性と統合の容易さを保証します。さらに、このデバイスは集積回路（IC）の駆動レベルと直接互換性を持つように設計されており、周辺の制御電子回路を簡素化します。

1.2 ターゲットアプリケーション

このUV LEDは、紫外線を利用する産業および製造プロセスを特に対象としています。主な応用分野には、精密かつ迅速な重合が要求される、接着剤、樹脂、コーティングのUV硬化が含まれます。また、UVマーキングおよびコーディングシステムにも適しています。もう一つの重要な用途は、特殊印刷インキの乾燥と硬化です。375nmの波長は、これらの目的のための光化学反応を開始するのに特に効果的です。

2. 機械的およびパッケージ情報

本デバイスはコンパクトな表面実装パッケージに収められています。外形寸法はPCBレイアウトおよび熱管理において重要です。パッケージ本体の寸法は、長さ約3.2mm、幅約1.6mm、高さ1.9mmです。詳細な機械図面に別段の指定がない限り、全ての寸法公差は通常±0.1mmです。最適な光取り出しのため、コンポーネントには透明なレンズが備わっています。

2.1 PCB取り付けパッドレイアウト

信頼性の高いはんだ付けのために、推奨PCBランドパターン（フットプリント）を提供しています。このパターンは、赤外線または気相リフローはんだ付けプロセスに最適化されています。パッド設計は、適切なはんだフィレット形成、機械的安定性、およびLEDダイからPCBへの効果的な熱伝達を保証し、接合部温度の管理と長期信頼性の維持に重要です。

2.2 極性識別

この部品には指定されたカソードとアノードがあります。極性は通常、パッケージ本体の刻印（ノッチ、ドット、切り欠き角など）で示されます。組立時の正しい極性配置は必須であり、絶対最大定格を超える逆電圧を印加すると、デバイスが即座に損傷する可能性があります。

3. Absolute Maximum Ratings

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のあるストレスの限界を定義します。これらの限界値以下または限界値での動作は保証されておらず、信頼性の高い性能を得るためには避けるべきです。

• 電力損失 (Po): 160 mW。これは周囲温度 (Ta) 25°Cにおけるデバイス内の最大許容電力損失です。
• 直流順方向電流 (If): 40 mA。印加可能な最大連続順方向電流。
• 逆電圧 (Vr): 5 V。逆方向に印加可能な最大電圧。
• 動作温度範囲 (Topr): -40°C から +85°C。デバイスが機能するように設計されている周囲温度の範囲。
• 保存温度範囲 (Tstg): -40°Cから+100°C。
• 接合部温度 (Tj): 90°C。半導体接合部自体の最大許容温度。

4. 電気光学特性

特に断りのない限り、これらのパラメータは周囲温度Ta=25°C、順方向電流(If)=20mAの標準試験条件下で測定されたものであり、デバイスの代表的な性能を規定します。

• 放射束 (Φe): 14 mW (最小)、20 mW (標準)、28 mW (最大)。これは、ミリワット単位で測定された、UVスペクトルにおける総合的な光出力です。
• 視野角 (2θ1/2): 135度 (標準)。これは、放射強度がピーク強度の半分となる放射の角度広がりを定義します。
• ピーク波長 (λp): 370 nm (最小)、375 nm (典型)、380 nm (最大)。分光放射強度が最大となる波長。
• 順方向電圧 (Vf): 2.8 V (最小)、3.5 V (典型)、4.0 V (最大)。指定された順方向電流で動作時のLED両端の電圧降下。
• 逆方向電流 (Ir): Vr=1.2V時、10 µA (最大)。このパラメータはツェナー特性を確認するために試験されるが、本デバイスは逆方向動作を意図したものではない。

5. Bin Code and Classification System

生産バラツキを管理し、精密な選択を可能にするため、LEDは主要パラメータに基づいて性能ビンに仕分けされます。ビンコードは包装に印字されています。

5.1 順方向電圧 (Vf) ビニング

デバイスは三つの電圧ビンに分類されます：V1 (2.8V-3.2V)、V2 (3.2V-3.6V)、V3 (3.6V-4.0V)。これにより、設計者は並列配列での一貫した性能のため、または特定の駆動回路の要件に合わせて、同様の電圧降下を持つLEDを選択できます。

5.2 放射束（Φe）ビニング

強度マッチングを確保するため、光出力は広範囲にわたってビニングされています。ビンの範囲はR3（14-16 mW）からR9（26-28 mW）までです。均一な照明を必要とする用途では、同じまたは隣接する光束ビンからLEDを選択することが極めて重要です。

5.3 ピーク波長（λp）ビニング

UV波長は、主にP3P（370-375 nm）とP3Q（375-380 nm）の2つのグループにビニングされる。これにより、特定のUV活性化波長に敏感なプロセスにおいて、スペクトルの一貫性が確保される。

6. 性能曲線分析

グラフィカルデータは、様々な条件下でのデバイスの動作についてより深い洞察を提供します。

6.1 相対放射束 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力が電流に線形比例しないことを示しています。電流の増加に伴い上昇しますが、熱効果と内部量子効率の低下により、非常に高い電流では飽和や効率低下を示す可能性があります。一般的な20mAテストポイントを大幅に超えて動作させるには、注意深い熱管理が必要です。

6.2 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

I-V特性はダイオードに典型的な指数関数的特性を示します。この曲線は、しきい電圧（電流が顕著に流れ始める点）と順方向電圧が電流と共にどのように増加するかを示しています。この情報は定電流ドライバの設計に不可欠です。

6.3 相対放射束 vs. 接合温度

これは設計上最も重要な曲線の一つです。温度が光出力に及ぼす悪影響を示しています。接合温度（Tj）が上昇すると、放射束は減少します。高い出力と長寿命を維持するためには、効果的な放熱とPCBの熱設計が不可欠です。この曲線はデレーティング係数を定量化しています。

6.4 相対発光スペクトル

スペクトル分布図は、波長にわたる放射強度を示しています。約375nmにピークがあることを確認し、特定の光反応を標的とする用途において重要なスペクトル帯域幅（半値全幅 - FWHM）を示しています。

7. 組立および取り扱いガイドライン

7.1 はんだ付けプロセス推奨事項

本デバイスは、鉛フリーリフローはんだ付けに対応しています。詳細な温度プロファイルが提供されており、予熱、ソーク、リフロー、冷却の各段階が規定されています。主要パラメータは、本体のピーク温度が260°Cを超えず、240°C以上の時間が10秒未満であることです。急激な冷却は推奨されません。はんだごてによる手はんだ付けも可能ですが、リードごとに300°Cで最大3秒、1回のみに制限する必要があります。

7.2 静電気放電（ESD）対策

このLEDは静電気放電に敏感です。取り扱い及び組立時には適切なESD対策を講じる必要があります。これには接地リストストラップ、帯電防止マット、ESD対策済みの包装及び機器の使用が含まれます。ESD対策を怠ると、潜在的な故障や致命的なデバイス故障を引き起こす可能性があります。

7.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された溶剤のみを使用してください。LEDを室温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールに1分未満浸漬することは許容されます。過酷または非指定の化学薬品は、エポキシ樹脂レンズやパッケージを損傷し、光出力の低下や早期故障の原因となります。

7.4 湿気感受性および保管

本パッケージは、JEDEC規格J-STD-020に基づきMoisture Sensitivity Level (MSL) 3に認定されています。防湿バッグが密封されている場合、保管条件が30°C以下かつ相対湿度90%以下の環境では、デバイスの保存寿命は1年です。バッグ開封後、部品は30°C以下かつ相対湿度60%以下の環境で保管した場合、168時間（7日）以内に使用する必要があります。湿度指示カードがピンクに変色した場合、または規定時間を超過した場合は、はんだ付け時の「ポップコーン」現象による損傷を防止するため、リフロー前に60°Cで少なくとも48時間のベーキング（乾燥）処理が必要です。

8. 梱包および注文情報

部品は自動実装用のエンボスキャリアテープに供給されます。テープ寸法は標準フィーダーとの互換性を確保するために規定されています。テープは7インチ（178mm）リールに巻かれています。標準リールあたりの収容数は1500個です。梱包はEIA-481-1-B規格に準拠しています。部品ポケットはトップカバーテープで密封されています。品質仕様上、リール上で連続して欠品が生じる場合は最大2個まで許容されます。

9. アプリケーション設計上の考慮事項

9.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。安定した一貫した動作のためには、定電圧ではなく定電流源で駆動する必要があります。複数のLEDを接続する場合、各デバイスに同一の電流が流れることを保証するため、直列接続が推奨されます。並列接続が避けられない場合は、順方向電圧（Vf）のばらつきを補償し、電流の偏り（カレントホギング）を防ぐために、各LEDブランチに個別の電流制限抵抗を使用すべきです。これにより、輝度の不均一や特定デバイスの過負荷を防止できます。

9.2 熱管理

性能と寿命にとって、接合部温度の管理は最も重要です。最大接合部温度は90°Cです。設計者は、PCBレイアウト、銅面積、およびサーマルビアの使用可能性に基づいて、接合部から周囲環境までの熱抵抗（Rth j-a）を計算する必要があります。特に性能曲線に示される温度による光出力の低下率を考慮し、Tjを規定範囲内に保つために、消費電力（Pd = Vf * If）を管理しなければなりません。PCB上に設計された適切な熱放熱パッドが不可欠です。

9.3 光学設計

135度の視野角は広い放射パターンを提供します。集光または平行化されたUV光を必要とする用途では、レンズや反射鏡などの二次光学部品が必要になる場合があります。これらの光学部品の材料は、UV放射に対して透明でなければなりません（例：特殊ガラスやPMMAなどのUV安定プラスチック）。

10. 信頼性とアプリケーションに関する注記

本製品は、標準的な商業用および産業用電子機器での使用を目的として設計されています。故障が安全性を脅かす可能性のある、例外的な信頼性が要求される用途（例：航空、医療用生命維持装置、輸送安全システム）では、標準製品データがそのような極限の使用条件をカバーしていない可能性があるため、特別なコンサルテーションおよび適格性評価プロセスが必要です。LEDの寿命は、主に接合部温度と駆動電流といった動作条件に大きく影響されます。絶対最大定格以下で動作させ、堅牢な熱設計を実施することが、動作寿命を最大化します。