LTPL-C16FUVD405 UV LED データシート - 3.2x1.6x1.6mm - 3.3V - 1.75W - 405nm - 英語技術文書

1. 製品概要

LTPL-C16F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。この製品は革新的で、エネルギー効率が高く、超小型の光源であり、発光ダイオード（LED）に固有の優れた寿命と信頼性を、従来の照明システムに通常関連付けられる高輝度レベルと見事に融合させています。この組み合わせにより、設計エンジニアには比類のない自由度が提供され、過酷な環境において、古く効率の低い照明技術を効果的に置き換えるために必要な光出力を提供しながら、新しいコンパクトな形状因子の創造が可能となります。

1.1 主な特長

• 大量生産のための標準的な自動実装およびピックアンドプレース装置と完全互換です。
• 赤外線（IR）および気相リフローはんだ付けプロセス両方に耐える設計で、堅牢な実装を保証。
• 既存設計への統合を容易にするため、標準化されたEIA（Electronic Industries Alliance）フォームファクタでパッケージ化。
• 入力特性は、標準集積回路（IC）の駆動レベルと互換性があります。
• グリーン製品として製造され、RoHS指令に準拠し、鉛（Pb）およびその他の制限物質を含みません。

1.2 ターゲットアプリケーション

このUV LEDは、405nm紫外線の集光光源を必要とするアプリケーション向けに特別に設計されています。主な使用例は以下の通りです：

• UV硬化： 接着剤、コーティング、インクの迅速な重合・硬化。
• UV Marking & Coding: 様々な基材への永久マーキング。
• UV接着： 速硬化接着プロセス。
• 印刷インキ乾燥： 特殊UV反応性インキの促進乾燥・硬化。

2. 機械的およびパッケージ情報

本デバイスは超小型表面実装パッケージに収められています。主要な外形寸法は以下の通りです（特に指定のない限り、単位はミリメートル、標準公差は±0.1mm）。パッケージ本体の長さは約3.2mm、幅は約1.6mm、高さは約1.6mmです。熱的および機械的信頼性を確保するための適切なPCBフットプリント設計のために、データシートには、赤外線および気相リフローはんだ付け用のパッドレイアウト推奨を含む詳細な機械図面が提供されています。

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引き起こす可能性があります。すべての定格は、周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Po）： 1.75 W
• DC順方向電流 (If): 500 mA
• 動作温度範囲 (Topr): -40°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（Tstg）： -40°C ～ +100°C
• 最大接合温度（Tj）： 115°C

4. 電気光学特性

主要性能パラメータは、特に断りのない限り、If = 350mAの試験条件下、Ta=25°Cで測定されます。

• 放射束 (Φe): 440 mW (最小)、500 mW (標準)、590 mW (最大)。測定許容差は±10%です。
• 視野角 (2θ1/2): 135° (Typical).
• ピーク波長 (λp): 395 nm (最小)、405 nm (典型)、415 nm (最大)。これは近紫外スペクトルにおける中心発光波長を定義します。許容差は±3nmです。
• 順方向電圧 (Vf): 350mA時、3.1 V (最小)、3.3 V (典型)、3.5 V (最大)。測定許容差は±0.1Vです。
• 逆方向電圧 (Vr): 逆電流 (Ir) 10µA時における最大1.2 V。 重要なお知らせ: このパラメータはツェナー機能の特性評価のみを目的として試験されています。このLEDは逆バイアス下での動作を想定して設計されていません。長時間の逆電流印加はデバイスの故障を引き起こす可能性があります。

ESD注意： 本コンポーネントは静電気放電（ESD）に敏感です。潜在的または致命的な損傷を防ぐため、接地リストストラップ、静電気防止マット、および適切な装置の使用を含む、適切な取り扱い手順が必須です。

5. Bin Code and Classification System

生産における性能の一貫性を確保するため、デバイスは主要パラメータに基づいてビン分類されます。ビンコードは包装に印字されます。

5.1 順方向電圧 (Vf) ビニング

• ビン V3: Vf = 3.1V から 3.3V @ 350mA
• Bin V4: Vf = 3.3V から 3.5V @ 350mA

5.2 放射束（Φe）のビニング

• ビン R1: Φe = 440 mW から 470 mW
• Bin R2: Φe = 470 mW から 500 mW
• Bin R3: Φe = 500 mW から 530 mW
• Bin R4: Φe = 530 mW から 560 mW
• Bin R5: Φe = 560 mW から 590 mW

5.3 ピーク波長 (λp) ビニング

• Bin P3U: λp = 395 nm から 400 nm
• Bin P4A: λp = 400 nm から 405 nm
• Bin P4B: λp = 405 nm から 410 nm
• Bin P4C: λp = 410 nm から 415 nm

6. 性能曲線分析

データシートには、設計最適化に不可欠な複数の特性曲線が記載されています。

6.1 相対発光スペクトル

スペクトル分布曲線は、405nmを中心とする主ピーク（典型的）を示し、LED技術に特徴的な比較的狭いスペクトル帯域幅を有する。この単色性は、特定の光開始を必要とする用途に有利である。

6.2 相対放射束 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力と駆動電流の関係を示しています。放射束は低電流域では電流に対して超直線的に増加しますが、高電流域では熱的影響と効率低下（ドループ）効果により飽和する傾向があります。最適な効率と寿命を得るためには、一般的な350mA以下での動作が推奨されます。

6.3 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V特性曲線）

I-V特性はドライバ設計に不可欠です。これはダイオードに典型的な指数関数的関係を示しています。典型的な順方向電圧は350mAで3.3Vです。安定した光出力を確保するため、ドライバ回路は電圧制御ではなく、電流制御でなければなりません。

6.4 Relative Radiant Flux vs. Junction Temperature

この重要な曲線は、接合温度（Tj）の上昇が光出力に及ぼす負の影響を示しています。UV LEDの効率は、一般的に温度上昇とともに低下します。適切なPCBレイアウト（スルーホールビアと十分な銅面積の使用による）を通じた効果的な熱管理は、高出力と長期信頼性を維持するために極めて重要です。

7. 組立および製造ガイドライン

7.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリー（Pbフリー）はんだプロセス向けの推奨リフロープロファイルを提供します。主なパラメータは以下の通りです：

• プリヒート： 150-200°C、最大120秒間。
• ピークボディ温度： 最大260°C。
• 液相線以上時間： 10秒以内が推奨されます（最大2回のリフローサイクルが許可されています）。
• 制御された徐冷が推奨されます。急冷は推奨されません。
• はんだごてによる手はんだは、300°Cで最大3秒、1回のみに限定すべきです。

7.2 洗浄

組立後の洗浄が必要な場合は、指定された化学薬品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。指定外の化学薬品の使用は、パッケージのエポキシ樹脂やレンズを損傷する可能性があります。

7.3 湿気感受性

本製品は、JEDEC J-STD-020に基づき湿気感受性レベル（MSL）3に分類されます。リフロー工程におけるポップコーン現象を防止するために対策が必要です。

• シールドバッグ： 30°C以下、相対湿度90%以下で保管してください。袋の封入日から1年以内に使用してください。
• 開封済みバッグ： 30°C以下、相対湿度60%以下で保管してください。工場の環境条件に曝露後、168時間（7日）以内に半田付けを行う必要があります。
• 湿度指示カードが10%ピンク以上を示した場合、またはフロアライフを超過した場合は、使用前に60°Cで少なくとも48時間のベーキングが必要です。

8. 包装仕様

部品は自動ハンドリング用のエンボス加工キャリアテープに供給されます。

• テープ寸法: EIA-481-1-B仕様に準拠。
• リールサイズ: 標準7インチ（178mm）リール。
• リールあたりの数量： 最大1500個。
• 空のポケットはカバーテープで密封されています。連続して部品が欠落しているポケットの最大許容数は2つです。

9. アプリケーション設計上の考慮事項

9.1 駆動方式

LEDは本質的に電流駆動デバイスです。安定した一貫した性能を得るためには、定電圧源ではなく定電流源で駆動する必要があります。基本的な用途では電圧源と直列抵抗の簡易回路も使用可能ですが、特に熱影響の管理と長寿命化を確実にする精密制御のためには、専用のLEDドライバICまたは回路の使用が推奨されます。

9.2 熱管理

性能曲線が示すように、接合温度は出力効率と寿命に直接影響します。設計者は効果的な熱経路を実装しなければなりません。これには、十分な銅厚を持つPCBの使用、LEDの熱パッド直下への熱ビア配列の組み込み、そして高電流または高周囲温度で動作する場合は外部ヒートシンクの追加が含まれます。

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。集光または平行光線が必要なアプリケーションでは、レンズや反射鏡などの二次光学素子を使用する必要があります。これらの光学素子の材料は405nmの紫外線に対して透明でなければなりません。標準的なポリカーボネートやアクリルは適さず、長時間の紫外線暴露で劣化する可能性があります。UVグレードのガラスまたは特殊プラスチックの使用が推奨されます。

10. 信頼性とアプリケーションに関する注記

本LEDは、標準的な電子機器での使用を想定しています。故障が安全性、健康、または重要インフラ（航空、医療用生命維持装置、交通制御など）に危険を及ぼす可能性のある用途では、設計採用前に、部品メーカーとの具体的な信頼性評価および協議が必須です。定格寿命および信頼性を達成するには、絶対最大定格、はんだ付けガイドライン、および保管条件を適切に遵守することが不可欠です。