高電力UV LED SMD 6650 セラミックパッケージ技術データシート - 外形寸法6.6x6.6x3.85mm、電圧6.4-7.6V、波長365-410nm

1. 製品概要

本ドキュメントは、高電力表面実装デバイス (SMD) 紫外線 (UV) 発光ダイオード (LED) の仕様を詳細に記載しています。本製品は、紫外線スペクトルにおいて堅牢な性能と信頼性の高い出力を必要とする産業グレードのアプリケーション向けに設計されています。そのコア構造は、要求の厳しい動作条件下での安定性と長寿命を確保するために先進材料を活用しています。

1.1 一般的な説明

本LEDは、コンパクトなセラミック基板と石英ガラスレンズを組み合わせたパッケージを特徴とします。この材料の組み合わせにより、セラミックからの優れた熱管理特性と、石英による高いUV透過性および耐久性を提供します。全体のパッケージ寸法は、長さ6.6 mm、幅6.6 mm、高さ3.85 mmであり、自動SMT組立ラインに適しています。

1.2 主要機能と利点

• 優れたパッケージ：効率的な放熱のためのセラミック基板と、最適なUV光透過および環境耐性のための石英レンズを採用。
• 広い視野角：120度の半値角により、広範囲の照射カバレッジを提供し、エリア硬化や殺菌に有益です。
• SMT互換性：標準的な表面実装技術（SMT）の組立およびはんだリフロー工程に完全互換です。
• 自動ハンドリング：テープアンドリール形式で供給され、高速ピックアンドプレースマシンとの互換性があります。
• 湿気感度：湿気感度レベル (MSL) 3に定格されており、リフロー前に168時間を超えて暴露された場合はベーキングが必要です。
• 環境適合性：本製品はRoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠しています。

1.3 ターゲットアプリケーション

本UV LEDは、紫外線を利用した化学プロセスまたは殺菌効果を必要とするアプリケーション向けに設計されています。主な応用分野は以下の通りです：

• UV硬化：印刷、電子機器組立、3Dプリンティングにおける接着剤、コーティング、インクの瞬時硬化。
• UVインク硬化：特に産業印刷プロセスにおけるインクの乾燥および重合に使用されます。
• 紫外線殺菌：空気、水、または表面の浄化を目的とした機器で使用され、微生物を対象とします。
• 一般的な用途：UVAまたは近紫外光の信頼性の高い光源を必要とするその他のアプリケーション。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 電気的および光学的特性

すべてのパラメータは、はんだ接点温度 (Ts) 25°Cで規定されています。主要な性能指標は、特定の特性に基づいて異なる製品コードに分割されています。

• 順方向電圧 (VF)：駆動電流1400 mAで測定されます。製品は3つの電圧ビンで提供されます：B28 (6.4V～6.8V)、B30 (6.8V～7.2V)、B32 (7.2V～7.6V)。これにより、電源要件に関する設計考慮が可能です。
• 放射束 (Φe)：ミリワット (mW) 単位の光出力です。これはUV光強度の主要な測定値です。性能は3つの放射束グレード (1B42、1B43、1B44) にビニングされ、1400mAにおける代表値は約3550 mWから7100 mW以上まで、特定の波長バリアントに応じて変化します。
• 波長バリアント：製品ファミリーは、複数のピーク波長範囲をカバーします：365-370 nm、380-390 nm、390-400 nm、400-410 nm。選択は、硬化アプリケーションにおける光開始剤の感度または殺菌効果曲線に依存します。
• 熱抵抗 (RthJ-S)：接合部からはんだ接点までの熱抵抗は、代表値4.5 °C/Wで規定されています。この低い値はセラミックパッケージの直接的な利点であり、LEDチップから基板への効率的な熱伝達を示しています。
• 逆方向電流 (IR)：逆バイアス10Vを印加した場合の最大漏れ電流は5 μAです。

2.2 絶対最大定格

これらの定格は、永久的な損傷が発生する可能性があるストレス限界を定義します。これらの限界以下またはでの動作は保証されません。

• 最大電力損失 (PD)：15.2 ワット。
• ピーク順方向電流 (IFP)：2000 mA、パルス条件 (0.1msパルス幅、1/10デューティサイクル) で許可されます。
• 逆方向電圧 (VR)：10 ボルト。
• 静電気放電 (ESD)：2000V人体モデル (HBM) に耐えます。取扱い中のESD対策は依然として必要です。
• 温度範囲：
  • 動作温度 (TOPR): -40°C ～ +80°C。
  • 保管温度 (TSTG): -40°C ～ +100°C。
  • 最大接合部温度 (TJ): 105°C。

2.3 ビニングシステムの説明

製品は、一貫した性能を確保するために標準化されたビニングシステムを使用しています：

• 順方向電圧 (VF) ビニング：コードB28、B30、B32により、設計者は並列アレイでの均一な電流分布のために類似の電圧降下を持つLEDを選択できます。
• 放射束 (Φe) ビニング：コード1B42、1B43、1B44は、光出力に基づいてLEDを分類します。これにより、最終アプリケーションでの予測可能な光強度が可能になります。
• 波長ビニング：製品型番は、主波長範囲（例：365-370nm）を示します。この精密な選別は、特定の光反応をターゲットとするアプリケーションにおいて重要です。

3. 性能曲線分析

3.1 順方向電圧対順方向電流 (IV曲線)

データシートは典型的なIV特性曲線を参照しています。このタイプの高電力UV LEDでは、曲線は非常に低い電流で指数関係を示し、公称動作電流1400mAにおいて直列抵抗を持つほぼ線形領域に遷移することが期待されます。この動作領域の傾きはLEDの動的抵抗に関連します。この曲線を理解することは、安定した光出力を確保し、熱暴走を防止する適切な定電流ドライバを設計するために不可欠です。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法と図面

機械的外形は、フットプリント6.60 mm x 6.60 mm、全高3.85 mmで厳密に定義されています。パッケージには、はんだ接着と放熱を強化するための底部に熱パッドが含まれます。レンズは上面中央に位置しています。特に指定がない限り、すべての特徴の寸法公差は一般に±0.2 mmです。

4.2 極性識別とはんだパッドレイアウト

カソード (-) およびアノード (+) 端子はパッケージ底部に明確にマーキングされています。推奨はんだパッドパターン (ランドパターン) が提供され、2つの電気パッドと大きな中央熱パッドの寸法を示しています。この推奨に従うことは、信頼性の高い電気接続の達成、熱性能の最大化、およびリフローはんだ付け時の適切な位置合わせを確保するために重要です。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 SMTリフローはんだ付けプロファイル

本製品は、赤外線または対流リフローはんだ付けプロセスに適しています。特定の温度プロファイルに従う必要があり、通常は予熱、熱浸漬、リフロー、冷却ゾーンを含みます。ピークはんだ温度は最大定格温度を超えてはならず、LEDダイ、内部ボンド、または石英レンズへの損傷を回避します。MSL 3定格のため、開封された防湿バッグ内の部品は、168時間以内に使用しない場合はベーキングが必要です。

5.2 手動はんだ付けおよびリワーク

手動はんだ付けまたはリワークが必要な場合は、細心の注意を払って実行する必要があります。温度制御されたはんだごてを使用し、先端温度を可能な限り低く（推奨350°C以下）保ち、部品への熱ショックを防止するために接触時間を最小限に抑えるべきです。石英レンズへの直接接触は避けてください。

6. 包装、保管、および注文

6.1 包装仕様

LEDは、自動組立用にリール上のエンボスキャリアテープに包装されています。キャリアテープポケットおよびリール（ハブ径、フランジ径、幅を含む）の詳細寸法が提供され、SMT装置との互換性を確保します。リールには製品情報、数量、およびロットトレーサビリティデータがラベル付けされています。

6.2 防湿およびドライ包装

MSL 3定格を維持するため、リールは湿度指示カードとともに防湿バッグ内に密封されます。バッグは真空密封または乾燥窒素充填され、保管および輸送中の周囲湿気から部品を保護します。

7. アプリケーション提案および設計考慮事項

7.1 最適性能のための設計考慮事項

• 熱管理：長寿命および安定した出力の鍵は、効果的な放熱です。低い4.5 °C/Wの熱抵抗は、プリント基板 (PCB) が十分な熱ビアと銅面積を持って熱を放散する場合にのみ有効です。最大接合部温度105°Cを超えてはなりません。
• 駆動電流：推奨1400mA DC電流以下で動作させてください。定電流ドライバを使用することは、光出力と寿命に影響する電流変動を防止するために不可欠です。順方向電圧ビンは、ドライバの電圧ヘッドルーム設計に役立ちます。
• 光学系および材料：殺菌または硬化システムでは、二次光学系またはカバー材料（チューブや窓など）が発光される特定のUV波長に対して透明であることを確認してください。多くの標準プラスチックはUV暴露下で劣化します。

7.2 技術比較および差別化

プラスチックパッケージのUV LEDと比較して、このセラミックおよび石英パッケージは、はるかに優れた熱性能、より高い最大動作温度、および封止材のUV誘起劣化（黄変）に対する優れた耐性を提供します。これにより、長寿命、より高い持続出力、過酷な環境での信頼性が実現します。

8. よくある質問 (FAQ)

8.1 波長バリアント（365nm対400nm）の違いは何ですか？

365-370nmバリアントはUVAスペクトルで発光し、一般的な光開始剤に適合するため、ほとんどの産業用UV硬化アプリケーションに理想的です。400-410nmバリアントは可視光に近いUVであり、より深い浸透または異なる化学開始が必要な場合、または低エネルギーUVで十分な殺菌が行われる場合に使用される可能性があります。

8.2 アプリケーションにおける放射束 (mW) 値をどのように解釈しますか？

放射束は発光される総光パワーです。硬化の場合、これは提供される線量（単位面積あたりのエネルギー）に関連します。距離、光学系、およびこの放射束値に基づいてターゲットでの照度 (mW/cm²) を計算する必要があります。殺菌の場合、殺菌効果は波長依存性があるため、放射束は作用スペクトルで重み付けされる必要があります。

8.3 このLEDを定電圧源で駆動できますか？

強く推奨されません。LEDは電流駆動デバイスです。単純な直列抵抗を用いた定電圧源は非効率的であり、温度およびユニット間のVf変動に対する調整が不十分です。安定した信頼性の高い動作には、専用の定電流LEDドライバが必要です。

9. 信頼性および試験

本製品は、ストレス下での性能を確保するために一連の信頼性試験を受けます。標準的な試験項目には、高温動作寿命、温度サイクル、湿度試験、はんだ耐熱性が含まれる場合があります。製品の堅牢性を保証するために、特定の条件および合否基準（順方向電圧または放射束の許容変化など）が定義されています。