LTPL-C036UVG385 UV LED データシート - 3.7V 標準 - 4.4W 最大 - 380-390nm ピーク波長 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本製品は、主にUV硬化プロセスおよびその他の一般的なUV用途向けに設計された、高性能で省エネな紫外線（UV）光源です。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光源と同等の強度レベルと融合させることで、固体照明技術の進歩を体現しています。この技術は設計の柔軟性を大幅に向上させ、水銀灯などの従来のUV技術を置き換える固体UVソリューションに新たな可能性を拓きます。

1.1 中核的利点とターゲット市場

本UV LEDシリーズの主な特徴は、産業および製造分野への統合における利点を強調しています。I.C.（集積回路）互換性を有し、電子制御や自動化システムへの統合を容易にします。製品はRoHS指令に準拠し、鉛フリーであり、厳格な国際的な環境・安全基準を満たしています。主な利点は、従来光源と比較して高い電気効率と低消費電力により、総運用コストを削減できることです。さらに、LED技術の長寿命と堅牢性により、ランプ交換に伴うメンテナンスコストとダウンタイムを大幅に低減します。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

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限界値を定義します。絶対最大直流順方向電流（If）は1000 mAです。最大消費電力（Po）は4.4ワットです。動作温度範囲（Topr）は-40°Cから+85°C、保存温度範囲（Tstg）は-55°Cから+100°Cです。最大許容接合温度（Tj）は110°Cです。長時間にわたる逆バイアス条件下でのLEDの動作は避けることが極めて重要であり、部品故障の原因となります。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、周囲温度25°C、順方向電流（If）700mAという標準試験条件（典型的な動作点と思われる）で規定されています。順方向電圧（Vf）は最小2.8Vから最大4.4Vの範囲で、標準値は3.7Vです。UVスペクトルにおける総光出力である放射束（Φe）は、1050 mW（最小）から1545 mW（最大）の範囲で、標準値は1230 mWです。ピーク波長（λp）は380 nmから390 nmの間に規定され、UVAスペクトルに分類されます。指向角（2θ1/2）は標準で55度です。接合部からはんだ付け点までの熱抵抗（Rthjs）は標準で5.0 °C/Wであり、熱設計における重要なパラメータです。

3. ビンコードシステムの説明

本製品は、主要な性能パラメータに基づいてビンに分類され、アプリケーションにおける一貫性を確保します。これにより、設計者は特性が厳密にグループ化されたLEDを選択することができます。

3.1 順方向電圧（Vf）ビニング

LEDは700mA時に4つの電圧ビン（V0からV3）に分類されます。ビンは以下の通りです：V0（2.8V - 3.2V）、V1（3.2V - 3.6V）、V2（3.6V - 4.0V）、V3（4.0V - 4.4V）。この分類の許容差は±0.1Vです。

3.2 放射束（mW）ビニング

光出力は700mA時に5つのカテゴリ（PRからUV）にビニングされます。ビンは以下の通りです：PR（1050-1135 mW）、RS（1135-1225 mW）、ST（1225-1325 mW）、TU（1325-1430 mW）、UV（1430-1545 mW）。許容差は±10%です。

3.3 ピーク波長（Wp）ビニング

UVスペクトルは2つの波長ビンに分けられます：P3R（380-385 nm）およびP3S（385-390 nm）、許容差は±3nmです。ビン分類コードはトレーサビリティのために各製品包装袋に印字されています。

4. 性能曲線分析

4.1 相対放射束 vs. 順方向電流

この曲線は、LEDの光出力と駆動電流の関係を示しています。一般的に、放射束は電流とともに増加しますが、高電流では熱効果の増加や効率低下により非線形的な増加を示す場合があります。設計者はこれを使用して、出力と寿命をバランスさせる最適な駆動電流を決定します。

4.2 相対分光分布

このグラフは、ピーク波長（380-390nm）を中心とした、異なる波長にわたって放射される光の強度を示しています。特定の波長で活性化される光開始剤を使用するアプリケーションにおいて重要な、スペクトル帯域幅を示します。

4.3 放射パターン / 指向角

放射特性プロットは、光強度の空間分布を示します。標準の55度指向角（半値全幅）は中程度に広いビームを示しており、硬化用途で領域を均一に照射するのに適しています。

4.4 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

この基本的な電気特性は、ダイオードにおける電圧と電流の指数関数的関係を示しています。電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こす可能性があるため、適切な駆動回路を設計する上で極めて重要です。

4.5 相対放射束 vs. 接合温度

この曲線は、光出力の温度依存性を示しています。UV LEDの出力は、一般的に接合温度が上昇すると減少します。高く安定した出力電力を維持するためには効果的な放熱が不可欠であり、これは重要な設計上の考慮事項となります。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 外形寸法

データシートには、すべての寸法がミリメートルで記載された詳細な機械図面が提供されています。一般的な寸法公差は±0.2mmですが、レンズ高さおよびセラミック基板の長さ/幅の公差はより厳密な±0.1mmです。重要な注意点として、デバイス底面の熱パッドは、アノードおよびカソードの電気パッドから電気的に中性（絶縁）であることが指定されています。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

プリント回路基板（PCB）設計のための詳細なランドパターン図が提供されています。これには、アノード、カソード、および熱パッド接続のサイズと間隔が含まれます。このレイアウトに従うことで、適切なはんだ付け、電気的接続、そして最も重要なこととして、LED接合部からPCBおよびヒートシンクへの最適な熱伝達が確保されます。

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

推奨されるリフローはんだ付けプロセスを定義する詳細な温度対時間グラフが示されています。主要なパラメータには、予熱、ソーク、リフロー最高温度、および冷却速度が含まれます。注意事項では、すべての温度はパッケージ本体の上面を指すことを強調しています。急速冷却プロセスは推奨されません。LEDへの熱ストレスを最小限に抑えるためには、信頼性の高い接合を実現する可能な限り低いはんだ付け温度が常に望ましいです。

6.2 手はんだ付け手順

手はんだ付けが必要な場合、推奨される最大条件は300°Cで最大2秒間であり、これは1回のみ実行する必要があります。リフローはんだ付けは最大3回までとします。

6.3 洗浄手順

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤のみを使用してください。指定されていない化学液体の使用は、LEDパッケージ材料を損傷する可能性があるため禁止されています。

7. 包装および取り扱い情報

7.1 テープおよびリール仕様

LEDは、自動実装機用のエンボス加工キャリアテープおよびリールに供給されます。テープポケットおよび標準7インチリールの詳細な寸法が提供されています。テープはトップカバーでシールされています。7インチリールあたり最大500個を搭載できます。仕様はEIA-481-1-B標準に準拠しています。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

主な用途はUV硬化であり、印刷、塗料、接着剤、歯科などの産業で使用されます。その他の一般的なUV用途には、蛍光励起、偽造検出、医療機器の滅菌（その波長範囲内）などがあります。

8.2 駆動方法および回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。アプリケーション内で複数のLEDを並列接続する場合に強度の均一性を確保するためには、各LEDに直列に電流制限抵抗を組み込むことを強く推奨します。これにより、異なるユニット間の順方向電圧（Vf）のわずかなばらつきを補償し、電流の偏りを防ぎ、アレイ全体で均一な光出力と長寿命を確保します。

8.3 熱管理

標準的な熱抵抗5.0 °C/Wと、接合温度に対する出力の感度（性能曲線に示されている通り）を考慮すると、信頼性の高い高出力動作のためには効果的な放熱が必須です。PCBは十分な熱ビアを備えて設計し、場合によっては外部ヒートシンクに接続する必要があります。最大接合温度110°Cを超えてはなりません。

9. 信頼性および品質保証

9.1 信頼性試験計画

データシートには、製品に対して実施された包括的な信頼性試験計画の概要が記載されています。試験には、低温動作寿命（LTOL、-10°C）、室温動作寿命（RTOL）、高温動作寿命（HTOL、85°C）、湿潤高温動作寿命（WHTOL、60°C/90% RH）、サーマルショック（TMSK）、高温保存が含まれます。記載されているすべての試験において、指定された時間（500時間または1000時間）で10個のサンプル中0個の故障が確認されました。

9.2 故障判定基準

信頼性試験後のデバイス故障を判定する基準が明確に定義されています。標準動作電流における順方向電圧（Vf）の初期値からの変化が±10%を超える場合、故障とみなされます。同様に、放射束（Φe）の初期値からの変化が±15%を超える場合も故障とみなされます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 推奨動作電流は何ですか？

絶対最大電流は1000 mAですが、すべての電気光学特性およびビンコードは700 mAで規定されており、これが最適な性能と寿命を得るための意図された標準動作点であることを示しています。

10.2 設計におけるビンコードをどのように解釈すればよいですか？

システムの要件に基づいてビンを選択してください。電流駆動回路の場合、個別の電流制限抵抗を使用するのであれば、Vfビンはそれほど重要ではありません。放射束（mW）ビンは、硬化速度または光強度に直接影響します。波長（Wp）ビンは、使用する光開始剤またはアプリケーションの活性化スペクトルと一致させる必要があります。

10.3 抵抗なしで複数のLEDを並列駆動できますか？

推奨されません。Vfの自然なばらつきにより、直接並列接続されたLEDは均等に電流を分担しません。最も低いVfを持つLEDがより多くの電流を引き、過熱して故障し、連鎖反応を引き起こす可能性があります。常に各並列分岐に直列抵抗を使用するか、さらに良い方法として、複数チャネル用に設計された定電流ドライバを使用してください。

11. 技術紹介および動作原理

本デバイスは、半導体ベースの紫外線発光ダイオードです。特別に設計された半導体材料（通常は窒化アルミニウムガリウム - AlGaNベース）におけるエレクトロルミネセンスの原理に基づいて動作します。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlGaN材料システムの特定のバンドギャップエネルギーにより、放出される光子は紫外線範囲（380-390 nm UVA）となります。パッケージは、この光を効率的に取り出すと同時に、半導体接合部で発生する熱を管理するための堅牢な熱経路を提供するように設計されています。