UV LED PLCC-2 2.8x3.5x0.65mm データシート - 順方向電圧 3.2V 代表値 - 電力 0.7W - 365-375nm ピーク波長

1. 製品概要

この紫外線（UV）LEDは、標準的なPLCC-2（プラスチックリードチップキャリア）表面実装パッケージに設計されており、コンパクトな寸法2.8mm×3.5mm×0.65mmです。ピーク波長が365nmから375nmのUVAスペクトルを発光し、UV消毒、インクや接着剤のUV硬化、ネイルケアなどの用途に適しています。本デバイスは120°の広い視野角を備え、対象エリアに均一な照射を提供します。従来のSMT実装プロセスに対応し、テープ＆リール（1リールあたり4,000個）で供給されます。RoHS要件を満たし、耐湿性レベルは3です。

本デバイスは、指定された制限内で使用する場合、高い放射効率と長い動作寿命を実現します。順方向電圧、放射束、ピーク波長の複数のビンが用意されており、設計者はアプリケーションに最適な性能グレードを選択できます。PLCC-2パッケージは、自動実装に向けた良好な放熱性と機械的堅牢性を提供します。

1.1 主な特長

• PLCC-2表面実装パッケージ
• 視野角: 120°
• すべてのSMT実装およびリフローはんだ付けに適合
• 耐湿性レベル: レベル3
• RoHS準拠
• テープ＆リール梱包対応（4,000個/リール）
• 静電気放電保護: 1000V（HBM）

1.2 ターゲットアプリケーション

• 紫外線消毒（表面、水、空気）
• 接着剤およびコーティングのUV硬化
• UVインク硬化（印刷業界）
• ネイルケア（ジェル硬化）
• 一般的なUV照明および光線療法

2. 技術パラメータ分析

2.1 電気的および光学的特性（Ts=25°C、IF=150mA時）

本LEDは、代表的な順方向電流150mAで駆動されます。順方向電圧（VF）は、B11（3.0～3.2V）、B12（3.2～3.4V）、B13（3.4～3.6V）、B14（3.6～3.8V）の4つの範囲にビン分けされています。代表的な順方向電圧はB12ビンで約3.2Vであり、150mA動作での一般的な選択です。逆電流（IR）はVR=5Vで10µAに制限されており、良好な整流接合を示しています。

全放射束（Φe）は、1B26（90～112mW）、1B27（112～140mW）、1B28（140～180mW）、1B29（180～224mW）のビンに分類されます。（注：PDF表記に基づき、1B27を112～140mWと解釈）。ピーク波長（λp）はUA54（365～370nm）とUA55（370～375nm）にビン分けされます。視野角は120°（半値角±60°）と規定されています。接合部からはんだポイントまでの熱抵抗（RthJ-S）は代表値45°C/Wです。

2.2 絶対最大定格

本LEDは、損傷を防ぐため絶対最大定格を超えて動作させてはなりません。最大消費電力は0.7W、ピーク順方向電流は180mA（パルス幅条件は未指定ですが、一般的な短パルスを想定）、逆電圧は5V、ESD耐量（HBM）は1000Vです。動作温度範囲は-40～+85°C、保管温度は-40～+100°C、最大接合部温度は95°Cです。信頼性を確保するために接合部温度を95°C未満に保つことが重要であり、熱設計を慎重に検討する必要があります。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、順方向電圧、放射束、ピーク波長ごとにビンに分類され、お客様が適切な性能レベルを選択できるようになっています。ビンコードはリールラベルに印刷されています（例：VF 3.0～3.2Vの場合はB11、放射束90～112mWの場合は1B26、波長365～370nmの場合はUA54）。ラベル形式には、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード、VF、Φe、WLPの具体的な値が含まれます。これによりトレーサビリティが確保され、在庫管理が簡素化されます。

4. 性能曲線分析

4.1 順方向電圧 vs 順方向電流（I-V曲線）

代表的なI-V曲線は、150mAでの順方向電圧が3.2～3.6Vの範囲にあることを示しています。この曲線はGaNベースのUV LEDに特徴的です。電流が増加するとVFは非線形に上昇し、低電流（例：30mA）ではVFは約3.3Vです。この曲線は、電流制限抵抗や定電流ドライバの設計に役立ちます。

4.2 相対出力 vs 順方向電流

相対放射出力は、最大定格電流まで順方向電流に応じて増加します。150mAでは相対出力は約100%（正規化）です。低電流では熱ドループの低減により効率がわずかに高くなります。この線形関係は調光用途に役立ちます。

4.3 温度影響

はんだ温度（Ts）は相対放射出力に影響します。Tsが25°Cから125°Cに上昇すると、相対出力は約40%低下します。この熱ドループは適切な熱管理によって補償する必要があります。連続動作における許容最大はんだ温度は、接合部温度制約（95°C）によって制限されます。ディレーティング曲線（Ts vs 順方向電流）は、周囲温度が高い場合には、安全範囲内に保つために駆動電流を低減する必要があることを示しています。

4.4 スペクトル分布

スペクトル分布は、365～375nm付近にピークを持ち、半値全幅（FWHM）は約10～15nmです。発光は主にUVA領域であり、硬化における光開始剤の活性化や殺菌用途に効果的です。UV-C波長（280nm未満）は生成されません。このデバイスは、適切なシールドとともに使用すれば、多くの民生用途で安全です。

4.5 放射パターン

放射図は、半値角±60°（全角120°）のランバート様分布を示しています。中央領域内では強度が比較的均一であり、フラッド照明に適しています。サイド発光特性は、広いカバレッジが必要な用途に有利です。

5. メカニカルおよびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

PLCC-2パッケージ本体の寸法は2.80mm×3.50mm、高さ（厚さ）は0.65mmです。底面図には2つのコンタクトパッド（アノードとカソード）があります。極性はパッケージのノッチまたはマーキングで示されます。推奨はんだ付けパターン（フットプリント）の寸法は、各パッドが2.10mm×2.10mm、ピッチ2.08mmです。推奨はんだパッド全体の長さは2.80mm、幅は3.50mm（パッケージに合わせる）です。特に注釈のない限り、すべての公差は±0.2mmです。

5.2 極性と取り扱い

本デバイスには極性があり、カソード側が通常マークされています。逆電圧を印加しないように注意してください。逆電圧はマイグレーションや損傷を引き起こす可能性があります。取り扱い時には側面をピンセットでつかみ、上面のシリコンレンズには触れないでください。レンズは柔らかく、ほこりを引き寄せたり損傷したり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

本LEDは鉛フリーリフローはんだ付け用に設計されています。推奨プロファイルは、予熱ゾーン（150～200°C）で60～120秒、昇温速度最大3°C/s、217°C以上の時間最大60秒、ピーク温度260°Cで最大10秒、冷却速度最大6°C/sです。25°Cからピークまでの合計時間は8分以内とします。リフローは2回を超えて行ってはならず、2回のはんだ付けの間隔が24時間を超える場合、LEDが湿気を吸収して損傷する可能性があるため、2回目のリフロー前にベークが推奨されます。

6.2 手はんだ付けとリペア

手はんだ付けが必要な場合は、300°C未満に設定したはんだごてを使用し、3秒以内で行ってください。手はんだ付けは1回のみ許可されます。リフロー後のリペアは推奨しません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LED特性が劣化しないことを事前に確認してください。

6.3 注意事項

• はんだ付け中またははんだ付け直後（特にパッケージが高温のとき）は、LEDに機械的ストレスを加えないでください。
• 反ったPCBへのLED取り付けを避け、はんだ付け後に基板を曲げないでください。
• リフロー後はデバイスを急冷せず、室温まで自然冷却してください。

7. 梱包および注文情報

7.1 キャリアテープとリール

LEDはエンボスキャリアテープに収められ、テープ幅8.00mm、ピッチ4.00mm、カバーテープ付きで供給されます。リール径は178mm±1mm、ハブ径60mm±1mm、テープ幅12mmです。各リールには4,000個収納されています。リールラベルには、品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード（VF、Φe、WLP）、数量、製造週コードが含まれます。

7.2 耐湿性と保管

本デバイスの耐湿性レベルは3です。密封された防湿バッグを開封する前の保管条件は、≤30°Cかつ≤75%RHで最大1年間です。開封後は、≤30°Cかつ≤60%RHで保管した場合、24時間以内に使用する必要があります。湿度インジケーターカードが過剰な湿気を示した場合、または保管時間を超えた場合は、使用前に60±5°Cで24時間以上のベークが必要です。

8. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

8.1 熱管理

LEDの効率と寿命は接合部温度に強く依存するため、適切な放熱が重要です。接合部からはんだポイントまでの熱抵抗は45°C/Wです。消費電力0.7W（例：VF=3.5V×IF=200mA、ただし最大電流は180mA、代表的な150mAでは約0.525W）の場合、接合部温度上昇ははんだポイントに対して約0.525×45=23.6°Cです。周囲温度が85°Cの場合、接合部温度は約109°Cとなり、95°Cの制限を超えます。したがって、高温環境では電流をディレーティングするか、より大きなヒートシンクを使用する必要があります。

8.2 回路設計

順方向電圧のばらつきによる過電流を防ぐため、必ず電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。逆電圧を印加しないでください。ESD感度は1000V（HBM）です。取り扱いおよび実装時にはESD保護具を使用してください。器具の材料には硫黄化合物が100ppmを超えて含まれていてはならず、ハロゲン含有量（臭素および塩素それぞれ<900ppm、合計<1500ppm）を超えないようにして、LEDの腐食を防ぐ必要があります。

8.3 洗浄

はんだ付け後に洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコール（IPA）を使用してください。超音波洗浄はワイヤボンドを損傷する恐れがあるため避けてください。他の溶剤については、シリコン封止材およびパッケージ材料との互換性を事前にテストする必要があります。シリコン表面は柔らかくほこりを引き寄せるため、必要な場合は優しく清掃してください。

9. 技術比較

標準的な可視光LEDと比較して、このUV LEDは順方向電圧が高く（3.0～3.8V vs 可視光の約2.0～3.0V）、効率（放射出力 vs 放射束）は低くなっています。しかし、光化学プロセスに最適化された狭帯域のUVA発光スペクトルを提供します。PLCC-2パッケージは広く使用されており、既存のピックアンドプレースおよびリフロー設備と互換性があります。本製品は同程度の出力を持つ他のUV LEDと競合し、コンパクトなフットプリント、広い視野角、性能マッチングのための複数のビニングオプションが強みです。

10. よくある質問

Q1: 正しい順方向電圧ビンの選び方は？
ドライバのコンプライアンス電圧に合ったビンを選択してください。出力電圧3.4Vの150mA定電流ドライバの場合、B12（3.2～3.4V）またはB13（3.4～3.6V）が適しています。ドライバおよび直列抵抗での電圧降下を必ず考慮してください。

Q2: このLEDの期待寿命は？
データシートに明示的な寿命は記載されていませんが、適切な熱管理（接合部温度85°C未満）のもとでは、一般的なUV LEDはL70寿命で10,000～20,000時間を達成します。接合部温度が高いと寿命が大幅に短くなります。

Q3: LEDをより高い電流でパルス駆動できますか？
最大ピーク順方向電流は180mAです。低デューティサイクル（<10%）でパルス駆動する場合、より高いパルス電流も可能かもしれませんが、絶対最大定格を超えないようにしてください。詳細はメーカーに問い合わせください。

Q4: UV出力は人体に有害ですか？
UVA放射（365～375nm）は、長時間の曝露で皮膚の老化や眼障害を引き起こす可能性があります。適切なシールドまたは保護メガネを使用してください。本LEDはUV-C光源ではありませんが、それでも注意が必要です。

11. 実用的な使用例

ケース1 – PCB UV硬化：ソルダーマスクインク硬化システムで、これらのLEDをアレイ状に使用します。120°の視野角により、1列のLEDで幅10cmのベルトを均一に照射できます。1B28ビンのLEDあたり総放射束180mWにより、距離5mmで高速硬化が可能です。

ケース2 – ネイルランプ：ネイル硬化ランプでは、複数のLEDを半円状に配置します。365～370nmのピークはジェルポリッシュ中の光開始剤の吸収に適合します。コンパクトサイズにより薄型ランプ設計が可能です。

ケース3 – 消毒：小型物体（例：スマホケース）の表面消毒では、150mAで駆動する単一LEDで、数分間の照射により10cm²の面積の細菌を不活性化するのに十分なUVA強度を提供します。リフレクターを追加してビームを集中させることもできます。

12. UV LEDの動作原理

本LEDは、活性領域で電子と正孔が再結合する際に発光する、ガリウムナイトライド（GaN）ベースの半導体構造を使用しています。PLCC-2パッケージは、集積リフレクターカップ付きのリードフレーム、ダイアタッチ、ワイヤボンド、UVAに対して透明なシリコン封止材で構成されています。シリコンレンズはチップを保護し、光出力を整形します。パッケージ底面のサーマルパッドによりPCBへの熱伝導が可能です。本デバイスは定電流動作用に設計されており、順方向電圧は活性層のバンドギャップ（365nmで約3.4eV）によって決まります。

13. 市場と技術動向

UV LEDは、小型サイズ、即時オン/オフ、ウォームアップ不要、環境に優しい（水銀不使用）などの理由から、硬化、消毒、医療用途において従来の水銀ランプに取って代わりつつあります。トレンドは、より高い出力密度（例えば1W/チップ）とより短い波長（消毒向けUV-C）に向かっています。しかし、このようなUVA LEDは、UV-C LEDよりも効率が高く寿命が長いため、硬化用途では主力製品であり続けています。今後の展開としては、抽出効率の向上（パターン化基板やフリップチップ設計による）や集積光学系（コリメートレンズなど）が挙げられます。本製品のPLCC-2パッケージは成熟した技術であり、低コスト・大量生産を可能にします。