UV LED RF-C37P6-URF-AR 仕様書 - サイズ3.7x3.7x3.45mm - 順方向電圧4.5-7.5V - 電力3.8W - ピーク波長275nm - 日本語技術文書

1. 製品概要

本書は、消毒、殺菌、空気清浄用途向けに設計された高信頼性・高出力の紫外線（UV）LEDの詳細な技術仕様を提供します。本デバイスは、コンパクトな3.7mm x 3.7mm x 3.45mmの表面実装パッケージに60度の視野角を備え、様々な電子アセンブリへの効率的な統合を可能にします。本製品はRoHS準拠であり、湿気感受性レベル3に分類され、標準的なSMT実装およびリフローはんだ付けプロセスとの互換性を保証します。最大消費電力3.8W、350mA時に4.5V～7.5Vの順方向電圧オプションにより、過酷な環境でも信頼性の高い性能を発揮します。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 光電特性（25°C, 350mA時）

順方向電圧（VF）は4つのビンに分類：F02（4.5-5.5V）、F03（5.5-6.5V、代表値6.3V）、F04（6.5-7.5V）。逆方向電流（IR）はVR=10Vで最小であり、1H05～1H08のビンで5µA～40µAをカバーします。全放射束（Φe）は270mW～275mW（ビンUA35）または275-280mW（ビンUA36）。ピーク波長（λp）は275nm代表値（範囲270-280nm）。スペクトル半値幅（Δλ）は8-12nm、視野角60°、熱抵抗（RTHJ-S）は最大45°C/W。

2.2 絶対最大定格

最大消費電力は3.8W、ピーク順方向電流（1/10 duty, 0.1msパルス）は500mA、逆方向電圧は10V。静電気放電（HBM）は1000Vに耐えます。動作温度範囲は-40°C～+45°C、保管温度は-20°C～+65°C、接合部温度は最大60°C。動作中は接合部温度がこの限界を超えないように注意する必要があります。

2.3 ビン分類システム

製品は順方向電圧（F02-F04）、逆方向電流（1H05-1H08）、放射束（UA35, UA36）によって分類されます。ピーク波長は275nmを中心とし、許容差は±2nm。測定許容差：VF ±0.1V、波長 ±2nm、放射束 ±10%。お客様はシステム要件に基づいて適切なビンを選択してください。

3. 性能曲線解析

3.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

I-V曲線は、350mAで約6.1Vの代表的な順方向電圧を示し、急な傾きは低い動的抵抗を示しています。100mAではVFは約5.9Vに低下し、500mAでは約6.5Vに上昇します。

3.2 相対出力 vs. 順方向電流

相対強度は0～500mAの電流に対してほぼ直線的に増加し、500mA動作時には350mA時の値の約150%に達します。これにより、制限内での短時間の過電流駆動が可能です。

3.3 ピーク波長 vs. 順方向電流

ピーク波長は電流によってわずかにシフトします：100mAではλp ≈ 274.0nm、500mAではλp ≈ 274.8nm。このシフトは全電流範囲で約0.8nmと小さく、良好な波長安定性を示しています。

3.4 温度依存性

最大順方向電流ははんだ接合部温度の上昇に伴ってディレーティングされます：Ts=25°Cでは最大電流500mA、Ts=50°Cでは約300mAに減少、Ts=100°Cでは電流はゼロにすべきです。性能を維持するには適切な熱管理が不可欠です。

3.5 スペクトル分布

スペクトル分布は275nmを中心とし、半値全幅は約10nmです。出力は主にUVC範囲（200-280nm）に集中しており、殺菌用途に効果的です。

3.6 放射パターン

放射図はランバート型のパターンを示し、強度は約±30°で50%に低下し、±90°でほぼゼロになります。これにより60°の均一な照射角が得られます。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

上面図は3.70mm x 3.70mmの本体と高さ3.45mmを示します。側面図はベース上の中央レンズ高さ1.20mmを示します。下面図は2つの大きな熱/電気パッドを示します：アノードパッドは3.20mm x 2.20mm、カソードパッドは3.20mm x 1.20mm、両者は0.50mmのギャップで分離されています。極性は下面にマークされています。

4.2 はんだ付けパターン（推奨ランドパターン）

推奨PCBランドパターン：アノードパッド3.70mm x 3.20mm、カソードパッド3.70mm x 1.20mm、両者の間隔0.50mm。これにより良好な熱的および電気的接触が確保されます。特に記載のない限り、すべての寸法はミリメートルで、許容差は±0.2mmです。

4.3 極性識別

極性は下面図のアノード側に+マークで示されています。また、キャリアテープにも極性マークが付いています。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

5.1 リフローはんだ付けプロファイル

推奨リフロープロファイル：60～120秒間150°C～200°Cに予熱し、最大60秒以内に217°C（TL）まで昇温、その後ピーク温度260°Cで最大10秒間（tp）保持。冷却速度は6°C/s以下とする。25°Cからピークまでの合計時間は8分以内。リフローは2回までとし、サイクル間に24時間以上経過した場合は、最初にLEDをベークしてください。

5.2 手はんだ付け

手はんだ付け：アイロン温度300°C未満、3秒未満、1回のみ。はんだ付け中にシリコンレンズに圧力をかけないでください。

5.3 修理とリワーク

はんだ付け後の修理は推奨しません。やむを得ない場合は、両頭はんだごてを使用し、LEDの特性が損なわれていないことを確認してください。

5.4 取り扱い注意事項

LEDのシリコン封止材は柔らかいため、上面に機械的ストレスを加えないでください。反ったPCBに実装したり、はんだ付け後に基板を曲げたりしないでください。急冷を避けてください。適切なESD対策を講じてください（本デバイスは1000V HBMに耐えますが、保護は依然として必要です）。

6. 包装および注文情報

6.1 包装仕様

ユニットはテープ&リールで包装され、1リールあたり500個。キャリアテープのピッチは4.0mm、幅は12.0mm、ポケットサイズは3.7mmの本体に対応。リール直径178mm、幅12mm、ハブ直径60mm、スピンドル穴13.0mm。

6.2 ラベル情報

各リールには次の情報が記載されたラベルが付いています：品番、仕様番号、ロット番号、ビンコード（Φe、VF、WLPビンを含む）、数量、日付。ラベルにはESD注意記号も含まれます。

6.3 防湿包装

リールは乾燥剤と湿度表示カードとともに防湿袋に密封されています。開封前の保管：30°C以下、75%RH以下で最長1年間。開封後：30°C以下、60%RH以下で24時間。それを超えた場合は、60±5°Cで24時間以上ベークしてください。

7. アプリケーション推奨事項

7.1 代表的な用途

このUV LEDは、消毒（水、空気、表面）、医療機器の殺菌、空気清浄システムに最適化されています。コンパクトサイズと高放射束により、ポータブルおよび固定設備への統合が可能です。

7.2 設計上の考慮事項

信頼性の高い動作のためには、適切な放熱を確保してください：熱抵抗45°C/Wは、3.8W時には接合部-はんだ接合部間の温度上昇が171°Cになり、60°Cの接合部限界を超えます。したがって、実際の電力はディレーティングする必要があります（例：350mAで約2.2W、99°C上昇、依然として限界超過；適切な熱管理が重要）。熱暴走を防ぐために、直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。逆電圧状態を避けてください。

7.3 材料適合性

LEDは硫黄、臭素、塩素、揮発性有機化合物（VOC）に敏感です。周囲の材料には、<硫黄100ppm以下、<臭素と塩素各900ppm以下、総ハロゲン<1500ppm以下が含まれていることを確認してください。有機蒸気を放出する接着剤は避けてください。

8. 信頼性と試験

8.1 信頼性試験項目

本製品は以下の試験に合格しています：リフローはんだ付け（260°C、3回）、熱衝撃（-40°C～100°C、100サイクル）、寿命試験（25°C、350mA、1000時間）。すべて合格基準0/1（故障ゼロ）。故障基準：VF > U.S.L.×1.1、IR > U.S.L.×2.0、Φe < L.S.L.×0.7。

8.2 保管と取り扱い

元の包装のまま管理された条件下で保管してください。開封後は24時間以内に使用するか、使用前にベークしてください。ESD保護を施して取り扱い、レンズに触れないようにしてください。

9. 技術比較

標準的なSMD UV LEDと比較して、本製品は高出力（最大3.8W）とコンパクトなフットプリント（3.7x3.7mm）のバランスの取れた組み合わせを提供します。60°の視野角は多くの深紫外LED（通常30-45°）よりも広く、より広い範囲をカバーします。熱抵抗45°C/Wはこのパッケージサイズとして競争力があります。順方向電圧ビンにより、特定のドライバ電圧（例：6Vまたは12Vシステム）に合わせて選択できます。350mAでの約275mWの放射束は、このパッケージのUVC LEDとしては標準的で、消毒用途に適しています。

10. よくある質問

1. ピーク波長は？ピーク波長は275nm（代表値）で、UVC殺菌範囲内です。
2. このLEDを500mAで連続使用できますか？いいえ、500mAの絶対最大定格はパルス（0.1ms、10%デューティ）に対するものです。特別な冷却を施さない限り、500mAでの連続動作は接合部温度限界を超えます。
3. 推奨駆動電流は？350mAは標準的な試験条件であり、適切な放熱を伴う連続動作に推奨されます。より低い電流（例：200-300mA）は寿命と効率を向上させます。
4. このLEDにはヒートシンクが必要ですか？はい、消費電力が高く熱抵抗があるため、350mA時にははんだ接合部温度を45°C以下に保つためにヒートシンクまたはサーマルパッドが不可欠です。
5. 順方向電圧のビン分類は？ビンF02（4.5-5.5V）、F03（5.5-6.5V）、F04（6.5-7.5V）。ご使用の電源電圧に合わせた適切な電流制限部品を使用してください。
6. 水の消毒に使用できますか？はい、275nmの波長は水中の細菌やウイルスの不活化に効果的です。ただし、設計には適切な光学結合と冷却が含まれている必要があります。

11. 実用的なアプリケーション例

11.1 空気清浄ユニット

このUV LEDを使用した空気清浄機は、350mAの単純な定電流ドライバと金属筐体に取り付けた小型ヒートシンクで設計できます。60°のビーム角により、光触媒フィルターを均一に照射できます。小型ルームユニットには1～2個のLEDで十分です。

11.2 ポータブル殺菌ワンド

バッテリー駆動殺菌器：3個のLEDを直列に接続し、昇圧コンバータで約18V、350mAを供給します。コンパクトなパッケージ（3.7mm）によりスリムなワンドデザインが可能です。安全のために石英窓と近接センサーを含めてください。

11.3 表面消毒モジュール

コンベアベルト殺菌には、これらのLEDをアレイ状に配置できます。テープ上のピッチ12mmを利用して、100mm幅のベルトをカバーするアレイを設計できます。アルミ基板による適切な熱管理が必要です。

12. 原理紹介

UVC LEDは半導体材料（通常AlGaN）中の電界発光によって光を生成します。順方向電圧が印加されると、活性領域で電子と正孔が再結合し、バンドギャップに対応するエネルギーの光子を放出します。275nmの波長は約4.5eVの光子エネルギーに相当します。深紫外光は微生物のDNA/RNAを損傷し、複製を防ぎ、不活化を引き起こします。この物理原理が消毒用途の基礎となっています。

13. 開発動向

UVC LED市場は、高効率化（現在WPE >5%、目標>10%）、長寿命化（>10,000時間）、低コスト化（mWあたり）へと進化しています。パッケージサイズは小型化しながら電力を維持しています。この3.7mmパッケージは成熟した設計を表しており、今後のトレンドにはチップスケールパッケージや集積光学が含まれます。さらに、水銀ランプの毒性問題により、医療、産業、消費者市場全体でLEDベースのUVシステムの採用が進んでいます。