ELUA2835TG0 UVA LED データシート - 2.8x3.5mm パッケージ - 順電圧 3.0-4.0V - 150mA - ピーク波長 360-400nm - 技術文書

1. 製品概要

ELUA2835TG0 シリーズは、表面実装技術 (SMT) アプリケーション向けに設計された、コンパクトで高性能な紫外線A (UVA) 発光ダイオードです。この製品は、最小限の占有面積内で高い効率と信頼性の高い動作を実現するよう設計されており、スペースに制約のある設計への統合に適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、低消費電力、100度の広い視野角、および2.8mm x 3.5mmのコンパクトなフォームファクタです。最大2KV定格の静電気放電 (ESD) 保護機能を内蔵しており、取り扱いや組立時の堅牢性を高めています。本デバイスはRoHS、Pbフリー、EU REACH、ハロゲンフリー規制 (臭素<900ppm、塩素<900ppm、Br+Cl<1500ppm) に完全準拠しており、厳しい環境要件を持つグローバル市場に適しています。主なターゲットアプリケーションはUVAスペクトル領域であり、UVネイル硬化、偽造紙幣検出システム、害虫捕獲装置などが含まれます。

2. 技術パラメータ詳細解説

このセクションでは、データシートに規定されている主要な技術パラメータについて、客観的かつ詳細な解釈を提供します。

2.1 絶対最大定格

本デバイスの最大連続順電流 (I_F) 定格は180mAですが、通常は150mAで動作します。最大接合温度 (T_J) は90°Cであり、これは熱設計における重要なパラメータです。接合部から周囲への熱抵抗 (R_th) は15°C/Wと規定されています。動作および保管温度範囲は-40°Cから+85°Cであり、過酷な環境への適合性を示しています。

2.2 測光・電気的特性

製品命名規則から詳細な仕様が明らかになります。例えば、代表的な型番ELUA2835TG0-P6070SC53040150-VA1D(CM)は、ピーク波長が360-370nm範囲 (P6070)、最小放射束が210mW (SC3ビン)、代表値が240mW、最大値が270mWであることを示しています。その順電圧 (V_F) は、150mA時に3.0Vから4.0Vの間で規定されています。別のバリエーションであるELUA2835TG0-P9000SC13040150-VA1D(CM)は、390-400nm波長をターゲットとしており、電気的特性は類似していますが、代表的な放射束がわずかに高い250mWです。

3. ビニングシステムの説明

メーカーは、一貫性を確保し設計の柔軟性を可能にするために、精密なビニングシステムを採用しています。

3.1 放射束ビニング

放射束は、SC3 (210-250mW)、SC5 (250-270mW)、SC7 (270-300mW)、SC9 (300-330mW) などのビンに分類されます。測定値には±10%の許容差があります。設計者は、アプリケーションに必要な光出力に基づいてビンを選択できます。

3.2 ピーク波長ビニング

波長は厳密に制御されています。365nm領域では、ビンはW36A (360-365nm) とW36B (365-370nm) です。395nm領域では、ビンはW39A (390-395nm) とW39B (395-400nm) です。測定許容差は±1nmです。

3.3 順電圧ビニング

順電圧は、3.0Vから4.0Vまで0.1V刻みでビニングされています (例: 3.0-3.1Vは3031、3.1-3.2Vは3132など)。これにより、複数のLEDを直列に使用する際の電流マッチングが向上します。測定許容差は±2%です。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下での性能を特徴付けるいくつかのグラフが提供されています。特に断りのない限り、すべての曲線は基板温度25°Cにおける365nmおよび395nmバリエーションの両方について提供されています。

4.1 順電圧 vs. 順電流 (IV 曲線)

このグラフは、ダイオードに典型的な非線形関係を示しています。順電圧は電流とともに増加します。定格150mAにおいて、V_Fは365nm LEDで約3.4V、395nm LEDではわずかに高くなります。この情報はドライバ設計にとって極めて重要です。

4.2 相対放射束 vs. 順電流

出力光束は電流とともに増加しますが、特に395nm LEDでは、高電流時に飽和の兆候を示します。150mAでの動作は、著しい効率低下が起こる前の効率的な領域内にあるようです。

4.3 相対分光分布

グラフは、365nmと395nmを中心とする狭い発光ピークを示しており、UVA発光を確認できます。可視光の発光は最小限であり、純粋なUVアプリケーションにとって望ましい特性です。

4.4 温度依存性

主要パラメータは、固定150mA電流における基板温度に対してプロットされています。相対放射束は温度の上昇とともに減少し、365nm LEDはより顕著な熱消光効果を示します。順電圧は温度の上昇とともに直線的に減少します。ピーク波長は温度の上昇とともに長波長側へシフトします (赤方偏移)。

4.5 デレーティング曲線

重要なグラフは、基板温度の関数としての最大許容順電流を示しています。温度が上昇すると、最大安全電流は直線的に減少します。接合温度が90°Cを超えないようにし、長期信頼性を維持するためには、この曲線に従う必要があります。

5. 機械的・梱包情報

5.1 外形図

機械図面では、パッケージサイズが2.8mm (長さ) x 3.5mm (幅) と規定されています。レンズ高さも定義されています。特に断りのない限り、公差は±0.2mmです。図面にはアノードとカソードのパッドが明確に識別されています。重要な注意点として、放熱パッドは電気的にカソードに接続されていることが規定されています。設計者は、短絡を避けるためにPCBレイアウトでこれを考慮する必要があります。

5.2 取り扱いと極性

特定の警告として、機械的ストレスが故障を引き起こす可能性があるため、レンズ部分を持ってデバイスを取り扱わないように助言しています。極性はデバイス自体にマークされており、図面のパッドレイアウトに対応しています。

6. はんだ付けと実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロセス

このLEDは、標準的なSMTリフロープロセスに適しています。データシートには、温度ゾーンを示す一般的なリフロープロファイルグラフが提供されています。主な推奨事項は以下の通りです：リフローサイクルは2回までとすること、加熱中のLEDへの機械的ストレスを最小限にすること、はんだ付け後のPCBを曲げないこと。これらの手順は、はんだ接合部の故障や内部ダイおよびワイヤボンドへの損傷を防ぐために不可欠です。

7. 梱包と発注情報

7.1 エミッタテープ＆リール

LEDはエンボス加工されたキャリアテープ上で供給されます。テープ寸法はデータシートに記載されています。標準リールには2000個が収納されており、これは自動ピックアンドプレース組立ラインで一般的です。

7.2 製品命名規則の解読

詳細な型番構造が完全に説明されています。これは、メーカー、スペクトル (UVA)、パッケージサイズ (2835)、パッケージ材料 (PCT)、コーティング (Ag)、視野角 (100°)、ピーク波長コード、放射束ビン、順電圧範囲 (3.0-4.0V)、順電流 (150mA)、チップタイプ (垂直)、チップサイズ (15mil)、チップ数量 (1)、プロセスタイプ (ディスペンシング) をコード化しています。これにより、発注時に仕様を正確に指定することが可能です。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

UVネイル硬化:365nmおよび395nmの波長は、ジェルネイルポリッシュの硬化に効果的です。395nmの光はより可視的 (紫青色) であり、表層の硬化がわずかに遅くなる可能性がありますが、365nmはより不可視であり、深部まで浸透します。
偽造検出:多くのセキュリティ機能、インク、紙は特定のUVA波長下で蛍光を発します。これらのLEDは、そのような機能を照らし出して検証するために使用できます。
害虫捕獲器:多くの飛翔性昆虫はUVA光に引き寄せられます。これらのLEDは、電子式殺虫器や監視トラップにおける誘引源として機能します。

8.2 設計上の考慮事項

• 熱管理:熱抵抗15°C/W、最大T_J90°Cであるため、放熱パッド/カソードを介した適切な放熱は、特に高周囲温度または高電流で動作する場合に不可欠です。
• 電流駆動:安定した出力と長寿命を確保するために、150mA (またはデレーティング曲線に従って低い値) に設定された定電流ドライバを使用してください。直列構成では順電圧ビンを考慮する必要があります。
• 光学設計:広い100度の視野角は、広範囲の照明を提供します。集光ビームが必要な場合は、二次光学部品が必要になる場合があります。
• ESD対策:2KV ESD定格がありますが、組立時には標準的なESD取り扱い手順に従う必要があります。

9. 技術比較と差別化

データシートは他の製品と直接比較していませんが、このシリーズの主要な差別化要因を推測することができます。標準的な2835フットプリント (多くの既存設計と互換性あり)、統合ESD保護、複数の環境規格への準拠の組み合わせは、バランスの取れたソリューションを提供します。同じ機械的パッケージ内で2つの異なるピーク波長 (365nmおよび395nm) が利用可能であることは、アプリケーションの柔軟性を提供します。詳細なビニング構造により、量産における高い一貫性が可能になります。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

Q: このLEDを180mAで連続駆動できますか？
A: できません。180mAの絶対最大定格はストレス限界であり、動作条件ではありません。公称動作電流は150mAです。180mAでの連続動作は、最大接合温度を超え、寿命を縮める可能性が高いです。

Q: 放熱パッドと電気的パッドの違いは何ですか？
A: 放熱パッドは電気的にカソードに接続されています。これは、PCBレイアウトにおいて放熱パッドをカソードパッドと同じネットに接続する必要があることを意味します。絶縁されたヒートシンクとして使用することはできません。

Q: 365nmと395nmの波長はどのように選択すればよいですか？
A: アプリケーションの分光感度に依存します。395nmは可視の紫光に近く、多少の可視光の手がかりが許容される場合 (例: ネイルランプ) によく使用されます。365nmはより深いUVAであり、より不可視であり、純粋なUVが必要なアプリケーションや、特定の材料がその波長でより強く蛍光を発するアプリケーションに適している場合があります。

Q: 私の設計においてデレーティング曲線は何を意味しますか？
A: これは、異なる周囲/基板温度における最大安全動作電流を定義します。例えば、LED実装点でのPCB温度が80°Cに達した場合、最大許容電流は150mAを大幅に下回ります。システムはこの曲線を下回るように設計する必要があります。

11. 実践的設計と使用事例

事例: コンパクトUV検査ペンの設計設計者は、紙幣をチェックするための携帯型デバイスを必要としています。小型サイズと2KV ESD定格 (携帯型デバイスにとって重要) のためにELUA2835TG0を選択します。セキュリティスレッドでの強い蛍光発光のために365nmバリエーションを選択します。コイン電池、~100mAに設定された電流制限抵抗 (バッテリー寿命を延ばし、アクティブ冷却なしで安全限界内に収めるため)、およびスイッチを備えたシンプルなPCBを設計します。放熱パッドはカソードトレースに接続され、PCB上で可能な限り大きく作られてヒートシンクとして機能します。広い視野角によりレンズが不要となり、組立が簡素化されます。

12. 原理紹介

UVA LEDは、半導体材料におけるエレクトロルミネッ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。これらの光子の特定の波長 (UVA範囲、315-400nm) は、LEDチップに使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定され、通常は窒化アルミニウムガリウム (AlGaN) または類似の化合物が関与します。型番で言及されている垂直チップ構造は、電流がチップを垂直方向に流れる設計を指すことが多く、横方向構造と比較して電流拡散と熱性能において利点を提供する場合があります。

13. 開発動向

UVA LED市場は、小型化、効率向上 (電気ワットあたりのより高い放射束)、信頼性向上の動向によって牽引されています。殺菌用途に向けて波長をUVBおよびUVC範囲に深める開発が進行中ですが、UVAは硬化、センシング、特殊照明において依然として重要です。UVA LEDとセンサー、スマートドライバを統合した閉ループ強度制御は新興のトレンドです。さらに、パッケージ材料の進歩により、UV誘起劣化に対する耐性が継続的に向上しており、これはパッケージ自体が自身の発する放射線に曝されるUVAアプリケーションにおける長期性能の重要な要素です。