LTPL-C16FUVD405 UV-LED Datenblatt - 3,2x1,6x1,6mm - 3,3V - 1,75W - 405nm - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTPL-C16F-Serie stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Festkörperbeleuchtungstechnologie dar, die speziell für Ultraviolett-(UV)-Anwendungen entwickelt wurde. Diese revolutionäre, energieeffiziente und ultra-kompakte Lichtquelle vereint die außergewöhnliche Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Leuchtdioden (LEDs) mit den hohen Helligkeitswerten konventioneller Beleuchtungssysteme. Diese Kombination bietet Konstrukteuren beispiellose Gestaltungsfreiheit, ermöglicht neue, kompakte Bauformen und liefert gleichzeitig die optische Leistung, um ältere, weniger effiziente Lichttechnologien in anspruchsvollen Umgebungen effektiv zu ersetzen.

1.1 Hauptmerkmale

• Vollständig kompatibel mit Standard-Automatikbestückungs- und Pick-and-Place-Geräten für die Serienfertigung.
• Konzipiert für Infrarot-(IR)- und Dampfphasen-Lötprozesse, um eine robuste Montage zu gewährleisten.
• Verpackt in einem standardisierten EIA-Formfaktor (Electronic Industries Alliance) für eine einfache Integration in bestehende Designs.
• Die Eingangseigenschaften sind mit Standard-IC-Treiberpegeln kompatibel.
• Als umweltfreundliches Produkt gefertigt, RoHS-konform und frei von Blei (Pb) und anderen beschränkten Stoffen.

1.2 Zielanwendungen

Diese UV-LED ist speziell für Anwendungen konzipiert, die eine fokussierte Quelle für 405nm Ultraviolettlicht benötigen. Hauptanwendungsgebiete sind:

• UV-Härtung:Schnelle Polymerisation und Aushärtung von Klebstoffen, Beschichtungen und Druckfarben.
• UV-Markierung & -Codierung:Dauerhafte Markierung auf verschiedenen Substraten.
• UV-Kleben:Schnellhärtende Klebeprozesse.
• Druckfarbentrocknung:Beschleunigte Trocknung und Härtung von speziellen UV-reaktiven Druckfarben.

2. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil ist in einem ultra-kompakten Oberflächenmontagegehäuse untergebracht. Kritische Abmessungen sind (alle Werte in Millimetern, Standardtoleranz ±0,1mm sofern nicht anders angegeben): Das Gehäuse ist ca. 3,2mm lang, 1,6mm breit und 1,6mm hoch. Detaillierte mechanische Zeichnungen, einschließlich Lötpad-Layoutempfehlungen für IR- und Dampfphasenlöten, sind im Datenblatt enthalten, um ein korrektes PCB-Layout für thermische und mechanische Zuverlässigkeit sicherzustellen.

3. Absolute Maximalwerte

Belastungen über diese Grenzwerte hinaus können das Bauteil dauerhaft beschädigen. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Verlustleistung (Po):1,75 W
• DC-Durchlassstrom (If):500 mA
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +100°C
• Maximale Sperrschichttemperatur (Tj):115°C

4. Elektro-optische Eigenschaften

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei Ta=25°C unter einer Prüfbedingung von If = 350mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Strahlungsfluss (Φe):440 mW (Min), 500 mW (Typ), 590 mW (Max). Messtoleranz ±10%.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):135° (typisch).
• Spitzenwellenlänge (λp):395 nm (Min), 405 nm (Typ), 415 nm (Max). Dies definiert die zentrale Emission im nahen UV-Spektrum. Toleranz ±3nm.
• Durchlassspannung (Vf):3,1 V (Min), 3,3 V (Typ), 3,5 V (Max) bei 350mA. Messtoleranz ±0,1V.
• Sperrspannung (Vr):1,2 V (Max) bei einem Sperrstrom (Ir) von 10µA.Wichtiger Hinweis:Dieser Parameter wird nur zur Charakterisierung der Zener-Funktion getestet. Die LED ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt. Längere Einwirkung von Sperrstrom kann zum Ausfall des Bauteils führen.

ESD-Hinweis:Diese Komponente ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Zur Vermeidung von latenten oder katastrophalen Schäden sind geeignete Handhabungsverfahren zwingend erforderlich, einschließlich der Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Matten und Geräte.

5. Bin-Code und Klassifizierungssystem

Um eine konsistente Leistung in der Produktion sicherzustellen, werden die Bauteile basierend auf Schlüsselparametern in Bins eingeteilt. Der Bin-Code ist auf der Verpackung aufgedruckt.

5.1 Durchlassspannungs-Binning (Vf)

• Bin V3:Vf = 3,1V bis 3,3V @ 350mA
• Bin V4:Vf = 3,3V bis 3,5V @ 350mA

5.2 Strahlungsfluss-Binning (Φe)

• Bin R1:Φe = 440 mW bis 470 mW
• Bin R2:Φe = 470 mW bis 500 mW
• Bin R3:Φe = 500 mW bis 530 mW
• Bin R4:Φe = 530 mW bis 560 mW
• Bin R5:Φe = 560 mW bis 590 mW

5.3 Spitzenwellenlängen-Binning (λp)

• Bin P3U:λp = 395 nm bis 400 nm
• Bin P4A:λp = 400 nm bis 405 nm
• Bin P4B:λp = 405 nm bis 410 nm
• Bin P4C:λp = 410 nm bis 415 nm

6. Leistungskurvenanalyse

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für die Designoptimierung entscheidend sind.

6.1 Relatives Emissionsspektrum

Die spektrale Verteilungskurve zeigt einen dominanten Peak bei 405nm (typisch) mit einer für LED-Technologie charakteristischen, relativ schmalen spektralen Bandbreite. Diese Monochromatizität ist vorteilhaft für Anwendungen, die eine spezifische Photoinitiierung erfordern.

6.2 Relativer Strahlungsfluss vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt die Beziehung zwischen optischer Ausgangsleistung und Treiberstrom. Der Strahlungsfluss steigt bei niedrigeren Strömen überlinear an und neigt bei höheren Strömen aufgrund thermischer Effekte und des Efficiency Droop zur Sättigung. Ein Betrieb bei oder unterhalb des typischen Wertes von 350mA wird für optimale Effizienz und Lebensdauer empfohlen.

6.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Die I-V-Charakteristik ist für das Treiberdesign essenziell. Sie zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Die typische Durchlassspannung beträgt 3,3V bei 350mA. Treiberschaltungen müssen stromgeregelt, nicht spannungsgeregelt sein, um eine stabile optische Ausgangsleistung sicherzustellen.

6.4 Relativer Strahlungsfluss vs. Sperrschichttemperatur

Diese kritische Kurve veranschaulicht den negativen Einfluss einer steigenden Sperrschichttemperatur (Tj) auf die Lichtausbeute. Die Effizienz von UV-LEDs nimmt typischerweise mit steigender Temperatur ab. Ein effektives Wärmemanagement durch ein geeignetes PCB-Layout (unter Verwendung von Wärmevias und ausreichender Kupferfläche) ist entscheidend, um eine hohe Ausgangsleistung und langfristige Zuverlässigkeit zu erhalten.

7. Montage- und Fertigungsrichtlinien

7.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Reflow-Profil für bleifreie Lötprozesse wird bereitgestellt. Wichtige Parameter sind:

• Vorwärmen:150-200°C für bis zu 120 Sekunden.
• Maximale Bauteiltemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Empfohlen innerhalb von 10 Sekunden (maximal zwei Reflow-Zyklen erlaubt).
• Eine kontrollierte, allmähliche Abkühlrate wird empfohlen. Schnelles Abkühlen ist nicht ratsam.
• Handlöten mit einem Lötkolben sollte auf 300°C für maximal 3 Sekunden, nur einmalig, beschränkt werden.

7.2 Reinigung

Falls eine Reinigung nach der Montage erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Chemikalien verwendet werden. Das Eintauchen der LED in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute ist zulässig. Die Verwendung nicht spezifizierter Chemikalien kann das Gehäuseepoxid oder die Linse beschädigen.

7.3 Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Dieses Produkt ist gemäß JEDEC J-STD-020 als Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 3 klassifiziert. Vorkehrungen sind erforderlich, um "Popcorning" während des Reflow-Prozesses zu verhindern.

• Verschweißte Beutel:Lagern bei ≤30°C und ≤90% r.F. Innerhalb eines Jahres nach Versiegelungsdatum verwenden.
• Geöffnete Beutel:Lagern bei ≤30°C und ≤60% r.F. Muss innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach dem Öffnen unter Fabrikumgebungsbedingungen gelötet werden.
• Wenn die Feuchtigkeitsindikatorkarte 10% rosa oder mehr anzeigt oder die Auslagerungszeit überschritten wurde, ist vor der Verwendung ein Trocknungsvorgang bei 60°C für mindestens 48 Stunden erforderlich.

8. Verpackungsspezifikationen

Die Bauteile werden auf einer embossierten Trägerbahn für die automatisierte Handhabung geliefert.

• Bahnabmessungen:Konform mit EIA-481-1-B-Spezifikationen.
• Spulengröße:Standard 7-Zoll (178mm) Spule.
• Stückzahl pro Spule:Maximal 1500 Stück.
• Leere Taschen sind mit Deckband versiegelt. Die maximal zulässige Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile beträgt zwei.

9. Anwendungsdesign-Überlegungen

9.1 Ansteuerungsmethode

Eine LED ist grundsätzlich ein stromgesteuertes Bauteil. Für eine stabile und konsistente Leistung muss sie von einer Konstantstromquelle, nicht von einer Konstantspannungsquelle, angesteuert werden. Ein einfacher Vorwiderstand mit einer Spannungsquelle kann für einfache Anwendungen verwendet werden, jedoch wird für eine präzise Steuerung, insbesondere zur Handhabung thermischer Effekte und zur Gewährleistung einer langen Lebensdauer, ein dedizierter LED-Treiber-IC oder eine entsprechende Schaltung empfohlen.

9.2 Wärmemanagement

Wie in den Leistungskurven gezeigt, beeinflusst die Sperrschichttemperatur direkt die Ausgangseffizienz und Lebensdauer. Konstrukteure müssen effektive Wärmeleitpfade implementieren. Dies beinhaltet die Verwendung einer Leiterplatte mit ausreichender Kupferstärke, die Integration einer Anordnung von Wärmevias direkt unter dem thermischen Pad der LED und gegebenenfalls das Hinzufügen externer Kühlkörper bei Betrieb mit hohen Strömen oder in hohen Umgebungstemperaturen.

9.3 Optisches Design

Der 135-Grad-Abstrahlwinkel bietet ein breites Abstrahlmuster. Für Anwendungen, die fokussierte oder kollimierte Strahlen erfordern, müssen Sekundäroptiken wie Linsen oder Reflektoren verwendet werden. Das Material dieser Optiken muss für 405nm UV-Licht durchlässig sein; Standard-Polycarbonat oder Acrylglas sind möglicherweise nicht geeignet und können unter längerer UV-Bestrahlung degradieren. UV-Glas oder spezielle Kunststoffe werden empfohlen.

10. Zuverlässigkeit und Anwendungshinweise

Die LEDs sind für den Einsatz in Standard-Elektronikgeräten vorgesehen. Für Anwendungen, bei denen ein Ausfall die Sicherheit, Gesundheit oder kritische Infrastruktur gefährden könnte (Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltung, Verkehrssteuerung), ist vor der Integration eine spezifische Zuverlässigkeitsbewertung und Konsultation mit dem Bauteilhersteller zwingend erforderlich. Die strikte Einhaltung der absoluten Maximalwerte, der Lötrichtlinien und der Lagerbedingungen ist entscheidend, um die spezifizierte Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu erreichen.