UV-LED SMD 6650 Keramikgehäuse - Abmessungen 6,6x6,6x3,85mm - Spannung 6,4-7,6V - Wellenlänge 365-410nm - Technisches Datenblatt DE

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert detailliert die Spezifikationen einer Hochleistungs-Ultraviolett-Licht emittierenden Diode (UV-LED) für die Oberflächenmontage (SMD). Das Produkt wurde für industrielle Anwendungen entwickelt, die robuste Leistung und zuverlässige Ausgabe im ultravioletten Spektrum erfordern. Der Kernaufbau nutzt fortschrittliche Materialien, um Stabilität und Langlebigkeit unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

1.1 Allgemeine Beschreibung

Die LED verfügt über ein kompaktes Keramiksubstrat in Kombination mit einer Quarzglaslinse zur Kapselung. Diese Materialkombination bietet exzellente thermische Eigenschaften durch die Keramik sowie hohe UV-Transparenz und Beständigkeit durch den Quarz. Die Gesamtabmessungen des Gehäuses betragen 6,6 mm in der Länge, 6,6 mm in der Breite und 3,85 mm in der Höhe, was sie für automatisierte SMT-Montagelinien geeignet macht.

1.2 Kernmerkmale & Vorteile

• Hochwertiges Gehäuse:Keramiksubstrat für effiziente Wärmeableitung und Quarzlinse für optimale UV-Lichtübertragung und Umgebungsbeständigkeit.
• Großer Abstrahlwinkel:Ein Halbwertswinkel von 120 Grad ermöglicht eine breite Bestrahlungsabdeckung, vorteilhaft für Flächenhärtung oder Desinfektion.
• SMT-Kompatibilität:Vollständig kompatibel mit Standard-Oberflächenmontageverfahren (SMT) und Reflow-Lötprozessen.
• Automatisierte Handhabung:Geliefert auf Trägerband und Rolle für die Kompatibilität mit Hochgeschwindigkeits-Bestückungsautomaten.
• Feuchteempfindlichkeit:Eingestuft mit Moisture Sensitivity Level (MSL) 3. Bei Lagerung über 168 Stunden außerhalb der Schutzverpackung vor dem Reflow-Löten ist ein Trocknungsvorgang (Baking) erforderlich.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).

1.3 Zielanwendungen

Diese UV-LED ist für Anwendungen konzipiert, die ultraviolettes Licht für chemische Prozesse oder keimtötende Wirkung nutzen. Hauptanwendungsgebiete sind:

• UV-Härtung:Sofortiges Aushärten von Klebstoffen, Beschichtungen und Druckfarben in Druck-, Elektronikmontage- und 3D-Druckverfahren.
• UV-Farbhärtung:Speziell für das Trocknen und Polymerisieren von Druckfarben in industriellen Druckprozessen.
• Ultraviolette Desinfektion:Einsatz in Geräten zur Luft-, Wasser- oder Oberflächenreinigung zur Bekämpfung von Mikroorganismen.
• Allgemeiner Einsatz:Weitere Anwendungen, die eine zuverlässige Quelle für UVA- oder nahe UV-Strahlung benötigen.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische & Optische Kenngrößen

Alle Parameter sind bei einer Lötstellentemperatur (Ts) von 25°C spezifiziert. Die wichtigsten Leistungskennwerte sind basierend auf spezifischen Eigenschaften in verschiedene Produktcodes unterteilt.

• Durchlassspannung (VF):Gemessen bei einem Treiberstrom von 1400 mA. Das Produkt wird in drei Spannungsklassen angeboten: B28 (6,4V bis 6,8V), B30 (6,8V bis 7,2V) und B32 (7,2V bis 7,6V). Dies erlaubt Designüberlegungen bezüglich der Netzteilanforderungen.
• Strahlungsfluss (Φe):Die optische Leistungsabgabe in Milliwatt (mW). Dies ist das primäre Maß für die UV-Lichtintensität. Die Leistung ist in drei Flussklassen (1B42, 1B43, 1B44) unterteilt, mit typischen Werten von etwa 3550 mW bis über 7100 mW bei 1400mA, abhängig von der spezifischen Wellenlängenvariante.
• Wellenlängenvarianten:Die Produktfamilie umfasst mehrere Spitzenwellenlängenbereiche: 365-370 nm, 380-390 nm, 390-400 nm und 400-410 nm. Die Auswahl hängt von der Empfindlichkeit des Photoinitiators in Härtungsanwendungen oder der keimtötenden Wirkungskurve für die Desinfektion ab.
• Thermischer Widerstand (RthJ-S):Der thermische Widerstand zwischen Sperrschicht und Lötstelle beträgt typischerweise 4,5 °C/W. Dieser niedrige Wert ist ein direkter Vorteil des Keramikgehäuses und zeigt eine effiziente Wärmeübertragung vom LED-Chip zur Leiterplatte an.
• Sperrstrom (IR):Der maximale Leckstrom beträgt 5 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 10V.

2.2 Absolute Maximalwerte (Absolute Maximum Ratings)

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

• Maximale Verlustleistung (PD):15,2 Watt.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):2000 mA, erlaubt unter gepulsten Bedingungen (0,1ms Impulsbreite, 1/10 Tastverhältnis).
• Sperrspannung (VR):10 Volt.
• Elektrostatische Entladung (ESD):Widersteht 2000V nach dem Human Body Model (HBM). ESD-Vorsichtsmaßnahmen während der Handhabung sind dennoch erforderlich.
• Temperaturbereiche:
  • Betriebstemperatur (TOPR): -40°C bis +80°C.
  • Lagertemperatur (TSTG): -40°C bis +100°C.
  • Maximale Sperrschichttemperatur (TJ): 105°C.

2.3 Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein standardisiertes Binning-System für eine konstante Leistung:

• Binning der Durchlassspannung (VF):Die Codes B28, B30, B32 ermöglichen es Konstrukteuren, LEDs mit ähnlichen Spannungsabfällen für eine gleichmäßige Stromverteilung in parallel geschalteten Arrays auszuwählen.
• Binning des Strahlungsflusses (Φe):Die Codes 1B42, 1B43, 1B44 kategorisieren LEDs basierend auf ihrer optischen Leistungsabgabe. Dies ermöglicht eine vorhersagbare Lichtintensität in der finalen Anwendung.
• Wellenlängen-Binning:Die Produktteilenummer gibt den dominierenden Wellenlängenbereich an (z.B. 365-370nm). Diese präzise Sortierung ist für Anwendungen, die auf spezifische Photoreaktionen abzielen, entscheidend.

3. Analyse der Leistungskurven

3.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (IV-Kennlinie)

Das Datenblatt verweist auf eine typische IV-Kennlinie. Für diese Art von Hochleistungs-UV-LED zeigt die Kurve bei sehr niedrigen Strömen eine exponentielle Beziehung, die im nominalen Betriebsstrombereich von 1400mA in einen nahezu linearen Bereich mit einem Serienwiderstand übergeht. Die Steigung in diesem Betriebsbereich steht im Zusammenhang mit dem dynamischen Widerstand der LED. Das Verständnis dieser Kurve ist wesentlich für den Entwurf geeigneter Konstantstromtreiber, um eine stabile optische Ausgabe zu gewährleisten und thermisches Durchgehen zu verhindern.

4. Mechanische & Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen & Zeichnungen

Die mechanische Kontur ist streng definiert mit einem Bauraum von 6,60 mm x 6,60 mm und einer Gesamthöhe von 3,85 mm. Das Gehäuse umfasst eine Wärmesenke auf der Unterseite zur Verbesserung der Lötverbindung und Wärmeabfuhr. Die Linse ist zentral auf der Oberseite angeordnet. Die Maßtoleranzen für alle Merkmale betragen in der Regel ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

4.2 Polaritätskennzeichnung & Lötpad-Layout

Die Kathode (-) und Anode (+) sind auf der Unterseite des Gehäuses deutlich markiert. Ein empfohlenes Lötpad-Muster (Land Pattern) wird bereitgestellt, das die Abmessungen für die zwei elektrischen Pads und das größere zentrale Wärmepad zeigt. Die Einhaltung dieser Empfehlung ist entscheidend für zuverlässige elektrische Verbindungen, maximale thermische Leistung und eine korrekte Ausrichtung während des Reflow-Lötens.

5. Löt- & Montagerichtlinien

5.1 SMT-Reflow-Lötprofil

Das Produkt eignet sich für Infrarot- oder Konvektions-Reflow-Lötverfahren. Ein spezifisches Temperaturprofil muss eingehalten werden, typischerweise inklusive Aufheiz-, Halte-, Reflow- und Abkühlphase. Die maximale Löttemperatur darf die maximal zulässige Temperatur nicht überschreiten, um Schäden am LED-Chip, internen Bondverbindungen oder der Quarzlinse zu vermeiden. Aufgrund der Einstufung MSL 3 müssen geöffnete Feuchtigkeitsschutzbeutel getrocknet (gebaked) werden, wenn die Bauteile nicht innerhalb von 168 Stunden verarbeitet werden.

5.2 Manuelles Löten & Nacharbeit

Falls manuelles Löten oder Nacharbeit erforderlich ist, muss dies mit größter Sorgfalt erfolgen. Es sollte ein temperaturgeregelter Lötkolben verwendet werden, dessen Spitzentemperatur so niedrig wie möglich gehalten wird (empfohlen unter 350°C) und dessen Kontaktzeit minimiert wird, um einen thermischen Schock für das Bauteil zu verhindern. Direkter Kontakt mit der Quarzlinse muss vermieden werden.

6. Verpackung, Lagerung & Bestellung

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind zur automatischen Montage in geprägter Trägerband auf Rollen verpackt. Detaillierte Abmessungen für die Trägerbandtaschen und die Rolle (einschließlich Naben- und Flanschdurchmesser sowie Breite) sind angegeben, um die Kompatibilität mit SMT-Geräten sicherzustellen. Die Rolle ist mit Produktinformationen, Menge und Chargenrückverfolgbarkeitsdaten gekennzeichnet.

6.2 Feuchtigkeitssperre & Trockenverpackung

Um die MSL-3-Einstufung aufrechtzuerhalten, werden die Rollen in einer feuchtigkeitsdichten Barrierebeutel zusammen mit einer Feuchtigkeitsindikatorkarte versiegelt. Der Beutel wird vakuumversiegelt oder mit trockenem Stickstoff befüllt, um die Bauteile während der Lagerung und des Transports vor Umgebungsfeuchtigkeit zu schützen.

7. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

7.1 Designüberlegungen für optimale Leistung

• Thermisches Management:Der Schlüssel zu Langlebigkeit und stabiler Ausgangsleistung ist eine effektive Wärmeableitung. Der niedrige thermische Widerstand von 4,5 °C/W ist nur wirksam, wenn die Leiterplatte (PCB) über ausreichende Wärmedurchgangslöcher und eine ausreichende Kupferfläche zur Wärmeableitung verfügt. Die maximale Sperrschichttemperatur von 105°C darf nicht überschritten werden.
• Treiberstrom:Betreiben Sie die LED bei oder unterhalb des empfohlenen DC-Stroms von 1400 mA. Die Verwendung eines Konstantstromtreibers ist wesentlich, um Stromschwankungen zu verhindern, die die Lichtausgabe und Lebensdauer beeinflussen. Die Durchlassspannungs-Klasse kann bei der Auslegung des Spannungsbereichs (Headroom) im Treiber helfen.
• Optik & Materialien:Für Desinfektions- oder Härtungssysteme stellen Sie sicher, dass sekundäre Optiken oder Abdeckmaterialien (wie Röhren oder Fenster) für die spezifische emittierte UV-Wellenlänge transparent sind. Viele Standardkunststoffe degradieren unter UV-Einwirkung.

7.2 Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu UV-LEDs im Kunststoffgehäuse bietet dieses Keramik- und Quarzgehäuse eine deutlich bessere thermische Leistung, eine höhere maximale Betriebstemperatur und eine überlegene Beständigkeit gegen UV-induzierten Abbau (Vergilbung) des Vergussmaterials. Dies führt zu längerer Lebensdauer, höherer konstanter Ausgangsleistung und größerer Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Umgebungen.

8. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

8.1 Was ist der Unterschied zwischen den Wellenlängenvarianten (365nm vs. 400nm)?

Die 365-370nm-Variante emittiert im UVA-Spektrum, ideal für die meisten industriellen UV-Härtungsanwendungen, da sie gängigen Photoinitiatoren entspricht. Die 400-410nm-Variante liegt nahe am sichtbaren Bereich und kann dort eingesetzt werden, wo tiefere Eindringtiefe oder eine andere chemische Initiierung benötigt wird, oder wo energieärmere UV-Strahlung für die Desinfektion ausreicht.

8.2 Wie interpretiere ich den Strahlungsfluss (mW) für meine Anwendung?

Der Strahlungsfluss ist die gesamte emittierte optische Leistung. Für die Härtung steht er in Beziehung zur applizierten Dosis (Energie pro Fläche). Sie müssen die Bestrahlungsstärke (mW/cm²) auf Ihrem Ziel basierend auf Abstand, Optik und diesem Flusswert berechnen. Für die Desinfektion ist die keimtötende Wirkung wellenlängenabhängig, daher muss der Fluss mit einer Wirkungsspektrenkurve gewichtet werden.

8.3 Kann ich diese LED mit einer Konstantspannungsquelle betreiben?

Davon wird dringend abgeraten. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Eine Konstantspannungsquelle mit einem einfachen Serienwiderstand ist ineffizient und bietet eine schlechte Regelung gegenüber Temperatur- und Vf-Schwankungen zwischen einzelnen Einheiten. Für einen stabilen und zuverlässigen Betrieb ist ein spezieller Konstantstrom-LED-Treiber erforderlich.

9. Zuverlässigkeit & Prüfung

Das Produkt durchläuft eine Reihe von Zuverlässigkeitstests, um die Leistung unter Belastung sicherzustellen. Standardtestverfahren können Hochtemperatur-Betriebslebensdauer, Temperaturwechseltests, Feuchtigkeitstests und Lötbarkeitstests umfassen. Spezifische Bedingungen und Ausfallkriterien (wie zulässige Änderungen von Durchlassspannung oder Strahlungsfluss) sind definiert, um die Robustheit des Produkts zu garantieren.