UV-LED-Modul 25x50x5,2 mm Datenblatt – 40 V Durchlassspannung – 360 W Leistung – 365-410 nm UV-Härtung

1. Produktübersicht

Dieses UV-LED-Modul verwendet ein Kupfersubstrat und ein Quarzglasgehäuse, was eine hervorragende Wärmeableitung und optische Leistung ermöglicht. Die Außenabmessungen betragen 25 mm x 50 mm x 5,2 mm. Es bietet einen Abstrahlwinkel von 60° und erfüllt die RoHS-Anforderungen. Jedes Modul wird einzeln zum Schutz verpackt. Typische Anwendungen umfassen UV-Härtung, Tintenhärtung, UV-Druck, ultraviolette Desinfektion und allgemeine UV-Belichtungsprozesse.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften

Bei einer Löttemperatur von 25 °C und einem Durchlassstrom von 6,6 A beträgt die Durchlassspannung Bin C02 mit einem typischen Wert von 40 V (Minimum 30 V, Maximum 50 V). Die emittierende Fläche beträgt 25 mm x 25 mm, mit einer Chip-Anordnung von 12 in Reihe und 12 parallel (12S12P). Der Gesamtstrahlungsfluss (Φe) wird nach Wellenlänge und Bincode kategorisiert: für die Variante 400-410 nm umfasst Bin 1A14 14,5-17,5 W, Bin 1A15 17,5-21 W, ähnliche Unterteilungen existieren für andere Wellenlängenbereiche (380-390 nm, 390-400 nm und 365-370 nm). Die absolute maximale Verlustleistung beträgt 360 W, der Spitzen-Durchlassstrom beträgt 8,4 A (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Puls) und die ESD-Festigkeit (HBM) beträgt 2000 V. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40 °C und +85 °C, die Lagerung zwischen -40 °C und +100 °C, und die maximale Sperrschichttemperatur beträgt 115 °C. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle beträgt 0,4 °C/W.

2.2 Binning-System

Das Modul ist in vier Wellenlängengruppen erhältlich: 365-370 nm (UBP), 380-390 nm (UEP), 390-400 nm (UHP) und 400-410 nm (UIP). Jede Gruppe bietet mehrere Strahlungsfluss-Bins (z. B. 1A13 bis 1A17) mit angegebenen Mindest- und Höchstleistungen. Auch die Durchlassspannung ist gebinnt (C02 gezeigt, typisch 40 V). Dieses Binning ermöglicht es Kunden, die exakte optische und elektrische Leistung auszuwählen, die für ihre Anwendung erforderlich ist.

3. Analyse der Leistungskurven

Für die vier Wellenlängengruppen (365, 385, 395, 405 nm) werden sechs typische Kennlinien bereitgestellt. Die Kurve der Durchlassspannung gegenüber dem Durchlassstrom zeigt einen nahezu linearen Anstieg von 36 V auf 44 V, wenn der Strom auf 8,4 A ansteigt. Die Kurve des Durchlassstroms gegenüber der relativen Leistung zeigt, dass die Strahlungsintensität mit dem Strom zunimmt und sich in der Nähe des Nennwerts der Sättigung nähert. Die Kurve der Löttemperatur gegenüber der relativen Leistung zeigt eine allmähliche Abnahme der Ausgangsleistung (ca. 20 % Verlust) bei einem Temperaturanstieg von 25 °C auf 85 °C. Die Kurve der Löttemperatur gegenüber dem Durchlassstrom definiert den sicheren Betriebsbereich und zeigt, dass der zulässige Strom oberhalb von 50 °C reduziert werden muss. Das Spektrum zeigt schmale Peaks mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 10-15 nm, zentriert bei den angegebenen Wellenlängen. Das Abstrahldiagramm bestätigt einen Abstrahlwinkel von 60°, wobei die Intensität bei ±30° auf 50 % abfällt.

4. Mechanische Informationen und Verpackungsdetails

Die Gehäusezeichnung zeigt Draufsicht und Seitenansicht. Alle Maße sind in Millimetern mit einer Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Das Modul hat zwei elektrische Kontaktpads (Anode und Kathode) auf der Unterseite. Das Kupfersubstrat dient sowohl als Wärmepfad als auch als Montagefläche. Eine korrekte Ausrichtung bei der Montage ist entscheidend, um Spannungen auf das Quarzglasfenster zu vermeiden.

5. Richtlinien für Handhabung und Lagerung

Die LED ist empfindlich gegenüber Schwefel-, Brom- und Chlorverbindungen. Die Umgebung und die Montagematerialien müssen weniger als 100 ppm Schwefel, weniger als 900 ppm Brom und Chlor sowie einen Gesamtgehalt von Br+Cl unter 1500 ppm aufweisen. Verwenden Sie nur Materialien, die keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) ausgasen, die in das Silikon-Vergussmaterial eindringen und Verfärbungen verursachen können. Halten Sie das Modul nur an den Seitenflächen; berühren oder drücken Sie nicht die Silikonlinse. Beim Umgang ist ein ESD-Schutz erforderlich. Die Ansteuerschaltung muss strombegrenzende Widerstände enthalten und eine Sperrspannung vermeiden. Bei dichten Arrays sollte die Linsentemperatur unter 45 °C und die Löttemperatur unter 65 °C gehalten werden. Lagerung vor Öffnen des Aluminiumbeutels: ≤30 °C, ≤75 % relative Luftfeuchtigkeit, bis zu einem Jahr. Nach dem Öffnen: ≤30 °C, ≤60 % relative Luftfeuchtigkeit, innerhalb von 24 Stunden verwenden. Wenn der Feuchtigkeitsindikator verblasst ist oder die Lagerzeit überschritten wurde, vor der Verwendung mindestens 24 Stunden bei 60±5 °C backen.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Modul wird einzeln verpackt: 1 Stück pro antistatischem Beutel. Das Etikett auf dem Beutel enthält die Teilenummer, die Spezifikationsnummer, die Chargennummer, die Bincodes für Strahlungsfluss (Φe), Durchlassspannung (VF), Wellenlänge (WLP), Menge und Datumscode. Die Beutel werden für den Versand in einem Karton verpackt. Zuverlässigkeitstests umfassen Thermoschock (–40 °C bis 100 °C, 100 Zyklen) und Lebensdauertest bei 25 °C und 6,6 A über 1000 Stunden mit Akzeptanzkriterium von 0 Ausfällen bei 10 Proben. Ausfallschwellen: VF darf das 1,1-fache der oberen Spezifikationsgrenze nicht überschreiten, und Φe darf 0,7-fache der unteren Spezifikationsgrenze nicht unterschreiten.

7. Anwendungshinweise

Dieses UV-LED-Modul ist für Hochleistungsanwendungen konzipiert, die intensive UV-Strahlung in kompakter Bauform erfordern. Für optimale Leistung montieren Sie das Modul auf einem Kühlkörper mit Wärmeleitmaterial und betreiben Sie es mit einer Konstantstromquelle, die auf 6,6 A (oder je nach thermischen Bedingungen niedriger) eingestellt ist. Wählen Sie den Wellenlängen-Bin entsprechend der Anwendung: 365-370 nm für tiefe UV-Härtung und Desinfektion, 380-390 nm für Klebstoffhärtung, 395-405 nm für allgemeine UV-Härtung und Druck. Verwenden Sie stets UV-Schutzbrillen und Abschirmungen.

8. Häufig gestellte Fragen

F: Was ist der empfohlene Betriebsstrom?A: Der typische Strom beträgt 6,6 A. Der absolute maximale Spitzenstrom beträgt 8,4 A (gepulst). Stellen Sie bei Dauerbetrieb sicher, dass die Sperrschichttemperatur unter 115 °C bleibt, indem Sie eine ausreichende Kühlung bereitstellen.F: Kann ich die 365-nm-Version zur Desinfektion verwenden?A: Ja, die Wellenlänge 365-370 nm ist wirksam für die UV-Desinfektion, jedoch müssen die tatsächliche Dosis und Belichtungszeit für die Zielmikroorganismen verifiziert werden.F: Wie hoch ist die erwartete Lebensdauer?A: Das Produkt hat einen 1000-stündigen Lebensdauertest bei 6,6 A und 25 °C Umgebungstemperatur bestanden. Bei ordnungsgemäßem Wärmemanagement sind in vielen Anwendungen Lebensdauern von über 10.000 Stunden typisch.

9. Typischer Anwendungsfall

In einem UV-Härtungssystem können mehrere Module in einem Array angeordnet werden, um eine größere Fläche abzudecken. Jedes Modul wird an einen wassergekühlten oder Lamellen-Kühlkörper angebracht. Ein Konstantstrom-LED-Treiber mit Überspannungsschutz versorgt jedes Modul mit 6,6 A. Die Module werden in einem Abstand von 20-50 mm zum Substrat positioniert, um die erforderliche Bestrahlungsstärke (W/cm²) zu erreichen. Ein Reflektor kann hinzugefügt werden, um das Licht zu bündeln. Das System kann UV-Tinten oder Klebstoffe in Sekunden aushärten.

10. Funktionsprinzip der UV-LED

UV-LEDs sind Halbleiterbauelemente, die elektrische Energie durch Elektrolumineszenz in ultraviolettes Licht umwandeln. Bei Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher in der aktiven Zone (typischerweise AlGaN- oder InGaN-Quantentöpfe) und emittieren Photonen mit einer Energie, die der Bandlücke entspricht. Die Wellenlänge wird durch die Indium- oder Aluminiumkonzentration bestimmt. Das Kupfersubstrat leitet die Wärme effizient von der Sperrschicht ab und gewährleistet so einen niedrigen thermischen Widerstand und eine stabile Ausgangsleistung.

11. Technologieentwicklungstrends

Die UV-LED-Technologie entwickelt sich kontinuierlich in Richtung höherer Wandlereffizienz (WPE) und längerer Lebensdauer. Aktuelle Spitzenmodule erreichen eine WPE von über 50 % bei 405 nm. Neue Substratmaterialien (z. B. AlN) und verbesserte Epitaxie-Designs steigern die Ausgangsleistung auf über 100 W pro Modul und senken gleichzeitig die Kosten. Der Markt ersetzt zunehmend traditionelle Quecksilberdampflampen aufgrund der Vorteile wie sofortiges Ein-/Ausschalten, keine Aufwärmzeit, Umweltfreundlichkeit und kompaktes Systemdesign.