UV-LED RF-C65S6-U※P-AR-04 Spezifikation - Größe 6,6x6,6x4,6 mm - Spannung 12,8-15,2 V - Leistung 15,2 W - UV 365-410 nm

1. Produktübersicht

Die RF-C65S6-U※P-AR-04 ist eine leistungsstarke Ultraviolett-LED (UV-LED), die für industrielle Anwendungen entwickelt wurde, die zuverlässige UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 365–410 nm erfordern. Diese LED ist in einem kompakten keramischen Gehäuse mit einer Quarzglaslinse untergebracht und bietet eine hervorragende thermische Leistung sowie einen hohen Strahlungsfluss. Die Gehäuseabmessungen betragen 6,6 mm × 6,6 mm × 4,6 mm, was sie für die automatisierte SMT-Montage geeignet macht. Das Bauteil hat einen Abstrahlwinkel von 60° und ist für eine maximale Verlustleistung von 15,2 W ausgelegt. Die typische Durchlassspannung liegt bei 700 mA zwischen 12,8 V und 15,2 V, abhängig vom Wellenlängen-Bin. Die RF-C65S6 ist RoHS-konform und hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von 3 (MSL 3).

2. Analyse technischer Parameter

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften

Bei einer Löttemperatur von 25 °C und einem Vorwärtsstrom von 700 mA wird die Durchlassspannung (VF) in drei Untergruppen eingeteilt: D04 (12,8–13,6 V), D05 (13,6–14,4 V) und D06 (14,4–15,2 V). Der Sperrstrom (IR) beträgt weniger als 5 µA bei VR = 20 V. Der gesamte Strahlungsfluss (Φe) wird nach Wellenlängencode klassifiziert:

• 365–370 nm (UBP): 1B42 (3550 mW min, 4500 mW max), 1B43 (4500–6300 mW), 1B44 (6300–7100 mW)
• 380–390 nm (UEP): 1B42 (3550–4500 mW), 1B43 (4500–6300 mW), 1B44 (6300–7100 mW)
• 390–400 nm (UGP): gleiche Bins wie UEP
• 400–410 nm (UIP): gleiche Bins wie UEP

Messtoleranzen: VF ±0,1 V, Wellenlänge ±2 nm, Strahlungsfluss ±10 %. Alle Messungen erfolgen unter standardisierten Refond-Testbedingungen.

2.2 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil darf folgende Grenzwerte nicht überschreiten: Verlustleistung PD = 15,2 W, Spitzenvorwärtsstrom IFP = 1000 mA (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite), Sperrspannung VR = 20 V, ESD (HBM) = 2000 V. Betriebstemperaturbereich: -40 °C bis +80 °C; Lagertemperatur: -40 °C bis +100 °C; Sperrschichttemperatur: maximal 105 °C. Die Sperrschichttemperatur darf 105 °C nicht überschreiten; ein geeignetes Wärmemanagement ist unerlässlich.

2.3 Thermische Eigenschaften

Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (RTHJ-S) beträgt typischerweise 4,5 °C/W bei 700 mA. Dieser niedrige thermische Widerstand wird durch das keramische Gehäusedesign erreicht, das die Wärme effizient vom LED-Chip ableitet.

3. Erklärung des Binning-Systems

3.1 Spannungs-Bins

Die Durchlassspannung wird in drei Haupt-Bins sortiert: D04 (12,8–13,6 V), D05 (13,6–14,4 V), D06 (14,4–15,2 V). Dies ermöglicht es Kunden, LEDs mit eng übereinstimmenden Durchlassspannungen für Reihen- oder Parallelschaltungen auszuwählen, wodurch Stromungleichgewichte minimiert werden.

3.2 Strahlungsfluss-Bins

Der Strahlungsfluss wird für jeden Wellenlängenbereich als 1B42 (3550–4500 mW), 1B43 (4500–6300 mW) und 1B44 (6300–7100 mW) eingeteilt. Der Bin-Code ist auf dem Produktetikett angegeben (z. B. 1B43). Höhere Strahlungsfluss-Bins erfordern ein besseres Wärmemanagement, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

3.3 Wellenlängen-Bins

Die Produktserie umfasst vier Wellenlängenvarianten: UBP (365–370 nm), UEP (380–390 nm), UGP (390–400 nm) und UIP (400–410 nm). Der genaue Wellenlängencode ist Teil der Artikelnummer (z. B. RF-C65S6-UBP-AR-04).

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom

Die typischen VF-IF-Kurven bei 25 °C zeigen, dass bei den Versionen 365 nm, 385 nm, 395 nm und 405 nm die Durchlassspannung mit dem Strom steigt. Bei 700 mA liegt VF je nach Bin zwischen etwa 12,8 V und 15,2 V. Bei einem Spitzenstrom von 1000 mA kann VF 15,5 V überschreiten.

4.2 Relativer Strahlungsfluss in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom

Die relative Ausgangsleistung (normiert auf 700 mA) steigt nahezu linear mit dem Strom. Bei 700 mA beträgt die relative Intensität 100 %, bei 350 mA sinkt sie auf etwa 50 %, bei 140 mA auf etwa 20 %. Dieser lineare Zusammenhang ist für Dimm-Anwendungen nützlich.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Mit steigender Löttemperatur nimmt der relative Strahlungsfluss ab. Bei 105 °C fällt die Ausgangsleistung auf etwa 70 % des Wertes bei 25 °C. Die Derating-Kurve für den maximalen Vorwärtsstrom zeigt, dass bei einer Umgebungstemperatur von 80 °C der zulässige Strom auf etwa 500 mA reduziert wird, um die Sperrschichttemperatur unter 105 °C zu halten.

4.4 Spektrale Verteilung

Das Spektrum ist auf die Nennwellenlänge zentriert und hat eine Halbwertsbreite (FWHM) von etwa 10–15 nm. Die 365-nm-Version weist eine vernachlässigbare Emission oberhalb von 400 nm auf, während die 405-nm-Version leicht in den sichtbaren violetten Bereich hineinreicht.

4.5 Abstrahlcharakteristik

Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 60°, d. h. die Intensität beträgt die Hälfte des Spitzenwerts bei ±30° zur optischen Achse. Das Abstrahlmuster ist Lambert-ähnlich, aber etwas schmaler, geeignet für Anwendungen, die eine moderate Strahlaufweitung erfordern.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Pad-Design

Die LED hat einen quadratischen Körper von 6,6 mm × 6,6 mm mit einer Höhe von 4,6 mm. Die Ansicht von unten zeigt zwei große Kathoden- und Anodenpads (jeweils 3,94 mm × 2,90 mm) sowie ein kleineres Wärmepad. Die Polarität wird durch eine Fase am Gehäuse angezeigt. Empfohlene Lötmuster (Footprint) werden mit Abmessungen bereitgestellt; das Anodenpad ist 6,30 mm × 3,94 mm und das Kathodenpad ist 6,30 mm × 2,90 mm, mit einem Abstand von 0,5 mm. Alle Toleranzen betragen ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Trägerband und Rolle

Die LED ist in einem Trägerband mit einer Breite von 16 mm, einem Teilungsabstand von 4 mm und einer Taschentiefe verpackt, die der Gehäusehöhe entspricht. Jede Rolle enthält 1000 Stück. Rollenabmessungen: Flanschdurchmesser 325±1 mm, Nabendurchmesser 105±1 mm, Breite 20±0,5 mm, Bohrung 13,0±0,5 mm.

5.3 Etiketteninformationen

Das Etikett enthält die Artikelnummer, die Spezifikationsnummer, die Chargennummer, den Bin-Code (Φe, VF, WLP), die Menge und das Datum. Der Bin-Code gibt den Strahlungsfluss-Bin (z. B. 1B43), den Durchlassspannungs-Bin (z. B. D05) und den Wellenlängencode (z. B. 365) an.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Empfohlenes Reflow-Profil: Vorwärmen von 150 °C auf 200 °C für 60–120 Sekunden; Aufheizen auf 217 °C (max. 3 °C/s); Zeit über 217 °C bis zu 60 Sekunden; Spitzentemperatur 260 °C für maximal 10 Sekunden (innerhalb von 5 °C der Spitze für maximal 30 Sekunden); Abkühlen mit max. 6 °C/s. Die Gesamtzeit von 25 °C bis zum Höhepunkt sollte 8 Minuten nicht überschreiten. Es sind nur zwei Reflow-Zyklen erlaubt, mit weniger als 24 Stunden zwischen den Zyklen, um Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden.

6.2 Handlöten und Reparatur

Wenn Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben unter 300 °C für weniger als 3 Sekunden und nur einmal. Eine Reparatur nach dem Reflow wird nicht empfohlen; falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Zwei-Kopf-Lötkolben und überprüfen Sie vorher die LED-Eigenschaften.

6.3 Lagerungs- und Handhabungshinweise

Vor dem Öffnen des Feuchtigkeitsschutzbeutels bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit bis zu einem Jahr lagern. Nach dem Öffnen muss das Produkt innerhalb von 24 Stunden bei ≤30 °C/≤60 % rF verwendet werden. Wenn die Feuchtigkeitsindikatorkarte eine Exposition anzeigt oder die Lagerzeit überschritten ist, vor der Verwendung bei 60±5 °C für ≥24 Stunden backen. Während des Abkühlens nach dem Löten keine mechanische Kraft oder Vibration ausüben. Vermeiden Sie schnelles Abkühlen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsprozess

Jede Rolle wird zusammen mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte in einen Feuchtigkeitsschutzbeutel gelegt. Der Beutel wird versiegelt und dann in einen Karton verpackt. Der Karton ist mit der Produktspezifikation, der Menge und den Handhabungswarnhinweisen gekennzeichnet. Während der Handhabung sind ESD-Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

7.2 Zuverlässigkeitstests

Die LED erfüllt die folgenden Zuverlässigkeitskriterien (Stichprobengröße 10 Stück, Annahme 0, Ablehnung 1):

• Reflow: 260 °C, 10 Sek., 3 Zyklen (JESD22-B106)
• Thermischer Schock: -40 °C bis 100 °C, 15 min Haltezeit, 100 Zyklen (JESD22-A106)
• Lebensdauertest: 25 °C, 700 mA, 1000 Stunden (JESD22-A108)

Ausfallkriterien: Durchlassspannung > 1,1 × USL; Sperrstrom > 2,0 × USL; Strahlungsfluss<0,7 × LSL.

8. Anwendungsempfehlungen

Die RF-C65S6 ist ideal für die UV-Härtung von Tinten, Klebstoffen und Beschichtungen sowie für die UV-Desinfektion (insbesondere die Varianten 365 nm und 385 nm). Sie kann auch in der Phototherapie, der Fälschungserkennung und der Fluoreszenzanregung eingesetzt werden. Für beste Ergebnisse sollte das System mit ausreichender Kühlung ausgelegt werden, um die Löttemperatur unter 80 °C zu halten. Verwenden Sie Konstantstromtreiber mit geeigneten Strombegrenzungswiderständen. Stellen Sie sicher, dass die LED während des Betriebs niemals einer Sperrspannung ausgesetzt wird. In Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur reduzieren Sie den Vorwärtsstrom gemäß der Temperatur-Strom-Kurve, um eine Überhitzung der Sperrschicht zu vermeiden.

9. Vergleich mit konkurrierenden Technologien

Im Vergleich zu herkömmlichen Quecksilberdampflampen bietet diese UV-LED sofortiges Ein- und Ausschalten, eine längere Lebensdauer (ausgelegt für 1000 Stunden bei 700 mA unter kontrollierten Bedingungen), eine geringere Betriebsspannung und keinen Quecksilbergehalt. Das keramische Gehäuse bietet eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Kunststoffgehäuse und ermöglicht so eine höhere Leistungsdichte. Die Anschaffungskosten pro Einheit können jedoch höher sein als bei leistungsschwachen UV-LEDs; die Gesamtbetriebskosten sind aufgrund des geringeren Wartungs- und Energieverbrauchs oft niedriger.

10. Häufig gestellte Fragen

1. Kann ich diese LED mit Strömen über 700 mA betreiben?Der Spitzenstrom kann bis zu 1000 mA (gepulst) betragen, aber ein Dauerbetrieb über 700 mA kann die maximale Sperrschichttemperatur überschreiten. Ein geeignetes Wärmemanagement ist unerlässlich.
2. Wie hoch ist die typische Lebensdauer?Der Zuverlässigkeitstest gewährleistet 1000 Stunden bei 700 mA und 25 °C; die tatsächliche Lebensdauer unter realen Bedingungen kann länger sein, wenn die Sperrschichttemperatur unter 105 °C gehalten wird.
3. Kann ich diese LED zur Wasserdesinfektion verwenden?Ja, insbesondere die 365-nm-Version, aber stellen Sie sicher, dass die LED ordnungsgemäß gegen Feuchtigkeit abgedichtet ist. Die LED selbst ist nicht wasserdicht; das System muss einen Umweltschutz bieten.
4. Welche Lotpaste wird empfohlen?Bleifreies Lot mit einem Schmelzpunkt um 217 °C ist geeignet. Verwenden Sie eine Schablonendicke von 0,1–0,15 mm, um ein ordnungsgemäßes Lotvolumen zu gewährleisten.
5. Wie reinige ich die LED nach dem Löten?Verwenden Sie Isopropylalkohol. Verwenden Sie keine Ultraschallreinigung, da diese die Silikonlinse oder die Bonddrähte beschädigen kann.

11. Praktische Designbeispiele

Beispiel 1: UV-Härtungsarray für den 3D-Druck.Ein lineares Array aus 10 LEDs (365 nm, Bin 1B43), die jeweils mit 700 mA betrieben werden, mit einer Gesamtleistung von etwa 52 W. Die LEDs sind auf einer Kupfer-MCPCB mit Zwangsbelüftung montiert. Das Array erreicht eine gleichmäßige Bestrahlungsstärke von 200 mW/cm² über eine Fläche von 50 mm × 10 mm.

Beispiel 2: UV-Desinfektionsmodul.Vier 385-nm-LEDs (Bin 1B42) sind in einem 2×2-Array mit einem Reflektor angeordnet, um das Licht in einen 30°-Strahl zu bündeln. Das Modul wird zur Oberflächendesinfektion in einem Medizinschrank verwendet und arbeitet mit 500 mA, um die thermische Belastung zu reduzieren. Das System enthält einen Timer, um eine ausreichende UV-Dosis sicherzustellen.

12. Grundlegende Prinzipien

UV-LEDs erzeugen Licht durch Elektrolumineszenz aus einem Halbleiter-p-n-Übergang. Der aktive Bereich basiert typischerweise auf AlGaN- oder InGaN-Materialien, wobei die Wellenlänge durch das Indium/Gallium-Verhältnis bestimmt wird. Das keramische Gehäuse verwendet ein Substrat mit hoher Wärmeleitfähigkeit, um Wärme vom Chip abzuleiten, und die Quarzglaslinse bietet eine hohe UV-Durchlässigkeit und mechanischen Schutz. Die LED ist aufgrund der dünnen Verarmungsschicht empfindlich gegenüber ESD; ein ordnungsgemäßer ESD-Schutz im Herstellungs- und Montageprozess ist entscheidend.

13. Technologietrends

Der UV-LED-Markt bewegt sich in Richtung höherer Leistungsdichten und niedrigerer Kosten. Zukünftige Entwicklungen umfassen eine erhöhte Wandlereffizienz (derzeit etwa 30–40 % für UVA), längere Lebensdauern und eine verbesserte Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen. Multi-Chip-Module werden für Hochleistungsanwendungen immer üblicher. Der Trend umfasst auch die Integration von UV-LEDs mit Sensoren und IoT-Konnektivität für intelligente Desinfektionssysteme. Mit zunehmender Reife der Technologie werden UV-LEDs weiterhin herkömmliche Quecksilberdampflampen in immer mehr Anwendungen ersetzen.