ELUA2835TG0 UVA LED Datenblatt - 2,8x3,5mm Gehäuse - 3,0-4,0V Durchlassspannung - 150mA - 360-400nm Spitzenwellenlänge - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die ELUA2835TG0-Serie repräsentiert eine kompakte, leistungsstarke Ultraviolett-A (UVA) Leuchtdiode für Oberflächenmontage (SMT). Sie ist für hohe Effizienz und zuverlässigen Betrieb auf minimaler Fläche ausgelegt und eignet sich somit ideal für platzbeschränkte Designs.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Hauptvorteile dieser LED sind ihr geringer Stromverbrauch, ein breiter Abstrahlwinkel von 100 Grad und das kompakte 2,8mm x 3,5mm Gehäuse. Sie verfügt über einen integrierten ESD-Schutz bis 2KV, was die Robustheit bei Handhabung und Montage erhöht. Das Bauteil ist vollständig konform mit RoHS, bleifrei, EU REACH und halogenfrei (Brom <900ppm, Chlor <900ppm, Br+Cl <1500ppm) und somit für globale Märkte mit strengen Umweltanforderungen geeignet. Die Zielanwendungen liegen primär im UVA-Spektrum, einschließlich UV-Nagelhärtung, Systeme zur Fälschungserkennung und Insektenfallen.

2. Vertiefung der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine objektive und detaillierte Interpretation der im Datenblatt spezifizierten Schlüsselparameter.

2.1 Absolute Grenzwerte

Das Bauteil ist für einen maximalen Dauer-Durchlassstrom (I_F) von 180mA ausgelegt, wird jedoch typischerweise mit 150mA betrieben. Die maximale Sperrschichttemperatur (T_J) beträgt 90°C, ein kritischer Parameter für das Wärmemanagement-Design. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Umgebung (R_th) ist mit 15°C/W spezifiziert. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, was die Eignung für raue Umgebungen anzeigt.

2.2 Lichttechnische und elektrische Kenngrößen

Die Produktnomenklatur offenbart detaillierte Spezifikationen. Beispielsweise zeigt eine typische Artikelnummer ELUA2835TG0-P6070SC53040150-VA1D(CM) eine Spitzenwellenlänge im Bereich 360-370nm (P6070) mit einer minimalen Strahlungsleistung von 210mW (SC3-Bin), einem typischen Wert von 240mW und einem Maximum von 270mW an. Ihre Durchlassspannung (V_F) ist bei 150mA zwischen 3,0V und 4,0V spezifiziert. Eine andere Variante, ELUA2835TG0-P9000SC13040150-VA1D(CM), zielt auf die 390-400nm Wellenlänge mit ähnlichen elektrischen Eigenschaften, aber einer leicht höheren typischen Strahlungsleistung von 250mW ab.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Der Hersteller verwendet ein präzises Binning-System, um Konsistenz sicherzustellen und Designflexibilität zu ermöglichen.

3.1 Binning der Strahlungsleistung

Die Strahlungsleistung wird in Bins wie SC3 (210-250mW), SC5 (250-270mW), SC7 (270-300mW) und SC9 (300-330mW) kategorisiert. Messungen haben eine Toleranz von ±10%. Designer können Bins basierend auf der benötigten optischen Leistung für ihre Anwendung auswählen.

3.2 Binning der Spitzenwellenlänge

Die Wellenlänge wird eng kontrolliert. Für den 365nm-Bereich sind die Bins W36A (360-365nm) und W36B (365-370nm). Für den 395nm-Bereich sind es W39A (390-395nm) und W39B (395-400nm). Die Messtoleranz beträgt ±1nm.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird in 0,1V-Schritten von 3,0V bis 4,0V gebinnt (z.B. 3031 für 3,0-3,1V, 3132 für 3,1-3,2V, usw.). Dies ermöglicht eine bessere Stromanpassung, wenn mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden. Die Messtoleranz beträgt ±2%.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Diagramme, die das Verhalten unter variierenden Bedingungen charakterisieren. Alle Kurven sind für beide Varianten (365nm und 395nm) bei einer Substrattemperatur von 25°C angegeben, sofern nicht anders angegeben.

4.1 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom (IV-Kennlinie)

Das Diagramm zeigt die für Dioden typische nichtlineare Beziehung. Die Durchlassspannung steigt mit dem Strom. Bei den Nenn-150mA beträgt V_Fetwa 3,4V für die 365nm-LED und ist für die 395nm-LED leicht höher. Diese Information ist entscheidend für das Treiberdesign.

4.2 Relative Strahlungsleistung vs. Durchlassstrom

Die Ausgangsleistung steigt mit dem Strom, zeigt aber bei höheren Strömen, insbesondere bei der 395nm-LED, Anzeichen von Sättigung. Der Betrieb bei 150mA scheint in einem effizienten Bereich vor signifikantem Effizienzabfall zu liegen.

4.3 Relatives Spektralverteilungsdiagramm

Die Diagramme zeigen schmale Emissionspeaks um 365nm bzw. 395nm, was die UVA-Emission bestätigt. Die Emission von sichtbarem Licht ist minimal, was für reine UV-Anwendungen wünschenswert ist.

4.4 Temperaturabhängigkeit

Schlüsselparameter sind gegen die Substrattemperatur bei einem festen Strom von 150mA aufgetragen. Die relative Strahlungsleistung nimmt mit steigender Temperatur ab, wobei die 365nm-LED einen ausgeprägteren thermischen Quenching-Effekt zeigt. Die Durchlassspannung nimmt linear mit steigender Temperatur ab. Die Spitzenwellenlänge verschiebt sich zu längeren Wellenlängen (Rotverschiebung) mit steigender Temperatur.

4.5 Derating-Kurve

Ein kritisches Diagramm zeigt den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Substrattemperatur. Mit steigender Temperatur sinkt der maximal sichere Strom linear. Diese Kurve muss eingehalten werden, um sicherzustellen, dass die Sperrschichttemperatur 90°C nicht überschreitet und die Langzeitzuverlässigkeit gewährleistet ist.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Maßzeichnung

Die mechanische Zeichnung gibt eine Gehäusegröße von 2,8mm (Länge) x 3,5mm (Breite) vor. Auch die Linsenhöhe ist definiert. Die Toleranzen betragen ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben. Die Zeichnung kennzeichnet klar die Anoden- und Kathoden-Pads. Ein wichtiger Hinweis spezifiziert, dass das thermische Pad elektrisch mit der Kathode verbunden ist. Designer müssen dies in ihrem PCB-Layout berücksichtigen, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

5.2 Handhabung und Polarität

Eine spezifische Warnung rät davon ab, das Bauteil an der Linse zu handhaben, da mechanische Belastung zu Ausfällen führen kann. Die Polarität ist auf dem Bauteil selbst markiert und entspricht der Pad-Anordnung in der Zeichnung.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprozess

Die LED ist für standardmäßige SMT-Reflow-Prozesse geeignet. Das Datenblatt enthält ein generisches Reflow-Profil-Diagramm mit Temperaturzonen. Wichtige Empfehlungen sind: Vermeidung von mehr als zwei Reflow-Zyklen, Minimierung mechanischer Belastung der LED während des Erhitzens und kein Verbiegen der Leiterplatte nach dem Löten. Diese Schritte sind wesentlich, um Lötstellenversagen oder Schäden am internen Chip und den Bonddrähten zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Emitter-Band und -Rolle

Die LEDs werden auf geprägter Trägerbandfolie geliefert. Die Bandabmessungen sind im Datenblatt angegeben. Eine Standardrolle enthält 2000 Stück, was typisch für automatisierte Bestückungsanlagen ist.

7.2 Entschlüsselung der Produktnomenklatur

Die detaillierte Artikelnummernstruktur wird vollständig erklärt. Sie kodiert Hersteller, Spektrum (UVA), Gehäusegröße (2835), Gehäusematerial (PCT), Beschichtung (Ag), Abstrahlwinkel (100°), Spitzenwellenlängencode, Strahlungsleistungs-Bin, Durchlassspannungsbereich (3,0-4,0V), Durchlassstrom (150mA), Chip-Typ (Vertikal), Chip-Größe (15mil), Chip-Anzahl (1) und Prozess-Typ (Dispensing). Dies ermöglicht eine präzise Spezifikation bei der Bestellung.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

UV-Nagelhärtung:Die 365nm- und 395nm-Wellenlängen sind effektiv für das Härten von Gelnagellacken. Das 395nm-Licht ist sichtbarer (violett-blau) und härtet Oberflächenschichten möglicherweise etwas langsamer, während 365nm "unsichtbarer" ist und tiefer eindringt.
Fälschungserkennung:Viele Sicherheitsmerkmale, Tinten und Papiere fluoreszieren unter spezifischen UVA-Wellenlängen. Diese LEDs können solche Merkmale zur Überprüfung beleuchten.
Insektenfallen:Viele fliegende Insekten werden von UVA-Licht angezogen. Diese LEDs können als Lockmittel in elektronischen Insektenvernichtern oder Überwachungsfallen dienen.

8.2 Designüberlegungen

• Wärmemanagement:Mit einem thermischen Widerstand von 15°C/W und einer maximalen T_Jvon 90°C ist eine ordnungsgemäße Wärmeableitung über das thermische Pad/die Kathode essenziell, insbesondere bei Betrieb in hohen Umgebungstemperaturen oder bei hohen Strömen.
• Stromversorgung:Verwenden Sie einen Konstantstromtreiber, der auf 150mA (oder niedriger gemäß der Derating-Kurve) eingestellt ist, um eine stabile Ausgangsleistung und Langlebigkeit zu gewährleisten. Das Durchlassspannungs-Bin sollte für Reihenschaltungen berücksichtigt werden.
• Optisches Design:Der breite 100-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine großflächige Ausleuchtung. Für fokussierte Strahlen können sekundäre Optiken erforderlich sein.
• ESD-Vorsichtsmaßnahmen:Obwohl für 2KV ESD ausgelegt, sollten während der Montage dennoch Standard-ESD-Handhabungsverfahren eingehalten werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während das Datenblatt keinen direkten Vergleich mit anderen Produkten zieht, können die Hauptunterscheidungsmerkmale dieser Serie abgeleitet werden. Die Kombination aus einem standardmäßigen 2835-Footprint (kompatibel mit vielen bestehenden Designs), integriertem ESD-Schutz und Konformität mit mehreren Umweltstandards bietet eine ausgewogene Lösung. Die Verfügbarkeit von zwei verschiedenen Spitzenwellenlängen (365nm und 395nm) im selben mechanischen Gehäuse bietet Anwendungsflexibilität. Die detaillierte Binning-Struktur ermöglicht eine hohe Konsistenz in der Massenproduktion.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 180mA betreiben?
A: Nein. Der absolute Grenzwert von 180mA ist eine Belastungsgrenze, kein Betriebszustand. Der Nennbetriebsstrom beträgt 150mA. Dauerbetrieb bei 180mA würde wahrscheinlich die maximale Sperrschichttemperatur überschreiten und die Lebensdauer verkürzen.

F: Was ist der Unterschied zwischen dem thermischen Pad und den elektrischen Pads?
A: Das thermische Pad ist elektrisch mit der Kathode verbunden. Das bedeutet, Ihr PCB-Layout muss das thermische Pad mit demselben Netz wie das Kathoden-Pad verbinden. Es kann nicht als isolierter Kühlkörper verwendet werden.

F: Wie wähle ich zwischen der 365nm- und der 395nm-Wellenlänge?
A: Das hängt von der spektralen Empfindlichkeit Ihrer Anwendung ab. 395nm liegt näher am sichtbaren violetten Licht und wird oft dort verwendet, wo ein sichtbarer Hinweis akzeptabel ist (z.B. Nagellampen). 365nm ist tieferes UVA, "unsichtbarer", und kann besser für Anwendungen geeignet sein, die reines UV erfordern oder bei denen bestimmte Materialien bei dieser Wellenlänge stärker fluoreszieren.

F: Was bedeutet die "Derating-Kurve" für mein Design?
A: Sie definiert den maximal sicheren Betriebsstrom bei verschiedenen Umgebungs-/Leiterplattentemperaturen. Wenn beispielsweise die PCB-Temperatur am LED-Montagepunkt 80°C erreicht, sinkt der maximal zulässige Strom deutlich unter 150mA. Sie müssen Ihr System so auslegen, dass es unterhalb dieser Kurve bleibt.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fallbeispiel: Design eines kompakten UV-Prüfstifts.Ein Designer benötigt ein tragbares Gerät zur Geldscheinprüfung. Er wählt die ELUA2835TG0 aufgrund ihrer kleinen Größe und der 2KV-ESD-Klassifizierung (wichtig für ein Handgerät). Er wählt die 365nm-Variante für starke Fluoreszenz auf Sicherheitsfäden. Er entwirft eine einfache Leiterplatte mit einer Knopfzellenbatterie, einem strombegrenzenden Widerstand für ~100mA (zur Verlängerung der Batterielebensdauer und zum Einhalten sicherer Grenzen ohne aktive Kühlung) und einem Schalter. Das thermische Pad ist mit der Kathodenbahn verbunden, die auf der Leiterplatte so groß wie möglich ausgeführt ist, um als Kühlkörper zu dienen. Der breite Abstrahlwinkel macht eine Linse überflüssig und vereinfacht die Montage.

12. Funktionsprinzip

UVA-LEDs arbeiten nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in Halbleitermaterialien. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Wellenlänge dieser Photonen (im UVA-Bereich, 315-400nm) wird durch die Bandlückenenergie der im LED-Chip verwendeten Halbleitermaterialien bestimmt, typischerweise Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN) oder ähnliche Verbindungen. Die in der Artikelnummer erwähnte vertikale Chipstruktur bezieht sich oft auf ein Design, bei dem der elektrische Strom vertikal durch den Chip fließt, was Vorteile bei der Stromverteilung und thermischen Leistung im Vergleich zu lateralen Strukturen bieten kann.

13. Entwicklungstrends

Der UVA-LED-Markt wird von Trends zu Miniaturisierung, erhöhter Effizienz (höhere Strahlungsleistung pro elektrischem Watt) und verbesserter Zuverlässigkeit angetrieben. Es gibt laufende Entwicklungen, um Wellenlängen tiefer in den UVB- und UVC-Bereich für Sterilisationsanwendungen zu bringen, aber UVA bleibt entscheidend für Härtung, Sensorik und Spezialbeleuchtung. Die Integration von UVA-LEDs mit Sensoren und intelligenten Treibern zur geschlossenen Regelung der Intensität ist ein aufkommender Trend. Darüber hinaus verbessern Fortschritte bei Gehäusematerialien kontinuierlich die Widerstandsfähigkeit gegen UV-induzierten Abbau, was ein Schlüsselfaktor für die Langzeitleistung in UVA-Anwendungen ist, bei denen das Gehäuse selbst seiner eigenen emittierten Strahlung ausgesetzt ist.