Hoja Técnica del LED UV LTPL-C034UVG405 - Longitud de Onda Pico 405nm - Tensión Directa Típica 3.6V - Potencia Máxima 4.4W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTPL-C034UVG405 es un diodo emisor de luz (LED) ultravioleta (UV) de alta potencia diseñado para aplicaciones exigentes como el curado UV y otros procesos UV comunes. Este producto representa una alternativa energéticamente eficiente a las fuentes de luz UV convencionales, combinando la larga vida operativa y la fiabilidad inherentes a la iluminación de estado sólido con una alta salida radiante. Permite una mayor flexibilidad de diseño y crea nuevas oportunidades para que la tecnología UV de estado sólido reemplace a los sistemas UV tradicionales.

1.1 Características Principales

• Conducción compatible con Circuitos Integrados (IC).
• Cumple con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) y está libre de plomo.
• Costes operativos más bajos en comparación con las fuentes UV convencionales.
• Requisitos de mantenimiento reducidos gracias a la fiabilidad del estado sólido.

2. Valores Máximos Absolutos

Los siguientes valores definen los límites más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corriente Directa Continua (If):1000 mA
• Consumo de Potencia (Po):4.4 W
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-55°C a +100°C
• Temperatura de Unión (Tj):125°C

Nota Importante:Operar el LED en condiciones de polarización inversa durante períodos prolongados puede resultar en daños o fallos del componente.

3. Características Electro-Ópticas

Las siguientes características se miden a Ta=25°C y una corriente directa (If) de 700mA, que sirve como una condición de operación típica.

• Tensión Directa (Vf):Mínimo 3.2V, Típico 3.6V, Máximo 4.4V.
• Flujo Radiante (Φe):Mínimo 1225 mW, Típico 1415 mW, Máximo 1805 mW. Esta es la potencia radiante total medida con una esfera integradora.
• Longitud de Onda Pico (λp):Mínimo 400 nm, Máximo 410 nm.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típicamente 130 grados.
• Resistencia Térmica, Unión a Punto de Soldadura (Rthjs):Típicamente 4.1 °C/W. La tolerancia de medición es de ±10%.

4. Sistema de Códigos de Bin

Los LEDs se clasifican en bins según parámetros clave para garantizar la consistencia en la aplicación. El código de bin está marcado en cada bolsa de embalaje.

4.1 Clasificación por Tensión Directa (Vf)

• V1:3.2V a 3.6V
• V2:3.6V a 4.0V
• V3:4.0V a 4.4V
• Tolerancia: ±0.1V

4.2 Clasificación por Flujo Radiante (mW)

• ST:1225 mW a 1325 mW
• TU:1325 mW a 1430 mW
• UV:1430 mW a 1545 mW
• VW:1545 mW a 1670 mW
• WX:1670 mW a 1805 mW
• Tolerancia: ±10%

4.3 Clasificación por Longitud de Onda Pico (Wp)

• P4A:400 nm a 405 nm
• P4B:405 nm a 410 nm
• Tolerancia: ±3 nm

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las siguientes curvas típicas proporcionan información sobre el comportamiento del dispositivo en diversas condiciones (ambiente a 25°C salvo que se indique lo contrario).

5.1 Flujo Radiante Relativo vs. Corriente Directa

Esta curva muestra que la salida radiante aumenta con la corriente directa, pero puede presentar un comportamiento no lineal a corrientes más altas debido a efectos térmicos y a la caída de eficiencia.

5.2 Distribución Espectral Relativa

El gráfico espectral confirma la banda de emisión estrecha centrada alrededor de la longitud de onda pico de 405nm, característica de los LEDs UV y adecuada para curar fotoiniciadores específicos.

5.3 Patrón de Radiación (Ángulo de Visión)

El gráfico de características de radiación ilustra el ángulo de visión típico de 130 grados, mostrando la distribución de intensidad en función del ángulo desde el eje óptico.

5.4 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

La curva I-V demuestra la relación exponencial del diodo entre corriente y tensión, crucial para diseñar drivers de corriente constante apropiados.

5.5 Flujo Radiante Relativo vs. Temperatura de Unión

Este gráfico destaca el impacto negativo del aumento de la temperatura de unión en la salida de luz. El flujo radiante disminuye a medida que aumenta la temperatura, enfatizando la necesidad de una gestión térmica eficaz.

5.6 Curva de Reducción de Corriente Directa

Esta curva especifica la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura de la cápsula (Tc). Para garantizar la fiabilidad y evitar superar la temperatura máxima de unión, la corriente de conducción debe reducirse al operar a temperaturas ambientales más altas.

6. Resumen de Pruebas de Fiabilidad

El dispositivo ha sido sometido a una serie completa de pruebas de fiabilidad sin reportar fallos en los tamaños de muestra. Las pruebas incluyen:

• Vida Operativa a Baja Temperatura (LTOL):Temperatura de cápsula -10°C, 700mA, 1000 horas.
• Vida Operativa a Temperatura Ambiente (RTOL):25°C, 1000mA, 1000 horas.
• Vida Operativa a Alta Temperatura (HTOL):Temperatura de cápsula 85°C, 700mA, 1000 horas.
• Vida Operativa Húmeda a Alta Temperatura (WHTOL):60°C/90% HR, 700mA, 500 horas.
• Choque Térmico (TMSK):-40°C a 125°C, 100 ciclos.
• Resistencia al Calor del Soldado por Reflujo:Pico de 260°C, 10 segundos, 2 ciclos.
• Prueba de Soldabilidad:245°C, 5 segundos, soldadura sin plomo.

Criterios de Daño:Se considera que un dispositivo ha fallado si, después de la prueba, la tensión directa se desvía más de ±10% o el flujo radiante se degrada más de -30% respecto a los valores iniciales medidos a la corriente típica.

7. Información Mecánica y de Montaje

7.1 Dimensiones y Diseño de Pads en PCB

La hoja técnica proporciona dibujos mecánicos detallados con dimensiones en milímetros. Las notas clave incluyen:

• Tolerancia general de dimensiones: ±0.2mm.
• Tolerancia de altura de lente y longitud/ancho del sustrato cerámico: ±0.1mm.
• El pad térmico está aislado eléctricamente (neutro) de los pads de ánodo y cátodo.
• Se proporciona un diseño recomendado de pads de fijación en la placa de circuito impreso (PCB) para garantizar una soldadura y conducción térmica adecuadas.

7.2 Pautas de Soldadura

Perfil de Soldadura por Reflujo:Se proporciona un perfil de temperatura recomendado, con una temperatura máxima del cuerpo que no exceda los 260°C. No se recomienda una tasa de enfriamiento rápida desde la temperatura máxima.

Soldadura Manual:Máximo 300°C durante un máximo de 2 segundos, solo una vez.

Notas Generales:

• Todas las referencias de temperatura son para la parte superior del cuerpo del encapsulado.
• Es deseable la temperatura de soldadura más baja posible.
• La soldadura por reflujo debe realizarse un máximo de tres veces.
• El método de soldadura por inmersión no está recomendado ni garantizado.

7.3 Empaquetado

Los LEDs se suministran en cinta y carrete para montaje automatizado, cumpliendo con las especificaciones EIA-481-1-B.

• Dimensiones de la Cinta:Los dibujos detallados especifican el tamaño del bolsillo y la construcción de la cinta.
• Dimensiones del Carrete:Proporcionadas para carretes de 7 pulgadas.
• Embalaje:Máximo 500 piezas por carrete de 7 pulgadas. Los bolsillos vacíos se sellan con cinta de cubierta. Se permite un máximo de dos componentes faltantes consecutivos.

8. Pautas y Precauciones de Aplicación

8.1 Método de Conducción

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar una operación estable y una larga vida, deben ser conducidos por una fuente de corriente constante, no por una fuente de tensión constante. Un circuito limitador de corriente apropiado o un driver IC dedicado para LED es esencial.

8.2 Gestión Térmica

Dada la disipación de potencia máxima de 4.4W y la sensibilidad de la salida y la vida útil a la temperatura de unión, un disipador de calor eficaz es crítico. La baja resistencia térmica (4.1 °C/W típ.) de la unión al punto de soldadura facilita la transferencia de calor, pero la ruta térmica general del sistema desde el PCB al ambiente debe diseñarse con cuidado, especialmente al operar a corrientes altas o en ambientes cálidos.

8.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, utilice únicamente disolventes a base de alcohol como el alcohol isopropílico. El uso de limpiadores químicos no especificados puede dañar el material del encapsulado del LED.

9. Comparación Técnica y Consideraciones de Diseño

9.1 Ventajas sobre las Fuentes UV Convencionales

En comparación con las lámparas de vapor de mercurio u otras tecnologías UV convencionales, este LED UV ofrece:

• Encendido/Apagado Instantáneo:Sin tiempo de calentamiento o enfriamiento, permitiendo ciclos de proceso más rápidos.
• Larga Vida Útil:Vida operativa significativamente más larga, reduciendo la frecuencia de reemplazo y los costes de mantenimiento.
• Eficiencia Energética:Mayor eficiencia de conversión eléctrica a óptica, reduciendo los costes de energía operativos.
• Tamaño Compacto y Libertad de Diseño:El factor de forma pequeño permite la integración en espacios más reducidos y posibilita nuevos factores de forma para sistemas de curado.
• Operación más Fría:Emite muy poca radiación infrarroja, reduciendo la carga térmica en el sustrato objetivo.
• Seguridad Ambiental:No contiene mercurio, alineándose con RoHS y otras regulaciones ambientales.

9.2 Consideraciones de Diseño para Sistemas de Curado UV

• Diseño Óptico:Pueden necesitarse lentes o reflectores para enfocar el haz de 130 grados en un punto o línea más concentrado para un curado eficiente.
• Selección del Driver:Se requiere un driver de corriente constante capaz de entregar hasta 1000mA con capacidades apropiadas de atenuación/pulsación. El driver debe tener en cuenta la dispersión del bin de tensión directa (3.2V a 4.4V).
• Diseño del Disipador de Calor:El PCB debe diseñarse con vías térmicas y área de cobre adecuadas. Para matrices de alta potencia, a menudo es necesario un disipador de calor externo de aluminio.
• Coincidencia de Longitud de Onda:Asegúrese de que la longitud de onda pico de 405nm es óptima para el fotoiniciador utilizado en el adhesivo, tinta o recubrimiento de curado.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Cuál es la corriente de operación típica para este LED?

Las características electro-ópticas y los códigos de bin se especifican a una corriente directa (If) de 700mA, que se considera un punto de operación típico que equilibra la salida y la longevidad. La corriente continua máxima absoluta es de 1000mA, pero la operación a este nivel requiere una excelente gestión térmica.

10.2 ¿Cómo se mide el flujo radiante?

El flujo radiante (en milivatios) es la potencia óptica total emitida por el LED, medida utilizando una esfera integradora que captura la luz desde todos los ángulos. Esto es diferente del flujo luminoso (lúmenes), que está ponderado por la sensibilidad del ojo humano y no es aplicable para fuentes UV.

10.3 ¿Se pueden conectar múltiples LEDs en serie o en paralelo?

La conexión en serie es generalmente preferida cuando se usa un driver de corriente constante, ya que garantiza una corriente idéntica a través de cada LED. No se recomienda la conexión en paralelo sin resistencias de equilibrio de corriente individuales para cada cadena de LEDs, debido a las variaciones en la tensión directa (Vf) entre dispositivos que pueden llevar a un reparto desigual de corriente y a una posible sobreexcitación.

10.4 ¿Cuál es el impacto de la temperatura de unión en el rendimiento?

Como se muestra en las curvas de rendimiento, el aumento de la temperatura de unión conduce a una disminución en la salida del flujo radiante (caída de eficiencia) y puede acelerar la degradación a largo plazo, reduciendo la vida útil del dispositivo. Mantener una baja temperatura de unión mediante un disipador de calor adecuado es primordial para un rendimiento y fiabilidad consistentes.

11. Principio de Operación y Tendencias Tecnológicas

11.1 Principio Básico de Operación

Este LED UV es un dispositivo semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan dentro de la región activa del chip semiconductor, liberando energía en forma de fotones. Los materiales específicos (por ejemplo, compuestos basados en nitruro de galio) y la estructura de pozo cuántico están diseñados para producir fotones en el espectro ultravioleta, específicamente alrededor de 405nm.

11.2 Tendencias de la Industria

El mercado de los LEDs UV está impulsado por el reemplazo de las lámparas de mercurio en industrias como la impresión, adhesivos, recubrimientos y desinfección. Las tendencias clave incluyen el aumento de la potencia de salida (flujo radiante) de los emisores individuales, mejoras en la eficiencia de conversión de energía (WPE), el desarrollo de LEDs UVC de longitud de onda más corta para esterilización y la reducción del coste por milivatio. El LTPL-C034UVG405 se ajusta a la tendencia de proporcionar soluciones robustas y de alta potencia para aplicaciones de curado industrial.