Especificaciones del LED UV RF-C37P6-URF-AR - Tamaño 3.7x3.7x3.45mm - Tensión directa 4.5-7.5V - Potencia 3.8W - Longitud de onda pico 275nm - Documento técnico en español

1. Descripción general del producto

Este documento presenta las especificaciones técnicas detalladas de un LED ultravioleta (UV) de alta potencia y alta fiabilidad, diseñado para aplicaciones de desinfección, esterilización y purificación de aire. El dispositivo cuenta con un encapsulado compacto de montaje superficial de 3.7mm x 3.7mm x 3.45mm con un ángulo de visión de 60°, lo que permite una integración eficiente en diversos conjuntos electrónicos. El producto es compatible con RoHS y está clasificado como nivel de sensibilidad a la humedad 3, lo que garantiza la compatibilidad con los procesos estándar de montaje SMT y soldadura por reflujo. Con una disipación de potencia máxima de 3.8W y opciones de tensión directa que van desde 4.5V a 7.5V a 350mA, este LED UV ofrece un rendimiento fiable en entornos exigentes.

2. Análisis profundo de los parámetros técnicos

2.1 Características optoelectrónicas (a 25°C, 350mA)

La tensión directa (VF) se especifica en cuatro grupos: F02 (4.5-5.5V), F03 (5.5-6.5V con típico 6.3V), F04 (6.5-7.5V). La corriente inversa (IR) a VR=10V es mínima, con grupos 1H05 a 1H08 que cubren de 5µA a 40µA. El flujo radiante total (Φe) varía de 270mW a 275mW (grupo UA35) o 275-280mW (grupo UA36). La longitud de onda pico (λp) es típicamente 275nm (rango 270-280nm). El ancho de banda espectral (Δλ) es de 8-12nm, ángulo de visión 60°, y resistencia térmica (RTHJ-S) máxima de 45°C/W.

2.2 Valores máximos absolutos

La disipación de potencia máxima es de 3.8W, la corriente directa pico (ciclo de trabajo 1/10, pulso de 0.1ms) es de 500mA, la tensión inversa es de 10V. La descarga electrostática (HBM) soporta 1000V. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +45°C, almacenamiento de -20°C a +65°C, temperatura de unión máxima de 60°C. Se debe tener cuidado para que la temperatura de unión no supere este límite durante la operación.

2.3 Sistema de clasificación por grupos (Binning)

El producto se clasifica por tensión directa (F02-F04), corriente inversa (1H05-1H08) y flujo radiante (UA35, UA36). La longitud de onda pico se centra en 275nm con una tolerancia de ±2nm. Tolerancias de medición: VF ±0.1V, longitud de onda ±2nm, flujo radiante ±10%. Los clientes deben seleccionar los grupos adecuados según los requisitos de su sistema.

3. Análisis de curvas de rendimiento

3.1 Tensión directa vs. Corriente directa

La curva I-V muestra una tensión directa típica de aproximadamente 6.1V a 350mA, con una pendiente pronunciada que indica baja resistencia dinámica. A 100mA, VF cae a aproximadamente 5.9V; a 500mA, sube a aproximadamente 6.5V.

3.2 Potencia relativa vs. Corriente directa

La intensidad relativa aumenta casi linealmente con la corriente de 0 a 500mA, alcanzando aproximadamente el 150% del valor a 350mA cuando se opera a 500mA. Esto permite un sobreamperaje breve dentro de los límites.

3.3 Longitud de onda pico vs. Corriente directa

La longitud de onda pico se desplaza ligeramente con la corriente: a 100mA, λp ≈ 274.0nm; a 500mA, λp ≈ 274.8nm. Este desplazamiento es menor (aproximadamente 0.8nm) en todo el rango de corriente, lo que indica una buena estabilidad de la longitud de onda.

3.4 Dependencia de la temperatura

La corriente directa máxima se reduce a medida que aumenta la temperatura del punto de soldadura: a Ts=25°C, la corriente máxima es de 500mA; a Ts=50°C, se reduce a ~300mA; a Ts=100°C, la corriente debe ser cero. Es esencial una gestión térmica adecuada para mantener el rendimiento.

3.5 Distribución espectral

La distribución espectral se centra alrededor de 275nm con un ancho completo a la mitad del máximo de aproximadamente 10nm. La salida se encuentra predominantemente en el rango UVC (200-280nm), lo que la hace efectiva para aplicaciones germicidas.

3.6 Patrón de radiación

El diagrama de radiación muestra un patrón similar al lambertiano con intensidad que cae al 50% a aproximadamente ±30° y cerca de cero a ±90°. Esto proporciona un ángulo de iluminación uniforme de 60°.

4. Información mecánica y del encapsulado

4.1 Dimensiones del encapsulado

La vista superior muestra un cuerpo de 3.70mm x 3.70mm con una altura de 3.45mm. La vista lateral indica una altura central del lente de 1.20mm sobre la base. La vista inferior revela dos grandes almohadillas térmicas/eléctricas: la almohadilla del ánodo es de 3.20mm x 2.20mm, la del cátodo es de 3.20mm x 1.20mm, ambas separadas por espacios de 0.50mm. La polaridad está marcada en la parte inferior.

4.2 Patrón de soldadura (diseño recomendado de almohadillas)

Patrón de tierra de PCB recomendado: almohadilla de ánodo 3.70mm x 3.20mm, almohadilla de cátodo 3.70mm x 1.20mm, con un espacio de 0.50mm entre ellas. Esto asegura un buen contacto térmico y eléctrico. Todas las dimensiones en milímetros con tolerancia ±0.2mm a menos que se indique lo contrario.

4.3 Identificación de polaridad

La polaridad se indica en la vista inferior mediante una marca "+" en el lado del ánodo. El dispositivo también está marcado con una marca de polaridad en la cinta portadora.

5. Directrices de soldadura y montaje

5.1 Perfil de soldadura por reflujo

El perfil de reflujo recomendado: precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos, rampa hasta 217°C (TL) en un máximo de 60 segundos, luego temperatura pico de 260°C durante hasta 10 segundos (tp). La velocidad de enfriamiento no debe exceder 6°C/s. El tiempo total desde 25°C hasta el pico debe estar dentro de 8 minutos. No exceda dos ciclos de reflujo; si transcurren más de 24 horas entre ciclos, hornee los LEDs primero.

5.2 Soldadura manual

Soldadura manual: temperatura del hierro por debajo de 300°C durante menos de 3 segundos, una sola vez. No aplique presión sobre el lente de silicona durante la soldadura.

5.3 Reparación y retrabajo

No se recomienda la reparación después de la soldadura. Si es inevitable, use un soldador de doble punta y verifique que las características del LED permanezcan intactas.

5.4 Precauciones de manejo

El encapsulante de silicona del LED es blando; evite el estrés mecánico en la superficie superior. No monte en PCB curvados ni doble la placa después de soldar. Evite el enfriamiento rápido. Utilice precauciones adecuadas de ESD (el dispositivo soporta 1000V HBM, pero aún se requiere protección).

6. Información de empaquetado y pedido

6.1 Especificaciones de empaquetado

Las unidades se empaquetan en cinta y carrete: 500 piezas por carrete. Paso de la cinta portadora 4.0mm, ancho 12.0mm, con un tamaño de bolsillo que acomoda el cuerpo de 3.7mm. Diámetro del carrete 178mm, ancho 12mm, diámetro del cubo 60mm, orificio del husillo 13.0mm.

6.2 Información de la etiqueta

Cada carrete lleva una etiqueta con: Número de pieza, Número de especificación, Número de lote, Código de grupo (incluye Φe, VF, WLP), Cantidad y Fecha. La etiqueta también incluye el símbolo de precaución ESD.

6.3 Embalaje de barrera contra la humedad

El carrete se sella en una bolsa de barrera contra la humedad con un desecante y una tarjeta indicadora de humedad. Almacenamiento antes de abrir: ≤30°C, ≤75%HR durante hasta 1 año. Después de abrir: ≤30°C, ≤60%HR durante 24 horas. Si se excede, hornee a 60±5°C durante ≥24 horas.

7. Recomendaciones de aplicación

7.1 Aplicaciones típicas

Este LED UV está optimizado para desinfección (agua, aire, superficies), esterilización de equipos médicos y sistemas de purificación de aire. Su tamaño compacto y alto flujo radiante permiten la integración en instalaciones portátiles y fijas.

7.2 Consideraciones de diseño

Para una operación fiable, asegure una adecuada disipación de calor: la resistencia térmica de 45°C/W significa que a 3.8W, el aumento de temperatura unión-punto de soldadura es de 171°C, lo que excede el límite de unión de 60°C. Por lo tanto, la potencia real debe ser reducida (por ejemplo, 350mA produce aproximadamente 2.2W, dando un aumento de 99°C, aún excediendo los límites; la gestión térmica adecuada es crítica). Utilice resistencias en serie o controladores de corriente constante para evitar el descontrol térmico. Evite condiciones de tensión inversa.

7.3 Compatibilidad de materiales

El LED es sensible al azufre, bromo, cloro y compuestos orgánicos volátiles (COV). Asegúrese de que los materiales circundantes contengan menos de:<100 ppm de azufre,<900 ppm de bromo y cloro cada uno, y halógenos totales

8. Fiabilidad y pruebas

8.1 Elementos de prueba de fiabilidad

El producto ha pasado: soldadura por reflujo (260°C, 3 veces), choque térmico (-40°C a 100°C, 100 ciclos) y prueba de vida (25°C, 350mA, 1000 horas). Todo con criterio de aceptación 0/1 (cero fallos permitidos). Criterios de fallo: VF > L.S.E.×1.1, IR > L.S.E.×2.0, Φe

8.2 Almacenamiento y manejo

Almacene en el embalaje original bajo condiciones controladas. Después de abrir, utilice dentro de 24 horas o hornee antes de usar. Manipule con protección ESD y evite tocar el lente.

9. Comparación técnica

En comparación con los LED UV SMD estándar, este producto ofrece una combinación equilibrada de alta potencia (3.8W máx.) y tamaño compacto (3.7x3.7mm). El ángulo de visión de 60° es más amplio que muchos LED UVC profundos (típicamente 30-45°), proporcionando una cobertura más amplia. La resistencia térmica de 45°C/W es competitiva para este tamaño de encapsulado. Los grupos de tensión directa permiten la selección para voltajes de controlador específicos (por ejemplo, sistemas de 6V o 12V). El flujo radiante de ~275mW a 350mA es típico para LEDs UVC en este encapsulado, adecuado para aplicaciones de desinfección.

10. Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la longitud de onda pico?La longitud de onda pico está centrada en 275nm (típica), dentro del rango germicida UVC.
2. ¿Puedo usar este LED a 500mA de forma continua?No, la clasificación máxima absoluta de 500mA es para pulsos (0.1ms, ciclo de trabajo 10%). La operación continua a 500mA excedería el límite de temperatura de unión a menos que se proporcione un enfriamiento extraordinario.
3. ¿Cuál es la corriente de excitación recomendada?350mA es la condición de prueba típica y se recomienda para operación continua con una adecuada disipación de calor. Corrientes más bajas (por ejemplo, 200-300mA) mejoran la vida útil y la eficiencia.
4. ¿Este LED requiere un disipador de calor?Sí, debido a la alta disipación de potencia y resistencia térmica, es esencial un disipador de calor o almohadilla térmica para mantener la temperatura del punto de soldadura por debajo de 45°C a 350mA.
5. ¿Cuál es la clasificación por grupos para la tensión directa?Grupos F02 (4.5-5.5V), F03 (5.5-6.5V), F04 (6.5-7.5V). Utilice componentes limitadores de corriente adecuados para su voltaje de alimentación.
6. ¿Puedo usarlo para desinfección de agua?Sí, la longitud de onda de 275nm es efectiva para inactivar bacterias y virus en el agua, siempre que el diseño incluya un acoplamiento óptico y refrigeración adecuados.

11. Ejemplos prácticos de aplicación

11.1 Unidad de purificación de aire

Un purificador de aire que utiliza este LED UV se puede diseñar con un controlador de corriente constante simple a 350mA y un pequeño disipador de calor unido a una carcasa metálica. El ángulo de haz de 60° permite una irradiación uniforme de un filtro fotocatalítico. Para una unidad de habitación pequeña, uno o dos LEDs son suficientes.

11.2 Varita esterilizadora portátil

Esterilizador alimentado por batería: use tres LEDs en serie con un convertidor elevador para proporcionar ~18V a 350mA. El encapsulado compacto (3.7mm) permite un diseño de varita delgada. Incluya una ventana de cuarzo y un sensor de proximidad para seguridad.

11.3 Módulo de desinfección de superficies

Para la esterilización de cintas transportadoras, se pueden colocar matrices de estos LEDs. Con un paso de 12mm en la cinta, se pueden diseñar matrices para cubrir una cinta de 100mm de ancho. Se necesita una gestión térmica adecuada mediante un sustrato de aluminio.

12. Introducción al principio

Los LEDs UVC generan luz a través de electroluminiscencia en un material semiconductor (generalmente AlGaN). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, emitiendo fotones con energía correspondiente a la banda prohibida. La longitud de onda de 275nm corresponde a una energía de fotón de aproximadamente 4.5eV. La luz ultravioleta profunda daña el ADN/ARN de los microorganismos, impidiendo la replicación y provocando la inactivación. Este principio físico subyace a las aplicaciones de desinfección.

13. Tendencias de desarrollo

El mercado de LEDs UVC está evolucionando hacia una mayor eficiencia (WPE >5% actualmente, apuntando a >10%), vidas útiles más largas (>10,000 horas) y menor costo por mW. Los tamaños de encapsulado se reducen mientras se mantiene la potencia. Este encapsulado de 3.7mm representa un diseño maduro; las tendencias futuras incluyen encapsulados a escala de chip y óptica integrada. Además, las preocupaciones de toxicidad de las lámparas de mercurio están impulsando la adopción de sistemas UV basados en LED en los mercados médico, industrial y de consumo.