انتخاب زبان

مشخصات فنی ماژول UV LED COB سری RT25E9 - ابعاد 25x50x5.9 میلی‌متر - ولتاژ 30-50 ولت - توان 12-25.5 وات - سند فنی فارسی

مشخصات فنی یک ماژول UV LED COB پرتوان با بستر مسی و پکیج شیشه‌ای، دارای طول‌موج‌های 365 تا 410 نانومتر، مناسب برای کاربردهای پخت و ضدعفونی.
smdled.org | PDF Size: 1.3 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - مشخصات فنی ماژول UV LED COB سری RT25E9 - ابعاد 25x50x5.9 میلی‌متر - ولتاژ 30-50 ولت - توان 12-25.5 وات - سند فنی فارسی

فهرست مطالب

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی یک ماژول LED پرتوان فرابنفش (UV) با پیکربندی Chip-on-Board (COB) را به تفصیل شرح می‌دهد. این ماژول برای کاربردهای صنعتی‌گرید که نیاز به تابش شدید فرابنفش دارند، طراحی شده است. ساختار اصلی آن شامل یک بستر (سابستریت) مسی برای مدیریت حرارتی برتر و یک پکیج شیشه‌ای کوارتز برای دوام و عملکرد نوری مطلوب است که آن را برای محیط‌های سخت و پرتقاضا مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این ماژول ناشی از طراحی مستحکم آن است. بستر مسی، اتلاف حرارت کارآمد را تضمین می‌کند که برای حفظ عملکرد و طول عمر LED در جریان‌های راه‌اندازی بالا حیاتی است. پکیج شیشه‌ای کوارتز، انتقال عالی نور UV را فراهم کرده و تراشه‌های نیمه‌هادی را در برابر عوامل محیطی محافظت می‌کند. بازار هدف این ماژول، بخش‌های صنعتی، به‌طور خاص فرآیندهایی مانند پخت UV مرکب‌ها، چسب‌ها و رزین‌ها و همچنین سیستم‌های ضدعفونی فرابنفش در تصفیه هوا و آب است. تعیین‌شده به‌عنوان کاربرد عمومی، امکان ادغام آن در تجهیزات مختلف بازرسی یا تحلیلی مبتنی بر UV دیگر را نیز فراهم می‌کند.

2. پارامترهای فنی: تحلیل عینی عمیق

عملکرد ماژول توسط مجموعه‌ای جامع از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف می‌شود. درک این پارامترها برای طراحی صحیح سیستم ضروری است.

2.1 مشخصات نورسنجی و الکتریکی

خروجی ماژول با شار تابشی کل آن که بر حسب وات (W) اندازه‌گیری می‌شود، مشخص می‌گردد. این پارامتر نشان‌دهنده کل توان نوری ساطع‌شده در سراسر طیف UV است. این پارامتر به دسته‌های مختلفی (مانند 1A13، 1A14، 1A15، 1A16) تقسیم‌بندی شده که متناظر با سطوح حداقل خروجی در جریان آزمایش استاندارد 5.5 آمپر است. مقدار شار تابشی خاص به طول‌موج پیک نوع ماژول (365-370 نانومتر، 380-390 نانومتر، 390-400 نانومتر، 400-410 نانومتر) بستگی دارد. ولتاژ مستقیم (Vf) معمولاً در جریان 5.5 آمپر بین 30 تا 50 ولت متغیر است که بازتاب‌دهنده آرایش سری-موازی تراشه‌های LED منفرد (10S10P) است. زاویه دید به‌عنوان 60 درجه (عرض کامل در نصف بیشینه) مشخص شده که گسترش پرتو را تعریف می‌کند.

2.2 مقادیر حداکثر مطلق و مشخصات حرارتی

کارکرد دستگاه فراتر از مقادیر حداکثر مطلق آن می‌تواند باعث آسیب دائمی شود. محدودیت‌های کلیدی شامل حداکثر اتلاف توان 260 وات، حداکثر جریان مستقیم پیک 7 آمپر (در شرایط پالسی) و حداکثر دمای اتصال (Tj) 115 درجه سلسیوس است. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم‌کاری (Rth j-s) به‌عنوان 0.4 درجه سلسیوس بر وات مشخص شده که عددی حیاتی برای طراحی هیت‌سینک است. مقاومت حرارتی پایین‌تر نشان‌دهنده انتقال حرارت کارآمدتر از تراشه‌های LED است که برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان ضروری می‌باشد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

این محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی واحدها بر اساس معیارهای کلیدی عملکرد استفاده می‌کند تا یکنواختی را برای کاربر نهایی تضمین نماید.

3.1 دسته‌بندی طول‌موج و شار تابشی

ماژول در چهار باند طول‌موج اصلی ارائه می‌شود: 365-370 نانومتر، 380-390 نانومتر، 390-400 نانومتر و 400-410 نانومتر. در داخل هر باند طول‌موج، شار تابشی بیشتر به دسته‌هایی که با کدهایی مانند 1A13، 1A14 و غیره نشان‌داده می‌شوند، مرتب می‌گردد. هر کد متناظر با یک حداقل خروجی تابشی تضمین‌شده است (به عنوان مثال، حداقل 12 وات برای 1A13 در نوع 365-370 نانومتر). این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا ماژولی با توان نوری دقیق مورد نیاز برای کاربرد خود انتخاب کنند.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم نیز دسته‌بندی شده که با کدهای C02 (30-40 ولت) و C03 (40-50 ولت) نشان داده می‌شود. این موضوع برای انتخاب درایور مهم است، زیرا منبع تغذیه باید قادر به تأمین جریان مورد نیاز در این محدوده ولتاژ باشد تا عملکرد پایدار تضمین شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی بینش عمیق‌تری از رفتار ماژول در شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 منحنی IV و توان نسبی

منحنی ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (IV) رابطه بین جریان راه‌اندازی و افت ولتاژ در ماژول را نشان می‌دهد. این رابطه غیرخطی و مشخصه دستگاه‌های نیمه‌هادی است. منحنی جریان مستقیم در مقابل توان نسبی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نوری با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل اثرات حرارتی به اشباع برسد یا کاهش یابد که اهمیت مدیریت حرارتی را برجسته می‌سازد.

4.2 وابستگی دمایی و توزیع طیفی

منحنی دمای لحیم‌کاری در مقابل توان نسبی، تأثیر منفی افزایش دما بر خروجی نور را نشان می‌دهد. با افزایش دمای نقطه لحیم‌کاری (Ts)، خروجی تابشی کاهش می‌یابد. منحنی توزیع طیفی، شدت نسبی نور ساطع‌شده را در برابر طول‌موج ترسیم می‌کند که پیک مشخصه و عرض طیفی (معمولاً با تلرانس ± 2 نانومتر) LED فرابنفش را نشان می‌دهد.

4.3 الگوی تابش

نمودار تابش، یک نمودار قطبی است که توزیع زاویه‌ای شدت نور را نشان می‌دهد و زاویه دید 60 درجه را تأیید می‌کند. شدت معمولاً در 0 درجه (عمود بر سطح تابشی) بیشترین است و به سمت لبه‌های زاویه دید کاهش می‌یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد و تلرانس‌ها

ماژول دارای اندازه کلی عرض 25.0 میلی‌متر، طول 50.0 میلی‌متر و ارتفاع 5.9 میلی‌متر (به استثنای پدهای لحیم‌کاری) است. تمام تلرانس‌های ابعادی ±0.2 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. نمای‌های بالا و جانبی دقیق در مشخصات ارائه شده است که شامل مکان پدها و شعاع‌های بحرانی می‌شود.

5.2 طراحی پد و قطبیت

نقشه مکانیکی موقعیت پدهای لحیم‌کاری آند (+) و کاتد (-) را نشان می‌دهد. در هنگام نصب باید قطبیت صحیح رعایت شود تا از آسیب به دستگاه جلوگیری گردد. طراحی پد برای فرآیندهای لحیم‌کاری سطحی (SMT) در نظر گرفته شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 ملاحظات کلی دست‌زنی

به دلیل پکیج شیشه‌ای و حساسیت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، دست‌زنی دقیق مورد نیاز است. در تمام عملیات دست‌زنی و مونتاژ باید از اقدامات محافظت در برابر ESD (مانند ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، مچ‌بند) استفاده شود. ماژول باید تا زمان آماده‌سازی برای استفاده، در بسته‌بندی محافظتی اصلی خود نگهداری شود.

6.2 شرایط نگهداری

ماژول باید در محیطی با محدوده دمایی 40- تا 100+ درجه سلسیوس و رطوبت کم نگهداری شود تا از جذب رطوبت و آسیب احتمالی در هنگام لحیم‌کاری رفلو جلوگیری گردد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

ماژول به صورت جداگانه (1 عدد در هر کیسه) بسته‌بندی می‌شود تا از آسیب فیزیکی و آلودگی جلوگیری شود. بسته‌بندی احتمالاً شامل ویژگی‌های ضد استاتیک برای محافظت در برابر ESD است.

7.2 قانون شماره مدل

شماره مدل (مانند RT25E9-COBU※P-1010) ویژگی‌های کلیدی را کدگذاری می‌کند. "RT25E9" احتمالاً نشان‌دهنده سری و اندازه است. "COBU" نشان‌دهنده یک محصول UV COB است. کد بعدی (مانند ※P-1010) دسته طول‌موج و دسته شار تابشی را مشخص می‌کند. "1010" ممکن است به آرایش تراشه 10S10P اشاره داشته باشد. رمزگشایی دقیق باید با دیتاشیت کامل محصول یا سازنده تأیید شود.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

8.2 ملاحظات طراحی

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با لامپ‌های UV سنتی (بخار جیوه)، این ماژول LED مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد: روشن/خاموش فوری، طول عمر بیشتر، عدم وجود مواد خطرناک (جیوه)، خروجی طیفی باریک‌تر و انعطاف‌پذیری طراحی بیشتر به دلیل اندازه فشرده آن. در بازار LEDهای فرابنفش، تمایزدهنده‌های کلیدی آن عبارتند از: خروجی توان بالا (تا 25.5 وات شار تابشی)، استفاده از بستر مسی برای عملکرد حرارتی عالی و پکیج مستحکم شیشه کوارتز که در مقایسه با جایگزین‌های سیلیکونی یا پلاستیکی برای UV پرتوان، بادوام‌تر است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 چگونه طول‌موج مناسب را انتخاب کنم؟

بر اساس فوتواینیسیاتور یا طیف جذب کاربرد خود انتخاب کنید. برای اکثر کاربردهای پخت، 365 نانومتر، 385 نانومتر، 395 نانومتر یا 405 نانومتر متداول هستند. برای اثربخشی گندزدایی، طول‌موج‌های حدود 265 نانومتر مؤثرترین هستند، اما UVA (315-400 نانومتر) برای ضدعفونی سطوح استفاده می‌شود و می‌تواند برای پاتوژن‌های خاص مؤثر باشد.

10.2 چرا مدیریت حرارتی این‌قدر مهم است؟

دمای اتصال بالا، تخریب LED را تسریع می‌کند و باعث افت دائمی در خروجی نور (افت لومن) شده و می‌تواند منجر به خرابی فاجعه‌بار شود. همچنین در حالت داغ باعث کاهش موقت خروجی می‌شود (منحنی‌های دما را ببینید). خنک‌سازی مؤثر برای قابلیت اطمینان غیرقابل مذاکره است.

10.3 آیا می‌توانم این ماژول را با منبع تغذیه ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟

به شدت توصیه نمی‌شود. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. یک منبع تغذیه ولتاژ ثابت می‌تواند در صورت افت ولتاژ مستقیم با افزایش دما، منجر به فرار حرارتی شود و باعث افزایش کنترل‌نشده جریان گردد. همیشه از یک درایور جریان ثابت استفاده کنید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک ایستگاه پخت UV برای ماسک لحیم PCB.یک طراح نیاز به پخت مرکب ماسک لحیمی دارد که در 395 نانومتر بهینه واکنش نشان می‌دهد. آنها نوع RT25E9-COBUHP-1010 را در دسته شار 1A16 برای حداکثر شدت انتخاب می‌کنند. آنها یک هیت‌سینک آلومینیومی با مقاومت حرارتی به اندازه کافی پایین طراحی می‌کنند تا هنگام راه‌اندازی در 5.5 آمپر در محفظه خود، Tj را زیر 100 درجه سلسیوس نگه دارد. یک درایور جریان ثابت با رتبه 5.5 آمپر و تا 50 ولت انتخاب می‌شود. چندین ماژول در یک آرایه چیده می‌شوند تا منطقه پخت مورد نظر را پوشش دهند. قفل‌های ایمنی هنگام باز شدن درب ایستگاه، برق را قطع می‌کنند. این سیستم در مقایسه با روش‌های حرارتی قدیمی، پخت سریع، کارآمد و قابل اطمینانی ارائه می‌دهد.

12. معرفی اصل عملکرد

یک LED فرابنفش، یک دستگاه نیمه‌هادی است که هنگامی که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، نور فرابنفش ساطع می‌کند. این امر از طریق الکترولومینسانس رخ می‌دهد: الکترون‌ها در ناحیه فعال دستگاه با حفره‌های الکترونی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. طول‌موج خاص (رنگ) نور توسط شکاف باند انرژی مواد نیمه‌هادی مورد استفاده (مانند AlGaN، InGaN) تعیین می‌شود. یک ماژول COB (Chip-on-Board)، چندین تراشه LED را مستقیماً بر روی یک بستر مشترک ادغام می‌کند که در این مورد برای هدایت حرارتی از مس است و آن‌ها را زیر یک لنز اولیه واحد (شیشه کوارتز) کپسوله می‌کند و یک منبع نور فشرده و پرتوان ایجاد می‌نماید.

13. روندهای توسعه

بازار LED فرابنفش توسط حذف جهانی لامپ‌های جیوه‌ای هدایت می‌شود. روندهای کلیدی شامل موارد زیر است: افزایش بازده دیوار-پریز (توان نوری خروجی / توان الکتریکی ورودی)، منجر به شار تابشی بالاتر از پکیج‌های کوچک‌تر؛ بهبود طول عمر و قابلیت اطمینان، به ویژه برای LEDهای UV عمیق (UVC) مورد استفاده در ضدعفونی؛ کاهش هزینه به ازای هر وات تابشی؛ و توسعه LEDها در طول‌موج‌های کوتاه‌تر و مؤثرتر از نظر گندزدایی (مانند 265-280 نانومتر). همچنین روندی به سمت ماژول‌های هوشمندتر با سنسورهای یکپارچه برای نظارت بر دما و خروجی وجود دارد.

اصطلاحات مشخصات LED

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد نوربرقی

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری لومن/وات خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفه‌جویی بیشتر انرژی است. مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین می‌کند.
شار نوری لومن کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه.
زاویه دید درجه، مثل 120 درجه زاویه‌ای که شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر می‌گذارد.
دمای رنگ کلوین، مثل 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
شاخص نمود رنگ بدون واحد، 100-0 توانایی ارائه دقیق رنگ‌های جسم، Ra≥80 خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزه‌ها استفاده می‌شود.
تلرانس رنگ مراحل بیضی مک‌آدام، مثل "5 مرحله" متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین می‌کند.
طول موج غالب نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تک‌رنگ را تعیین می‌کند.
توزیع طیفی منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت در طول موج‌ها را نشان می‌دهد. بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای الکتریکی

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
جریان مستقیم If مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین می‌کند.
حداکثر جریان پالس Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده می‌شود. عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود.
ولتاژ معکوس Vr حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند.
مقاومت حرارتی Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایین‌تر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قوی‌تر دارد.
مقاومت ESD V (HBM)، مثل 1000V توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیب‌پذیر است. اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس.

مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان

اصطلاح متریک کلیدی توضیح ساده تأثیر
دمای اتصال Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ می‌شود.
افت لومن L70 / L80 (ساعت) زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف می‌کند.
نگهداری لومن % (مثل 70%) درصد روشنایی باقی‌مانده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است.
تغییر رنگ Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های روشنایی تأثیر می‌گذارد.
پیری حرارتی تخریب ماده تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

بسته بندی و مواد

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده ویژگی‌ها و کاربردها
نوع بسته‌بندی EMC، PPA، سرامیک ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
ساختار تراشه جلو، تراشه معکوس چینش الکترود تراشه. تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG، سیلیکات، نیترید تراشه آبی را می‌پوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند، به سفید مخلوط می‌کند. فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر می‌گذارند.
عدسی/اپتیک مسطح، میکروعدسی، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

کنترل کیفیت و دسته بندی

اصطلاح محتوای دسته‌بندی توضیح ساده هدف
دسته لومن کد مثل 2G، 2H گروه‌بندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین می‌کند.
دسته ولتاژ کد مثل 6W، 6X گروه‌بندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم.
دسته رنگ بیضی مک‌آدام 5 مرحله‌ای گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. یکنواختی رنگ را تضمین می‌کند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری می‌کند.
دسته CCT 2700K، 3000K و غیره گروه‌بندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده می‌کند.

آزمون و گواهینامه

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون نگهداری لومن روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. برای تخمین عمر LED استفاده می‌شود (با TM-21).
TM-21 استاندارد تخمین عمر عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80 تخمین می‌زند. پیش‌بینی علمی عمر ارائه می‌دهد.
IESNA انجمن مهندسی روشنایی روش‌های آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش می‌دهد. پایه آزمون شناخته شده صنعت.
RoHS / REACH گواهی محیط زیست اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). شرط دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهی بازده انرژی گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه استفاده می‌شود، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.