UV LED RF-C37P6-URF-AR مشخصات - ابعاد 3.7x3.7x3.45mm - ولتاژ پیشرو 4.5-7.5V - توان 3.8W - طول موج پیک 275nm - مستند فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی دقیق یک LED فرابنفش (UV) با قابلیت اطمینان بالا و توان بالا را ارائه می دهد که برای کاربردهای ضدعفونی، استریلیزاسیون و تصفیه هوا طراحی شده است. این قطعه دارای بسته بندی فشرده سطح نصب 3.7mm x 3.7mm x 3.45mm با زاویه دید 60 درجه است که یکپارچه سازی کارآمد در مجموعه های الکترونیکی مختلف را امکان پذیر می کند. محصول مطابق با استاندارد RoHS بوده و در سطح حساسیت رطوبتی 3 طبقه بندی می شود و سازگاری با مونتاژ استاندارد SMT و فرایند لحیم کاری ریفلو را تضمین می کند. با حداکثر توان اتلافی 3.8W و گزینه های ولتاژ پیشرو از 4.5V تا 7.5V در جریان 350mA، این LED فرابنفش عملکرد قابل اعتمادی را در محیط های چالش برانگیز ارائه می دهد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی های اپتوالکترونیکی (در دمای 25 درجه سانتی گراد، جریان 350mA)

ولتاژ پیشرو (VF) در چهار بسته مشخص شده است: F02 (4.5-5.5V)، F03 (5.5-6.5V با مقدار معمول 6.3V)، F04 (6.5-7.5V). جریان معکوس (IR) در ولتاژ معکوس 10V حداقل است و بسته های 1H05 تا 1H08 محدوده 5µA تا 40µA را پوشش می دهند. شار تابشی کل (Φe) از 270mW تا 275mW (بسته UA35) یا 275-280mW (بسته UA36) متغیر است. طول موج پیک (λp) معمولاً 275nm (محدوده 270-280nm) است. نصف پهنای طیف (Δλ) 8-12nm، زاویه دید 60 درجه و مقاومت حرارتی (RTHJ-S) حداکثر 45 درجه سانتی گراد بر وات است.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز

حداکثر توان اتلافی 3.8W، حداکثر جریان پیشرو پیک (با دفع 1/10، پالس 0.1ms) 500mA، ولتاژ معکوس 10V است. تخلیه الکترواستاتیک (HBM) تا 1000V را تحمل می کند. محدوده دمای کاری -40°C تا +45°C، انبارش -20°C تا +65°C، حداکثر دمای اتصال 60°C است. باید دقت شود که در حین کار دمای اتصال از این حد تجاوز نکند.

2.3 سیستم دسته بندی (Binning)

محصول بر اساس ولتاژ پیشرو (F02-F04)، جریان معکوس (1H05-1H08) و شار تابشی (UA35, UA36) دسته بندی می شود. طول موج پیک حول 275nm با تلورانس ±2nm متمرکز است. تلورانس های اندازه گیری: VF ±0.1V، طول موج ±2nm، شار تابشی ±10%. مشتریان باید بر اساس نیازهای سیستم خود، دسته های مناسب را انتخاب کنند.

3. تحلیل منحنی های عملکرد

3.1 ولتاژ پیشرو بر حسب جریان پیشرو

منحنی I-V یک ولتاژ پیشرو معمولی تقریباً 6.1V در جریان 350mA را نشان می دهد، با شیب تند که نشان دهنده مقاومت دینامیکی پایین است. در جریان 100mA، VF به حدود 5.9V کاهش می یابد؛ در جریان 500mA، به حدود 6.5V افزایش می یابد.

3.2 توان نسبی بر حسب جریان پیشرو

شدت نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان از 0 تا 500mA افزایش می یابد و در جریان 500mA به حدود 150% مقدار در جریان 350mA می رسد. این امر امکان رانش کوتاه مدت اضافه بار در محدوده مجاز را فراهم می کند.

3.3 طول موج پیک بر حسب جریان پیشرو

طول موج پیک با جریان کمی تغییر می کند: در 100mA، λp ≈ 274.0nm؛ در 500mA، λp ≈ 274.8nm. این تغییر در کل محدوده جریان اندک است (حدود 0.8nm) که نشان دهنده پایداری طول موج خوب است.

3.4 وابستگی به دما

حداکثر جریان پیشرو با افزایش دمای نقطه لحیم کاهش می یابد: در Ts=25°C، حداکثر جریان 500mA است؛ در Ts=50°C، به حدود 300mA کاهش می یابد؛ در Ts=100°C، جریان باید صفر باشد. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ عملکرد ضروری است.

3.5 توزیع طیفی

توزیع طیفی حول 275nm با پهنای کامل در نصف بیشینه حدود 10nm متمرکز است. خروجی عمدتاً در محدوده UVC (200-280nm) است که آن را برای کاربردهای میکروب کشی مؤثر می سازد.

3.6 الگوی تابش

نمودار تابش الگویی شبیه به لمبرتین را نشان می دهد که شدت در حدود ±30° به 50% کاهش می یابد و در نزدیکی ±90° تقریباً صفر می شود. این یک زاویه روشنایی یکنواخت 60 درجه را فراهم می کند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته بندی

4.1 ابعاد بسته بندی

نمای بالا یک بدنه 3.70mm x 3.70mm با ارتفاع 3.45mm را نشان می دهد. نمای جانبی ارتفاع عدسی مرکزی 1.20mm بالای پایه را نشان می دهد. نمای پایین دو پد بزرگ حرارتی/الکتریکی را نشان می دهد: پد آند 3.20mm x 2.20mm، پد کاتد 3.20mm x 1.20mm، که با فاصله 0.50mm از هم جدا شده اند. قطبیت در پایین مشخص شده است.

4.2 الگوی لحیم کاری (طرح پیشنهادی پد)

طرح پیشنهادی لند PCB: پد آند 3.70mm x 3.20mm، پد کاتد 3.70mm x 1.20mm، با فاصله 0.50mm بین آنها. این امر تماس حرارتی و الکتریکی خوب را تضمین می کند. تمام ابعاد بر حسب میلی متر با تلورانس ±0.2mm مگر اینکه غیر از این ذکر شود.

4.3 شناسایی قطبیت

قطبیت در نمای پایین با علامت "+" روی سمت آند نشان داده شده است. قطعه همچنین با علامت قطبیت روی نوار حامل مشخص شده است.

5. دستورالعمل لحیم کاری و مونتاژ

5.1 پروفایل لحیم کاری ریفلو

پروفایل ریفلو توصیه شده: پیش گرمایش از 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه، شیب افزایش دما تا 217°C (TL) حداکثر در 60 ثانیه، سپس دمای پیک 260°C به مدت حداکثر 10 ثانیه (tp). نرخ خنک سازی نباید از 6°C/s تجاوز کند. کل زمان از 25°C تا پیک باید در 8 دقیقه باشد. بیش از دو سیکل ریفلو انجام ندهید؛ اگر بیش از 24 ساعت بین سیکل ها فاصله افتاد، ابتدا LED ها را خشک کنید.

5.2 لحیم کاری دستی

لحیم کاری دستی: دمای هویه زیر 300°C به مدت کمتر از 3 ثانیه، فقط یک بار. در حین لحیم کاری به لنز سیلیکونی فشار وارد نکنید.

5.3 تعمیر و بازکاری

تعمیر پس از لحیم کاری توصیه نمی شود. اگر غیرقابل اجتناب است، از هویه دو سر استفاده کنید و مطمئن شوید که ویژگی های LED دست نخورده باقی می مانند.

5.4 اقدامات احتیاطی در هنگام حمل و نقل

محفظه سیلیکونی LED نرم است؛ از اعمال تنش مکانیکی به سطح بالایی خودداری کنید. روی PCB های تاب خورده نصب نکنید یا پس از لحیم کاری برد را خم نکنید. از خنک سازی سریع خودداری کنید. از اقدامات مناسب ESD استفاده کنید (قطعه 1000V HBM را تحمل می کند، اما همچنان حفاظت لازم است).

6. اطلاعات بسته بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته بندی

قطعات روی نوار و قرقره بسته بندی می شوند: 500 قطعه در هر قرقره. گام نوار حامل 4.0mm، عرض 12.0mm، با اندازه حفره مناسب برای بدنه 3.7mm. قطر قرقره 178mm، عرض 12mm، قطر توپی 60mm، سوراخ دوک 13.0mm.

6.2 اطلاعات برچسب

هر قرقره دارای برچسبی با موارد زیر است: شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد بسته (شامل بسته های Φe، VF، WLP)، تعداد و تاریخ. برچسب همچنین شامل نماد احتیاط ESD است.

6.3 بسته بندی مانع رطوبت

قرقره در یک کیسه مانع رطوبت به همراه ماده خشک کننده و کارت نشانگر رطوبت مهر و موم شده است. انبارش قبل از باز کردن: ≤30°C، ≤75%RH به مدت 1 سال. پس از باز کردن: ≤30°C، ≤60%RH به مدت 24 ساعت. در صورت تجاوز، در دمای 60±5°C به مدت ≥24 ساعت خشک کنید.

7. توصیه های کاربردی

7.1 کاربردهای معمول

این LED فرابنفش برای ضدعفونی (آب، هوا، سطوح)، استریلیزاسیون تجهیزات پزشکی و سیستم های تصفیه هوا بهینه شده است. اندازه جمع و جور و شار تابشی بالا یکپارچه سازی در تأسیسات قابل حمل و ثابت را امکان پذیر می کند.

7.2 ملاحظات طراحی

برای عملکرد قابل اعتماد، از خنک کننده مناسب اطمینان حاصل کنید: مقاومت حرارتی 45°C/W به این معنی است که در 3.8W، افزایش دمای اتصال به نقطه لحیم 171°C است که از حد 60°C اتصال تجاوز می کند. بنابراین، توان واقعی باید کاهش یابد (به عنوان مثال، 350mA حدود 2.2W تولید می کند که افزایش 99°C را به همراه دارد، هنوز از حد تجاوز می کند؛ مدیریت حرارتی مناسب حیاتی است). از مقاومت های سری یا درایورهای جریان ثابت برای جلوگیری از فرار حرارتی استفاده کنید. از شرایط ولتاژ معکوس خودداری کنید.

7.3 سازگاری مواد

LED به گوگرد، برم، کلر و ترکیبات آلی فرار (VOCs) حساس است. اطمینان حاصل کنید که مواد اطراف حاوی<100ppm گوگرد،<900ppm از هر یک از برم و کلر، و کل هالوژن‌ها<1500ppm باشند. از چسب هایی که بخارات آلی منتشر می کنند خودداری کنید.

8. قابلیت اطمینان و آزمایش

8.1 موارد آزمایش قابلیت اطمینان

محصول آزمایشات زیر را پشت سر گذاشته است: لحیم کاری ریفلو (260°C، 3 بار)، شوک حرارتی (40-°C تا 100°C، 100 سیکل) و آزمایش عمر (25°C، 350mA، 1000 ساعت). همه با معیار پذیرش 0/1 (بدون مجاز بودن خرابی). معیار شکست: VF > U.S.L.×1.1، IR > U.S.L.×2.0، Φe

8.2 انبارش و حمل و نقل

در بسته بندی اصلی تحت شرایط کنترل شده نگهداری کنید. پس از باز کردن، ظرف 24 ساعت استفاده کنید یا قبل از استفاده خشک کنید. با حفاظت ESD حمل کنید و از تماس با لنز خودداری کنید.

9. مقایسه فنی

در مقایسه با LED های UV استاندارد SMD، این محصول ترکیبی متعادل از توان بالا (حداکثر 3.8W) و ردپای جمع و جور (3.7x3.7mm) را ارائه می دهد. زاویه دید 60 درجه از بسیاری از LED های عمیق فرابنفش (معمولاً 30-45 درجه) گسترده تر است و پوشش وسیع تری را فراهم می کند. مقاومت حرارتی 45°C/W برای این اندازه بسته بندی رقابتی است. بسته های ولتاژ پیشرو امکان انتخاب برای ولتاژهای خاص درایور (مانند سیستم های 6V یا 12V) را فراهم می کنند. شار تابشی حدود 275mW در 350mA برای LED های UVC در این بسته بندی معمول است و برای کاربردهای ضدعفونی مناسب است.

10. سوالات متداول

1. طول موج پیک چیست؟طول موج پیک حول 275nm (مقدار معمول) در محدوده میکروب کشی UVC متمرکز است.
2. آیا می توانم از این LED به طور پیوسته در جریان 500mA استفاده کنم؟خیر، حداکثر مقدار مجاز 500mA برای پالس ها (0.1ms، دفع 10%) است. عملکرد پیوسته در 500mA از حد دمای اتصال تجاوز می کند مگر اینکه خنک کننده فوق العاده ای فراهم شود.
3. جریان رانش توصیه شده چیست؟350mA شرایط آزمون معمول است و برای عملکرد پیوسته با خنک کننده مناسب توصیه می شود. جریان های کمتر (مانند 200-300mA) طول عمر و کارایی را بهبود می بخشند.
4. آیا این LED نیاز به هیت سینک دارد؟بله، به دلیل توان اتلافی بالا و مقاومت حرارتی، هیت سینک یا پد حرارتی برای نگه داشتن دمای نقطه لحیم زیر 45°C در 350mA ضروری است.
5. دسته بندی ولتاژ پیشرو چیست؟بسته های F02 (4.5-5.5V)، F03 (5.5-6.5V)، F04 (6.5-7.5V). از قطعات محدود کننده جریان مناسب برای ولتاژ تغذیه خود استفاده کنید.
6. آیا می توانم از این برای ضدعفونی آب استفاده کنم؟بله، طول موج 275nm برای غیرفعال کردن باکتری ها و ویروس ها در آب مؤثر است، به شرطی که طراحی شامل جفت نوری و خنک کننده مناسب باشد.

11. مثال های کاربردی عملی

11.1 واحد تصفیه هوا

یک تصفیه کننده هوا با استفاده از این UV LED می تواند با یک درایور جریان ثابت ساده در 350mA و یک هیت سینک کوچک متصل به محفظه فلزی طراحی شود. زاویه پرتو 60 درجه امکان تابش یکنواخت فیلتر فوتوکاتالیستی را فراهم می کند. برای یک واحد اتاق کوچک، یک یا دو LED کافی است.

11.2 چراغ استریلیزر قابل حمل

استریلیزر باتری دار: از سه LED به صورت سری با یک مبدل تقویت کننده برای تأمین حدود 18V در 350mA استفاده کنید. بسته بندی جمع و جور (3.7mm) طراحی یک چراغ باریک را امکان پذیر می کند. یک پنجره کوارتز و سنسور مجاورت برای ایمنی در نظر بگیرید.

11.3 ماژول ضدعفونی سطح

برای استریلیزاسیون تسمه نقاله، آرایه هایی از این LED ها می توانند به صورت کاشی کاری شده قرار گیرند. با گام 12mm روی نوار، آرایه ها می توانند برای پوشش یک تسمه با عرض 100mm طراحی شوند. مدیریت حرارتی مناسب از طریق زیرلایه آلومینیومی لازم است.

12. معرفی اصول

LED های UVC نور را از طریق الکترولومینسانس در یک ماده نیمه هادی (معمولاً AlGaN) تولید می کنند. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو اعمال می شود، الکترون ها و حفره ها در ناحیه فعال ترکیب شده و فوتون هایی با انرژی متناسب با گاف نواری گسیل می کنند. طول موج 275nm معادل انرژی فوتون حدود 4.5eV است. نور فرابنفش عمیق به DNA/RNA میکروارگانیسم ها آسیب می رساند و از تکثیر جلوگیری کرده و باعث غیرفعال شدن می شود. این اصل فیزیکی زمینه ساز کاربردهای ضدعفونی است.

13. روندهای توسعه

بازار LED های UVC به سمت بازده بالاتر (WPE >5% در حال حاضر، هدف >10%)، طول عمر بیشتر (>10,000 ساعت) و هزینه کمتر به ازای هر mW در حال تکامل است. اندازه بسته بندی ها در حال کوچک شدن است در حالی که توان حفظ می شود. این بسته بندی 3.7mm یک طرح بالغ را نشان می دهد؛ روندهای آینده شامل بسته بندی در مقیاس تراشه و اپتیک یکپارچه است. علاوه بر این، نگرانی های سمیت لامپ های جیوه ای باعث پذیرش سیستم های UV مبتنی بر LED در بازارهای پزشکی، صنعتی و مصرفی شده است.