Fiche technique LED UVA ELUA3535OGB - 3,5x3,5x2,35mm - 3,2-4,0V - 1,8W - 360-410nm - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série de produits ELUA3535OGB représente une solution LED à base de céramique et à haute fiabilité, conçue spécifiquement pour les applications ultraviolettes (UVA). Sa construction principale utilise un substrat en céramique d'Al2O3 (oxyde d'aluminium), qui offre une gestion thermique supérieure par rapport aux boîtiers plastiques traditionnels, conduisant à une longévité accrue et des performances stables dans des conditions exigeantes.

Avantages principaux :Les principaux avantages de cette série incluent son boîtier céramique robuste pour une excellente dissipation thermique, une protection ESD intégrée jusqu'à 2KV (modèle du corps humain), et la conformité aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment RoHS, sans plomb, REACH de l'UE, et les exigences sans halogène (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). L'angle de vision de 120 degrés offre un diagramme de rayonnement large adapté aux tâches d'éclairage de surface.

Marché cible & Applications :Cette LED est conçue pour les applications UV industrielles et commerciales où la fiabilité et la puissance optique sont critiques. Les principaux domaines d'application incluent les systèmes de stérilisation UV pour la purification de l'air et de l'eau, les systèmes photocatalytiques UV pour le traitement de surface et l'élimination des odeurs, et comme source lumineuse pour les capteurs UV et les processus de durcissement.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Courant direct continu max. (I_F) :1000 mA pour les variantes 385nm, 395nm et 405nm. Pour la variante 365nm, le courant maximum est déclassé à 700 mA, reflétant ses différentes caractéristiques de matériau semi-conducteur et sa sensibilité thermique.
• Résistance ESD max. (V_B) :2000 V (HBM), offrant une bonne robustesse à la manipulation.
• Résistance thermique (R_th) :4 °C/W. Cette faible valeur, attribuée au boîtier céramique, indique un transfert de chaleur efficace de la jonction LED vers la pastille thermique.
• Température de jonction max. (T_J) :125 °C.
• Température de fonctionnement & de stockage :-10 à +100 °C pour le fonctionnement, et -40 à +100 °C pour le stockage.

2.2 Caractéristiques photométriques & électriques

Le tableau liste les principaux paramètres de performance pour différents bacs de longueur d'onde à un courant de test standard de 500mA et une température de pastille thermique de 25°C.

• Longueur d'onde de crête :Disponible en quatre bacs : 360-370nm (U36), 380-390nm (U38), 390-400nm (U39), et 400-410nm (U40).
• Flux radiant :Le flux radiant minimum est spécifié à 1000mW (bac U2), avec des valeurs typiques autour de 1250mW et un maximum allant jusqu'à 1500mW pour tous les groupes de longueur d'onde.
• Tension directe (V_F) :S'étend de 3,2V à 4,0V à 500mA, catégorisé en bacs de tension spécifiques (ex. : 3,2-3,4V, 3,4-3,6V).

3. Explication du système de bacs

Le produit est classé en bacs pour assurer la cohérence et permettre une sélection précise selon les besoins de l'application.

3.1 Bacs de flux radiant

Le flux radiant est mesuré à I_F=500mA avec une tolérance de ±10%. Les bacs sont :

- U2 :1000mW à 1200mW

- U3 :1200mW à 1400mW

- U4 :1400mW à 1500mW

3.2 Bacs de longueur d'onde de crête

La longueur d'onde de crête est mesurée avec une tolérance de ±1nm. Les groupes (U36, U38, U39, U40) correspondent aux plages de longueur d'onde listées dans la section 2.2.

3.3 Bacs de tension directe

La tension directe est mesurée à I_F=500mA avec une tolérance de ±2%. Les bacs (3234, 3436, 3638, 3840) définissent la plage V_Fminimale et maximale (ex. : 3234 = 3,2V à 3,4V).

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Spectre & Flux radiant relatif vs. Courant

Les graphiques spectraux montrent les courbes d'émission typiques pour les variantes 365nm, 385nm, 395nm et 405nm. Les courbes sont à bande étroite, caractéristique des LED UV. Le graphique Flux radiant relatif vs. Courant direct démontre une relation quasi-linéaire jusqu'au courant nominal, la LED 405nm montrant généralement la sortie relative la plus élevée, suivie par 395nm, 385nm et 365nm au même niveau de courant.

4.2 Longueur d'onde de crête & Tension directe vs. Courant

Le tracé Longueur d'onde de crête vs. Courant direct montre un déplacement minimal (<5nm) sur toute la plage de courant de fonctionnement pour toutes les longueurs d'onde, indiquant une bonne stabilité spectrale. La courbe Tension directe vs. Courant direct montre la caractéristique exponentielle typique de la diode, avec V_Faugmentant avec le courant. La LED 365nm présente typiquement un V_Flégèrement plus élevé que les variantes à longueur d'onde plus longue.

4.3 Dépendance à la température

Le graphique Flux radiant relatif vs. Température ambiante montre une sortie qui diminue lorsque la température augmente, un comportement commun pour les LED. La courbe de déclassement est cruciale pour la conception : elle spécifie le courant direct maximum autorisé à une température ambiante donnée pour garantir que la température de jonction (T_J) ne dépasse pas 125°C. Par exemple, à une température ambiante de 85°C, le courant maximum est significativement réduit par rapport à sa valeur nominale à température ambiante.

4.4 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement typique est lambertien, centré avec un angle de vision total de 120 degrés (2θ_1/2). Ce diagramme est adapté aux applications nécessitant une couverture de large zone plutôt que des faisceaux focalisés.

5. Informations mécaniques & de conditionnement

5.1 Dimensions mécaniques

Les dimensions du boîtier sont de 3,5mm (L) x 3,5mm (l) x 2,35mm (H). Les dessins spécifient l'emplacement de la pastille thermique (cathode) et de la pastille d'anode. La pastille thermique est centrale et large pour faciliter le dissipateur thermique. Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,1mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

L'anode est marquée sur le dessus du boîtier LED. La pastille thermique sur la face inférieure est électriquement connectée à la cathode. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage sur carte.

6. Recommandations de soudure & d'assemblage

6.1 Processus de soudure par refusion

L'ELUA3535OGB est adapté aux processus de refusion SMT (Technologie de Montage en Surface) standard. Les instructions clés incluent :

- La polymérisation de toute colle doit suivre les processus standards.

- La soudure par refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois pour éviter les contraintes thermiques.

- La contrainte mécanique sur la LED pendant le chauffage et le refroidissement doit être minimisée.

- La carte de circuit ne doit pas être pliée après soudure pour éviter la fissuration du boîtier céramique ou des joints de soudure.

6.2 Conditions de stockage

Les LED doivent être stockées dans leur sac barrière à l'humidité d'origine à des températures comprises entre -40°C et +100°C et à faible humidité pour prévenir l'oxydation des bornes.

7. Nomenclature des modèles & Informations de commande

Le numéro de pièce suit une structure détaillée :ELUA3535OGB-PXXXXYY3240500-VD1M

- EL :Code fabricant.

- UA :Famille de produits UVA.

- 3535 :Taille du boîtier (3,5x3,5mm).

- O :Matériau du boîtier (céramique Al₂O₃).

- G :Revêtement (Ag - Argent).

- B :Angle de vision (120°).

- PXXXX :Code de longueur d'onde de crête (ex. : 6070 pour 360-370nm).

- YY :Bac de flux radiant minimum (ex. : U2 pour 1000mW).

- 3240 :Plage de tension directe (3,2-4,0V).

- 500 :Courant direct nominal (500mA).

- V :Type de puce (Verticale).

- D :Taille de puce (45mil).

- 1 :Nombre de puces (1).

- M :Type de processus (Moulage).

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Ces LED nécessitent un pilote à courant constant pour un fonctionnement stable. Un circuit simple implique une alimentation DC, un circuit ou CI pilote à courant constant, et la LED en série. Le pilote doit être sélectionné pour fournir jusqu'à 500mA (ou 700mA pour 365nm) tout en respectant la courbe de déclassement basée sur la température ambiante de fonctionnement. Une suppression de tension transitoire peut être envisagée dans des environnements électriquement bruyants, malgré la protection ESD intégrée.

8.2 Conception du dissipateur thermique

Une gestion thermique efficace est primordiale. La faible résistance thermique de 4 °C/W n'est efficace que si la chaleur est évacuée de la pastille thermique. Une carte PCB correctement conçue avec des vias thermiques connectant la pastille à un large plan de cuivre ou à un dissipateur externe est essentielle, surtout lors d'un fonctionnement à courants élevés ou à températures ambiantes élevées. La température de jonction maximale (125°C) ne doit pas être dépassée.

8.3 Considérations de conception optique

Pour les applications de stérilisation et photocatalytiques, l'éclairement énergétique (puissance UV par unité de surface) sur la surface cible est critique. L'angle de faisceau de 120 degrés offre une large couverture. Pour un éclairement énergétique plus élevé en un point spécifique, des optiques secondaires (réflecteurs ou lentilles) peuvent être nécessaires. Le choix des matériaux pour les optiques et les boîtiers doit considérer la transparence aux UV et la résistance à la dégradation UV (ex. : utiliser du quartz, du verre de qualité UV, ou des plastiques spécifiques stables aux UV comme le PTFE).

9. Comparaison & Différenciation technique

La série ELUA3535OGB se différencie par sonboîtier céramique. Comparé aux LED UV SMD en plastique, la céramique offre :

- Performance thermique supérieure :Une résistance thermique plus faible conduit à une température de jonction de fonctionnement plus basse au même courant d'attaque, ce qui se traduit directement par une durée de vie plus longue (L70/B50) et un maintien de sortie plus élevé.

- Fiabilité améliorée :La céramique est inerte et fournit une barrière quasi-hermétique contre l'humidité et les contaminants environnementaux, améliorant les performances dans des conditions difficiles.

- Densité de puissance plus élevée :Le boîtier robuste permet un fonctionnement fiable au niveau de puissance de 1,8W, ce qui est en haut de gamme pour les LED de cette empreinte physique.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la différence entre les versions 365nm et 405nm au-delà de la longueur d'onde ?

La différence principale est la composition du matériau semi-conducteur, ce qui conduit à des propriétés électriques et optiques différentes. La LED 365nm a un courant maximum nominal inférieur (700mA contre 1000mA), typiquement une tension directe légèrement plus élevée, et un flux radiant de sortie plus faible au même courant. Elle est également plus sensible à la température. Le choix dépend de la longueur d'onde requise pour l'application spécifique (ex. : 365nm pour certains photocatalyseurs, 405nm pour certains processus de durcissement).

10.2 Comment interpréter la courbe de déclassement ?

La courbe de déclassement définit le courant direct de fonctionnement maximum sûr à une température ambiante donnée (mesurée à la pastille thermique de la LED). Pour l'utiliser, trouvez votre température ambiante maximale attendue sur l'axe des x. Tracez une ligne jusqu'à la courbe, puis à gauche vers l'axe des y pour trouver le courant maximum autorisé. Vous devez concevoir votre pilote pour ne pas dépasser ce courant à cette température. Par exemple, si l'ambiance est à 60°C, le courant maximum est d'environ 400mA.

10.3 Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

C'est fortement déconseillé. Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Leur tension directe a un coefficient de température négatif et varie d'une unité à l'autre (comme montré dans les bacs de tension). L'alimentation avec une tension constante peut conduire à un emballement thermique : lorsque la LED chauffe, V_Fbaisse, provoquant une augmentation du courant, ce qui génère plus de chaleur, faisant encore baisser V_Fet augmentant le courant jusqu'à la défaillance. Utilisez toujours un pilote à courant constant.

11. Étude de cas de conception & d'utilisation

11.1 Étude de cas : Station de durcissement UV pour adhésifs

Scénario :Conception d'une station de paillasse pour durcir des adhésifs sensibles aux UV sur de petits composants électroniques.

Sélection :La variante 405nm (ELUA3535OGB-P0010U23240500-VD1M) est choisie car de nombreux adhésifs industriels durcissables aux UV sont formulés pour durcir efficacement autour de 400nm.

Conception :Un réseau de 16 LED est prévu sur une carte PCB à âme d'aluminium (MCPCB) pour créer une zone de durcissement uniforme. Chaque LED est pilotée à 450mA par un pilote à courant constant pour fournir une marge de sécurité en dessous du courant nominal de 500mA, améliorant la durée de vie. La MCPCB est fixée à un grand dissipateur en aluminium avec un ventilateur. La courbe de déclassement est consultée : à une température ambiante interne estimée de 45°C, 450mA est bien dans la zone de fonctionnement sûre. L'angle de faisceau de 120 degrés assure un bon chevauchement entre les LED adjacentes pour l'uniformité.

Résultat :La station fournit une lumière UV à fort éclairement énergétique et constante pour un durcissement rapide, le boîtier céramique assurant une sortie stable sur de longues périodes de fonctionnement.

12. Introduction au principe

Les LED UVA fonctionnent sur le principe de l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé dans la région active. Pour la lumière UVA (315-400nm), des matériaux comme InGaN/AlGaN sont couramment utilisés sur des substrats spécialisés. Le boîtier céramique sert principalement de plateforme mécaniquement robuste et thermiquement conductrice pour extraire la chaleur, qui est un sous-produit des processus de recombinaison non radiative au sein de la puce.

13. Tendances de développement

Le marché des LED UV, en particulier pour les UVA et UVB, est tiré par l'élimination progressive des lampes à mercure en raison des réglementations environnementales (Convention de Minamata). Les tendances clés incluent :

Efficacité accrue (WPE - Efficacité électro-optique) :La recherche en cours se concentre sur l'amélioration de l'efficacité quantique interne et de l'extraction de lumière pour délivrer plus de puissance optique par watt électrique, réduisant les coûts énergétiques du système et la charge thermique.

Puissance & Densité de puissance plus élevées :Le développement continue vers des LED à puce unique et des boîtiers multi-puces qui délivrent un flux radiant plus élevé à partir de la même empreinte ou d'une empreinte plus petite, rendu possible par de meilleurs matériaux thermiques comme les céramiques avancées et les substrats composites.

Fiabilité & Durée de vie améliorées :Les améliorations dans la conception des puces, les matériaux de boîtier (comme la céramique utilisée ici), et la technologie des phosphores (pour les produits UV convertis) visent à prolonger la durée de vie opérationnelle, un facteur critique pour les applications industrielles et médicales.

Réduction des coûts :À mesure que les volumes de fabrication augmentent et que les processus mûrissent, le coût par watt radiant devrait diminuer, accélérant l'adoption dans plus d'applications.