Fiche technique LTPL-C16FUVM385 - LED UV 385nm - 3.2x1.6x1.9mm - 3.3V - 23mW - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série LTPL-C16 représente une avancée significative dans la technologie de l'éclairage à semi-conducteurs, spécifiquement conçue pour les applications ultraviolettes (UV). Ce produit est une source lumineuse économe en énergie et ultra-compacte qui allie la longue durée de vie opérationnelle et la haute fiabilité inhérentes aux diodes électroluminescentes (LED) à des niveaux de performance adaptés pour remplacer les systèmes d'éclairage UV conventionnels. Son facteur de forme réduit et sa compatibilité avec le montage en surface offrent aux concepteurs une grande liberté d'intégration, notamment dans les environnements de production automatisés où l'espace est limité.

1.1 Caractéristiques principales

• Entièrement compatible avec les équipements automatiques standard de prélèvement et de placement pour un assemblage en grande série.
• Conçue pour résister aux processus de brasage par refusion infrarouge (IR) et en phase vapeur.
• Conditionnée dans un format standard conforme aux normes EIA pour une large compatibilité.
• Les caractéristiques d'entrée sont compatibles avec les niveaux de commande des circuits intégrés (CI) standards.
• Fabriquée en tant que produit vert, conforme à la directive RoHS et sans plomb (Pb-free).

1.2 Applications cibles

Cette LED UV est conçue pour divers procédés industriels et de fabrication nécessitant une exposition UV contrôlée. Les principaux domaines d'application incluent le durcissement UV des adhésifs et résines, le marquage et le codage UV, les procédés de collage activés par UV, ainsi que le séchage ou le durcissement d'encres d'impression spécialisées. Sa longueur d'onde de 385nm est particulièrement efficace pour initier des réactions photochimiques.

2. Informations mécaniques et de conditionnement

Le composant est logé dans un boîtier compact pour montage en surface. Les dimensions critiques sont fournies dans la fiche technique, toutes en millimètres. Les dimensions typiques du boîtier sont d'environ 3,2 mm de longueur, 1,6 mm de largeur et 1,9 mm de hauteur. Une tolérance de ±0,1 mm s'applique à la plupart des dimensions, sauf indication contraire. La fiche technique inclut des dessins dimensionnels détaillés montrant les vues de dessus, de côté et de dessous, ainsi que la disposition recommandée des pastilles de connexion sur le circuit imprimé (PCB) pour assurer un brasage correct et une gestion thermique adéquate. La cathode est généralement identifiée par un marquage visuel sur le boîtier.

3. Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement à ces limites n'est pas garanti et doit être évité pour une performance fiable. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Po) :160 mW
• Courant direct continu (If) :40 mA
• Tension inverse (Vr) :5 V
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C
• Plage de température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C
• Température de jonction (Tj) :100°C

4. Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres suivants définissent la performance typique de la LED dans des conditions de test standard à Ta=25°C. Le courant de test pour la plupart des paramètres est de 20mA.

*Note : Le test de tension inverse à Ir=10µA sert uniquement à vérifier une fonction de protection Zener. Le composant n'est pas conçu pour un fonctionnement continu en polarisation inverse, ce qui pourrait entraîner une défaillance.

4.1 Notes importantes de mesure

• Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD) :Le composant est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des précautions ESD appropriées, incluant l'utilisation de bracelets antistatiques reliés à la terre et de tapis antistatiques, sont obligatoires lors de la manipulation.
• Norme de test :Le flux radiant et la longueur d'onde de crête sont mesurés selon la norme CAS140B.
• Tolérances :La mesure du flux radiant a une tolérance de ±10%. La tolérance de mesure de la tension directe est de ±0,1V. La tolérance de mesure de la longueur d'onde de crête est de ±3nm.

5. Système de codes de tri et de classification

Pour garantir la cohérence en application, les LED sont triées (binned) en fonction de paramètres de performance clés. Le code de tri est marqué sur l'emballage.

5.1 Tri par tension directe (Vf)

Tolérance de mesure : ±0,1V @ If=20mA.

5.2 Tri par flux radiant (Φe)

Tolérance de mesure : ±10% @ If=20mA.

5.3 Tri par longueur d'onde de crête (λp)

Tolérance : ±3nm @ If=20mA.

6. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques essentielles pour la conception et la compréhension du comportement du composant dans différentes conditions.

6.1 Spectre d'émission relatif

Un graphique montre la distribution spectrale de puissance centrée autour de la longueur d'onde de crête de 385nm. La courbe démontre une caractéristique d'émission à bande étroite typique des LED UV, ce qui est crucial pour les applications nécessitant une énergie photonique spécifique pour initier les réactions de durcissement.

6.2 Flux radiant relatif en fonction du courant direct

Cette courbe illustre la relation entre la sortie optique et le courant de commande. Le flux radiant augmente de manière super-linéaire avec le courant à des niveaux inférieurs et tend à saturer à des courants plus élevés en raison des effets d'affaiblissement thermique et d'efficacité. Cela guide la sélection d'un point de fonctionnement optimal pour équilibrer la sortie et la longévité.

6.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension de seuil se situe autour de la valeur typique de 3,3V. Cette courbe est vitale pour concevoir le circuit de limitation de courant afin d'assurer un fonctionnement stable et d'éviter l'emballement thermique.

6.4 Flux radiant relatif en fonction de la température de jonction

Ce graphique illustre l'impact négatif de l'augmentation de la température de jonction (Tj) sur la sortie optique. Lorsque Tj augmente, le flux radiant diminue. Cela souligne l'importance cruciale d'une gestion thermique efficace dans la conception du PCB pour maintenir des performances de sortie constantes et la fiabilité du composant dans le temps.

7. Directives d'assemblage et de procédé

7.1 Profil de brasage par refusion

Un profil détaillé température-temps est fourni pour les processus de brasage par refusion sans plomb (Pb-free). Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150-200°C pendant un maximum de 120 secondes.
• Température de pic :Maximum de 260°C mesuré sur la surface du boîtier.
• Temps au-dessus du liquidus :Il est recommandé de rester dans les fenêtres de processus standard.
• Vitesse de refroidissement :Un processus de refroidissement rapide n'est pas recommandé.

Le profil peut nécessiter des ajustements en fonction des caractéristiques spécifiques de la pâte à braser. La température de brasage la plus basse possible permettant une connexion fiable est toujours recommandée pour minimiser la contrainte thermique sur la LED.

7.2 Nettoyage

Si un nettoyage post-assemblage est nécessaire, seuls les produits chimiques spécifiés doivent être utilisés. Des produits non spécifiés pourraient endommager l'époxy du boîtier. Les méthodes acceptables incluent l'immersion dans de l'alcool éthylique ou de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant moins d'une minute.

7.3 Brasage manuel

Si le brasage manuel est inévitable, une extrême prudence est de rigueur :

• Température du fer :Maximum 300°C.
• Durée de brasage :Maximum 3 secondes par borne.
• Fréquence :Cette opération ne doit être effectuée qu'une seule fois pour éviter les dommages thermiques.

8. Spécifications de conditionnement

Les composants sont fournis dans un conditionnement en bande et bobine adapté aux équipements d'assemblage automatisé.

• Dimensions de la bande :Des dessins détaillés spécifient le pas des alvéoles, la largeur et le placement du film couvreur.
• Spécifications de la bobine :Bobine standard de 7 pouces (178mm).
• Quantité par bobine :Typiquement 1500 pièces.
• Composants manquants :Un maximum de deux alvéoles vides consécutives est autorisé.
• Normes :Le conditionnement est conforme aux spécifications EIA-481-1-B.

9. Fiabilité et précautions de manipulation

9.1 Champ d'application

Ce produit est destiné à être utilisé dans des équipements électroniques commerciaux et industriels standards. Il n'est pas conçu ou qualifié pour des applications critiques pour la sécurité où une défaillance pourrait mettre en danger des vies ou la santé (par exemple, l'aviation, les dispositifs médicaux de maintien de la vie, le contrôle des transports). Pour de telles applications, une consultation avec le fabricant est requise.

9.2 Sensibilité à l'humidité et stockage

Le boîtier est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 3 selon JEDEC J-STD-020.

• Sachet scellé :Conserver à ≤30°C et ≤90% HR. Utiliser dans l'année suivant la date de scellage du sachet.
• Sachet ouvert :Conserver à ≤30°C et ≤60% HR. Terminer le brasage dans les 168 heures (7 jours) suivant l'exposition aux conditions ambiantes de l'usine.
• Séchage (Baking) :Si la carte indicateur d'humidité devient rose (≥10% HR) ou si la durée de vie hors sachet de 168 heures est dépassée, sécher les LED à 60°C pendant au moins 48 heures avant utilisation. Rescellerez les pièces non utilisées avec un dessicant.

9.3 Méthode de commande

Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Pour garantir une luminosité uniforme et éviter l'effet de "current hogging" lors de la commande de plusieurs LED en parallèle, chaque LED ou chaque branche parallèle doit être associée à sa propre résistance de limitation de courant. Un pilote à courant constant est la méthode recommandée pour des performances et une stabilité optimales, car il compense les variations de tension directe et fournit une sortie optique constante indépendamment des dérives de Vf induites par la température.

10. Considérations de conception et notes d'application

10.1 Gestion thermique

Étant donné la corrélation négative entre la température de jonction et le flux radiant, une dissipation thermique efficace est primordiale. La disposition recommandée des pastilles sur le PCB est conçue pour faciliter l'évacuation de la chaleur. L'utilisation d'un PCB avec des vias thermiques reliant la pastille à des plans de masse internes ou à un dissipateur externe peut améliorer significativement les performances et la durée de vie en maintenant une température de jonction basse.

10.2 Conception optique

L'angle de vision de 135 degrés offre un diagramme d'émission large. Pour les applications nécessitant une lumière UV focalisée ou collimatée, des optiques secondaires telles que des lentilles ou des réflecteurs seront nécessaires. Le matériau de ces optiques doit être transparent au rayonnement UV à 385nm (par exemple, des verres spécialisés ou des plastiques stables aux UV comme le PMMA).

10.3 Conception électrique

La conception du circuit doit tenir compte du tri par tension directe. L'alimentation doit être capable de délivrer la tension requise à la LED plus la chute de tension aux bornes de la résistance de limitation de courant ou du circuit pilote, même pour les LED du tri Vf le plus élevé (V3, jusqu'à 4,0V). Une protection contre la connexion en tension inverse et les pics de tension transitoires est également conseillée.

10.4 Comparaison avec les sources UV conventionnelles

Comparée aux sources UV traditionnelles comme les lampes à vapeur de mercure, cette LED offre des avantages distincts : capacité d'allumage/extinction instantané, aucun temps de préchauffage, durée de vie opérationnelle plus longue (des dizaines de milliers d'heures), taille significativement plus petite, génération de chaleur réduite et absence de matériaux dangereux comme le mercure. L'émission à bande étroite à 385nm peut également être plus efficace pour les photoamorceurs spécifiques utilisés dans les processus de durcissement, réduisant ainsi le gaspillage d'énergie.

11. Foire aux questions (FAQ)

11.1 Quel est le courant de fonctionnement typique ?

La condition de test standard et le point de fonctionnement typique est de 20mA en continu. Le courant continu absolu maximum est de 40mA, mais fonctionner à ou près de cette limite réduira la durée de vie et augmentera la température de jonction. Pour une fiabilité optimale, il est recommandé de déclasser le courant.

11.2 Comment interpréter le code de tri sur le sachet ?

Le code de tri (par exemple, V2R6P3S) indique le groupe de performance spécifique pour ce lot de LED. V2 signifie Vf entre 3,2-3,6V, R6 signifie flux radiant entre 20-22mW, et P3S signifie longueur d'onde de crête entre 385-390nm. Utiliser des LED du même tri garantit la cohérence dans une conception.

11.3 Puis-je commander cette LED avec une source de tension constante ?

Cela est fortement déconseillé. La tension directe d'une LED a un coefficient de température négatif et varie d'un composant à l'autre. Une commande en tension constante peut conduire à un emballement thermique, où l'augmentation du courant génère plus de chaleur, ce qui abaisse Vf, provoquant encore plus de courant, et détruisant finalement le composant. Utilisez toujours une source de courant constant ou une source de tension avec une résistance de limitation de courant en série.

11.4 Quelle est la durée de vie attendue ?

Bien que la fiche technique ne spécifie pas une durée de vie L70 ou L50 (temps pour atteindre 70% ou 50% de la sortie lumineuse initiale), les LED ont typiquement des durées de vie dépassant 25 000 à 50 000 heures lorsqu'elles sont exploitées dans leurs limites spécifiées et avec une gestion thermique adéquate. La durée de vie est principalement déterminée par la température de jonction ; une Tj plus basse équivaut à une vie plus longue.

12. Conclusion

La LTPL-C16FUVM385 est une source UV LED très performante et fiable, conçue pour les environnements de fabrication automatisés modernes. Sa taille ultra-compacte, sa conception pour montage en surface et son émission spécifique à 385nm en font un choix idéal pour remplacer les lampes UV conventionnelles plus encombrantes et moins efficaces dans les applications de durcissement, marquage et collage. L'intégration réussie de ce composant nécessite une attention particulière au contrôle du courant de commande, à la gestion thermique sur le PCB, et au respect des procédures spécifiées de brasage par refusion et de manipulation de l'humidité. En suivant les directives de cette fiche technique, les concepteurs peuvent exploiter ses avantages pour créer des systèmes d'éclairage UV efficaces, durables et compacts.