Fiche technique LED UV LTPL-C034UVG405 - Longueur d'onde pic 405nm - Tension directe typ. 3,6V - Puissance max 4,4W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTPL-C034UVG405 est une diode électroluminescente (LED) ultraviolette (UV) haute puissance conçue pour des applications exigeantes telles que la polymérisation UV et d'autres procédés UV courants. Ce produit représente une alternative écoénergétique aux sources lumineuses UV conventionnelles, alliant la longue durée de vie opérationnelle et la fiabilité inhérentes à l'éclairage à semi-conducteurs à un rayonnement élevé. Il offre une plus grande flexibilité de conception et ouvre de nouvelles opportunités pour que la technologie UV à semi-conducteurs remplace les systèmes UV traditionnels.

1.1 Caractéristiques principales

• Pilotage compatible avec les circuits intégrés (CI).
• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses) et sans plomb.
• Coûts opérationnels réduits par rapport aux sources UV conventionnelles.
• Besoins de maintenance réduits grâce à la fiabilité des semi-conducteurs.

2. Valeurs maximales absolues

Les valeurs suivantes définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Tous les paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Courant direct continu (If) :1000 mA
• Puissance consommée (Po) :4,4 W
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C
• Plage de température de stockage (Tstg) :-55°C à +100°C
• Température de jonction (Tj) :125°C

Note importante :Fonctionner la LED en polarisation inverse pendant de longues périodes peut entraîner des dommages ou une défaillance du composant.

3. Caractéristiques électro-optiques

Les caractéristiques suivantes sont mesurées à Ta=25°C et à un courant direct (If) de 700mA, qui constitue une condition de fonctionnement typique.

• Tension directe (Vf) :Minimum 3,2V, Typique 3,6V, Maximum 4,4V.
• Flux radiant (Φe) :Minimum 1225 mW, Typique 1415 mW, Maximum 1805 mW. Il s'agit de la puissance rayonnante totale mesurée avec une sphère intégrante.
• Longueur d'onde pic (λp) :Minimum 400 nm, Maximum 410 nm.
• Angle de vision (2θ1/2) :Typiquement 130 degrés.
• Résistance thermique, jonction au point de soudure (Rthjs) :Typiquement 4,1 °C/W. La tolérance de mesure est de ±10%.

4. Système de codes de tri

Les LED sont classées en lots (bins) selon des paramètres clés pour garantir l'uniformité en application. Le code de tri est marqué sur chaque sachet d'emballage.

4.1 Tri par tension directe (Vf)

• V1 :3,2V à 3,6V
• V2 :3,6V à 4,0V
• V3 :4,0V à 4,4V
• Tolérance : ±0,1V

4.2 Tri par flux radiant (mW)

• ST :1225 mW à 1325 mW
• TU :1325 mW à 1430 mW
• UV :1430 mW à 1545 mW
• VW :1545 mW à 1670 mW
• WX :1670 mW à 1805 mW
• Tolérance : ±10%

4.3 Tri par longueur d'onde pic (Wp)

• P4A :400 nm à 405 nm
• P4B :405 nm à 410 nm
• Tolérance : ±3 nm

5. Analyse des courbes de performance

Les courbes typiques suivantes donnent un aperçu du comportement du dispositif dans diverses conditions (ambiance 25°C sauf indication contraire).

5.1 Flux radiant relatif en fonction du courant direct

Cette courbe montre que le rayonnement augmente avec le courant direct mais peut présenter un comportement non linéaire à des courants plus élevés en raison des effets thermiques et de la baisse d'efficacité.

5.2 Distribution spectrale relative

Le tracé spectral confirme la bande d'émission étroite centrée autour de la longueur d'onde pic de 405nm, caractéristique des LED UV et adaptée à la polymérisation de photo-initiateurs spécifiques.

5.3 Diagramme de rayonnement (Angle de vision)

Le diagramme de caractéristique de rayonnement illustre l'angle de vision typique de 130 degrés, montrant la distribution d'intensité en fonction de l'angle par rapport à l'axe optique.

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

La courbe I-V démontre la relation exponentielle entre le courant et la tension de la diode, cruciale pour concevoir des pilotes à courant constant appropriés.

5.5 Flux radiant relatif en fonction de la température de jonction

Ce graphique met en évidence l'impact négatif de l'augmentation de la température de jonction sur le flux lumineux. Le flux radiant diminue lorsque la température augmente, soulignant la nécessité d'une gestion thermique efficace.

5.6 Courbe de déclassement du courant direct

Cette courbe spécifie le courant direct maximal admissible en fonction de la température de boîtier (Tc). Pour garantir la fiabilité et éviter de dépasser la température de jonction maximale, le courant de pilotage doit être réduit lors d'un fonctionnement à des températures ambiantes plus élevées.

6. Résumé des tests de fiabilité

Le dispositif a subi une série complète de tests de fiabilité sans aucun échec rapporté sur les échantillons testés. Les tests incluent :

• Durée de vie en fonctionnement à basse température (LTOL) :Température de boîtier -10°C, 700mA, 1000 heures.
• Durée de vie en fonctionnement à température ambiante (RTOL) :25°C, 1000mA, 1000 heures.
• Durée de vie en fonctionnement à haute température (HTOL) :Température de boîtier 85°C, 700mA, 1000 heures.
• Durée de vie en fonctionnement humide et chaud (WHTOL) :60°C/90% HR, 700mA, 500 heures.
• Choc thermique (TMSK) :-40°C à 125°C, 100 cycles.
• Résistance à la chaleur du soudage par refusion :Pic à 260°C, 10 secondes, 2 cycles.
• Test de soudabilité :245°C, 5 secondes, soudure sans plomb.

Critères de défaillance :Un dispositif est considéré comme défaillant si, après test, la tension directe varie de plus de ±10% ou si le flux radiant se dégrade de plus de -30% par rapport aux valeurs initiales mesurées au courant typique.

7. Informations mécaniques et d'assemblage

7.1 Dimensions et empreinte de pastilles sur CI

La fiche technique fournit des dessins mécaniques détaillés avec des dimensions en millimètres. Les notes clés incluent :

• Tolérance générale des dimensions : ±0,2mm.
• Tolérance de hauteur de lentille et de longueur/largeur du substrat céramique : ±0,1mm.
• La pastille thermique est électriquement isolée (neutre) des pastilles d'anode et de cathode.
• Une empreinte de pastilles recommandée pour le circuit imprimé (CI) est fournie pour assurer un soudage et une conduction thermique corrects.

7.2 Directives de soudage

Profil de soudage par refusion :Un profil de température recommandé est fourni, avec une température de corps maximale ne dépassant pas 260°C. Un taux de refroidissement rapide depuis la température de pic n'est pas recommandé.

Soudage manuel :Maximum 300°C pendant 2 secondes maximum, une seule fois.

Notes générales :

• Toutes les références de température concernent la face supérieure du boîtier.
• La température de soudage la plus basse possible est souhaitable.
• Le soudage par refusion doit être effectué au maximum trois fois.
• La méthode de soudage par immersion n'est ni recommandée ni garantie.

7.3 Conditionnement

Les LED sont fournies en bande et bobine pour assemblage automatisé, conformément aux spécifications EIA-481-1-B.

• Dimensions de la bande :Des dessins détaillés spécifient la taille des alvéoles et la construction de la bande.
• Dimensions de la bobine :Fournies pour les bobines de 7 pouces.
• Emballage :Maximum 500 pièces par bobine de 7 pouces. Les alvéoles vides sont scellées avec un ruban de couverture. Un maximum de deux composants manquants consécutifs est autorisé.

8. Directives d'application et précautions

8.1 Méthode de pilotage

Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour assurer un fonctionnement stable et une longue durée de vie, elles doivent être pilotées par une source de courant constant, et non par une source de tension constante. Un circuit limiteur de courant approprié ou un circuit intégré pilote LED dédié est essentiel.

8.2 Gestion thermique

Compte tenu de la dissipation de puissance maximale de 4,4W et de la sensibilité du rendement et de la durée de vie à la température de jonction, un dissipateur thermique efficace est critique. La faible résistance thermique (4,1 °C/W typ.) de la jonction au point de soudure facilite le transfert de chaleur, mais le chemin thermique global du CI à l'environnement ambiant doit être conçu avec soin, en particulier lors d'un fonctionnement à des courants élevés ou dans des environnements chauds.

8.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudage, utilisez uniquement des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique. L'utilisation de nettoyants chimiques non spécifiés peut endommager le matériau du boîtier de la LED.

9. Comparaison technique et considérations de conception

9.1 Avantages par rapport aux sources UV conventionnelles

Comparée aux lampes à vapeur de mercure ou autres technologies UV conventionnelles, cette LED UV offre :

• Allumage/Extinction instantanés :Pas de temps de préchauffage ou de refroidissement, permettant des cycles de processus plus rapides.
• Longue durée de vie :Durée de vie opérationnelle nettement plus longue, réduisant la fréquence de remplacement et les coûts de maintenance.
• Efficacité énergétique :Rendement de conversion électrique-optique plus élevé, réduisant les coûts de puissance opérationnelle.
• Taille compacte et liberté de conception :Le petit facteur de forme permet une intégration dans des espaces plus restreints et permet de nouvelles formes pour les systèmes de polymérisation.
• Fonctionnement plus frais :Émet très peu de rayonnement infrarouge, réduisant la charge thermique sur le substrat cible.
• Sécurité environnementale :Ne contient pas de mercure, conforme aux réglementations RoHS et autres normes environnementales.

9.2 Considérations de conception pour les systèmes de polymérisation UV

• Conception optique :Des lentilles ou des réflecteurs peuvent être nécessaires pour focaliser le faisceau de 130 degrés en un point ou une ligne plus concentré pour une polymérisation efficace.
• Sélection du pilote :Un pilote à courant constant capable de délivrer jusqu'à 1000mA avec des capacités d'atténuation/pulsation appropriées est requis. Le pilote doit tenir compte de la dispersion des bins de tension directe (3,2V à 4,4V).
• Conception du dissipateur thermique :Le CI doit être conçu avec des vias thermiques et une surface de cuivre adéquats. Pour les réseaux haute puissance, un dissipateur thermique externe en aluminium est souvent nécessaire.
• Correspondance de longueur d'onde :Assurez-vous que la longueur d'onde pic de 405nm est optimale pour le photo-initiateur utilisé dans l'adhésif, l'encre ou le revêtement à polymériser.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quel est le courant de fonctionnement typique de cette LED ?

Les caractéristiques électro-optiques et les codes de tri sont spécifiés à un courant direct (If) de 700mA, considéré comme un point de fonctionnement typique équilibrant rendement et longévité. Le courant continu maximal absolu est de 1000mA, mais un fonctionnement à ce niveau nécessite une excellente gestion thermique.

10.2 Comment le flux radiant est-il mesuré ?

Le flux radiant (en milliwatts) est la puissance optique totale émise par la LED, mesurée à l'aide d'une sphère intégrante qui capture la lumière sous tous les angles. Ceci est différent du flux lumineux (lumens), qui est pondéré par la sensibilité de l'œil humain et ne s'applique pas aux sources UV.

10.3 Plusieurs LED peuvent-elles être connectées en série ou en parallèle ?

La connexion en série est généralement préférée lors de l'utilisation d'un pilote à courant constant, car elle garantit un courant identique à travers chaque LED. La connexion en parallèle n'est pas recommandée sans résistances d'équilibrage de courant individuelles pour chaque branche de LED, en raison des variations de tension directe (Vf) entre les dispositifs qui peuvent entraîner un partage de courant inégal et une surcharge potentielle.

10.4 Quel est l'impact de la température de jonction sur les performances ?

Comme le montrent les courbes de performance, l'augmentation de la température de jonction entraîne une diminution du flux radiant (baisse d'efficacité) et peut accélérer la dégradation à long terme, réduisant la durée de vie du dispositif. Maintenir une température de jonction basse grâce à un dissipateur thermique approprié est primordial pour des performances et une fiabilité constantes.

11. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

11.1 Principe de fonctionnement de base

Cette LED UV est un dispositif à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons. Les matériaux spécifiques (par exemple, des composés à base de nitrure de gallium) et la structure à puits quantique sont conçus pour produire des photons dans le spectre ultraviolet, spécifiquement autour de 405nm.

11.2 Tendances de l'industrie

Le marché des LED UV est tiré par le remplacement des lampes au mercure dans des secteurs comme l'impression, les adhésifs, les revêtements et la désinfection. Les tendances clés incluent l'augmentation de la puissance de sortie (flux radiant) des émetteurs individuels, l'amélioration de l'efficacité énergétique (WPE), le développement de LED UVC à longueur d'onde plus courte pour la stérilisation et la réduction du coût par milliwatt. La LTPL-C034UVG405 s'inscrit dans la tendance de fournir des solutions robustes et haute puissance pour les applications de polymérisation industrielle.