Fiche technique LED UV LTPL-C034UVG385 - Longueur d'onde pic 385nm - Tension directe typ. 3,6V - Puissance max. 4,4W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTPL-C034UVG385 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 avancée significative dans la technologie d'éclairage UV à semi-conducteurs, offrant une combinaison de flux radiant élevé, d'efficacité énergétique et de longue durée de vie opérationnelle. Elle est conçue pour fournir une alternative fiable et économique aux sources UV traditionnelles, permettant une plus grande flexibilité de conception et de nouvelles opportunités dans divers environnements industriels et commerciaux.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa compatibilité avec les circuits intégrés, sa conformité aux normes environnementales (RoHS et sans plomb), et la possibilité de coûts d'exploitation et de maintenance globaux inférieurs par rapport aux lampes UV conventionnelles. Le dispositif est construit pour fournir des performances constantes dans une plage de température de fonctionnement spécifiée.

2. Spécifications techniques et interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents. Le courant direct continu maximal (If) est de 1000 mA, avec une consommation de puissance maximale (Po) de 4,4 Watts. La plage de température de fonctionnement (Topr) est spécifiée de -40°C à +85°C, tandis que la plage de température de stockage (Tstg) est plus large, de -55°C à +100°C. La température de jonction maximale admissible (Tj) est de 125°C. Il est absolument crucial d'éviter un fonctionnement prolongé en polarisation inverse, car cela peut entraîner une défaillance du composant.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Toutes les mesures sont prises à une température ambiante (Ta) de 25°C et un courant de test (If) de 700mA, ce qui est considéré comme un point de fonctionnement typique.

• Tension directe (Vf) :La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit du courant. Elle a une valeur typique de 3,6V, avec un minimum de 3,2V et un maximum de 4,4V. Ce paramètre est crucial pour la conception du pilote et la sélection de l'alimentation.
• Flux radiant (Φe) :La puissance optique totale de sortie, mesurée en milliwatts (mW). La valeur typique est de 1415 mW, avec une plage allant de 1225 mW (min) à 1805 mW (max). C'est une mesure directe de la puissance de sortie de la lumière UV.
• Longueur d'onde pic (Wp) :La longueur d'onde à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. Pour ce modèle, elle se situe dans la plage 380-390 nm, la classant comme LED UVA. Cette longueur d'onde est critique pour correspondre au spectre d'absorption des photoamorceurs dans les applications de polymérisation.
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle total pour lequel l'intensité rayonnante est la moitié de l'intensité maximale (mesurée typiquement). Cette LED a un angle de vision typique de 130°, indiquant un faisceau relativement large.
• Résistance thermique (Rthjs) :La résistance thermique de la jonction de la LED au point de soudure, avec une valeur typique de 4,1 °C/W. Cette faible valeur indique une bonne conduction thermique de la puce à la carte, ce qui est essentiel pour gérer la chaleur et maintenir les performances et la longévité.

3. Explication du système de classement (binning)

Les LED sont triées en classes de performance pour assurer l'uniformité. Le code de classe est marqué sur chaque sachet d'emballage.

3.1 Classement de la tension directe (Vf)

Les LED sont regroupées en trois classes de tension (V1, V2, V3) en fonction de leur tension directe à 700mA, avec des tolérances de ±0,1V. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des caractéristiques électriques similaires pour des réseaux en parallèle afin d'assurer un partage équitable du courant.

3.2 Classement du flux radiant (mW)

La puissance optique de sortie est classée en cinq catégories (ST, TU, UV, VW, WX), avec une tolérance de ±10%. Cela permet une sélection basée sur les niveaux de flux lumineux requis pour une application donnée.

3.3 Classement de la longueur d'onde pic (Wp)

La longueur d'onde est classée en deux plages : P3R (380-385 nm) et P3S (385-390 nm), avec une tolérance de ±3nm. Ce tri précis est vital pour les applications sensibles à des longueurs d'onde UV spécifiques.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Flux radiant relatif en fonction du courant direct

Le flux radiant augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire. La courbe montre cette relation, aidant les concepteurs à optimiser le courant d'alimentation pour la sortie souhaitée tout en considérant l'efficacité et la gestion thermique.

4.2 Distribution spectrale relative

Ce graphique représente l'intensité de la lumière émise à différentes longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde pic (385nm typ.). Il montre la largeur de bande spectrale de la LED.

4.3 Caractéristiques de rayonnement

Ce diagramme polaire illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse (diagramme de rayonnement) par rapport à l'angle de vision, confirmant le profil de faisceau typique de 130°.

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

Cette courbe fondamentale montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. Elle est essentielle pour comprendre la résistance dynamique de la LED et pour concevoir des pilotes à courant constant.

4.5 Flux radiant relatif en fonction de la température de jonction

Cette courbe démontre l'impact négatif de l'augmentation de la température de jonction sur la sortie lumineuse. Lorsque la température augmente, le flux radiant diminue. Un dissipateur thermique efficace est nécessaire pour maintenir les performances.

4.6 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique spécifie le courant direct maximal admissible en fonction de la température de boîtier (Tc). Pour garantir la fiabilité et éviter la surchauffe, le courant d'alimentation doit être réduit lors d'un fonctionnement à des températures ambiantes plus élevées.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions de contour

La fiche technique fournit des dessins mécaniques détaillés avec toutes les dimensions critiques en millimètres. Les tolérances clés sont notées : ±0,2mm pour la plupart des dimensions, et ±0,1mm pour la hauteur de la lentille et la longueur/largeur du substrat céramique. Le plot thermique est noté comme étant électriquement isolé (neutre) des plots anode et cathode.

5.2 Plot de fixation recommandé sur CI

Un motif de pastilles est fourni pour le circuit imprimé (CI). Cela inclut la disposition recommandée des pastilles pour l'anode, la cathode et le plot thermique afin d'assurer une soudure correcte, une connexion électrique et une dissipation thermique adéquates.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion suggéré

Un profil détaillé température/temps est fourni pour la soudure par refusion. Les paramètres clés incluent une zone de préchauffage, une montée jusqu'à une température de pic (se référant à la surface du corps du boîtier) et une phase de refroidissement contrôlée. Un processus de refroidissement rapide n'est pas recommandé. Le profil doit être ajusté en fonction de la pâte à souder spécifique utilisée.

6.2 Soudure manuelle et notes générales

Si une soudure manuelle est utilisée, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 300°C, et le temps de contact doit être limité à un maximum de 2 secondes, effectué une seule fois. La soudure par refusion doit être effectuée un maximum de trois fois. La température de soudure la plus basse possible est toujours souhaitable pour minimiser la contrainte thermique sur le composant LED.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée scellée avec une bande de couverture. La bande est enroulée sur des bobines de 7 pouces, avec une capacité maximale de 500 pièces par bobine. L'emballage est conforme aux spécifications EIA-481-1-B. Le nombre maximum de composants manquants consécutifs dans la bande est de deux.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale de cette LED est la polymérisation UV, utilisée dans des procédés tels que le collage d'adhésifs, le séchage d'encres, le durcissement de revêtements et l'impression 3D (stéréolithographie). D'autres applications UV courantes incluent l'inspection par fluorescence, la détection de contrefaçons et l'analyse médicale/biologique.

8.2 Considérations de conception

• Conception du pilote :Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Un pilote à courant constant est obligatoire pour assurer une sortie lumineuse stable et éviter l'emballement thermique. L'égalisation d'intensité dans les réseaux multi-LED nécessite une sélection minutieuse à partir des mêmes classes de flux ou de classes adjacentes.
• Gestion thermique :Un dissipateur thermique efficace est critique. La faible résistance thermique (4,1 °C/W) facilite le transfert de chaleur, mais un dissipateur ou un CI à âme métallique correctement conçu est nécessaire pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, en particulier à des courants d'alimentation élevés ou dans des températures ambiantes élevées.
• Optique :L'angle de vision de 130° peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles ou réflecteurs) pour collimater ou focaliser le faisceau pour des applications spécifiques.

9. Fiabilité et tests

La fiche technique inclut les résultats d'une série complète de tests de fiabilité effectués sur des lots d'échantillons. Les tests incluent la durée de vie en fonctionnement à basse/haute température (LTOL/HTOL), le choc thermique (TMSK) et les tests de soudabilité. Tous les tests ont rapporté zéro défaillance sur dix échantillons dans les conditions spécifiées (par exemple, 1000 heures à 700mA et 85°C de température de boîtier pour le HTOL). Les critères de jugement d'une défaillance sont définis comme un changement de tension directe au-delà de ±10% ou un changement de flux radiant au-delà de ±30% par rapport aux valeurs initiales.

10. Précautions et manipulation

10.1 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après la soudure, seuls des solvants à base d'alcool tels que l'alcool isopropylique doivent être utilisés. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager le matériau du boîtier de la LED.

10.2 Rappel sur la méthode d'alimentation

Le document rappelle qu'une LED est un dispositif à commande par courant. Pour assurer une intensité uniforme dans les réseaux, la régulation du courant et une sélection appropriée des classes sont essentielles.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Les LED ultraviolettes fonctionnent sur le même principe fondamental que les LED visibles, basé sur l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. Les composés semi-conducteurs spécifiques utilisés dans la région active de la puce déterminent la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Pour les LED UVA comme la LTPL-C034UVG385, des matériaux tels que le nitrure d'aluminium-gallium (AlGaN) sont typiquement utilisés pour atteindre le pic d'émission à 385nm. Le large angle de vision résulte de la conception du boîtier et de la lentille primaire encapsulant la puce semi-conductrice.

12. Tendances technologiques et comparaison

Cette LED illustre la tendance actuelle de l'éclairage à semi-conducteurs qui remplace les technologies conventionnelles dans le spectre UV. Comparées aux sources UV traditionnelles comme les lampes à vapeur de mercure, les LED UV offrent des avantages significatifs : capacité de mise en marche/arrêt instantanée, absence de matériaux dangereux (sans mercure), durée de vie plus longue, efficacité énergétique supérieure, taille compacte et flexibilité de conception grâce à leur fonctionnement en courant continu basse tension. Les principaux compromis ont historiquement été une puissance de sortie inférieure et un coût par watt émis plus élevé, mais des produits comme la LTPL-C034UVG385, avec un flux radiant dépassant 1,4 Watt, démontrent que les LED UV haute puissance sont désormais viables pour un éventail croissant d'applications industrielles. Le principal facteur différenciant de ce produit spécifique dans sa catégorie est sa combinaison d'un flux radiant élevé (jusqu'à 1805mW) à un courant d'alimentation standard de 700mA avec une résistance thermique relativement faible, permettant des performances robustes dans des environnements exigeants.