Fiche technique LED UV LTPL-C036UVG385 - 3.7V Typ - 4.4W Max - Longueur d'onde pic 380-390nm - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce produit est une source de lumière ultraviolette (UV) haute performance et économe en énergie, conçue principalement pour les processus de polymérisation UV et autres applications UV courantes. Il représente une avancée dans l'éclairage à semi-conducteurs en combinant la longue durée de vie opérationnelle et la haute fiabilité inhérentes aux diodes électroluminescentes (LED) avec des niveaux d'intensité compétitifs par rapport aux sources UV traditionnelles. Cette technologie offre une flexibilité de conception significative et crée de nouvelles opportunités pour que les solutions UV à semi-conducteurs remplacent les technologies UV conventionnelles telles que les lampes à vapeur de mercure.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les caractéristiques clés de cette série de LED UV mettent en lumière ses avantages pour l'intégration industrielle et manufacturière. Elle est compatible avec les circuits intégrés (CI), facilitant le contrôle électronique et l'intégration dans des systèmes automatisés. Le produit est conforme à la directive RoHS et sans plomb, répondant aux normes internationales strictes en matière d'environnement et de sécurité. Un bénéfice majeur est la réduction des coûts d'exploitation totaux, obtenue grâce à une efficacité électrique supérieure et une consommation d'énergie plus faible par rapport aux sources conventionnelles. De plus, la durée de vie prolongée et la robustesse de la technologie LED réduisent significativement les coûts de maintenance et les temps d'arrêt associés au remplacement des lampes.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le courant direct continu maximal absolu (If) est de 1000 mA. La consommation de puissance maximale (Po) est de 4,4 Watts. Le composant est conçu pour une plage de température de fonctionnement (Topr) de -40°C à +85°C et une plage de température de stockage (Tstg) de -55°C à +100°C. La température de jonction maximale admissible (Tj) est de 110°C. Il est absolument crucial d'éviter de faire fonctionner la LED en polarisation inverse pendant de longues périodes, car cela peut entraîner une défaillance du composant.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont spécifiés dans une condition de test standard de 25°C de température ambiante et un courant direct (If) de 700mA, qui semble être le point de fonctionnement typique. La tension directe (Vf) varie d'un minimum de 2,8V à un maximum de 4,4V, avec une valeur typique de 3,7V. Le flux radiant (Φe), qui est la puissance optique totale émise dans le spectre UV, varie de 1050 mW (min) à 1545 mW (max), avec une valeur typique de 1230 mW. La longueur d'onde de pic (λp) est spécifiée entre 380 nm et 390 nm, la classant dans le spectre UVA. L'angle de vision (2θ1/2) est typiquement de 55 degrés. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rthjs) est typiquement de 5,0 °C/W, ce qui est un paramètre clé pour la conception de la gestion thermique.

3. Explication du système de codes bin

Le produit est classé en bins selon des paramètres de performance clés pour garantir la cohérence dans l'application. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des caractéristiques étroitement regroupées.

3.1 Binning de la tension directe (Vf)

Les LED sont triées en quatre bins de tension (V0 à V3) à 700mA. Les bins sont : V0 (2,8V - 3,2V), V1 (3,2V - 3,6V), V2 (3,6V - 4,0V), et V3 (4,0V - 4,4V). La tolérance pour cette classification est de +/- 0,1V.

3.2 Binning du flux radiant (mW)

La puissance optique de sortie est classée en cinq catégories (PR à UV) à 700mA. Les bins sont : PR (1050-1135 mW), RS (1135-1225 mW), ST (1225-1325 mW), TU (1325-1430 mW), et UV (1430-1545 mW). La tolérance est de +/- 10%.

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

Le spectre UV est divisé en deux bins de longueur d'onde : P3R (380-385 nm) et P3S (385-390 nm), avec une tolérance de +/- 3nm. Le code de classification bin est marqué sur chaque sachet d'emballage du produit pour la traçabilité.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Flux radiant relatif en fonction du courant direct

Cette courbe montre la relation entre la sortie optique de la LED et le courant d'alimentation. Typiquement, le flux radiant augmente avec le courant mais peut présenter une croissance sous-linéaire à des courants plus élevés en raison des effets thermiques accrus et de la baisse d'efficacité. Les concepteurs utilisent ceci pour déterminer le courant d'alimentation optimal pour équilibrer la sortie et la longévité.

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 de pic (380-390nm). Il montre la largeur de bande spectrale, ce qui est important pour les applications où des photo-initiateurs spécifiques sont activés par certaines longueurs d'onde.

4.3 Diagramme de rayonnement / Angle de vision

Le tracé des caractéristiques de rayonnement illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse. L'angle de vision typique de 55 degrés (largeur à mi-hauteur) indique un faisceau modérément large, ce qui convient pour éclairer uniformément une zone dans les applications de polymérisation.

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

Cette caractéristique électrique fondamentale montre la relation exponentielle entre la tension et le courant dans une diode. Elle est cruciale pour concevoir le circuit d'alimentation approprié, car un petit changement de tension peut provoquer un grand changement de courant.

4.5 Flux radiant relatif en fonction de la température de jonction

Cette courbe démontre la dépendance thermique de la sortie optique. La sortie d'une LED UV diminue typiquement lorsque la température de jonction augmente. Un dissipateur thermique efficace est essentiel pour maintenir une puissance de sortie élevée et stable, ce qui en fait une considération de conception critique.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions de contour

La fiche technique fournit des dessins mécaniques détaillés avec toutes les dimensions en millimètres. Les tolérances générales de dimensions sont de ±0,2mm, tandis que les tolérances pour la hauteur de la lentille et la longueur/largeur du substrat en céramique sont plus strictes à ±0,1mm. Une note critique spécifie que le plot thermique au bas du composant est électriquement neutre (isolé) des plots électriques d'anode et de cathode.

5.2 Configuration recommandée des plots de fixation sur PCB

Un diagramme détaillé du motif de pastilles est fourni pour la conception de la carte de circuit imprimé (PCB). Cela inclut la taille et l'espacement pour les connexions d'anode, de cathode et du plot thermique. Respecter cette configuration garantit une soudure correcte, une connexion électrique adéquate et, surtout, un transfert thermique optimal de la jonction de la LED vers le PCB et le dissipateur thermique.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un graphique détaillé température en fonction du temps définit le processus de soudage par refusion recommandé. Les paramètres clés incluent le préchauffage, le maintien, la température de pic de refusion et les vitesses de refroidissement. Les notes soulignent que toutes les températures se réfèrent à la face supérieure du boîtier. Un processus de refroidissement rapide n'est pas recommandé. La température de soudure la plus basse possible qui assure une connexion fiable est toujours souhaitable pour minimiser la contrainte thermique sur la LED.

6.2 Instructions de soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la condition maximale recommandée est de 300°C pendant un maximum de 2 secondes, et cela ne doit être effectué qu'une seule fois. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de trois fois au maximum.

6.3 Instructions de nettoyage

Si un nettoyage est requis après soudure, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique doivent être utilisés. L'utilisation de liquides chimiques non spécifiés est interdite car ils peuvent endommager le matériau du boîtier de la LED.

7. Informations sur l'emballage et la manutention

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse emboutie et en bobines pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. Des dimensions détaillées pour les alvéoles de la bande et les bobines standard de 7 pouces sont fournies. La bande est scellée avec un couvercle supérieur. Un maximum de 500 pièces peut être chargé par bobine de 7 pouces. Les spécifications suivent la norme EIA-481-1-B.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est la polymérisation UV, utilisée dans des industries telles que l'impression, les revêtements, les adhésifs et la dentisterie. D'autres applications UV courantes incluent l'excitation de fluorescence, la détection de contrefaçon et la stérilisation d'équipements médicaux (dans sa plage de longueur d'onde).

8.2 Méthode d'alimentation et conception de circuit

Une LED est un dispositif commandé en courant. Pour garantir l'uniformité de l'intensité lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle dans une application, il est fortement recommandé d'incorporer une résistance de limitation de courant en série avec chaque LED individuelle. Cela compense les légères variations de tension directe (Vf) entre différentes unités, empêchant l'accaparement du courant et assurant une sortie lumineuse uniforme et une longévité à travers le réseau.

8.3 Gestion thermique

Étant donné la résistance thermique typique de 5,0 °C/W et la sensibilité de la sortie à la température de jonction (comme le montrent les courbes de performance), un dissipateur thermique efficace est non négociable pour un fonctionnement fiable à haute puissance. Le PCB doit être conçu avec des vias thermiques adéquats et éventuellement connecté à un dissipateur thermique externe. La température de jonction maximale de 110°C ne doit pas être dépassée.

9. Fiabilité et assurance qualité

9.1 Plan de test de fiabilité

La fiche technique décrit un régime complet de tests de fiabilité effectués sur le produit. Les tests incluent la durée de vie en fonctionnement à basse température (LTOL à -10°C), la durée de vie en fonctionnement à température ambiante (RTOL), la durée de vie en fonctionnement à haute température (HTOL à 85°C), la durée de vie en fonctionnement à haute température humide (WHTOL à 60°C/90% HR), le choc thermique (TMSK) et le stockage à haute température. Tous les tests listés ont montré 0 défaillance sur 10 échantillons pour les durées spécifiées (500 ou 1000 heures).

9.2 Critères de défaillance

Les critères pour juger de la défaillance du dispositif après les tests de fiabilité sont clairement définis. Un décalage de la tension directe (Vf) au-delà de ±10% de sa valeur initiale au courant de fonctionnement typique constitue une défaillance. De même, un décalage du flux radiant (Φe) au-delà de ±15% de sa valeur initiale est considéré comme une défaillance.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

10.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

Bien que le courant maximal absolu soit de 1000 mA, toutes les caractéristiques électro-optiques et codes bin sont spécifiés à 700 mA, indiquant que c'est le point de fonctionnement typique prévu pour des performances et une durée de vie optimales.

10.2 Comment interpréter les codes bin pour ma conception ?

Sélectionnez les bins en fonction des exigences de votre système. Pour les circuits à commande de courant, le bin Vf est moins critique si vous utilisez des résistances de limitation de courant individuelles. Le bin de flux radiant (mW) impacte directement la vitesse de polymérisation ou l'intensité lumineuse. Le bin de longueur d'onde (Wp) doit correspondre au spectre d'activation de votre photo-initiateur ou de votre application.

10.3 Puis-je alimenter plusieurs LED en parallèle sans résistances ?

Ce n'est pas recommandé. En raison des variations naturelles de Vf, les LED connectées directement en parallèle ne partageront pas le courant de manière égale. La LED avec la Vf la plus basse tirera plus de courant, risquant de surchauffer et de tomber en panne, provoquant une réaction en chaîne. Utilisez toujours une résistance en série pour chaque branche parallèle ou, mieux encore, utilisez un pilote à courant constant conçu pour plusieurs canaux.

11. Introduction technique et principe de fonctionnement

Ce dispositif est une diode électroluminescente ultraviolette à base de semi-conducteurs. Il fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un matériau semi-conducteur spécialement conçu (généralement à base de nitrure d'aluminium-gallium - AlGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. L'énergie de bande interdite spécifique du système de matériau AlGaN détermine que les photons émis sont dans la gamme ultraviolette (380-390 nm UVA). Le boîtier est conçu pour extraire cette lumière efficacement tout en fournissant un chemin thermique robuste pour gérer la chaleur générée à la jonction du semi-conducteur.