Fiche technique LED UV LTPL-C034UVG365 - Longueur d'onde pic 365nm - 3,8V Typ. - 4,4W Max. - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce produit est une diode électroluminescente (LED) ultraviolette (UV) haute puissance conçue pour des applications exigeantes nécessitant une source de lumière UV à semi-conducteur. Elle représente une alternative écoénergétique aux technologies UV conventionnelles, combinant la longue durée de vie opérationnelle et la fiabilité inhérentes à la technologie LED avec une puissance rayonnante significative.

Avantages principaux :

• Compatibilité CI :Conçue pour une intégration facile dans les circuits électroniques et les systèmes de contrôle.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme à la directive RoHS et fabriqué selon des procédés sans plomb.
• Efficacité opérationnelle :Offre des coûts d'exploitation inférieurs par rapport aux sources UV traditionnelles comme les lampes à mercure.
• Maintenance réduite :La nature à semi-conducteur et la longue durée de vie réduisent considérablement les besoins de maintenance et les coûts associés.
• Liberté de conception :Permet de nouvelles formes et conceptions d'applications auparavant contraintes par la technologie des lampes UV conventionnelles.

Marché cible :Cette LED est principalement destinée à des applications telles que le durcissement UV d'encres, d'adhésifs et de revêtements, ainsi qu'à d'autres applications UV courantes dans les équipements industriels, médicaux et d'analyse où une source UV 365nm fiable et durable est requise.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé pendant de longues périodes.

• Courant direct continu (If) :1000 mA (Courant continu maximum).
• Puissance consommée (Po) :4,4 W (Dissipation de puissance maximale).
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C (Plage de température ambiante pour un fonctionnement normal).
• Plage de température de stockage (Tstg) :-55°C à +100°C (Plage de température pour le stockage hors fonctionnement).
• Température de jonction (Tj) :125°C (Température maximale autorisée au niveau de la jonction semi-conductrice).

Note importante :Un fonctionnement prolongé en polarisation inverse peut entraîner une défaillance du composant.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Courant direct, If = 700mA).

• Tension directe (Vf) :3,8 V (Typique), avec une plage de 3,2 V (Min.) à 4,4 V (Max.). Ce paramètre est crucial pour la conception de l'alimentation.
• Flux radiant (Φe) :1300 mW (Typique), avec une plage de 1050 mW (Min.) à 1545 mW (Max.). Cela mesure la puissance optique totale émise dans le spectre UV.
• Longueur d'onde pic (λp) :Centrée dans la région des 365nm, avec une plage de tri de 360nm à 370nm. Cela définit le pic d'émission UV principal.
• Angle de vision (2θ_1/2) :130° (Typique). Cela indique un diagramme de rayonnement large.
• Résistance thermique (R_thjs) :5,1 °C/W (Typique, Jonction-point de soudure). Une valeur plus basse indique un meilleur transfert de chaleur de la puce vers la carte, ce qui est critique pour maintenir les performances et la longévité.

2.3 Caractéristiques thermiques

Une gestion thermique efficace est primordiale pour les performances et la fiabilité de la LED. La résistance thermique de 5,1°C/W spécifie de combien la température de jonction augmentera pour chaque watt de puissance dissipée. Pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres (inférieure à 125°C), un dissipateur thermique adéquat et une conception thermique du CI sont essentiels, en particulier lors d'un fonctionnement au courant maximum de 700mA ou 1000mA.

3. Explication du système de tri (Binning)

Pour garantir une cohérence dans les performances d'application, les LED sont triées (binning) en fonction de paramètres clés. Le code de tri est marqué sur l'emballage.

3.1 Tri par tension directe (Vf)

Les LED sont regroupées selon leur chute de tension directe à 700mA.

• Lot V1 :3,2V à 3,6V
• Lot V2 :3,6V à 4,0V
• Lot V3 :4,0V à 4,4V

Tolérance : ±0,1V. La sélection d'un lot spécifique peut aider à concevoir des circuits d'alimentation plus uniformes.

3.2 Tri par flux radiant (mW)

Les LED sont triées selon leur puissance optique de sortie à 700mA. Ceci est critique pour les applications nécessitant une intensité UV constante.

• Lot PR :1050 mW à 1135 mW
• Lot RS :1135 mW à 1225 mW
• Lot ST :1225 mW à 1325 mW
• Lot TU :1325 mW à 1430 mW
• Lot UV :1430 mW à 1545 mW

Tolérance : ±10%.

3.3 Tri par longueur d'onde pic (Wp)

Les LED sont catégorisées en fonction de leur longueur d'onde d'émission pic.

• Lot P3M :360 nm à 365 nm
• Lot P3N :365 nm à 370 nm

Tolérance : ±3nm. Cela permet une sélection pour les procédés sensibles à des longueurs d'onde UV spécifiques.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Flux radiant relatif en fonction du courant direct

Cette courbe montre que le flux radiant augmente avec le courant direct mais pas de manière linéaire. Il tend à saturer à des courants plus élevés en raison des effets thermiques accrus et de la baisse d'efficacité. Un fonctionnement au courant typique de 700mA offre un bon équilibre entre puissance de sortie et efficacité.

4.2 Distribution spectrale relative

Le tracé spectral confirme la caractéristique d'émission à bande étroite des LED, avec un pic dominant autour de 365nm et une émission de bande latérale minimale. Ceci est avantageux pour les procédés nécessitant une activation UV spécifique sans chaleur excessive ou longueurs d'onde indésirables.

4.3 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de caractéristique de rayonnement illustre le large angle de vision de 130 degrés, montrant la distribution d'intensité en fonction de l'angle par rapport à l'axe central de la LED. Ce diagramme est important pour concevoir l'optique d'éclairage pour une couverture uniforme.

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

Cette courbe fondamentale démontre la relation exponentielle entre le courant et la tension de la diode. La tension de "coude" est d'environ 3V. L'alimentation doit être une source de courant pour assurer un fonctionnement stable, 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 critique montre l'impact négatif de l'augmentation de la température de jonction sur la puissance lumineuse. Lorsque Tj augmente, le flux radiant diminue. Cela souligne la nécessité d'une gestion thermique efficace pour maintenir des performances constantes tout au long de la durée de vie de la LED.

4.6 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique spécifie le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante ou de boîtier. Pour éviter de dépasser la température de jonction maximale, le courant d'alimentation doit être réduit lors d'un fonctionnement dans des environnements à température plus élevée.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions de contour

Le composant a une empreinte spécifique de boîtier pour montage en surface. Les tolérances dimensionnelles clés sont :

• Dimensions générales : ±0,2mm
• Hauteur de la lentille et longueur/largeur du substrat céramique : ±0,1mm

La patte thermique (typiquement pour le dissipateur thermique) est électriquement isolée (neutre) des pattes électriques d'anode et de cathode.

5.2 Patte de connexion recommandée sur CI

Un motif de pastille (empreinte) recommandé pour le CI est fourni pour assurer un soudage correct, un transfert thermique et une stabilité mécanique. Il est recommandé de respecter cette disposition pour un assemblage fiable.

5.3 Identification de la polarité

La fiche technique comprend des marquages ou des diagrammes pour identifier les bornes d'anode et de cathode. Une connexion de polarité correcte est essentielle au fonctionnement du composant.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil détaillé température-temps pour le soudage par refusion est fourni. Les paramètres clés incluent une température de corps de boîtier maximale et des vitesses de montée/descente spécifiques. Les notes soulignent :

• Éviter les processus de refroidissement rapide.
• Utiliser la température de soudage la plus basse possible.
• Le profil peut nécessiter un ajustement en fonction de la pâte à souder utilisée.
• Le soudage par immersion n'est ni recommandé ni garanti.

6.2 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 par composant.

6.3 Nettoyage

Seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA) doivent être utilisés pour le nettoyage. Des produits chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier de la LED.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée et en bobines pour l'assemblage automatisé.

• Les dimensions détaillées des alvéoles de la bande et de la bobine sont fournies.
• Les alvéoles vides sont scellées avec une bande de couverture.
• Une bobine de 7 pouces peut contenir un maximum de 500 pièces.
• Le conditionnement est conforme aux normes EIA-481-1-B.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Durcissement UV :Durcissement d'encres, de revêtements, d'adhésifs et de résines dans les applications d'impression, d'assemblage électronique et dentaires.
• Excitation de fluorescence :Faire fluorescer des matériaux pour l'inspection, l'authentification ou l'analyse.
• Désinfection :Bien que 365nm ne soit pas la longueur d'onde germicide optimale (UVC), elle peut être utilisée dans certains processus photochimiques.
• Thérapie médicale :Certains traitements de photothérapie.

8.2 Considérations de conception

• Alimentation en courant :Utilisez toujours une alimentation à courant constant, et non une source de tension constante, pour assurer un fonctionnement stable et éviter l'emballement thermique.
• Gestion thermique :Concevez le CI avec des vias thermiques adéquats, une surface de cuivre suffisante, et envisagez un dissipateur thermique externe si vous fonctionnez à des courants élevés ou à des températures ambiantes élevées.
• Optique :Des lentilles ou des réflecteurs peuvent être nécessaires pour collimater ou façonner le large faisceau pour des applications spécifiques.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Mettez en œuvre les précautions de manipulation ESD standard pendant l'assemblage.
• Sécurité des yeux et de la peau :Le rayonnement UV-A à 365nm peut être nocif. Mettez en œuvre un blindage approprié, des verrouillages et des avertissements pour l'utilisateur dans le produit final.

9. Fiabilité et tests

Le produit subit une série complète de tests de fiabilité, les résultats montrant zéro défaillance dans les échantillons testés. Les tests incluent :

• Durée de vie opérationnelle à basse, ambiante et haute température (LTOL, RTOL, HTOL).
• Durée de vie opérationnelle en ambiance humide et chaude (WHTOL).
• Choc thermique (TMSK).
• Résistance à la chaleur de soudage (Refusion).
• Test de soudabilité.

Les critères de défaillance sont définis par des écarts de la tension directe (±10%) et du flux radiant (±30%) par rapport aux valeurs initiales. Ces tests valident la robustesse du produit pour les applications industrielles.

10. Comparaison technique et tendances

10.1 Avantages par rapport aux sources UV conventionnelles

Comparée aux lampes UV à vapeur de mercure, cette LED offre :

• Allumage/Extinction instantané :Pas de temps de préchauffage ou de refroidissement.
• Durée de vie plus longue :Des dizaines de milliers d'heures contre des milliers pour les lampes.
• Efficacité supérieure :Plus de puissance UV par watt électrique consommé.
• Taille compacte et flexibilité de conception :Permet des équipements plus petits et plus innovants.
• Pas de mercure :Élimination plus sûre pour l'environnement.
• Longueur d'onde précise :Un spectre de sortie étroit cible des photo-initiateurs spécifiques.

10.2 Tendances de développement

Le marché des LED UV est porté par des tendances vers :

• Flux radiant plus élevé :Augmentation de la densité de puissance des émetteurs uniques et des modules.
• Amélioration de l'efficacité énergétique (WPE) :Réduction de la génération de chaleur pour une puissance optique donnée.
• Coût par watt radiant plus bas :Rendre les solutions LED économiquement viables pour plus d'applications.
• Expansion vers les bandes UVC :Pour les applications germicides directes (265nm-280nm), bien que ce produit soit dans la bande UV-A.

11. Questions fréquemment posées (Basées sur les données techniques)

11.1 Quel courant d'alimentation dois-je utiliser ?

Les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées à 700mA, ce qui est le courant de fonctionnement typique recommandé pour un équilibre entre performance et durée de vie. Il peut être alimenté jusqu'au maximum absolu de 1000mA, mais cela nécessitera une gestion thermique exceptionnelle et peut réduire la durée de vie. Reportez-vous toujours à la courbe de déclassement pour les limites de courant en fonction de la température.

11.2 Comment interpréter les codes de tri ?

Les codes de tri garantissent que vous recevez des LED avec des performances cohérentes. Par exemple, commander dans le lot de flux "TU" et le lot de longueur d'onde "P3N" garantit des composants avec une puissance de sortie de 1325-1430 mW et une longueur d'onde pic de 365-370 nm. Spécifiez les lots requis pour votre application afin de garantir les performances du système.

11.3 Quelle est l'importance critique de la gestion thermique ?

Extrêmement critique. La température de jonction impacte directement la puissance lumineuse (voir la courbe Flux relatif vs. Tj) et la fiabilité à long terme. Dépasser la température de jonction maximale de 125°C accélérera la dégradation et peut provoquer une défaillance rapide. La valeur de résistance thermique de 5,1°C/W est essentielle pour calculer le dissipateur thermique requis.

11.4 Puis-je utiliser une source de tension pour alimenter cette LED ?

Non. Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Leur tension directe a une tolérance et varie avec la température. Une source de tension constante entraînerait un courant non contrôlé, dépassant probablement les valeurs maximales et détruisant la LED. Une alimentation à courant constant ou un circuit limiteur de courant est obligatoire.

12. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un système de durcissement UV ponctuel

1. Exigence :Un appareil portatif pour durcir les adhésifs dentaires, nécessitant un spot UV 365nm focalisé d'intensité constante pour des cycles de 10 secondes.
2. Sélection de la LED :Cette LED 365nm est choisie pour son flux radiant élevé et sa longueur d'onde appropriée.
3. Conception de l'alimentation :Une alimentation à courant constant compacte, alimentée par batterie, réglée sur 700mA est développée, avec un circuit de temporisation pour l'impulsion de 10 secondes.
4. Conception thermique :La LED est montée sur un petit CI à âme métallique (MCPCB) à l'intérieur du corps de l'outil portatif, qui sert de dissipateur thermique. Le cycle de service (10s allumé, 50s éteint) aide à gérer l'accumulation de chaleur.
5. Conception optique :Une lentille de collimation simple est placée sur la LED pour focaliser le large faisceau de 130° en un spot plus petit et plus intense à la distance de travail.
6. Résultat :Un outil de durcissement fiable et à allumage instantané qui surpasse les anciens systèmes à ampoules en termes de taille, de vitesse et de durée de vie, sans délai de préchauffage pour le dentiste.

13. Principe de fonctionnement

Ce dispositif est une source de lumière à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe est appliquée entre l'anode et la cathode, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice (typiquement basée sur des matériaux comme AlGaN ou InGaN pour l'émission UV). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). L'énergie de bande interdite spécifique des matériaux semi-conducteurs utilisés détermine la longueur d'onde des photons émis, qui dans ce cas se situe dans le spectre ultraviolet-A (UV-A) autour de 365 nanomètres. Le large angle de vision résulte de la conception du boîtier et de la lentille primaire sur la puce.