Fiche technique LED UV PLCC-2 2,8x3,5x0,65mm - Tension directe typique 3,2V - Puissance 0,7W - Longueur d'onde de crête 365-375nm

1. Aperçu du produit

Cette diode électroluminescente (LED) ultraviolette (UV) est conçue dans un boîtier standard PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) pour montage en surface, avec des dimensions compactes de 2,8 mm × 3,5 mm × 0,65 mm. Elle émet dans le spectre UVA avec une longueur d'onde de crête comprise entre 365 nm et 375 nm, ce qui la rend adaptée à des applications telles que la désinfection UV, le durcissement UV des encres et adhésifs, et les soins des ongles. Le composant présente un large angle de vue de 120°, offrant un éclairage uniforme sur la zone cible. Il est compatible avec les processus d'assemblage CMS conventionnels et est fourni sur bande et bobine (4 000 pièces par bobine). Le produit répond aux exigences RoHS et a un niveau de sensibilité à l'humidité de 3.

Ce composant offre un rendement radiant élevé et une longue durée de vie lorsqu'il est utilisé dans les limites spécifiées. Il est disponible en plusieurs catégories (bins) pour la tension directe, le flux radiant et la longueur d'onde de crête, permettant aux concepteurs de sélectionner le grade de performance optimal pour leur application. Le boîtier PLCC-2 offre une bonne dissipation thermique et une robustesse mécanique pour l'assemblage automatisé.

1.1 Principales caractéristiques

• Boîtier CMS PLCC-2
• Angle de vue : 120°
• Adapté à tous les assemblages CMS et soudure par refusion
• Niveau de sensibilité à l'humidité : Niveau 3
• Conforme RoHS
• Disponible en emballage bande et bobine (4 000 pièces/bobine)
• Protection contre les décharges électrostatiques : 1000 V (HBM)

1.2 Applications cibles

• Désinfection par ultraviolets (surface, eau, air)
• Durcissement UV des adhésifs et revêtements
• Durcissement UV des encres (industrie de l'impression)
• Soin des ongles (durcissement du gel)
• Éclairage UV général et photothérapie

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (à Ts = 25°C, IF = 150 mA)

La LED est pilotée avec un courant direct typique de 150 mA. La tension directe (VF) est classée en quatre plages : B11 (3,0–3,2 V), B12 (3,2–3,4 V), B13 (3,4–3,6 V) et B14 (3,6–3,8 V). La tension directe typique est d'environ 3,2 V pour la catégorie B12, qui est un choix courant pour un fonctionnement à 150 mA. Le courant inverse (IR) est limité à 10 µA sous VR = 5 V, indiquant une bonne jonction de redressement.

Le flux radiant total (Φe) est classé en catégories : 1B26 (90–112 mW), 1B27 (112–140 mW), 1B28 (140–180 mW), 1B29 (180–224 mW). La longueur d'onde de crête (λp) est classée en UA54 (365–370 nm) et UA55 (370–375 nm). L'angle de vue est spécifié à 120° (demi-angle ±60°). La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RthJ-S) est typiquement de 45 °C/W.

2.2 Valeurs limites absolues

La LED ne doit pas être utilisée au-delà des valeurs limites absolues pour éviter tout dommage : la dissipation de puissance maximale est de 0,7 W, le courant direct de crête est de 180 mA (conditions de largeur d'impulsion non spécifiées mais typiques pour des impulsions courtes), la tension inverse est de 5 V et la tolérance aux décharges électrostatiques (HBM) est de 1000 V. La plage de température de fonctionnement est de –40 à +85 °C, la température de stockage de –40 à +100 °C, et la température de jonction maximale est de 95 °C. Il est essentiel de maintenir la température de jonction en dessous de 95 °C pour garantir la fiabilité ; la conception thermique doit être soigneusement étudiée.

3. Explication du système de classement

Le produit est trié en catégories pour la tension directe, le flux radiant et la longueur d'onde de crête afin de permettre aux clients de sélectionner le niveau de performance approprié. Les codes de catégorie sont imprimés sur l'étiquette de la bobine (par exemple, B11 pour VF 3,0–3,2 V, 1B26 pour flux 90–112 mW, UA54 pour longueur d'onde 365–370 nm). Le format d'étiquetage comprend des champs pour le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de catégorie et les valeurs spécifiques pour VF, Φe et WLP. Cela assure la traçabilité et simplifie la gestion des stocks.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (courbe I-V)

La courbe I-V typique montre qu'à 150 mA, la tension directe se situe dans la plage de 3,2–3,6 V. La courbe est caractéristique d'une LED UV à base de GaN. Lorsque le courant augmente, VF augmente de manière non linéaire ; à des courants plus faibles (par exemple 30 mA), VF est d'environ 3,3 V. Cette courbe est utile pour concevoir des résistances de limitation de courant ou des drivers à courant constant.

4.2 Puissance relative en fonction du courant direct

La puissance rayonnante relative augmente avec le courant direct jusqu'au courant nominal maximal. À 150 mA, la puissance relative est d'environ 100 % (normalisée). À des courants plus faibles, l'efficacité est légèrement plus élevée en raison d'une réduction de l'affaissement thermique. Cette relation linéaire facilite les applications de gradation.

4.3 Effets de la température

La température de soudure (Ts) affecte la puissance rayonnante relative. Lorsque Ts passe de 25°C à 125°C, la puissance relative chute d'environ 40 %. Cet affaissement thermique doit être compensé par une gestion thermique adéquate. La température de soudure maximale admissible pour un fonctionnement continu est limitée par la contrainte de température de jonction (95 °C). La courbe de déclassement (Ts en fonction du courant direct) montre qu'à des températures ambiantes plus élevées, le courant de commande doit être réduit pour rester dans les limites de sécurité.

4.4 Répartition spectrale

La répartition spectrale présente un pic autour de 365–375 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) d'environ 10–15 nm. L'émission se situe principalement dans la gamme UVA, ce qui est efficace pour l'activation des photoinitiateurs dans le durcissement et pour les applications germicides. Notez que les longueurs d'onde UV-C (inférieures à 280 nm) ne sont pas produites ; ce dispositif est sûr pour de nombreuses applications grand public lorsqu'il est utilisé avec un blindage approprié.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement indique une distribution de type Lambertien avec un angle à mi-puissance de ±60° (total 120°). L'intensité est relativement uniforme dans la région centrale, ce qui le rend adapté à l'éclairage par inondation. La caractéristique d'émission latérale est bénéfique pour les applications nécessitant une large couverture.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Les dimensions du corps du boîtier PLCC-2 sont de 2,80 mm × 3,50 mm avec une hauteur (épaisseur) de 0,65 mm. La vue de dessous montre deux plages de contact : l'anode et la cathode. La polarité est indiquée par une encoche ou un marquage sur le boîtier. Le motif de soudure recommandé (empreinte) a des dimensions : 2,10 mm × 2,10 mm pour chaque plage, avec un pas de 2,08 mm. La longueur totale recommandée de la plage de soudure est de 2,80 mm et la largeur de 3,50 mm (correspondant au boîtier). Toutes les tolérances sont de ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Polarité et manipulation

Le composant est polarisé ; le côté cathode est généralement marqué. Veiller à ne pas appliquer de tension inverse, ce qui pourrait provoquer une migration et des dommages. Lors de la manipulation, utilisez des pinces sur les surfaces latérales, évitez de toucher la lentille en silicone (surface supérieure) car elle est molle et peut attirer la poussière ou être endommagée.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La LED est conçue pour la soudure par refusion sans plomb. Le profil recommandé comprend une zone de préchauffage (150–200 °C) pendant 60–120 secondes, une vitesse de montée en température maximale de 3 °C/s, un temps au-dessus de 217 °C jusqu'à 60 secondes, une température de crête de 260 °C pendant 10 secondes maximum, et une vitesse de refroidissement maximale de 6 °C/s. Le temps total de 25 °C au pic doit être inférieur à 8 minutes. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois, et si l'intervalle entre deux processus de soudure dépasse 24 heures, les LED peuvent absorber l'humidité et être endommagées ; un étuvage est recommandé avant la deuxième refusion.

6.2 Soudure manuelle et réparation

Si la soudure manuelle est nécessaire, utilisez un fer à souder réglé en dessous de 300 °C pendant 3 secondes maximum. Une seule opération de soudure manuelle est autorisée. La réparation après refusion n'est pas recommandée ; si elle est inévitable, utilisez un fer à souder double pointe et vérifiez au préalable que les caractéristiques de la LED ne sont pas dégradées.

6.3 Précautions

• Ne pas appliquer de contrainte mécanique sur la LED pendant ou immédiatement après la soudure (surtout lorsque le boîtier est chaud).
• Éviter de monter les LED sur des circuits imprimés déformés et ne pas plier la carte après la soudure.
• Ne pas refroidir rapidement le composant après la refusion ; laissez-le refroidir naturellement à température ambiante.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Bande de transport et bobine

Les LED sont fournies dans une bande de transport gaufrée d'une largeur de 8,00 mm, d'un pas de 4,00 mm et d'une bande de couverture. Le diamètre de la bobine est de 178 mm ±1 mm, le diamètre du moyeu de 60 mm ±1 mm et la largeur de la bande de 12 mm. Chaque bobine contient 4 000 pièces. L'étiquette de la bobine comprend le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, les codes de catégorie (VF, Φe, WLP), la quantité et le code de date.

7.2 Sensibilité à l'humidité et stockage

Le composant a un niveau de sensibilité à l'humidité de 3. Avant d'ouvrir le sachet scellé anti-humidité, les conditions de stockage sont ≤30 °C et ≤75% HR pendant un an maximum. Après ouverture, les LED doivent être utilisées dans les 24 heures si elles sont stockées à ≤30 °C et ≤60% HR. Si la carte indicatrice d'humidité montre une humidité excessive ou si le temps de stockage a été dépassé, un étuvage à 60 ±5 °C pendant ≥24 heures est nécessaire avant utilisation.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Gestion thermique

Étant donné que l'efficacité et la durée de vie de la LED dépendent fortement de la température de jonction, un dissipateur thermique adéquat est crucial. La résistance thermique de la jonction au point de soudure est de 45 °C/W. Avec une dissipation de puissance de 0,7 W (par exemple, VF = 3,5 V × IF = 200 mA, mais le courant max est de 180 mA, le typique de 150 mA donne ~0,525 W), l'élévation de température de jonction par rapport au point de soudure est d'environ 0,525 × 45 = 23,6 °C. Si la température ambiante est de 85 °C, la température de jonction serait d'environ 109 °C, dépassant la limite de 95 °C. Par conséquent, pour les environnements à haute température, le courant doit être réduit ou un dissipateur plus grand doit être utilisé.

8.2 Conception de circuit

Toujours utiliser une résistance de limitation de courant ou un driver à courant constant pour éviter les surintensités dues aux variations de tension directe. Ne pas appliquer de tension inverse. La sensibilité aux décharges électrostatiques est de 1000 V (HBM) ; utilisez un équipement de protection ESD lors de la manipulation et de l'assemblage. Le matériau du luminaire ne doit pas contenir de composés soufrés au-dessus de 100 ppm, et la teneur en halogènes (brome et chlore individuellement<900 ppm, total<1500 ppm

8.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après la soudure, utilisez de l'alcool isopropylique (IPA). Évitez le nettoyage par ultrasons car il pourrait endommager les fils de connexion. Les autres solvants doivent être testés pour leur compatibilité avec l'encapsulation en silicone et le matériau du boîtier. La surface en silicone est molle et peut attirer la poussière ; nettoyez doucement si nécessaire.

9. Comparaison technique

Par rapport aux LED visibles standard, cette LED UV présente une tension directe plus élevée (3,0–3,8 V contre ~2,0–3,0 V pour les LED visibles) et une efficacité inférieure (puissance rayonnante par rapport au flux radiant). Cependant, elle offre un spectre d'émission UVA étroit optimisé pour les processus photochimiques. Le boîtier PLCC-2 est largement utilisé et compatible avec les infrastructures existantes de pick-and-place et de refusion. Ce produit concurrence d'autres LED UV de puissance similaire ; son avantage réside dans un encombrement réduit, un large angle de vue et de multiples options de classement pour l'adaptation des performances.

10. Foire aux questions

Q1 : Comment choisir la catégorie de tension directe appropriée ?
Choisissez la catégorie qui correspond à la tension de compliance de votre driver. Pour un driver à courant constant de 150 mA avec une tension de sortie de 3,4 V, les catégories B12 (3,2–3,4 V) ou B13 (3,4–3,6 V) conviendraient. Tenez toujours compte de la chute de tension aux bornes du driver et de toute résistance série.

Q2 : Quelle est la durée de vie attendue de cette LED ?
La durée de vie n'est pas explicitement fournie dans la fiche technique, mais avec une gestion thermique appropriée (température de jonction inférieure à 85 °C), les LED UV typiques atteignent des durées de vie L70 de 10 000 à 20 000 heures. Des températures de jonction élevées réduiront considérablement la durée de vie.

Q3 : La LED peut-elle être pulsée à un courant plus élevé ?
Le courant direct de crête maximal est de 180 mA. En cas de pulsation à un faible rapport cyclique (<<10 %), des courants de crête plus élevés peuvent être possibles, mais les valeurs limites absolues ne doivent pas être dépassées. Consultez le fabricant pour obtenir des conseils.

Q4 : Le rayonnement UV est-il nocif pour l'homme ?
Les rayons UVA (365–375 nm) peuvent provoquer un vieillissement cutané et des lésions oculaires en cas d'exposition prolongée. Un blindage approprié ou des lunettes de protection doivent être utilisés. La LED n'est pas une source UV-C, mais nécessite tout de même des précautions.

11. Cas d'utilisation pratiques

Cas 1 – Durcissement UV de circuits imprimés :Un système de durcissement d'encre de masque de soudure utilise un réseau de ces LED. Avec un angle de vue de 120°, une seule rangée de LED peut éclairer uniformément une bande de 10 cm de large. Le flux radiant total de 180 mW par LED (catégorie 1B28) permet un durcissement rapide à une distance de 5 mm.

Cas 2 – Lampe à ongles :Dans une lampe de durcissement pour ongles, plusieurs LED sont disposées en demi-cercle. Le pic de 365–370 nm correspond à l'absorption des photoinitiateurs dans les vernis gel. La taille compacte permet une conception de lampe fine.

Cas 3 – Désinfection :Pour la désinfection de surface de petits objets (par exemple, des coques de téléphone), une seule LED pilotée à 150 mA fournit une intensité UVA suffisante pour inactiver les bactéries sur une zone de 10 cm² après quelques minutes d'exposition. Un réflecteur peut être ajouté pour concentrer le faisceau.

12. Principe de fonctionnement des LED UV

Cette LED utilise une structure à semi-conducteur à base de nitrure de gallium (GaN) qui émet de la lumière lorsque les électrons se recombinent avec les trous dans la région active. Le boîtier PLCC-2 se compose d'un cadre de connexion avec un bol réflecteur intégré, une fixation de puce, des fils de connexion et une encapsulation en silicone transparente aux UVA. La lentille en silicone protège la puce et façonne la sortie lumineuse. Le plot thermique au fond du boîtier permet la conduction de la chaleur vers le PCB. Le composant est conçu pour un fonctionnement à courant constant ; la tension directe est déterminée par la bande interdite de la couche active (≈3,4 eV pour 365 nm).

13. Tendances du marché et de la technologie

Les LED UV remplacent de plus en plus les lampes au mercure traditionnelles dans les applications de durcissement, de désinfection et médicales en raison de leur petite taille, de leur allumage/extinction instantané, de l'absence de préchauffage et de leur respect de l'environnement (sans mercure). La tendance est à des densités de puissance plus élevées (par exemple, 1 W par puce) et à des longueurs d'onde plus courtes (UV-C pour la désinfection). Cependant, les LED UVA comme celle-ci restent le cheval de bataille pour le durcissement car elles sont plus efficaces et ont une durée de vie plus longue que les LED UV-C. Les développements futurs incluent une efficacité d'extraction améliorée (grâce à des substrats à motifs ou des conceptions flip-chip) et une optique intégrée (par exemple, des lentilles collimatrices). Le boîtier PLCC-2 de ce produit est une technologie mature qui permet une production à faible coût et en grand volume.