Scheda Tecnica LED UV LTPL-C16FUVD405 - 3.2x1.6x1.6mm - 3.3V - 1.75W - 405nm - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie LTPL-C16F rappresenta un significativo progresso nella tecnologia dell'illuminazione a stato solido, progettata specificamente per applicazioni ultraviolette (UV). Questo prodotto è una sorgente luminosa rivoluzionaria, ad alta efficienza energetica e ultracompatto, che fonde con successo l'eccezionale durata e affidabilità intrinseche dei Diodi Emettitori di Luce (LED) con gli elevati livelli di luminosità tradizionalmente associati ai sistemi di illuminazione convenzionali. Questa combinazione offre ai progettisti una libertà senza pari, consentendo la creazione di nuovi fattori di forma compatti, fornendo al contempo la potenza ottica necessaria per sostituire efficacemente le tecnologie di illuminazione più vecchie e meno efficienti in ambienti impegnativi.

1.1 Caratteristiche Principali

• Completamente compatibile con le attrezzature standard di posizionamento automatico e pick-and-place per la produzione di grandi volumi.
• Progettato per resistere sia ai processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR) che a fase di vapore, garantendo un assemblaggio robusto.
• Confezionato in un fattore di forma standardizzato EIA (Electronic Industries Alliance) per facilitare l'integrazione nei progetti esistenti.
• Le caratteristiche di ingresso sono compatibili con i livelli di pilotaggio dei circuiti integrati (IC) standard.
• Prodotto come articolo "verde", conforme alle direttive RoHS e privo di piombo (Pb) e altre sostanze soggette a restrizioni.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED UV è progettato specificamente per applicazioni che richiedono una sorgente focalizzata di luce ultravioletta a 405nm. I principali casi d'uso includono:

• Polimerizzazione UV:Polimerizzazione e indurimento rapido di adesivi, rivestimenti e inchiostri.
• Marcatura e Codifica UV:Marcatura permanente su vari substrati.
• Incollaggio UV:Processi adesivi a presa rapida.
• Essiccazione Inchiostri da Stampa:Essiccazione e polimerizzazione accelerata di inchiostri specializzati reattivi agli UV.

2. Informazioni Meccaniche e di Package

Il dispositivo è alloggiato in un package ultracompatto per montaggio superficiale (SMD). Le dimensioni critiche di contorno sono le seguenti (tutti i valori in millimetri, con una tolleranza standard di ±0,1 mm se non diversamente specificato): il corpo del package misura circa 3,2 mm di lunghezza, 1,6 mm di larghezza e ha un'altezza di 1,6 mm. Nel datasheet sono forniti disegni meccanici dettagliati, inclusi i layout consigliati per i pad per la saldatura a rifusione a infrarossi e a fase di vapore, per garantire un corretto design dell'impronta PCB per l'affidabilità termica e meccanica.

3. Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni al di fuori di questi limiti possono causare danni permanenti al dispositivo. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Po):1,75 W
• Corrente Diretta Continua (If):500 mA
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (Topr):-40°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (Tstg):-40°C a +100°C
• Temperatura Massima di Giunzione (Tj):115°C

4. Caratteristiche Elettro-Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a Ta=25°C in una condizione di test If = 350mA, salvo diversa indicazione.

• Flusso Radiante (Φe):440 mW (Min), 500 mW (Tip), 590 mW (Max). Tolleranza di misura ±10%.
• Angolo di Visione (2θ1/2):135° (Tipico).
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):395 nm (Min), 405 nm (Tip), 415 nm (Max). Definisce l'emissione centrale nello spettro del vicino UV. Tolleranza ±3nm.
• Tensione Diretta (Vf):3,1 V (Min), 3,3 V (Tip), 3,5 V (Max) a 350mA. Tolleranza di misura ±0,1V.
• Tensione Inversa (Vr):1,2 V (Max) a una corrente inversa (Ir) di 10µA.Nota Importante:Questo parametro è testato solo per la caratterizzazione della funzione Zener. Il LED non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa. L'esposizione prolungata a corrente inversa può portare al guasto del dispositivo.

Attenzione ESD:Questo componente è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Sono obbligatorie procedure di manipolazione adeguate, inclusi l'uso di braccialetti collegati a terra, tappetini e attrezzature antistatiche, per prevenire danni latenti o catastrofici.

5. Sistema di Codici Bin e Classificazione

Per garantire prestazioni consistenti in produzione, i dispositivi sono classificati in bin in base a parametri chiave. Il codice bin è stampato sulla confezione.

5.1 Binning della Tensione Diretta (Vf)

• Bin V3:Vf = 3,1V a 3,3V @ 350mA
• Bin V4:Vf = 3,3V a 3,5V @ 350mA

5.2 Binning del Flusso Radiante (Φe)

• Bin R1:Φe = 440 mW a 470 mW
• Bin R2:Φe = 470 mW a 500 mW
• Bin R3:Φe = 500 mW a 530 mW
• Bin R4:Φe = 530 mW a 560 mW
• Bin R5:Φe = 560 mW a 590 mW

5.3 Binning della Lunghezza d'Onda di Picco (λp)

• Bin P3U:λp = 395 nm a 400 nm
• Bin P4A:λp = 400 nm a 405 nm
• Bin P4B:λp = 405 nm a 410 nm
• Bin P4C:λp = 410 nm a 415 nm

6. Analisi delle Curve di Prestazione

Il datasheet fornisce diverse curve caratteristiche cruciali per l'ottimizzazione del progetto.

6.1 Spettro di Emissione Relativo

La curva di distribuzione spettrale mostra un picco dominante centrato a 405nm (tipico), con una larghezza di banda spettrale relativamente stretta caratteristica della tecnologia LED. Questa monocromaticità è vantaggiosa per applicazioni che richiedono una specifica foto-iniziazione.

6.2 Flusso Radiante Relativo vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra la relazione tra l'uscita ottica e la corrente di pilotaggio. Il flusso radiante aumenta in modo super-lineare con la corrente a livelli inferiori e tende a saturarsi a correnti più elevate a causa degli effetti di decadimento termico e di efficienza. Si consiglia di operare a o al di sotto dei tipici 350mA per un'efficienza e una durata ottimali.

6.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

La caratteristica I-V è essenziale per il progetto del driver. Mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. La tensione diretta tipica è di 3,3V a 350mA. I circuiti driver devono essere regolati in corrente, non in tensione, per garantire un'uscita ottica stabile.

6.4 Flusso Radiante Relativo vs. Temperatura di Giunzione

Questa curva critica illustra l'impatto negativo dell'aumento della temperatura di giunzione (Tj) sull'emissione luminosa. L'efficienza dei LED UV tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura. Una gestione termica efficace attraverso un corretto layout del PCB (utilizzando via termiche e un'adeguata area di rame) è fondamentale per mantenere un'elevata potenza in uscita e un'affidabilità a lungo termine.

7. Linee Guida per il Montaggio e la Produzione

7.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione consigliato per processi di saldatura senza piombo (Pb-free). I parametri chiave includono:

• Preriscaldamento:150-200°C per un massimo di 120 secondi.
• Temperatura Massima del Corpo:Massimo di 260°C.
• Tempo Sopra il Liquido:Si consiglia di rimanere entro 10 secondi (sono consentiti al massimo due cicli di rifusione).
• Si consiglia un raffreddamento controllato e graduale. Il raffreddamento rapido non è raccomandato.
• La saldatura manuale con saldatore deve essere limitata a 300°C per un massimo di 3 secondi, una sola volta.

7.2 Pulizia

Se è necessaria una pulizia post-montaggio, devono essere utilizzati solo prodotti chimici specificati. È accettabile immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto. L'uso di prodotti chimici non specificati può danneggiare l'epossidico del package o la lente.

7.3 Sensibilità all'Umidità

Questo prodotto è classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 3 secondo JEDEC J-STD-020. Sono necessarie precauzioni per prevenire il fenomeno del "popcorning" durante la rifusione.

• Busta Sigillata:Conservare a ≤30°C e ≤90% UR. Utilizzare entro un anno dalla data di sigillatura della busta.
• Busta Aperta:Conservare a ≤30°C e ≤60% UR. Deve essere saldato entro 168 ore (7 giorni) dall'esposizione alle condizioni ambientali di fabbrica.
• Se la scheda indicatrice di umidità mostra il 10% o più di colore rosa, o se la "floor life" è stata superata, è necessario un processo di "baking" a 60°C per almeno 48 ore prima dell'uso.

8. Specifiche di Confezionamento

I componenti sono forniti su nastro portacomponenti goffrato per la manipolazione automatizzata.

• Dimensioni del Nastro:Conforme alle specifiche EIA-481-1-B.
• Dimensione del Rullo:Rullo standard da 7 pollici (178mm).
• Quantità per Rullo:Massimo 1500 pezzi.
• Le tasche vuote sono sigillate con nastro di copertura. Il numero massimo consentito di componenti mancanti consecutivi è due.

9. Considerazioni per il Progetto Applicativo

9.1 Metodo di Pilotaggio

Un LED è fondamentalmente un dispositivo pilotato in corrente. Per prestazioni stabili e consistenti, deve essere pilotato da una sorgente di corrente costante, non da una sorgente di tensione costante. Una semplice resistenza in serie con una sorgente di tensione può essere utilizzata per applicazioni di base, ma si consiglia un driver LED dedicato o un circuito specifico per un controllo preciso, specialmente per gestire gli effetti termici e garantire la longevità.

9.2 Gestione Termica

Come mostrato nelle curve di prestazione, la temperatura di giunzione influisce direttamente sull'efficienza di uscita e sulla durata. I progettisti devono implementare percorsi termici efficaci. Ciò include l'uso di un PCB con uno spessore di rame sufficiente, l'incorporazione di una serie di via termiche direttamente sotto il pad termico del LED e, potenzialmente, l'aggiunta di dissipatori esterni se si opera ad alte correnti o in alte temperature ambientali.

9.3 Progetto Ottico

L'angolo di visione di 135 gradi fornisce un pattern di emissione ampio. Per applicazioni che richiedono fasci focalizzati o collimati, devono essere utilizzate ottiche secondarie come lenti o riflettori. Il materiale di queste ottiche deve essere trasparente alla luce UV a 405nm; il policarbonato o l'acrilico standard potrebbero non essere adatti e possono degradarsi sotto esposizione prolungata ai raggi UV. Si consigliano vetro di grado UV o plastiche specializzate.

10. Affidabilità e Note Applicative

I LED sono destinati all'uso in apparecchiature elettroniche standard. Per applicazioni in cui un guasto potrebbe compromettere la sicurezza, la salute o infrastrutture critiche (aviazione, supporto vitale medico, controllo dei trasporti), è obbligatoria una valutazione specifica dell'affidabilità e una consultazione con il produttore del componente prima dell'integrazione nel progetto. Il rispetto rigoroso dei valori massimi assoluti, delle linee guida di saldatura e delle condizioni di conservazione è essenziale per raggiungere la durata e l'affidabilità nominali.