Scheda Tecnica LED UV LTPL-C034UVG405 - Lunghezza d'Onda di Picco 405nm - Tensione Diretta Tip. 3.6V - Potenza Max 4.4W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTPL-C034UVG405 è un diodo a emissione di luce (LED) ultravioletta (UV) ad alta potenza, progettato per applicazioni impegnative come la polimerizzazione UV e altri processi UV comuni. Questo prodotto rappresenta un'alternativa energeticamente efficiente alle sorgenti UV convenzionali, unendo la lunga durata operativa e l'affidabilità intrinseca dell'illuminazione a stato solido con un'elevata potenza radiante. Consente una maggiore flessibilità di progettazione e crea nuove opportunità affinché la tecnologia UV a stato solido sostituisca i sistemi UV tradizionali.

1.1 Caratteristiche Principali

• Pilotaggio compatibile con circuiti integrati (IC).
• Conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose) e senza piombo.
• Costi operativi inferiori rispetto alle sorgenti UV convenzionali.
• Ridotti requisiti di manutenzione grazie all'affidabilità dello stato solido.

2. Valori Massimi Assoluti

I seguenti valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Tutti i parametri sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Corrente Diretta Continua (If):1000 mA
• Potenza Dissipata (Po):4.4 W
• Intervallo di Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (Tstg):-55°C a +100°C
• Temperatura di Giunzione (Tj):125°C

Nota Importante:L'utilizzo del LED in condizioni di polarizzazione inversa per periodi prolungati può causare danni o guasti al componente.

3. Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le seguenti caratteristiche sono misurate a Ta=25°C e a una corrente diretta (If) di 700mA, che rappresenta una condizione operativa tipica.

• Tensione Diretta (Vf):Minimo 3.2V, Tipico 3.6V, Massimo 4.4V.
• Flusso Radiante (Φe):Minimo 1225 mW, Tipico 1415 mW, Massimo 1805 mW. Questa è la potenza radiante totale misurata con una sfera integratrice.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λp):Minimo 400 nm, Massimo 410 nm.
• Angolo di Visione (2θ1/2):Tipicamente 130 gradi.
• Resistenza Termica, Giunzione-Punto di Saldatura (Rthjs):Tipicamente 4.1 °C/W. La tolleranza di misura è ±10%.

4. Sistema di Codici Bin

I LED sono classificati in bin in base a parametri chiave per garantire coerenza nell'applicazione. Il codice bin è stampato su ogni busta di imballaggio.

4.1 Classificazione per Tensione Diretta (Vf)

• V1:da 3.2V a 3.6V
• V2:da 3.6V a 4.0V
• V3:da 4.0V a 4.4V
• Tolleranza: ±0.1V

4.2 Classificazione per Flusso Radiante (mW)

• ST:da 1225 mW a 1325 mW
• TU:da 1325 mW a 1430 mW
• UV:da 1430 mW a 1545 mW
• VW:da 1545 mW a 1670 mW
• WX:da 1670 mW a 1805 mW
• Tolleranza: ±10%

4.3 Classificazione per Lunghezza d'Onda di Picco (Wp)

• P4A:da 400 nm a 405 nm
• P4B:da 405 nm a 410 nm
• Tolleranza: ±3 nm

5. Analisi delle Curve di Prestazione

Le seguenti curve tipiche forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in varie condizioni (ambiente a 25°C salvo diversa indicazione).

5.1 Flusso Radiante Relativo vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra che l'output radiante aumenta con la corrente diretta, ma può mostrare un comportamento non lineare a correnti più elevate a causa degli effetti termici e del calo di efficienza.

5.2 Distribuzione Spettrale Relativa

Il grafico spettrale conferma la banda di emissione stretta centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 405nm, caratteristica dei LED UV e adatta per polimerizzare specifici foto-iniziatori.

5.3 Diagramma di Radiazione (Angolo di Visione)

Il diagramma di radiazione illustra il tipico angolo di visione di 130 gradi, mostrando la distribuzione dell'intensità in funzione dell'angolo rispetto all'asse ottico.

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

La curva I-V dimostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione del diodo, cruciale per progettare driver a corrente costante appropriati.

5.5 Flusso Radiante Relativo vs. Temperatura di Giunzione

Questo grafico evidenzia l'impatto negativo dell'aumento della temperatura di giunzione sull'output luminoso. Il flusso radiante diminuisce all'aumentare della temperatura, sottolineando la necessità di una gestione termica efficace.

5.6 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questa curva specifica la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura del case (Tc). Per garantire l'affidabilità e prevenire il superamento della massima temperatura di giunzione, la corrente di pilotaggio deve essere ridotta quando si opera a temperature ambiente più elevate.

6. Riepilogo dei Test di Affidabilità

Il dispositivo ha subito una serie completa di test di affidabilità con zero guasti riportati sui campioni testati. I test includono:

• Vita Operativa a Bassa Temperatura (LTOL):Temperatura case -10°C, 700mA, 1000 ore.
• Vita Operativa a Temperatura Ambiente (RTOL):25°C, 1000mA, 1000 ore.
• Vita Operativa ad Alta Temperatura (HTOL):Temperatura case 85°C, 700mA, 1000 ore.
• Vita Operativa ad Alta Temperatura e Umidità (WHTOL):60°C/90% UR, 700mA, 500 ore.
• Shock Termico (TMSK):-40°C a 125°C, 100 cicli.
• Resistenza al Calore della Saldatura a Rifusione:Picco 260°C, 10 secondi, 2 cicli.
• Test di Saldabilità:245°C, 5 secondi, saldatura senza piombo.

Criteri di Danno:Un dispositivo è considerato guasto se, dopo il test, la tensione diretta varia di oltre ±10% o il flusso radiante si degrada di oltre -30% rispetto ai valori iniziali misurati alla corrente tipica.

7. Informazioni Meccaniche e di Assemblaggio

7.1 Dimensioni e Layout dei Pad PCB

La scheda tecnica fornisce disegni meccanici dettagliati con dimensioni in millimetri. Note chiave includono:

• Tolleranza dimensionale generale: ±0.2mm.
• Tolleranza altezza lente e lunghezza/larghezza substrato ceramico: ±0.1mm.
• Il pad termico è isolato elettricamente (neutro) dai pad dell'anodo e del catodo.
• Viene fornito un layout consigliato per i pad di attacco sul circuito stampato (PCB) per garantire una corretta saldatura e conduzione termica.

7.2 Linee Guida per la Saldatura

Profilo di Saldatura a Rifusione:Viene fornito un profilo di temperatura consigliato, con una temperatura massima del corpo non superiore a 260°C. Non è consigliato un rapido raffreddamento dalla temperatura di picco.

Saldatura Manuale:Massimo 300°C per un massimo di 2 secondi, una sola volta.

Note Generali:

• Tutti i riferimenti di temperatura si riferiscono al lato superiore del package.
• È auspicabile la temperatura di saldatura più bassa possibile.
• La saldatura a rifusione dovrebbe essere eseguita al massimo tre volte.
• Il metodo di saldatura a immersione non è consigliato né garantito.

7.3 Confezionamento

I LED sono forniti su nastro e bobina per l'assemblaggio automatizzato, conformi alle specifiche EIA-481-1-B.

• Dimensioni del Nastro:Disegni dettagliati specificano la dimensione della tasca e la costruzione del nastro.
• Dimensioni della Bobina:Fornite per bobine da 7 pollici.
• Imballaggio:Massimo 500 pezzi per bobina da 7 pollici. Le tasche vuote sono sigillate con nastro coprente. Sono consentiti al massimo due componenti mancanti consecutivi.

8. Linee Guida e Precauzioni per l'Applicazione

8.1 Metodo di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire un funzionamento stabile e una lunga vita, devono essere pilotati da una sorgente di corrente costante, non da una sorgente di tensione costante. Un circuito limitatore di corrente appropriato o un driver IC dedicato per LED è essenziale.

8.2 Gestione Termica

Data la massima dissipazione di potenza di 4.4W e la sensibilità dell'output e della durata alla temperatura di giunzione, un efficace dissipatore di calore è fondamentale. La bassa resistenza termica (4.1 °C/W tip.) dalla giunzione al punto di saldatura facilita il trasferimento di calore, ma il percorso termico complessivo del sistema dal PCB all'ambiente deve essere progettato con cura, specialmente quando si opera ad alte correnti o in ambienti caldi.

8.3 Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare solo solventi a base alcolica come l'alcool isopropilico. L'uso di detergenti chimici non specificati potrebbe danneggiare il materiale del package del LED.

9. Confronto Tecnico e Considerazioni di Progettazione

9.1 Vantaggi Rispetto alle Sorgenti UV Convenzionali

Rispetto alle lampade a vapori di mercurio o altre tecnologie UV convenzionali, questo LED UV offre:

• Accensione/Spegnimento Istantaneo:Nessun tempo di riscaldamento o raffreddamento, consentendo cicli di processo più rapidi.
• Lunga Durata:Vita operativa significativamente più lunga, riducendo la frequenza di sostituzione e i costi di manutenzione.
• Efficienza Energetica:Maggiore efficienza di conversione elettrico-ottica, riducendo i costi energetici operativi.
• Dimensioni Compatte e Libertà di Progettazione:Il fattore di forma ridotto consente l'integrazione in spazi più ristretti e abilita nuovi fattori di forma per i sistemi di polimerizzazione.
• Funzionamento più Freddo:Emette pochissima radiazione infrarossa, riducendo il carico termico sul substrato target.
• Sicurezza Ambientale:Non contiene mercurio, in linea con il RoHS e altre normative ambientali.

9.2 Considerazioni di Progettazione per Sistemi di Polimerizzazione UV

• Progettazione Ottica:Potrebbero essere necessarie lenti o riflettori per focalizzare il fascio di 130 gradi in un punto o una linea più concentrati per una polimerizzazione efficiente.
• Selezione del Driver:È necessario un driver a corrente costante in grado di erogare fino a 1000mA con appropriate capacità di dimmerazione/impulsi. Il driver deve tenere conto della diffusione della tensione diretta nei bin (da 3.2V a 4.4V).
• Progettazione del Dissipatore:Il PCB dovrebbe essere progettato con adeguati via termici e area di rame. Per array ad alta potenza, è spesso necessario un dissipatore di calore esterno in alluminio.
• Corrispondenza della Lunghezza d'Onda:Assicurarsi che la lunghezza d'onda di picco di 405nm sia ottimale per il foto-iniziatore utilizzato nell'adesivo, nell'inchiostro o nel rivestimento da polimerizzare.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Qual è la corrente operativa tipica per questo LED?

Le caratteristiche elettro-ottiche e i codici bin sono specificati a una corrente diretta (If) di 700mA, che è considerata un punto operativo tipico che bilancia output e longevità. La corrente continua massima assoluta è 1000mA, ma l'operazione a questo livello richiede un'eccellente gestione termica.

10.2 Come viene misurato il flusso radiante?

Il flusso radiante (in milliwatt) è la potenza ottica totale emessa dal LED, misurata utilizzando una sfera integratrice che cattura la luce da tutti gli angoli. Questo è diverso dal flusso luminoso (lumen), che è ponderato dalla sensibilità dell'occhio umano e non è applicabile per le sorgenti UV.

10.3 Più LED possono essere collegati in serie o in parallelo?

Il collegamento in serie è generalmente preferito quando si utilizza un driver a corrente costante, poiché garantisce la stessa corrente attraverso ogni LED. Il collegamento in parallelo non è raccomandato senza resistori di bilanciamento della corrente individuali per ogni stringa di LED, a causa delle variazioni nella tensione diretta (Vf) tra i dispositivi che possono portare a una condivisione non uniforme della corrente e potenziale sovrapilotaggio.

10.4 Qual è l'impatto della temperatura di giunzione sulle prestazioni?

Come mostrato nelle curve di prestazione, l'aumento della temperatura di giunzione porta a una diminuzione dell'output del flusso radiante (calo di efficienza) e può accelerare il degrado a lungo termine, riducendo la durata del dispositivo. Mantenere una bassa temperatura di giunzione attraverso un'adeguata dissipazione del calore è fondamentale per prestazioni e affidabilità costanti.

11. Principio di Funzionamento e Tendenze Tecnologiche

11.1 Principio di Funzionamento di Base

Questo LED UV è un dispositivo a semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del chip semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. I materiali specifici (ad es. composti a base di nitruro di gallio) e la struttura a pozzo quantico sono progettati per produrre fotoni nello spettro ultravioletto, specificamente attorno ai 405nm.

11.2 Tendenze del Settore

Il mercato dei LED UV è trainato dalla sostituzione delle lampade al mercurio in settori come stampa, adesivi, rivestimenti e disinfezione. Le tendenze chiave includono l'aumento della potenza in uscita (flusso radiante) dai singoli emettitori, miglioramenti nell'efficienza wall-plug (WPE), lo sviluppo di LED UVC a lunghezze d'onda più corte per la sterilizzazione e la riduzione del costo per milliwatt. Il LTPL-C034UVG405 si inserisce nella tendenza di fornire soluzioni robuste e ad alta potenza per applicazioni di polimerizzazione industriale.