Specifiche Modulo UV LED COB Serie RT25E9 - Dimensioni 25x50x5.9mm - Tensione 30-50V - Potenza 12-25.5W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per un modulo LED UV (Ultravioletto) ad alta potenza che utilizza una configurazione Chip-on-Board (COB). Il modulo è progettato per applicazioni di livello industriale che richiedono un'intensa radiazione ultravioletta. La sua costruzione principale presenta un substrato in rame per una gestione termica superiore e un package in vetro di quarzo per durabilità e prestazioni ottiche, rendendolo adatto ad ambienti impegnativi.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi primari di questo modulo derivano dal suo design robusto. Il substrato in rame garantisce un'efficiente dissipazione del calore, fondamentale per mantenere le prestazioni e la longevità del LED ad alte correnti di pilotaggio. Il package in vetro di quarzo offre un'eccellente trasmissione UV e protegge i chip semiconduttori da fattori ambientali. Il modulo è destinato ai mercati industriali, in particolare per processi come la polimerizzazione UV di inchiostri, adesivi e resine, nonché per sistemi di disinfezione ultravioletta nella purificazione dell'aria e dell'acqua. La sua designazione per uso generale consente anche l'integrazione in varie altre apparecchiature di ispezione o analisi basate su UV.

2. Parametri Tecnici: Analisi Oggettiva Approfondita

Le prestazioni del modulo sono definite da un insieme completo di parametri elettrici, ottici e termici. Comprenderli è cruciale per una corretta progettazione del sistema.

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

L'output del modulo è caratterizzato dal suo flusso radiante totale, misurato in Watt (W), che indica la potenza ottica totale emessa attraverso lo spettro UV. Questo parametro è suddiviso in diversi codici (es. 1A13, 1A14, 1A15, 1A16) corrispondenti a livelli di output minimi a una corrente di test standard di 5.5A. Il valore specifico del flusso radiante dipende dalla lunghezza d'onda di picco della variante del modulo (365-370nm, 380-390nm, 390-400nm, 400-410nm). La tensione diretta (Vf) tipicamente varia da 30V a 50V a 5.5A, riflettendo la disposizione serie-parallelo dei singoli chip LED (10S10P). L'angolo di visione è specificato come 60 gradi (larghezza a metà altezza), definendo la diffusione del fascio.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Caratteristiche Termiche

L'utilizzo del dispositivo oltre i suoi Valori Massimi Assoluti può causare danni permanenti. I limiti chiave includono una dissipazione di potenza massima di 260W, una corrente diretta di picco di 7A (in condizioni pulsate) e una temperatura di giunzione massima (Tj) di 115°C. La resistenza termica da giunzione a punto di saldatura (Rth j-s) è specificata come 0.4 °C/W, un dato critico per la progettazione del dissipatore. Una resistenza termica inferiore indica un trasferimento di calore più efficiente lontano dai chip LED, essenziale per mantenere prestazioni e affidabilità.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning per classificare le unità in base a metriche di prestazioni chiave, garantendo coerenza per l'utente finale.

3.1 Binning della Lunghezza d'Onda e del Flusso Radiante

Il modulo è offerto in quattro bande di lunghezza d'onda principali: 365-370nm, 380-390nm, 390-400nm e 400-410nm. All'interno di ciascuna banda di lunghezza d'onda, il flusso radiante è ulteriormente suddiviso in bin denotati da codici come 1A13, 1A14, ecc. Ogni codice corrisponde a un output radiante minimo garantito (es. 12W min per 1A13 nella variante 365-370nm). Ciò consente ai progettisti di selezionare un modulo con la potenza ottica precisa richiesta per la loro applicazione.

3.2 Binning della Tensione Diretta

Anche la tensione diretta è suddivisa in bin, indicata dai codici C02 (30-40V) e C03 (40-50V). Questo è importante per la selezione del driver, poiché l'alimentatore deve essere in grado di fornire la corrente richiesta entro questo intervallo di tensione per garantire un funzionamento stabile.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono una visione più approfondita del comportamento del modulo in condizioni variabili.

4.1 Curva IV e Potenza Relativa

La curva Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (IV) mostra la relazione tra corrente di pilotaggio e caduta di tensione sul modulo. È non lineare, tipica dei dispositivi a semiconduttore. La curva Corrente Diretta vs. Potenza Relativa dimostra come l'output ottico aumenti con la corrente ma possa saturare o diminuire a correnti molto elevate a causa di effetti termici, evidenziando l'importanza della gestione termica.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura e Distribuzione Spettrale

La curva Temperatura di Saldatura vs. Potenza Relativa illustra l'impatto negativo dell'aumento della temperatura sull'output luminoso. All'aumentare della temperatura del punto di saldatura (Ts), l'output radiante diminuisce. La curva di Distribuzione Spettrale traccia l'intensità relativa della luce emessa rispetto alla lunghezza d'onda, mostrando il picco caratteristico e la larghezza spettrale (tipicamente tolleranza ± 2nm) del LED UV.

4.3 Diagramma di Radiazione

Il Diagramma di Radiazione è un grafico polare che mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 60 gradi. L'intensità è tipicamente massima a 0 gradi (perpendicolare alla superficie emittente) e diminuisce verso i bordi dell'angolo di visione.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni e Tolleranze

Il modulo ha dimensioni esterne di 25.0mm di larghezza, 50.0mm di lunghezza e 5.9mm di altezza (esclusi i pad di saldatura). Tutte le tolleranze dimensionali sono ±0.2mm salvo diversa specifica. Viste dall'alto e laterali dettagliate sono fornite nelle specifiche, inclusa la posizione dei pad e i raggi critici.

5.2 Design dei Pad e Polarità

Il disegno meccanico indica le posizioni dei pad di saldatura dell'anodo (+) e del catodo (-). La polarità corretta deve essere osservata durante l'installazione per prevenire danni al dispositivo. Il design dei pad è destinato a processi di saldatura a montaggio superficiale.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Precauzioni Generali di Manipolazione

A causa del package in vetro e della sensibilità alle scariche elettrostatiche (ESD), è richiesta una manipolazione attenta. Misure di protezione ESD (es. postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti) dovrebbero essere impiegate durante tutte le operazioni di manipolazione e assemblaggio. Il modulo dovrebbe essere conservato nella sua confezione protettiva originale fino al momento dell'uso.

6.2 Condizioni di Conservazione

Il modulo dovrebbe essere conservato in un ambiente con un intervallo di temperatura da -40°C a +100°C e bassa umidità per prevenire l'assorbimento di umidità e potenziali danni durante la saldatura a riflusso.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche di Imballaggio

Il modulo è imballato singolarmente (1 pezzo per busta) per prevenire danni fisici e contaminazione. L'imballaggio probabilmente include proprietà antistatiche per proteggere dalle ESD.

7.2 Regola di Numerazione del Modello

Il numero di modello (es. RT25E9-COBU※P-1010) codifica attributi chiave. "RT25E9" indica probabilmente la serie e le dimensioni. "COBU" indica un prodotto UV COB. Il codice seguente (es. ※P-1010) specifica il bin della lunghezza d'onda e il bin del flusso radiante. Il "1010" potrebbe riferirsi alla disposizione dei chip 10S10P. La decodifica esatta dovrebbe essere confermata con il datasheet completo del prodotto o il produttore.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Polimerizzazione UV:Per la polimerizzazione istantanea di inchiostri, rivestimenti, adesivi e resine nella stampa, assemblaggio elettronico e finitura del legno.
• Disinfezione:Per applicazioni germicide in purificatori d'aria, sterilizzatori d'acqua e apparecchiature per la sanificazione delle superfici, utilizzando principalmente le varianti 365-370nm o 380-390nm.
• Ispezione & Analisi:Per eccitazione di fluorescenza in sistemi di ispezione forense, medica o industriale.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:L'aspetto più critico. Deve essere utilizzato un dissipatore con massa termica e superficie sufficienti per mantenere la temperatura del punto di saldatura (Ts) e, di conseguenza, la temperatura di giunzione (Tj) ben al di sotto del massimo di 115°C. La resistenza termica di 0.4 °C/W guida la specifica del dissipatore.
• Corrente di Pilotaggio:Operare a o al di sotto della corrente continua raccomandata di 5.5A. Utilizzare un driver LED a corrente costante compatibile con l'intervallo di tensione del modulo (30-50V).
• Ottica:L'angolo di visione di 60 gradi può essere adatto per molte applicazioni senza ottiche secondarie. Per la modellazione del fascio (collimazione o focalizzazione), devono essere utilizzate lenti o riflettori trasmissivi agli UV.
• Sicurezza per Occhi e Pelle:La radiazione UV è pericolosa. Schermature appropriate, interblocchi e dispositivi di protezione individuale (DPI) devono essere incorporati nel design finale del prodotto.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto alle tradizionali lampade UV (a vapori di mercurio), questo modulo LED offre vantaggi significativi: accensione/spegnimento istantaneo, maggiore durata, nessun materiale pericoloso (mercurio), output spettrale più stretto e maggiore flessibilità di progettazione grazie alle dimensioni compatte. All'interno del mercato dei LED UV, i suoi differenziatori chiave sono l'alta potenza in uscita (fino a 25.5W di flusso radiante), l'uso di un substrato in rame per eccellenti prestazioni termiche e il robusto package in vetro di quarzo, più durevole delle alternative in silicone o plastica per UV ad alta potenza.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Come scelgo la lunghezza d'onda giusta?

Scegli in base allo spettro di assorbimento o al fotoiniziatore della tua applicazione. Per la maggior parte delle applicazioni di polimerizzazione, 365nm, 385nm, 395nm o 405nm sono comuni. Per l'efficacia germicida, le lunghezze d'onda intorno a 265nm sono le più efficaci, ma l'UVA (315-400nm) è utilizzato per la disinfezione delle superfici e può essere efficace per certi patogeni.

10.2 Perché la gestione termica è così importante?

L'alta temperatura di giunzione accelera il degrado del LED, causando una riduzione permanente dell'output luminoso (deprezzamento del lumen) e può portare a guasti catastrofici. Causa anche una riduzione temporanea dell'output quando è caldo (vedi curve di temperatura). Un raffreddamento efficace è non negoziabile per l'affidabilità.

10.3 Posso pilotare questo modulo con un alimentatore a tensione costante?

È fortemente sconsigliato. I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Un alimentatore a tensione costante potrebbe portare a una fuga termica se la tensione diretta diminuisce all'aumentare della temperatura, facendo aumentare la corrente in modo incontrollabile. Utilizzare sempre un driver a corrente costante.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di una Stazione di Polimerizzazione UV per Solder Mask su PCB.Un progettista deve polimerizzare un inchiostro per solder mask che reagisce in modo ottimale a 395nm. Selezionerebbe la variante RT25E9-COBUHP-1010 nel bin di flusso 1A16 per massima intensità. Progetta un dissipatore in alluminio con una resistenza termica sufficientemente bassa da mantenere Tj sotto i 100°C quando pilotato a 5.5A nel suo contenitore. Viene selezionato un driver a corrente costante nominale per 5.5A e fino a 50V. Più moduli sono disposti in un array per coprire l'area di polimerizzazione desiderata. Interblocchi di sicurezza interrompono l'alimentazione quando la porta della stazione è aperta. Questo sistema fornisce una polimerizzazione rapida, efficiente e affidabile rispetto ai vecchi metodi termici.

12. Introduzione al Principio

Un LED UV è un dispositivo a semiconduttore che emette luce ultravioletta quando una corrente elettrica lo attraversa. Ciò avviene attraverso l'elettroluminescenza: gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all'interno della regione attiva del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda specifica (colore) della luce è determinata dal band gap dei materiali semiconduttori utilizzati (es. AlGaN, InGaN). Un modulo COB (Chip-on-Board) integra più chip LED direttamente su un substrato comune, che in questo caso è rame per la conduzione termica, e li incapsula sotto una singola lente primaria (vetro di quarzo), creando una sorgente luminosa compatta e ad alta potenza.

13. Tendenze di Sviluppo

Il mercato dei LED UV è trainato dalla graduale eliminazione globale delle lampade al mercurio. Le tendenze chiave includono: l'aumento dell'efficienza wall-plug (potenza ottica in uscita / potenza elettrica in ingresso), che porta a un flusso radiante più elevato da package più piccoli; miglioramenti nella durata e nell'affidabilità, specialmente per i LED UVC (UV profondo) utilizzati nella disinfezione; riduzione del costo per watt radiante; e lo sviluppo di LED a lunghezze d'onda più corte e più efficaci per la disinfezione (es. 265-280nm). C'è anche una tendenza verso moduli più intelligenti con sensori integrati per il monitoraggio della temperatura e dell'output.