Scheda Tecnica LED UV LTPL-C036UVG385 - 3.7V Tip - 4.4W Max - Lunghezza d'Onda di Picco 380-390nm - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il prodotto è una sorgente di luce ultravioletta (UV) ad alte prestazioni ed elevata efficienza energetica, progettata principalmente per processi di polimerizzazione UV e altre comuni applicazioni UV. Rappresenta un progresso nell'illuminazione a stato solido, unendo la lunga durata operativa e l'elevata affidabilità intrinseche dei Diodi Emettitori di Luce (LED) a livelli di intensità competitivi con le tradizionali sorgenti UV. Questa tecnologia offre una significativa flessibilità di progettazione e crea nuove opportunità per le soluzioni UV a stato solido di sostituire le tecnologie UV convenzionali come le lampade a vapori di mercurio.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Le caratteristiche chiave di questa serie di LED UV ne evidenziano i vantaggi per l'integrazione industriale e manifatturiera. È compatibile con circuiti integrati (I.C.), facilitando il controllo elettronico e l'integrazione in sistemi automatizzati. Il prodotto è conforme alla direttiva RoHS e privo di piombo, soddisfacendo rigorosi standard internazionali ambientali e di sicurezza. Un beneficio primario è la riduzione dei costi operativi totali, ottenuta grazie a una maggiore efficienza elettrica e a un consumo energetico inferiore rispetto alle sorgenti convenzionali. Inoltre, la durata estesa e la robustezza della tecnologia LED riducono significativamente i costi di manutenzione e i tempi di fermo associati alla sostituzione delle lampade.

2. Parametri Tecnici: Interpretazione Oggettiva Approfondita

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. La corrente diretta continua massima assoluta (If) è di 1000 mA. Il consumo di potenza massimo (Po) è di 4,4 Watt. Il dispositivo è classificato per un intervallo di temperatura operativa (Topr) da -40°C a +85°C e un intervallo di temperatura di stoccaggio (Tstg) da -55°C a +100°C. La temperatura di giunzione massima ammissibile (Tj) è di 110°C. È di fondamentale importanza evitare di far funzionare il LED in condizioni di polarizzazione inversa per periodi prolungati, poiché ciò può portare al guasto del componente.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono specificati in una condizione di test standard di 25°C di temperatura ambiente e una corrente diretta (If) di 700mA, che sembra essere il punto operativo tipico. La tensione diretta (Vf) varia da un minimo di 2,8V a un massimo di 4,4V, con un valore tipico di 3,7V. Il flusso radiante (Φe), che è la potenza ottica totale emessa nello spettro UV, varia da 1050 mW (min) a 1545 mW (max), con un valore tipico di 1230 mW. La lunghezza d'onda di picco (λp) è specificata tra 380 nm e 390 nm, classificandola nello spettro UVA. L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente di 55 gradi. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (Rthjs) è tipicamente di 5,0 °C/W, un parametro chiave per la progettazione della gestione termica.

3. Spiegazione del Sistema di Codici Bin

Il prodotto è classificato in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza nell'applicazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con caratteristiche strettamente raggruppate.

3.1 Classificazione per Tensione Diretta (Vf)

I LED sono suddivisi in quattro bin di tensione (da V0 a V3) a 700mA. I bin sono: V0 (2,8V - 3,2V), V1 (3,2V - 3,6V), V2 (3,6V - 4,0V) e V3 (4,0V - 4,4V). La tolleranza per questa classificazione è di +/- 0,1V.

3.2 Classificazione per Flusso Radiante (mW)

La potenza ottica in uscita è suddivisa in cinque categorie (da PR a UV) a 700mA. I bin sono: PR (1050-1135 mW), RS (1135-1225 mW), ST (1225-1325 mW), TU (1325-1430 mW) e UV (1430-1545 mW). La tolleranza è di +/- 10%.

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

Lo spettro UV è diviso in due bin di lunghezza d'onda: P3R (380-385 nm) e P3S (385-390 nm), con una tolleranza di +/- 3nm. Il codice di classificazione del bin è stampato su ogni sacchetto di imballaggio del prodotto per la tracciabilità.

4. Analisi delle Curve Prestazionali

4.1 Flusso Radiante Relativo vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra la relazione tra l'uscita ottica del LED e la corrente di pilotaggio. Tipicamente, il flusso radiante aumenta con la corrente, ma può mostrare una crescita sub-lineare a correnti più elevate a causa dell'aumento degli effetti termici e del calo di efficienza. I progettisti la utilizzano per determinare la corrente di pilotaggio ottimale per bilanciare output e longevità.

4.2 Distribuzione Spettrale Relativa

Questo grafico raffigura l'intensità della luce emessa a diverse lunghezze d'onda, centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco (380-390nm). Mostra la larghezza di banda spettrale, importante per le applicazioni in cui specifici foto-iniziatori vengono attivati da determinate lunghezze d'onda.

4.3 Diagramma di Radiazione / Angolo di Visione

Il diagramma delle caratteristiche di radiazione illustra la distribuzione spaziale dell'intensità luminosa. Il tipico angolo di visione di 55 gradi (larghezza a metà altezza) indica un fascio moderatamente ampio, adatto per illuminare uniformemente un'area nelle applicazioni di polimerizzazione.

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

Questa caratteristica elettrica fondamentale mostra la relazione esponenziale tra tensione e corrente in un diodo. È cruciale per progettare il circuito di pilotaggio appropriato, poiché una piccola variazione di tensione può causare una grande variazione di corrente.

4.5 Flusso Radiante Relativo vs. Temperatura di Giunzione

Questa curva dimostra la dipendenza termica dell'output ottico. L'output di un LED UV tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Un dissipatore di calore efficace è essenziale per mantenere una potenza di uscita elevata e stabile, rendendo questa una considerazione di progettazione critica.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni di Contorno

La scheda tecnica fornisce disegni meccanici dettagliati con tutte le dimensioni in millimetri. Le tolleranze generali delle dimensioni sono ±0,2mm, mentre le tolleranze per l'altezza della lente e la lunghezza/larghezza del substrato ceramico sono più strette a ±0,1mm. Una nota critica specifica che il pad termico sul fondo del dispositivo è elettricamente neutro (isolato) rispetto ai pad elettrici dell'anodo e del catodo.

5.2 Layout Consigliato dei Pad di Attacco PCB

Viene fornito un diagramma dettagliato del land pattern per la progettazione del circuito stampato (PCB). Questo include dimensioni e spaziatura per le connessioni dell'anodo, del catodo e del pad termico. Rispettare questo layout garantisce una corretta saldatura, connessione elettrica e, soprattutto, un trasferimento termico ottimale dalla giunzione del LED al PCB e al dissipatore di calore.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Un grafico dettagliato temperatura vs. tempo definisce il processo di saldatura a rifusione consigliato. I parametri chiave includono pre-riscaldamento, stabilizzazione, temperatura di picco di rifusione e velocità di raffreddamento. Le note sottolineano che tutte le temperature si riferiscono al lato superiore del package. Un processo di raffreddamento rapido non è raccomandato. La temperatura di saldatura più bassa possibile che garantisca un giunto affidabile è sempre auspicabile per minimizzare lo stress termico sul LED.

6.2 Istruzioni per Saldatura Manuale

Se è necessaria la saldatura manuale, la condizione massima raccomandata è di 300°C per un massimo di 2 secondi, e questa operazione dovrebbe essere eseguita una sola volta. La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di tre volte al massimo.

6.3 Istruzioni per la Pulizia

Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, dovrebbero essere utilizzati solo solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico. L'uso di liquidi chimici non specificati è vietato in quanto potrebbero danneggiare il materiale del package del LED.

7. Informazioni su Imballaggio e Manipolazione

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato e bobine per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. Vengono fornite dimensioni dettagliate sia per le tasche del nastro che per le bobine standard da 7 pollici. Il nastro è sigillato con una copertura superiore. Un massimo di 500 pezzi può essere caricato per bobina da 7 pollici. Le specifiche seguono lo standard EIA-481-1-B.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

L'applicazione principale è la polimerizzazione UV, utilizzata in settori come stampa, rivestimenti, adesivi e odontoiatria. Altre comuni applicazioni UV includono l'eccitazione di fluorescenza, il rilevamento di contraffazioni e la sterilizzazione di apparecchiature mediche (nel suo intervallo di lunghezze d'onda).

8.2 Metodo di Pilotaggio e Progettazione del Circuito

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Per garantire uniformità di intensità quando più LED sono collegati in parallelo in un'applicazione, si raccomanda vivamente di incorporare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED individuale. Ciò compensa le lievi variazioni nella tensione diretta (Vf) tra unità diverse, prevenendo l'"accaparramento" di corrente e garantendo un'uscita luminosa uniforme e una lunga durata dell'array.

8.3 Gestione Termica

Data la tipica resistenza termica di 5,0 °C/W e la sensibilità dell'output alla temperatura di giunzione (come mostrato nelle curve prestazionali), un efficace dissipatore di calore è imprescindibile per un funzionamento affidabile ad alta potenza. Il PCB dovrebbe essere progettato con adeguati via termici e possibilmente collegato a un dissipatore esterno. La temperatura di giunzione massima di 110°C non deve essere superata.

9. Affidabilità e Garanzia di Qualità

9.1 Piano di Test di Affidabilità

La scheda tecnica delinea un regime completo di test di affidabilità eseguiti sul prodotto. I test includono Vita Operativa a Bassa Temperatura (LTOL a -10°C), Vita Operativa a Temperatura Ambiente (RTOL), Vita Operativa ad Alta Temperatura (HTOL a 85°C), Vita Operativa in Ambiente Umido e Caldo (WHTOL a 60°C/90% UR), Shock Termico (TMSK) e Stoccaggio ad Alta Temperatura. Tutti i test elencati hanno mostrato 0 guasti su 10 campioni per le durate specificate (500 o 1000 ore).

9.2 Criteri di Guasto

I criteri per giudicare il guasto del dispositivo dopo i test di affidabilità sono chiaramente definiti. Una variazione della tensione diretta (Vf) oltre il ±10% del suo valore iniziale alla corrente operativa tipica costituisce un guasto. Allo stesso modo, una variazione del flusso radiante (Φe) oltre il ±15% del suo valore iniziale è considerata un guasto.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la corrente operativa raccomandata?

Sebbene la corrente massima assoluta sia 1000 mA, tutte le caratteristiche elettro-ottiche e i codici bin sono specificati a 700 mA, indicando che questo è il tipico punto operativo previsto per prestazioni e durata ottimali.

10.2 Come interpreto i codici bin per il mio progetto?

Seleziona i bin in base ai requisiti del tuo sistema. Per circuiti pilotati a corrente, il bin Vf è meno critico se si utilizzano resistenze limitatrici di corrente individuali. Il bin del flusso radiante (mW) influisce direttamente sulla velocità di polimerizzazione o sull'intensità luminosa. Il bin della lunghezza d'onda (Wp) deve corrispondere allo spettro di attivazione del tuo foto-iniziatore o applicazione.

10.3 Posso pilotare più LED in parallelo senza resistenze?

Non è raccomandato. A causa delle variazioni naturali di Vf, i LED collegati direttamente in parallelo non condivideranno la corrente in modo uniforme. Il LED con la Vf più bassa assorbirà più corrente, potenzialmente surriscaldandosi e guastandosi, causando una reazione a catena. Utilizza sempre una resistenza in serie per ogni ramo in parallelo o, meglio ancora, utilizza un driver a corrente costante progettato per più canali.

11. Introduzione Tecnica e Principio di Funzionamento

Questo dispositivo è un Diodo Emettitore di Luce Ultravioletta basato su semiconduttore. Funziona secondo il principio dell'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore appositamente progettato (tipicamente basato su nitruro di alluminio gallio - AlGaN). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica energia della banda proibita del sistema di materiali AlGaN determina che i fotoni emessi siano nell'intervallo ultravioletto (380-390 nm UVA). Il package è progettato per estrarre questa luce in modo efficiente fornendo al contempo un percorso termico robusto per gestire il calore generato alla giunzione del semiconduttore.