UV LED RF-C65S6-U※P-AR-04 Specifiche - Dimensioni 6.6x6.6x4.6mm - Tensione 12.8-15.2V - Potenza 15.2W - UV 365-410nm

1. Panoramica del Prodotto

Il RF-C65S6-U※P-AR-04 è un LED ultravioletto (UV) ad alta potenza progettato per applicazioni industriali che richiedono radiazione UV affidabile nella gamma di lunghezze d'onda 365–410 nm. Alloggiato in un compatto package ceramico con lente in quarzo, questo LED offre eccellenti prestazioni termiche e un elevato flusso radiante. Le dimensioni del package sono 6,6 mm × 6,6 mm × 4,6 mm, rendendolo adatto per assemblaggio SMT automatico. Il dispositivo offre un angolo di visione di 60° ed è classificato per una dissipazione di potenza massima di 15,2 W. La tensione diretta tipica varia da 12,8 V a 15,2 V a 700 mA, a seconda del bin di lunghezza d'onda. Il RF-C65S6 è conforme a RoHS e ha un livello di sensibilità all'umidità di 3 (MSL 3).

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

A una temperatura di saldatura di 25°C e una corrente diretta di 700 mA, la tensione diretta (VF) è suddivisa in tre sottogruppi: D04 (12,8–13,6 V), D05 (13,6–14,4 V) e D06 (14,4–15,2 V). La corrente inversa (IR) è inferiore a 5 µA a VR = 20 V. Il flusso radiante totale (Φe) è classificato per codice di lunghezza d'onda:

• 365–370 nm (UBP): 1B42 (3550 mW min, 4500 mW max), 1B43 (4500–6300 mW), 1B44 (6300–7100 mW)
• 380–390 nm (UEP): 1B42 (3550–4500 mW), 1B43 (4500–6300 mW), 1B44 (6300–7100 mW)
• 390–400 nm (UGP): stessi bin di UEP
• 400–410 nm (UIP): stessi bin di UEP

Tolleranze di misura: VF ±0,1 V, lunghezza d'onda ±2 nm, flusso radiante ±10%. Tutte le misurazioni vengono eseguite in condizioni di test standard Refond.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo non deve superare i seguenti limiti: dissipazione di potenza PD = 15,2 W, corrente diretta di picco IFP = 1000 mA (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0,1 ms), tensione inversa VR = 20 V, ESD (HBM) = 2000 V. Intervallo di temperatura operativa: da -40°C a +80°C; temperatura di stoccaggio: da -40°C a +100°C; temperatura di giunzione: massimo 105°C. La temperatura di giunzione non deve superare i 105°C; è essenziale una corretta gestione termica.

2.3 Caratteristiche Termiche

La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (RTHJ-S) è tipicamente di 4,5 °C/W a 700 mA. Questa bassa resistenza termica è ottenuta grazie al design del package ceramico, che conduce efficientemente il calore lontano dal die del LED.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Bin di Tensione

La tensione diretta è suddivisa in tre bin principali: D04 (12,8–13,6 V), D05 (13,6–14,4 V), D06 (14,4–15,2 V). Ciò consente ai clienti di selezionare LED con tensioni dirette strettamente abbinate per configurazioni in serie o parallelo, minimizzando lo squilibrio di corrente.

3.2 Bin di Flusso Radiante

Il flusso radiante è suddiviso in bin come 1B42 (3550–4500 mW), 1B43 (4500–6300 mW) e 1B44 (6300–7100 mW) per ciascuna gamma di lunghezze d'onda. Il codice del bin è indicato sull'etichetta del prodotto (ad es. 1B43). I bin con flusso più elevato richiedono una migliore gestione termica per mantenere l'affidabilità.

3.3 Bin di Lunghezza d'Onda

La serie di prodotti include quattro varianti di lunghezza d'onda: UBP (365–370 nm), UEP (380–390 nm), UGP (390–400 nm) e UIP (400–410 nm). Il codice esatto della lunghezza d'onda fa parte del suffisso del codice prodotto (ad es. RF-C65S6-UBP-AR-04).

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta

Le curve tipiche VF–IF a 25°C mostrano che per le versioni 365 nm, 385 nm, 395 nm e 405 nm, la tensione diretta aumenta con la corrente. A 700 mA, VF varia da circa 12,8 V a 15,2 V a seconda del bin. A 1000 mA di picco, VF può superare 15,5 V.

4.2 Flusso Radiante Relativo vs. Corrente Diretta

L'emissione relativa (normalizzata a 700 mA) aumenta quasi linearmente con la corrente. A 700 mA, l'intensità relativa è del 100%; a 350 mA scende a circa il 50%; a 140 mA circa il 20%. Questa relazione lineare è utile nelle applicazioni di dimmerazione.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

All'aumentare della temperatura di saldatura, il flusso radiante relativo diminuisce. A 105°C, l'emissione scende a circa il 70% del valore a 25°C. La curva di derating della corrente diretta massima mostra che a 80°C ambiente, la corrente consentita è ridotta a circa 500 mA per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto di 105°C.

4.4 Distribuzione Spettrale

Lo spettro è centrato sulla lunghezza d'onda nominale con una larghezza a metà altezza (FWHM) di circa 10–15 nm. La versione 365 nm ha un'emissione trascurabile oltre i 400 nm, mentre la versione 405 nm si estende leggermente nella regione visibile del violetto.

4.5 Diagramma di Radiazione

L'angolo di visione (2θ1/2) è di 60°, il che significa che l'intensità è la metà del picco a ±30° dall'asse ottico. Il diagramma di radiazione è di tipo Lambertiano ma leggermente più stretto, adatto per applicazioni che richiedono una diffusione moderata del fascio.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package e Design dei Pad

Il LED ha un corpo quadrato di 6,6 mm × 6,6 mm con un'altezza di 4,6 mm. La vista dal basso mostra due grandi pad catodo e anodo (3,94 mm × 2,90 mm ciascuno) più un pad termico più piccolo. La polarità è indicata da uno smusso sul package. Vengono forniti i pattern di saldatura consigliati (footprint) con le dimensioni; il pad dell'anodo è 6,30 mm × 3,94 mm e il pad del catodo è 6,30 mm × 2,90 mm, con un intervallo di 0,5 mm. Tutte le tolleranze sono ±0,2 mm salvo diversa indicazione.

5.2 Nastro Trasportatore e Bobina

Il LED è confezionato in un nastro trasportatore con larghezza di 16 mm, passo 4 mm e profondità della tasca che ospita l'altezza del package. Ogni bobina contiene 1000 pezzi. Dimensioni della bobina: diametro flangia 325±1 mm, diametro mozzo 105±1 mm, larghezza 20±0,5 mm, foro albero 13,0±0,5 mm.

5.3 Informazioni sull'Etichetta

L'etichetta include il codice prodotto, il numero di specifica, il numero di lotto, il codice del bin (Φe, VF, WLP), la quantità e la data. Il codice del bin fornisce il bin del flusso radiante (ad es. 1B43), il bin della tensione diretta (ad es. D05) e il codice della lunghezza d'onda (ad es. 365).

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il profilo di rifusione consigliato: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60–120 secondi; rampa fino a 217°C (max 3°C/s); tempo sopra 217°C fino a 60 secondi; temperatura di picco 260°C per un massimo di 10 secondi (entro 5°C dal picco per max 30 secondi); raffreddamento a max 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco non deve superare gli 8 minuti. Sono consentiti solo due cicli di rifusione, con meno di 24 ore tra i cicli per evitare l'assorbimento di umidità.

6.2 Saldatura a Mano e Riparazione

Se è necessaria la saldatura a mano, utilizzare un saldatore impostato al di sotto di 300°C per meno di 3 secondi, e solo una volta. La riparazione dopo la rifusione non è raccomandata; se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare in anticipo le caratteristiche del LED.

6.3 Precauzioni di Stoccaggio e Manipolazione

Prima di aprire la busta barriera all'umidità, conservare a ≤30°C e ≤75% UR per un massimo di un anno. Dopo l'apertura, il prodotto deve essere utilizzato entro 24 ore a ≤30°C/≤60% UR. Se la carta indicatrice di umidità mostra esposizione o il tempo di stoccaggio è stato superato, cuocere a 60±5°C per ≥24 ore prima dell'uso. Non applicare forza meccanica o vibrazioni durante il raffreddamento dopo la saldatura. Evitare raffreddamenti rapidi.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordinazione

7.1 Processo di Imballaggio

Ogni bobina è inserita in una busta barriera all'umidità con un essiccante e una carta indicatrice di umidità. La busta viene sigillata e quindi imballata in una scatola di cartone. La scatola è etichettata con la specifica del prodotto, la quantità e le avvertenze di manipolazione. Sono richieste precauzioni ESD durante tutta la manipolazione.

7.2 Test di Affidabilità

Il LED soddisfa i seguenti criteri di affidabilità (dimensione del campione 10 pezzi, accetta 0, rifiuta 1):

• Rifusione: 260°C, 10 sec, 3 cicli (JESD22-B106)
• Shock termico: da -40°C a 100°C, permanenza di 15 min, 100 cicli (JESD22-A106)
• Test di vita: 25°C, 700 mA, 1000 ore (JESD22-A108)

Criteri di guasto: tensione diretta > 1,1× USL; corrente inversa > 2,0× USL; flusso radiante<0,7× LSL.

8. Raccomandazioni Applicative

Il RF-C65S6 è ideale per la polimerizzazione UV di inchiostri, adesivi e rivestimenti, nonché per la disinfezione UV (soprattutto le varianti 365 nm e 385 nm). Può essere utilizzato anche in fototerapia, rilevamento di contraffazioni ed eccitazione di fluorescenza. Per ottenere i migliori risultati, progettare il sistema con un adeguato dissipatore di calore per mantenere la temperatura di saldatura al di sotto di 80°C. Utilizzare driver a corrente costante con resistori di limitazione della corrente appropriati. Assicurarsi che il LED non sia mai esposto a tensione inversa durante il funzionamento. In ambienti ad alta temperatura ambiente, derating della corrente diretta secondo la curva temperatura vs corrente per evitare il surriscaldamento della giunzione.

9. Confronto con Tecnologie Concorrenti

Rispetto alle lampade al mercurio convenzionali, questo LED UV offre accensione/spegnimento istantanei, durata di vita più lunga (classificata per 1000 ore a 700 mA in condizioni controllate), tensione operativa inferiore e nessun contenuto di mercurio. Il package ceramico fornisce una migliore conducibilità termica rispetto ai package plastici, consentendo una maggiore densità di potenza. Tuttavia, il costo iniziale per unità può essere superiore rispetto ai LED UV a bassa potenza; il costo totale di proprietà è spesso inferiore grazie alla ridotta manutenzione e al consumo energetico.

10. Domande Frequenti

1. Posso pilotare questo LED a correnti superiori a 700 mA?La corrente di picco può arrivare fino a 1000 mA (impulsata) ma il funzionamento continuo al di sopra di 700 mA potrebbe superare la temperatura massima di giunzione. È essenziale una corretta gestione termica.
2. Qual è la durata di vita tipica?Il test di affidabilità garantisce 1000 ore a 700 mA e 25°C; la durata effettiva in condizioni reali potrebbe essere più lunga se la temperatura di giunzione viene mantenuta al di sotto di 105°C.
3. Posso utilizzare questo LED per la disinfezione dell'acqua?Sì, specialmente la versione 365 nm, ma assicurarsi che il LED sia adeguatamente sigillato contro l'umidità. Il LED stesso non è impermeabile; il sistema deve fornire protezione ambientale.
4. Che tipo di pasta saldante è consigliata?È adatta una saldatura senza piombo con punto di fusione intorno a 217°C. Utilizzare uno spessore dello stencil di 0,1–0,15 mm per garantire un volume di saldatura adeguato.
5. Come pulire il LED dopo la saldatura?Utilizzare alcol isopropilico. Non utilizzare la pulizia a ultrasuoni poiché potrebbe danneggiare la lente in silicone o i wire bond.

11. Casi Pratici di Progettazione

Caso 1: Array di polimerizzazione UV per stampa 3D.Un array lineare di 10 LED (365 nm, bin 1B43) pilotati a 700 mA ciascuno, con una potenza totale di circa 52 W. I LED sono montati su un MCPCB in rame con raffreddamento ad aria forzata. L'array raggiunge un'irradianza uniforme di 200 mW/cm² su un'area di 50 mm × 10 mm.

Caso 2: Modulo di disinfezione UV.Quattro LED da 385 nm (bin 1B42) sono disposti in un array 2×2 con un riflettore per concentrare la luce in un fascio di 30°. Il modulo viene utilizzato per la disinfezione delle superfici in un armadio medicale, operando a 500 mA per ridurre il carico termico. Il sistema include un timer per garantire una dose UV sufficiente.

12. Principi Fondamentali

I LED UV generano luce attraverso l'elettroluminescenza da una giunzione p-n semiconduttore. La regione attiva è tipicamente basata su materiali AlGaN o InGaN, con la lunghezza d'onda determinata dal rapporto indio/gallio. Il package ceramico utilizza un substrato ad alta conducibilità termica per estrarre il calore dal die, e la lente in quarzo fornisce un'elevata trasmissione UV e protezione meccanica. Il LED è sensibile alle ESD a causa del sottile strato di svuotamento; una corretta protezione ESD nel processo di produzione e assemblaggio è fondamentale.

13. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dei LED UV si sta spostando verso densità di potenza più elevate e costi inferiori. Gli sviluppi futuri includono un aumento dell'efficienza di parete (attualmente intorno al 30–40% per UVA), durate di vita più lunghe e una maggiore affidabilità in condizioni difficili. I moduli multi-chip stanno diventando comuni per applicazioni ad alta potenza. La tendenza include anche l'integrazione dei LED UV con sensori e connettività IoT per sistemi di disinfezione intelligenti. Con la maturazione della tecnologia, i LED UV continueranno a sostituire le tradizionali lampade al mercurio in più applicazioni.