Specifiche UV LED RF-C37P6-URF-AR - Dimensioni 3,7x3,7x3,45mm - Tensione diretta 4,5-7,5V - Potenza 3,8W - Lunghezza d'onda di picco 275nm - Documento tecnico italiano

1. Panoramica del prodotto

Questo documento presenta le specifiche tecniche dettagliate di un LED ultravioletto (UV) ad alta potenza e alta affidabilità progettato per applicazioni di disinfezione, sterilizzazione e purificazione dell'aria. Il dispositivo presenta un package compatto a montaggio superficiale di 3,7mm x 3,7mm x 3,45mm con un angolo di visione di 60 gradi, consentendo un'integrazione efficiente in vari assemblaggi elettronici. Il prodotto è conforme RoHS e classificato come livello di sensibilità all'umidità 3, garantendo la compatibilità con i processi standard di assemblaggio SMT e saldatura a rifusione. Con una dissipazione di potenza massima di 3,8W e opzioni di tensione diretta che vanno da 4,5V a 7,5V a 350mA, questo LED UV offre prestazioni affidabili in ambienti impegnativi.

2. Approfondimento dei parametri tecnici

2.1 Caratteristiche optoelettroniche (a 25°C, 350mA)

La tensione diretta (VF) è specificata in quattro bin: F02 (4,5-5,5V), F03 (5,5-6,5V con tipica 6,3V), F04 (6,5-7,5V). La corrente inversa (IR) a VR=10V è minima, con i bin da 1H05 a 1H08 che coprono da 5µA a 40µA. Il flusso radiante totale (Φe) varia da 270mW a 275mW (bin UA35) o da 275 a 280mW (bin UA36). La lunghezza d'onda di picco (λp) è tipicamente 275nm (intervallo 270-280nm). La larghezza a metà altezza dello spettro (Δλ) è 8-12nm, angolo di visione 60° e resistenza termica (RTHJ-S) massima 45°C/W.

2.2 Valori massimi assoluti

La dissipazione di potenza massima è 3,8W, la corrente diretta di picco (ciclo 1/10, impulso 0,1ms) è 500mA, la tensione inversa è 10V. La scarica elettrostatica (HBM) resiste a 1000V. L'intervallo di temperatura operativa è da -40°C a +45°C, stoccaggio da -20°C a +65°C, temperatura di giunzione massima 60°C. È necessario assicurarsi che la temperatura di giunzione non superi questo limite durante il funzionamento.

2.3 Sistema di binning

Il prodotto è suddiviso per tensione diretta (F02-F04), corrente inversa (1H05-1H08) e flusso radiante (UA35, UA36). La lunghezza d'onda di picco è centrata a 275nm con una tolleranza di ±2nm. Tolleranze di misura: VF ±0,1V, lunghezza d'onda ±2nm, flusso radiante ±10%. I clienti devono selezionare i bin appropriati in base ai requisiti del loro sistema.

3. Analisi delle curve di prestazione

3.1 Tensione diretta vs. Corrente diretta

La curva I-V mostra una tensione diretta tipica di circa 6,1V a 350mA, con una pendenza ripida che indica una bassa resistenza dinamica. A 100mA, VF scende a circa 5,9V; a 500mA, sale a circa 6,5V.

3.2 Potenza relativa vs. Corrente diretta

L'intensità relativa aumenta quasi linearmente con la corrente da 0 a 500mA, raggiungendo circa il 150% del valore a 350mA quando si opera a 500mA. Ciò consente un breve sovraccarico entro i limiti.

3.3 Lunghezza d'onda di picco vs. Corrente diretta

La lunghezza d'onda di picco si sposta leggermente con la corrente: a 100mA, λp ≈ 274,0nm; a 500mA, λp ≈ 274,8nm. Questo spostamento è minimo (circa 0,8nm) su tutto l'intervallo di corrente, indicando una buona stabilità della lunghezza d'onda.

3.4 Dipendenza dalla temperatura

La corrente diretta massima si riduce all'aumentare della temperatura del punto di saldatura: a Ts=25°C, la corrente massima è 500mA; a Ts=50°C, si riduce a ~300mA; a Ts=100°C, la corrente deve essere zero. Una corretta gestione termica è essenziale per mantenere le prestazioni.

3.5 Distribuzione spettrale

La distribuzione spettrale è centrata intorno a 275nm con una larghezza a metà altezza di circa 10nm. L'emissione è prevalentemente nella gamma UVC (200-280nm), rendendola efficace per applicazioni germicide.

3.6 Schema di radiazione

Il diagramma di radiazione mostra un pattern di tipo lambertiano con intensità che scende al 50% a circa ±30° e quasi zero a ±90°. Ciò fornisce un angolo di illuminazione uniforme di 60°.

4. Informazioni meccaniche e sul package

4.1 Dimensioni del package

La vista dall'alto mostra un corpo di 3,70mm x 3,70mm con un'altezza di 3,45mm. La vista laterale indica un'altezza centrale della lente di 1,20mm sopra la base. La vista dal basso rivela due grandi pad termici/elettrici: il pad anodico è 3,20mm x 2,20mm, il pad catodico è 3,20mm x 1,20mm, entrambi separati da gap di 0,50mm. La polarità è indicata sul fondo.

4.2 Schema di saldatura (Progettazione consigliata dei pad)

Schema consigliato del PCB: pad anodico 3,70mm x 3,20mm, pad catodico 3,70mm x 1,20mm, con una distanza di 0,50mm tra di loro. Ciò garantisce un buon contatto termico ed elettrico. Tutte le dimensioni in millimetri con tolleranza ±0,2mm salvo diversa indicazione.

4.3 Identificazione della polarità

La polarità è indicata sulla vista dal basso da un segno "+" sul lato anodico. Il dispositivo è anche contrassegnato con un segno di polarità sul nastro di trasporto.

5. Linee guida per saldatura e assemblaggio

5.1 Profilo di saldatura a rifusione

Il profilo di rifusione consigliato: preriscaldamento da 150°C a 200°C per 60-120 secondi, salita a 217°C (TL) entro un massimo di 60 secondi, quindi temperatura di picco 260°C per massimo 10 secondi (tp). La velocità di raffreddamento non deve superare 6°C/s. Il tempo totale da 25°C al picco deve essere entro 8 minuti. Non superare due cicli di rifusione; se trascorrono più di 24 ore tra i cicli, cuocere prima i LED.

5.2 Saldatura a mano

Saldatura a mano: temperatura del saldatore inferiore a 300°C per meno di 3 secondi, una sola volta. Non applicare pressione sulla lente in silicone durante la saldatura.

5.3 Riparazione e rilavorazione

Non si consiglia la riparazione dopo la saldatura. Se inevitabile, utilizzare un saldatore a doppia punta e verificare che le caratteristiche del LED rimangano intatte.

5.4 Precauzioni per la manipolazione

L'incapsulante in silicone del LED è morbido; evitare sollecitazioni meccaniche sulla superficie superiore. Non montare su PCB deformati o piegare la scheda dopo la saldatura. Evitare raffreddamenti rapidi. Utilizzare precauzioni ESD adeguate (il dispositivo supera 1000V HBM, ma è comunque necessaria la protezione).

6. Informazioni su imballaggio e ordinazione

6.1 Specifiche di imballaggio

Le unità sono imballate su nastro e bobina: 500 pezzi per bobina. Passo del nastro di trasporto 4,0mm, larghezza 12,0mm, con una tasca che ospita il corpo di 3,7mm. Diametro bobina 178mm, larghezza 12mm, diametro mozzo 60mm, foro del mandrino 13,0mm.

6.2 Informazioni sull'etichetta

Ogni bobina porta un'etichetta con: Part Number, Spec Number, Lot Number, Bin Code (inclusi bin Φe, VF, WLP), Quantità e Data. L'etichetta include anche il simbolo di avvertenza ESD.

6.3 Imballaggio barriera contro l'umidità

La bobina è sigillata in un sacchetto barriera contro l'umidità con un essiccante e una scheda indicatrice di umidità. Conservazione prima dell'apertura: ≤30°C, ≤75%UR per un massimo di 1 anno. Dopo l'apertura: ≤30°C, ≤60%UR per 24 ore. Se superato, cuocere a 60±5°C per ≥24 ore.

7. Raccomandazioni applicative

7.1 Applicazioni tipiche

Questo LED UV è ottimizzato per la disinfezione (acqua, aria, superfici), sterilizzazione di apparecchiature mediche e sistemi di purificazione dell'aria. Le sue dimensioni compatte e l'elevato flusso radiante consentono l'integrazione in installazioni portatili e fisse.

7.2 Considerazioni di progettazione

Per un funzionamento affidabile, assicurare un adeguato dissipatore di calore: la resistenza termica di 45°C/W significa che a 3,8W, l'aumento di temperatura giunzione-punto di saldatura è di 171°C, superando il limite di giunzione di 60°C. Pertanto, la potenza effettiva deve essere ridotta (ad es., 350mA produce circa 2,2W, con un aumento di 99°C, ancora oltre i limiti; la corretta gestione termica è fondamentale). Utilizzare resistori in serie o driver a corrente costante per prevenire la fuga termica. Evitare condizioni di tensione inversa.

7.3 Compatibilità dei materiali

Il LED è sensibile a zolfo, bromo, cloro e composti organici volatili (VOC). Assicurarsi che i materiali circostanti contengano<100 ppm di zolfo,<900 ppm ciascuno di bromo e cloro, e alogeni totali<1500 ppm. Evitare adesivi che emettono vapori organici.

8. Affidabilità e test

8.1 Elementi del test di affidabilità

Il prodotto ha superato: saldatura a rifusione (260°C, 3 volte), shock termico (-40°C a 100°C, 100 cicli) e test di durata (25°C, 350mA, 1000 ore). Tutti con criteri di accettazione 0/1 (zero guasti ammessi). Criteri di guasto: VF > U.S.L.×1.1, IR > U.S.L.×2.0, Φe

8.2 Stoccaggio e manipolazione

Conservare nell'imballaggio originale in condizioni controllate. Dopo l'apertura, utilizzare entro 24 ore o cuocere prima dell'uso. Maneggiare con protezione ESD ed evitare di toccare la lente.

9. Confronto tecnico

Rispetto ai LED UV SMD standard, questo prodotto offre una combinazione equilibrata di alta potenza (3,8W max) e ingombro compatto (3,7x3,7mm). L'angolo di visione di 60° è più ampio di molti LED UV profondi (tipicamente 30-45°), offrendo una copertura più estesa. La resistenza termica di 45°C/W è competitiva per questa dimensione del package. I bin di tensione diretta consentono la selezione per tensioni di driver specifiche (ad es., sistemi a 6V o 12V). Il flusso radiante di ~275mW a 350mA è tipico per i LED UVC in questo package, adatto per applicazioni di disinfezione.

10. Domande frequenti

1. Qual è la lunghezza d'onda di picco?La lunghezza d'onda di picco è centrata a 275nm (tipica), all'interno della gamma germicida UVC.
2. Posso utilizzare questo LED a 500mA in modo continuo?No, il valore massimo assoluto di 500mA è per impulsi (0,1ms, ciclo 10%). Il funzionamento continuo a 500mA supererebbe il limite di temperatura di giunzione a meno che non venga fornito un raffreddamento straordinario.
3. Qual è la corrente di pilotaggio consigliata?350mA è la condizione di test tipica e consigliata per il funzionamento continuo con un adeguato dissipatore di calore. Correnti inferiori (ad es., 200-300mA) migliorano la durata e l'efficienza.
4. Questo LED richiede un dissipatore di calore?Sì, a causa dell'elevata dissipazione di potenza e della resistenza termica, è essenziale un dissipatore di calore o un pad termico per mantenere la temperatura del punto di saldatura inferiore a 45°C a 350mA.
5. Qual è il binning per la tensione diretta?Bin F02 (4,5-5,5V), F03 (5,5-6,5V), F04 (6,5-7,5V). Utilizzare componenti di limitazione della corrente appropriati per la tensione di alimentazione.
6. Posso usarlo per la disinfezione dell'acqua?Sì, la lunghezza d'onda di 275nm è efficace per inattivare batteri e virus nell'acqua, a condizione che il progetto includa un adeguato accoppiamento ottico e raffreddamento.

11. Esempi pratici di applicazione

11.1 Unità di purificazione dell'aria

Un purificatore d'aria che utilizza questo LED UV può essere progettato con un semplice driver a corrente costante a 350mA e un piccolo dissipatore di calore fissato a un involucro metallico. L'angolo del fascio di 60° consente un'irradiazione uniforme di un filtro fotocatalitico. Per un'unità per una piccola stanza, uno o due LED sono sufficienti.

11.2 Bacchetta sterilizzatrice portatile

Sterilizzatore a batteria: utilizzare tre LED in serie con un convertitore boost per fornire ~18V a 350mA. Il package compatto (3,7mm) consente un design sottile della bacchetta. Includere una finestra di quarzo e un sensore di prossimità per la sicurezza.

11.3 Modulo di disinfezione delle superfici

Per la sterilizzazione di nastri trasportatori, è possibile affiancare array di questi LED. Con un passo di 12mm sul nastro, è possibile progettare array per coprire una larghezza del nastro di 100mm. È necessaria una corretta gestione termica tramite un substrato di alluminio.

12. Introduzione al principio

I LED UVC generano luce attraverso l'elettroluminescenza in un materiale semiconduttore (tipicamente AlGaN). Quando viene applicata una tensione diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, emettendo fotoni con energia corrispondente al bandgap. La lunghezza d'onda di 275nm corrisponde a un'energia fotonica di circa 4,5eV. La luce ultravioletta profonda danneggia il DNA/RNA dei microrganismi, impedendo la replicazione e causando l'inattivazione. Questo principio fisico è alla base delle applicazioni di disinfezione.

13. Tendenze di sviluppo

Il mercato dei LED UVC si sta evolvendo verso una maggiore efficienza (WPE >5% attualmente, puntando a >10%), durate più lunghe (>10.000 ore) e costo inferiore per mW. Le dimensioni del package si riducono mantenendo la potenza. Questo package da 3,7mm rappresenta un design maturo; le tendenze future includono package a scala di chip e ottica integrata. Inoltre, le preoccupazioni sulla tossicità delle lampade a mercurio stanno guidando l'adozione di sistemi UV basati su LED nei mercati medicale, industriale e consumer.