Scheda Tecnica LED UVA 2835 SMD - Package 2.8x3.5mm - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per una serie di LED UVA (Ultravioletto-A) ad alte prestazioni, alloggiati in un package SMD compatto. Il principale dominio applicativo per questi componenti è nei sistemi che richiedono emissione controllata di luce ultravioletta nell'intervallo di 365-370 nanometri.

I vantaggi principali di questa serie di prodotti includono l'alta efficacia radiante, che si traduce in una maggiore potenza ottica per unità di potenza elettrica assorbita, e il suo profilo di basso consumo energetico. Il dispositivo presenta un ampio angolo di visione di 120 gradi, garantendo un'irradiazione ampia e uniforme nelle applicazioni target. Il suo fattore di forma, che misura 2.8mm in lunghezza e 3.5mm in larghezza, lo rende adatto all'integrazione in assemblaggi elettronici moderni con spazio limitato.

Il prodotto è progettato per conformarsi alle principali norme internazionali ambientali e di sicurezza. È confermato essere conforme alla direttiva RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), è fabbricato utilizzando processi senza piombo (Pb-free) e aderisce al regolamento UE REACH. Inoltre, soddisfa i requisiti "halogen-free", con il contenuto di bromo (Br) e cloro (Cl) mantenuto al di sotto dei limiti specificati (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.1 Applicazioni Target

La specifica lunghezza d'onda e le caratteristiche di emissione rendono questa serie di LED ideale per diverse applicazioni di nicchia:

• Cura Unghie UV:Utilizzato in dispositivi per la polimerizzazione di smalti per unghie in gel.
• Rilevamento di Contraffazioni UV:Impiegato in scanner e rilevatori per rivelare elementi di sicurezza su banconote, documenti o prodotti che fluorescono sotto luce UVA.
• Trappole per Zanzare UV:Integrato in dispositivi per la cattura di insetti dove la luce UVA attira gli insetti volanti.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento in queste condizioni non è garantito.

• Corrente Diretta Massima in CC (I_F):120 mA
• Resistenza Massima alle Scariche Elettrostatiche (Modello Corpo Umano):2000 V
• Resistenza Termica (R_th):25 °C/W. Questo parametro indica quanto efficacemente il calore viaggia dalla giunzione del LED al pad di saldatura. Un valore più basso è migliore per la gestione termica.
• Temperatura Massima di Giunzione (T_J):110 °C. La temperatura sul chip semiconduttore stesso non deve superare questo limite.
• Intervallo di Temperatura Operativa (T_Opr):-40 °C a +85 °C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_Stg):-40 °C a +100 °C.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Il punto operativo tipico e le prestazioni per il codice d'ordine elencato sono definiti di seguito. Tutte le misurazioni sono tipicamente effettuate a una temperatura del pad di saldatura di 25°C, salvo diversa specifica.

• Corrente Diretta (I_F):60 mA (Punto Operativo Tipico)
• Tensione Diretta (V_F):3.2 V a 3.8 V (a I_F= 60mA)
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P):365 nm a 370 nm
• Flusso Radiante (Φ_e):
  • Minimo: 70 mW
  • Tipico: 90 mW
  • Massimo: 130 mW

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano criteri minimi specifici per la loro applicazione.

3.1 Binning del Flusso Radiante

I LED sono categorizzati in base al loro flusso radiante minimo alla corrente operativa. I codici bin (R5, R6, R7, R8, R9, S1) rappresentano livelli di emissione crescenti, da un minimo di 70mW (R5) fino a 130mW (S1). La tolleranza di misura è ±10%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda di Picco

La lunghezza d'onda è strettamente controllata. Tutti i dispositivi di questa serie rientrano in un unico bin etichettato "U36", che garantisce una lunghezza d'onda di picco tra 365nm e 370nm, con una tolleranza di misura di ±1nm.

3.3 Binning della Tensione Diretta

I dispositivi sono anche suddivisi per la loro caduta di tensione diretta a 60mA. Sono definiti tre bin:

• 3234: V_F= 3.2V - 3.4V
• 3436: V_F= 3.4V - 3.6V
• 3638: V_F= 3.6V - 3.8V

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva IV)

La curva fornita illustra la relazione non lineare tra la tensione applicata ai capi del LED e la corrente risultante. Per un driver a corrente costante impostato a 60mA, la caduta di tensione attesa rientrerà nell'intervallo 3.2V-3.8V come definito nelle caratteristiche elettriche. La curva mostra come la tensione aumenti con la corrente, sottolineando la necessità di una corretta regolazione di corrente, non di tensione, per controllare l'emissione luminosa e prevenire la fuga termica.

4.2 Flusso Radiante Relativo vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra che l'emissione ottica (flusso radiante) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta. Aumentare la corrente di pilotaggio aumenterà l'emissione luminosa. Tuttavia, operare al di sopra dei 60mA consigliati genererà più calore, potenzialmente riducendo l'efficacia e la durata, come mostrato nella curva di derating.

4.3 Flusso Radiante Relativo vs. Temperatura di Giunzione

Questa è una caratteristica critica per la gestione termica. La curva mostra che all'aumentare della temperatura di giunzione (T_J), il flusso radiante in uscita diminuisce. Questo coefficiente di temperatura negativo evidenzia l'importanza di un efficace progetto termico (ad es., utilizzando un PCB con via termiche, un'adeguata area di rame e possibilmente un dissipatore) per mantenere la temperatura di giunzione del LED il più bassa possibile durante il funzionamento, garantendo un'emissione luminosa stabile e massima.

4.4 Lunghezza d'Onda di Picco vs. Temperatura di Giunzione

La lunghezza d'onda di emissione di picco di un LED ha una leggera dipendenza dalla temperatura. Questo grafico quantifica tale spostamento per questo dispositivo UVA. Comprendere questo spostamento è importante per applicazioni in cui la lunghezza d'onda esatta è critica, come in alcuni processi di polimerizzazione o fluorescenza.

4.5 Distribuzione Spettrale

Il grafico della distribuzione spettrale relativa mostra l'intensità della luce emessa a diverse lunghezze d'onda. Per questo LED UVA, l'emissione è centrata attorno al picco di 365-370nm con una larghezza spettrale caratteristica. Questa informazione è vitale per applicazioni sensibili a specifiche bande spettrali UV.

4.6 Curva di Derating

La curva di derating fornisce la massima corrente diretta continua ammissibile in base alla temperatura misurata al pad di saldatura (lato anodo). All'aumentare della temperatura del pad di saldatura, la corrente operativa massima sicura deve essere ridotta per evitare di superare la temperatura massima di giunzione di 110°C. Questa curva è essenziale per progettare sistemi affidabili, specialmente in ambienti ad alta temperatura.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni Meccaniche

Il package del LED ha un ingombro rettangolare di 2.8mm x 3.5mm. Disegni dimensionali dettagliati specificano il posizionamento esatto dei pad di saldatura, la geometria della lente e la posizione del pad termico. Il pad termico è indicato come collegato elettricamente al catodo. Le tolleranze dimensionali standard sono ±0.2mm salvo diversa indicazione. Una nota critica di manipolazione avverte di non applicare forza sulla lente, poiché ciò può causare il guasto del dispositivo.

5.2 Design del PAD di Saldatura e Polarità

Il diagramma del pattern di saldatura identifica chiaramente i pad dell'anodo e del catodo. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio. Il design include un pad termico centrale per facilitare il trasferimento di calore dal die del LED al circuito stampato (PCB).

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Processo di Saldatura a Rifusione

Questa serie di LED UVA è adatta per i processi di assemblaggio standard SMT (Surface-Mount Technology). Le linee guida chiave includono:

• La saldatura a rifusione non dovrebbe essere eseguita più di due volte sullo stesso dispositivo per evitare stress termico.
• Lo stress meccanico sul corpo del LED durante la fase di riscaldamento della saldatura deve essere minimizzato.
• Il circuito stampato non deve essere piegato o flesso dopo che i LED sono stati saldati.
• Se viene utilizzato un adesivo, il suo processo di polimerizzazione deve seguire profili standard del forno compatibili con il componente.

Viene suggerito un tipico profilo di saldatura a rifusione, mostrando la relazione tempo-temperatura raccomandata per le fasi di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento per garantire una saldatura affidabile senza danneggiare il LED.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordine

7.1 Imballaggio in Nastro e Bobina

Per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place, i LED sono forniti su nastro portatore goffrato avvolto su bobine. La quantità di imballaggio standard è di 2000 pezzi per bobina. Vengono forniti disegni dimensionali dettagliati per le tasche del nastro portatore e per la bobina stessa, con tolleranze tipiche di ±0.1mm.

7.2 Sensibilità all'Umidità e Conservazione

I componenti sono imballati in sacchetti barriera resistenti all'umidità per prevenire l'assorbimento di umidità atmosferica, che potrebbe causare "popcorning" (crepe nel package) durante il processo di rifusione ad alta temperatura. Una volta aperto il sacchetto sigillato, i componenti dovrebbero essere utilizzati entro un periodo di tempo specificato o sottoposti a "baking" secondo le linee guida standard IPC/JEDEC prima della saldatura.

7.3 Nomenclatura del Prodotto (Codice d'Ordine)

Il codice d'ordine completo è una stringa strutturata che codifica tutte le specifiche chiave. Ad esempio:UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2Tsi scompone come segue:

• UVA2835TZ0112:Numero di parte base (UVA, package 2835, materiale PCT, con Zener, 1 chip, angolo 120°).
• P:Orientamento del chip (lato P verso l'alto).
• UA:Codice dell'indice di resa cromatica (UVA).
• 6570:Codice dell'intervallo di lunghezza d'onda.
• 120:Codice della specifica del flusso radiante massimo.
• X38:Intervallo della tensione diretta (3.2V-3.8V).
• 060:Corrente diretta nominale (60mA).
• 2:Tipo di imballaggio (2.000 pezzi per bobina).
• T:Codice dell'imballaggio a nastro.

7.4 Spiegazione dell'Etichetta

L'etichetta della bobina contiene diversi campi per la tracciabilità e l'identificazione:

• P/N:Il numero di produzione del produttore.
• QTY:La quantità di componenti sulla bobina.
• CAT / HUE / REF:Codici rispettivamente per il bin del Flusso Radiante, del Colore (Lunghezza d'onda) e della Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di lotto di produzione per la tracciabilità.

8. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

8.1 Gestione Termica

Data la resistenza termica di 25°C/W e l'impatto negativo della temperatura sull'emissione e sulla lunghezza d'onda, un efficace dissipazione del calore è fondamentale. I progettisti dovrebbero:

• Utilizzare un PCB con un pattern di land termico dedicato collegato a piani di massa interni o ampie aree di rame.
• Incorporate multiple via termiche sotto il pad termico del LED per condurre il calore verso altri strati del PCB o un dissipatore esterno.
• Fare riferimento alla curva di derating per assicurarsi che la corrente operativa sia appropriata per la temperatura massima attesa del pad di saldatura nell'applicazione.

8.2 Pilotaggio Elettrico

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Un circuito driver a corrente costante è fortemente raccomandato rispetto a una semplice resistenza in serie o a una sorgente di tensione, specialmente per un'emissione costante e una lunga durata. Il driver dovrebbe essere progettato per fornire una corrente stabile di 60mA (o una corrente inferiore secondo i requisiti di derating) e deve essere in grado di sopportare l'intervallo di tensione diretta da 3.2V a 3.8V.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un fascio ampio. Per applicazioni che richiedono luce UV focalizzata o collimata, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti o riflettori). Il materiale di queste ottiche deve essere trasparente alle lunghezze d'onda UVA (ad es., vetro specializzato o plastiche stabili ai raggi UV come il PMMA).

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto alle vecchie lampade UV a foro passante o ai package SMD più grandi, questo LED UVA 2835 offre vantaggi significativi:

• Dimensioni e Integrazione:L'ingombro compatto 2835 consente un posizionamento ad alta densità e l'integrazione in dispositivi moderni più piccoli.
• Efficienza:L'alta efficacia radiante porta a un minor consumo energetico e a una ridotta generazione di calore per una data emissione luminosa.
• Durata:I LED allo stato solido hanno tipicamente una durata operativa molto più lunga delle tradizionali lampadine UV.
• Accensione/Spegnimento Istantaneo:I LED raggiungono la piena emissione istantaneamente, a differenza di alcune lampadine che richiedono tempo di riscaldamento.
• Ambientale:La conformità a RoHS, Halogen-Free e REACH soddisfa rigorose normative ambientali globali.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra flusso radiante (mW) e flusso luminoso (lm)?

Il flusso luminoso (misurato in lumen) è ponderato dalla sensibilità dell'occhio umano (visione fotopica). Il flusso radiante (misurato in watt) è la potenza ottica totale emessa, indipendentemente dalla visibilità. Poiché la luce UVA è in gran parte invisibile all'uomo, le sue prestazioni sono correttamente specificate in flusso radiante (mW).

10.2 Perché è necessario un driver a corrente costante?

La tensione diretta di un LED varia con la temperatura e da unità a unità (come si vede nel binning). Una sorgente di tensione costante causerebbe grandi variazioni di corrente, portando a un'emissione luminosa incoerente e potenziali danni da sovracorrente. Una sorgente di corrente costante garantisce prestazioni stabili e prevedibili.

10.3 Posso pilotare questo LED alla sua corrente massima di 120mA?

Il Valore Massimo Assoluto di 120mA è un limite di stress, non una condizione operativa raccomandata. Il funzionamento continuo a questa corrente genererebbe calore eccessivo, probabilmente superando la temperatura massima di giunzione a meno che non venga utilizzata una soluzione di raffreddamento eccezionale. La corrente operativa raccomandata è di 60mA, come definito nella tabella delle caratteristiche elettriche. La curva di derating deve essere consultata per qualsiasi funzionamento al di sopra della temperatura ambiente.

10.4 Come interpreto i codici di binning quando ordino?

Seleziona i bin in base ai requisiti minimi della tua applicazione. Ad esempio, se il tuo sistema necessita di almeno 90mW di emissione UV, dovresti specificare i bin R7, R8, R9 o S1. Se il tuo circuito driver ha vincoli di tensione stringenti, potresti dover specificare un particolare bin di tensione diretta (ad es., 3234). Il codice d'ordine completo incorpora queste selezioni di bin.

11. Studio di Caso di Progetto e Utilizzo

11.1 Caso: Rilevatore Portatile di Banconote False UV

Obiettivo di Progetto:Creare un dispositivo portatile, alimentato a batteria, per controllare le banconote.

Implementazione:Un array di 4-6 di questi LED UVA può essere pilotato in serie da un piccolo ed efficiente convertitore boost/driver a corrente costante alimentato da una batteria Li-ion da 3.7V. L'ampio angolo del fascio di 120° elimina la necessità di ottiche complesse, consentendo un semplice posizionamento dietro una finestra trasmissiva ai raggi UV. Le dimensioni compatte 2835 mantengono il PCB piccolo. La gestione termica è meno critica qui a causa dell'uso intermittente e di breve durata tipico di tale dispositivo. Il progettista selezionerebbe un bin di flusso radiante (ad es., R7 o superiore) per garantire un'intensità di illuminazione adeguata.

12. Introduzione al Principio Tecnico

I LED UVA operano sul principio dell'elettroluminescenza nei materiali semiconduttori. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n del chip LED, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica lunghezza d'onda di questi fotoni (in questo caso, 365-370nm) è determinata dall'energia del bandgap dei materiali semiconduttori utilizzati nella costruzione del chip, tipicamente coinvolgendo nitruro di alluminio gallio (AlGaN) o simili composti III-nitruro. La radiazione UVA emessa non è visibile all'occhio umano ma può causare fluorescenza in certi materiali e avviare reazioni fotochimiche, che è la base per le sue applicazioni nella polimerizzazione e nel rilevamento.

13. Tendenze Tecnologiche

Il campo dei LED UV sta avanzando rapidamente. Le tendenze chiave includono:

• Aumento dell'Efficacia:La ricerca in corso mira a migliorare l'efficienza wall-plug (potenza ottica in uscita / potenza elettrica in ingresso) dei LED UVA, riducendo il consumo energetico e il carico termico.
• Lunghezze d'Onda più Corte:Lo sviluppo continua verso LED UVB e UVC affidabili ed efficienti per applicazioni nella sterilizzazione, terapia medica e sensori.
• Maggiore Densità di Potenza:I miglioramenti nel design del chip e nella gestione termica del package stanno abilitando singoli dispositivi con un'emissione di flusso radiante più elevata.
• Miglioramento della Durata e dell'Affidabilità:I progressi nei materiali e nel packaging stanno estendendo la durata operativa dei LED UV, rendendoli adatti per applicazioni industriali più impegnative.
• Riduzione dei Costi:Con l'aumento dei volumi di produzione e la maturazione dei processi, il costo per milliwatt di emissione UV continua a diminuire, aprendo nuove applicazioni di mercato.