Scheda Tecnica LED UVA ELUA2835TG0 - Package 2.8x3.5mm - Tensione Diretta 3.0-4.0V - 150mA - Lunghezza d'Onda Picco 360-400nm - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie ELUA2835TG0 rappresenta un diodo emettitore di luce ultravioletta-A (UVA) compatto e ad alte prestazioni, progettato per applicazioni a montaggio superficiale (SMT). Questo prodotto è concepito per offrire alta efficienza e funzionamento affidabile in un ingombro minimo, rendendolo adatto all'integrazione in progetti con vincoli di spazio.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono il basso consumo energetico, l'ampio angolo di visione di 100 gradi e il fattore di forma compatto di 2.8mm per 3.5mm. Incorpora una protezione integrata contro le scariche elettrostatiche (ESD) fino a 2KV, migliorando la robustezza durante la manipolazione e l'assemblaggio. Il dispositivo è pienamente conforme alle normative RoHS, senza piombo, REACH UE e privo di alogeni (con Bromo <900ppm, Cloro <900ppm, Br+Cl <1500ppm), rendendolo adatto ai mercati globali con severi requisiti ambientali. Le sue applicazioni target sono principalmente nello spettro UVA, inclusi l'essiccazione di smalti per unghie UV, sistemi di rilevamento di contraffazioni e dispositivi per la cattura di insetti.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione oggettiva e dettagliata dei principali parametri tecnici specificati nella scheda dati.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è valutato per una corrente diretta continua massima (I_F) di 180mA, sebbene sia tipicamente operato a 150mA. La temperatura massima di giunzione (T_J) è di 90°C, un parametro critico per la progettazione della gestione termica. La resistenza termica da giunzione ad ambiente (R_th) è specificata come 15°C/W. L'intervallo di temperatura di funzionamento e conservazione è da -40°C a +85°C, indicando l'idoneità per ambienti severi.

2.2 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

La nomenclatura del prodotto rivela specifiche dettagliate. Ad esempio, un tipico numero di parte ELUA2835TG0-P6070SC53040150-VA1D(CM) indica una lunghezza d'onda di picco nell'intervallo 360-370nm (P6070) con un flusso radiante minimo di 210mW (bin SC3), un valore tipico di 240mW e un massimo di 270mW. La sua tensione diretta (V_F) è specificata tra 3.0V e 4.0V a 150mA. Un'altra variante, ELUA2835TG0-P9000SC13040150-VA1D(CM), è destinata alla lunghezza d'onda 390-400nm con caratteristiche elettriche simili ma un flusso radiante tipico leggermente superiore di 250mW.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il produttore utilizza un sistema di binning preciso per garantire la coerenza e consentire flessibilità di progettazione.

3.1 Binning del Flusso Radiante

Il flusso radiante è categorizzato in bin come SC3 (210-250mW), SC5 (250-270mW), SC7 (270-300mW) e SC9 (300-330mW). Le misurazioni hanno una tolleranza di ±10%. I progettisti possono selezionare i bin in base all'output ottico richiesto per la loro applicazione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda di Picco

La lunghezza d'onda è strettamente controllata. Per la regione dei 365nm, i bin sono W36A (360-365nm) e W36B (365-370nm). Per la regione dei 395nm, i bin sono W39A (390-395nm) e W39B (395-400nm). La tolleranza di misura è ±1nm.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin con incrementi di 0.1V da 3.0V a 4.0V (es. 3031 per 3.0-3.1V, 3132 per 3.1-3.2V, ecc.). Ciò consente un migliore accoppiamento di corrente quando più LED sono utilizzati in serie. La tolleranza di misura è ±2%.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fornisce diversi grafici che caratterizzano le prestazioni in condizioni variabili. Tutte le curve sono fornite per entrambe le varianti 365nm e 395nm a una temperatura del substrato di 25°C, salvo diversa indicazione.

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva IV)

Il grafico mostra una relazione non lineare tipica dei diodi. La tensione diretta aumenta con la corrente. Al valore nominale di 150mA, V_Fè di circa 3.4V per il LED 365nm e leggermente superiore per il LED 395nm. Questa informazione è cruciale per la progettazione del driver.

4.2 Flusso Radiante Relativo vs. Corrente Diretta

Il flusso in uscita aumenta con la corrente ma mostra segni di saturazione a correnti più elevate, in particolare per il LED 395nm. L'operazione a 150mA sembra essere in una regione efficiente prima di un significativo calo di efficienza.

4.3 Distribuzione Spettrale Relativa

I grafici mostrano picchi di emissione stretti centrati attorno a 365nm e 395nm, confermando l'emissione UVA. C'è un'emissione di luce visibile minima, desiderabile per applicazioni UV pure.

4.4 Dipendenza dalla Temperatura

I parametri chiave sono tracciati in funzione della temperatura del substrato a una corrente fissa di 150mA. Il flusso radiante relativo diminuisce all'aumentare della temperatura, con il LED 365nm che mostra un effetto di quenching termico più pronunciato. La tensione diretta diminuisce linearmente con l'aumento della temperatura. La lunghezza d'onda di picco si sposta verso lunghezze d'onda maggiori (red-shift) con l'aumento della temperatura.

4.5 Curva di Derating

Un grafico critico mostra la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura del substrato. All'aumentare della temperatura, la massima corrente sicura diminuisce linearmente. Questa curva deve essere seguita per garantire che la temperatura di giunzione non superi i 90°C e per mantenere l'affidabilità a lungo termine.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Disegno Dimensionale

Il disegno meccanico specifica una dimensione del package di 2.8mm (lunghezza) per 3.5mm (larghezza). È definita anche l'altezza della lente. Le tolleranze sono ±0.2mm salvo diversa indicazione. Il disegno identifica chiaramente i pad dell'anodo e del catodo. Una nota critica specifica che il pad termico è collegato elettricamente al catodo. I progettisti devono tenerne conto nel layout del PCB per evitare cortocircuiti.

5.2 Manipolazione e Polarità

Un avviso specifico sconsiglia di manipolare il dispositivo dalla lente, poiché lo stress meccanico può causare guasti. La polarità è segnata sul dispositivo stesso e corrisponde al layout dei pad nel disegno.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Processo di Rifusione (Reflow)

Il LED è adatto per i processi standard di rifusione SMT. La scheda tecnica fornisce un grafico generico del profilo di rifusione che indica le zone di temperatura. Raccomandazioni chiave includono: evitare più di due cicli di rifusione, minimizzare lo stress meccanico sul LED durante il riscaldamento e non piegare il PCB dopo la saldatura. Questi passaggi sono essenziali per prevenire il cedimento della saldatura o danni al die interno e ai fili di connessione.

7. Confezionamento e Informazioni per l'Ordine

7.1 Nastro Porta-Componenti e Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato. Le dimensioni del nastro sono fornite nella scheda tecnica. Una bobina standard contiene 2000 pezzi, tipica per le linee di assemblaggio automatizzate pick-and-place.

7.2 Decodifica della Nomenclatura del Prodotto

La struttura dettagliata del numero di parte è pienamente spiegata. Codifica il produttore, lo spettro (UVA), la dimensione del package (2835), il materiale del package (PCT), il rivestimento (Ag), l'angolo di visione (100°), il codice della lunghezza d'onda di picco, il bin del flusso radiante, l'intervallo della tensione diretta (3.0-4.0V), la corrente diretta (150mA), il tipo di chip (Verticale), la dimensione del chip (15mil), la quantità di chip (1) e il tipo di processo (Dispensing). Ciò consente una specifica precisa durante l'ordine.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Polimerizzazione Smalti Unghie UV:Le lunghezze d'onda 365nm e 395nm sono efficaci per polimerizzare gli smalti gel. La luce a 395nm è più visibile (viola-blu) e può polimerizzare leggermente più lentamente gli strati superficiali, mentre i 365nm sono più "invisibili" e penetrano più in profondità.
Rilevamento Contraffazioni:Molte caratteristiche di sicurezza, inchiostri e carte fluorescono sotto specifiche lunghezze d'onda UVA. Questi LED possono illuminare tali caratteristiche per la verifica.
Trappole per Insetti:Molti insetti volanti sono attratti dalla luce UVA. Questi LED possono fungere da esca in dispositivi elettronici per eliminare insetti o trappole di monitoraggio.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:Con una resistenza termica di 15°C/W e una T_Jmax di 90°C, un adeguato dissipatore di calore tramite il pad termico/catodo è essenziale, specialmente quando si opera ad alte temperature ambientali o correnti.
• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare un driver a corrente costante impostato a 150mA (o inferiore secondo la curva di derating) per garantire un'uscita stabile e longevità. Il bin della tensione diretta dovrebbe essere considerato per configurazioni in serie.
• Progettazione Ottica:L'ampio angolo di visione di 100 gradi fornisce un'illuminazione diffusa. Per fasci focalizzati, potrebbero essere necessarie ottiche secondarie.
• Precauzioni ESD:Sebbene valutato per ESD 2KV, durante l'assemblaggio dovrebbero comunque essere seguite le procedure standard di manipolazione ESD.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Sebbene la scheda tecnica non confronti direttamente con altri prodotti, si possono dedurre i principali fattori di differenziazione di questa serie. La combinazione di un footprint standard 2835 (compatibile con molti progetti esistenti), protezione ESD integrata e conformità a molteplici standard ambientali offre una soluzione bilanciata. La disponibilità di due distinte lunghezze d'onda di picco (365nm e 395nm) all'interno dello stesso package meccanico fornisce flessibilità applicativa. La struttura dettagliata del binning consente un'elevata coerenza nella produzione di massa.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 180mA in modo continuo?
R: No. Il Valore Massimo Assoluto di 180mA è un limite di stress, non una condizione operativa. La corrente operativa nominale è 150mA. Il funzionamento continuo a 180mA probabilmente supererebbe la temperatura massima di giunzione e ridurrebbe la durata di vita.

D: Qual è la differenza tra il pad termico e i pad elettrici?
R: Il pad termico è collegato elettricamente al catodo. Ciò significa che il tuo layout PCB deve collegare il pad termico alla stessa rete del pad catodo. Non può essere utilizzato come dissipatore di calore isolato.

D: Come scelgo tra la lunghezza d'onda 365nm e 395nm?
R: Dipende dalla sensibilità spettrale della tua applicazione. 395nm è più vicino alla luce viola visibile ed è spesso usato dove è accettabile un segnale visibile (es. lampade per unghie). 365nm è UVA più profondo, più "invisibile", e può essere migliore per applicazioni che richiedono UV puri o dove materiali specifici fluorescono più fortemente a quella lunghezza d'onda.

D: Cosa significa la "Curva di Derating" per il mio progetto?
R: Definisce la massima corrente operativa sicura a diverse temperature ambiente/del circuito stampato. Ad esempio, se la temperatura del PCB nel punto di montaggio del LED raggiunge gli 80°C, la corrente massima ammissibile scende significativamente al di sotto dei 150mA. Devi progettare il tuo sistema per rimanere al di sotto di questa curva.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di una Penna Compatta per Ispezione UV.Un progettista necessita di un dispositivo portatile per controllare banconote. Seleziona l'ELUA2835TG0 per le sue piccole dimensioni e la valutazione ESD 2KV (importante per un dispositivo portatile). Sceglie la variante 365nm per una forte fluorescenza sui fili di sicurezza. Progetta un PCB semplice con una batteria a bottone, una resistenza limitatrice di corrente impostata per ~100mA (per estendere la durata della batteria e rimanere entro limiti sicuri senza raffreddamento attivo) e un interruttore. Il pad termico è collegato alla traccia del catodo, che è resa il più ampia possibile sul PCB per fungere da dissipatore di calore. L'ampio angolo di visione elimina la necessità di una lente, semplificando l'assemblaggio.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

I LED UVA operano sul principio dell'elettroluminescenza nei materiali semiconduttori. Quando una tensione diretta è applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda specifica di questi fotoni (nell'intervallo UVA, 315-400nm) è determinata dall'energia della banda proibita dei materiali semiconduttori utilizzati nel chip LED, tipicamente coinvolgendo nitruro di gallio e alluminio (AlGaN) o composti simili. La struttura a chip verticale menzionata nel numero di parte spesso si riferisce a un progetto in cui la corrente elettrica scorre verticalmente attraverso il chip, il che può offrire vantaggi nella diffusione della corrente e nelle prestazioni termiche rispetto alle strutture laterali.

13. Tendenze di Sviluppo

Il mercato dei LED UVA è guidato dalle tendenze verso la miniaturizzazione, l'aumento dell'efficienza (maggiore flusso radiante per watt elettrico) e il miglioramento dell'affidabilità. C'è uno sviluppo in corso per spingere le lunghezze d'onda più in profondità negli intervalli UVB e UVC per applicazioni di sterilizzazione, ma l'UVA rimane cruciale per la polimerizzazione, il rilevamento e l'illuminazione speciale. L'integrazione dei LED UVA con sensori e driver intelligenti per il controllo a ciclo chiuso dell'intensità è una tendenza emergente. Inoltre, i progressi nei materiali del package stanno continuamente migliorando la resistenza al degrado indotto dai raggi UV, che è un fattore chiave per le prestazioni a lungo termine nelle applicazioni UVA dove il package stesso è esposto alla propria radiazione emessa.