LTPL-C034UVG365 UV LED 데이터시트 - 365nm 피크 파장 - 3.8V 전형 - 4.4W 최대 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 제품은 고체 상태 UV 광원이 필요한 까다로운 응용 분야를 위해 설계된 고출력 자외선 발광 다이오드입니다. 이는 LED 기술에 내재된 긴 작동 수명과 신뢰성을 상당한 복사 출력과 결합하여 기존 UV 기술에 대한 에너지 효율적인 대안을 제공합니다.

핵심 장점:

• IC 호환성:전자 회로 및 제어 시스템에 쉽게 통합되도록 설계되었습니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 RoHS를 준수하며 무연 공정으로 제조됩니다.
• 운영 효율성:수은 램프와 같은 기존 UV 광원에 비해 낮은 운영 비용을 제공합니다.
• 유지보수 감소:고체 상태 특성과 긴 수명으로 인해 유지보수 요구사항과 관련 비용이 크게 감소합니다.
• 설계 자유도:기존 UV 램프 기술에 의해 제약받았던 새로운 폼 팩터와 응용 설계를 가능하게 합니다.

목표 시장:이 LED는 잉크, 접착제, 코팅의 UV 경화 및 신뢰할 수 있고 오래 지속되는 365nm UV 광원이 필요한 산업, 의료, 분석 장비의 기타 일반적인 UV 응용 분야를 주로 대상으로 합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계 또는 그 근처에서 장시간 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• DC 순방향 전류 (If):1000 mA (최대 연속 전류).
• 전력 소비 (Po):4.4 W (최대 전력 소산).
• 작동 온도 범위 (Topr):-40°C ~ +85°C (정상 작동을 위한 주변 온도 범위).
• 보관 온도 범위 (Tstg):-55°C ~ +100°C (비작동 상태 보관 온도 범위).
• 접합 온도 (Tj):125°C (반도체 접합부에서 허용되는 최대 온도).

중요 참고사항:역바이어스 조건에서 장시간 작동하면 부품 고장으로 이어질 수 있습니다.

2.2 전기광학적 특성 (Ta=25°C)

이는 표준 시험 조건 (순방향 전류, If = 700mA)에서 측정된 전형적인 성능 매개변수입니다.

• 순방향 전압 (Vf):3.8 V (전형), 범위는 3.2 V (최소) ~ 4.4 V (최대). 이 매개변수는 드라이버 설계에 매우 중요합니다.
• 복사 플럭스 (Φe):1300 mW (전형), 범위는 1050 mW (최소) ~ 1545 mW (최대). 이는 UV 스펙트럼의 총 광 출력을 측정합니다.
• 피크 파장 (λp):365nm 영역에 중심을 두며, 빈 범위는 360nm ~ 370nm입니다. 이는 주요 UV 방출 피크를 정의합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130° (전형). 이는 넓은 방사 패턴을 나타냅니다.
• 열저항 (R_thjs):5.1 °C/W (전형, 접합부-솔더 지점). 낮은 값은 칩에서 보드로의 열 전달이 더 좋음을 나타내며, 이는 성능과 수명 유지에 중요합니다.

2.3 열적 특성

효과적인 열 관리는 LED 성능과 신뢰성에 매우 중요합니다. 5.1°C/W의 열저항은 소산되는 전력 1와트당 접합 온도가 얼마나 상승하는지를 지정합니다. 접합 온도를 안전한 한계(125°C 미만) 내로 유지하려면, 특히 최대 전류 700mA 또는 1000mA에서 작동할 때 적절한 방열판 및 PCB 열 설계가 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

응용 성능의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 분류(빈닝)됩니다. 빈 코드는 포장에 표시됩니다.

3.1 순방향 전압 (Vf) 빈닝

LED는 700mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 그룹화됩니다.

• V1 빈:3.2V ~ 3.6V
• V2 빈:3.6V ~ 4.0V
• V3 빈:4.0V ~ 4.4V

허용 오차: ±0.1V. 특정 빈을 선택하면 더 균일한 드라이버 회로 설계에 도움이 될 수 있습니다.

3.2 복사 플럭스 (mW) 빈닝

LED는 700mA에서의 광 출력에 따라 분류됩니다. 이는 일관된 UV 강도가 필요한 응용 분야에 중요합니다.

• PR 빈:1050 mW ~ 1135 mW
• RS 빈:1135 mW ~ 1225 mW
• ST 빈:1225 mW ~ 1325 mW
• TU 빈:1325 mW ~ 1430 mW
• UV 빈:1430 mW ~ 1545 mW

허용 오차: ±10%.

3.3 피크 파장 (Wp) 빈닝

LED는 피크 방출 파장에 따라 분류됩니다.

• P3M 빈:360 nm ~ 365 nm
• P3N 빈:365 nm ~ 370 nm

허용 오차: ±3nm. 이는 특정 UV 파장에 민감한 공정을 위한 선택을 가능하게 합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 상대 복사 플럭스 대 순방향 전류

이 곡선은 복사 플럭스가 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않음을 보여줍니다. 열 효과 증가와 효율 저하로 인해 더 높은 전류에서 포화되는 경향이 있습니다. 전형적인 700mA에서 작동하면 출력과 효율의 좋은 균형을 제공합니다.

4.2 상대 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 LED의 협대역 방출 특성을 확인시켜 주며, 365nm 근처에 지배적인 피크와 최소의 사이드밴드 방출을 보입니다. 이는 과도한 열이나 원치 않는 파장 없이 특정 UV 활성화가 필요한 공정에 유리합니다.

4.3 방사 패턴

방사 특성 다이어그램은 넓은 130도 시야각을 보여주며, LED 중심축에서 각도의 함수로서의 강도 분포를 나타냅니다. 이 패턴은 균일한 커버리지를 위한 조명 광학 설계에 중요합니다.

4.4 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 기본 곡선은 다이오드의 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. "무릎" 전압은 약 3V입니다. 작은 전압 변화가 큰 전류 변화를 일으킬 수 있으므로 안정적인 작동을 보장하기 위해 드라이버는 전류원이어야 합니다.

4.5 상대 복사 플럭스 대 접합 온도

이 중요한 곡선은 상승하는 접합 온도가 광 출력에 미치는 부정적인 영향을 보여줍니다. Tj가 증가함에 따라 복사 플럭스는 감소합니다. 이는 LED의 수명 동안 일관된 성능을 유지하기 위해 효과적인 열 관리의 필요성을 강조합니다.

4.6 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 또는 케이스 온도의 함수로서 최대 허용 순방향 전류를 지정합니다. 최대 접합 온도를 초과하지 않도록 하기 위해, 더 높은 온도 환경에서 작동할 때 구동 전류를 줄여야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

본 소자는 특정 표면 실장 패키지 풋프린트를 가집니다. 주요 치수 허용 오차는 다음과 같습니다:

• 일반 치수: ±0.2mm
• 렌즈 높이 및 세라믹 기판 길이/폭: ±0.1mm

열 패드(일반적으로 방열용)는 애노드 및 캐소드 전기 패드와 전기적으로 절연(중성)되어 있습니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적절한 솔더링, 열 전달 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB용 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 신뢰할 수 있는 조립을 위해 이 레이아웃을 준수하는 것이 권장됩니다.

5.3 극성 식별

데이터시트에는 애노드와 캐소드 단자를 식별하기 위한 표시 또는 다이어그램이 포함되어 있습니다. 올바른 극성 연결은 소자 작동에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

리플로우 솔더링을 위한 상세한 온도-시간 프로파일이 제공됩니다. 주요 매개변수에는 피크 패키지 본체 온도 및 특정 상승/냉각 속도가 포함됩니다. 참고사항은 다음을 강조합니다:

• 급속 냉각 공정을 피하십시오.
• 가능한 가장 낮은 솔더링 온도를 사용하십시오.
• 프로파일은 사용된 솔더 페이스트에 따라 조정이 필요할 수 있습니다.
• 딥 솔더링은 권장되지 않거나 보증되지 않습니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 권장 최대 조건은 최대 2초 동안 300°C이며, 이는 소자당 한 번만 수행되어야 합니다.

6.3 세척

세척에는 이소프로필 알코올(IPA)과 같은 알코올 기반 용제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동화 조립을 위해 엠보싱된 캐리어 테이프와 릴에 공급됩니다.

• 테이프 포켓 및 릴에 대한 상세 치수가 제공됩니다.
• 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 7인치 릴은 최대 500개를 수용할 수 있습니다.
• 포장은 EIA-481-1-B 표준을 준수합니다.

8. 응용 제안

8.1 전형적인 응용 시나리오

• UV 경화:인쇄, 전자 조립 및 치과 응용 분야에서 잉크, 코팅, 접착제 및 수지의 경화.
• 형광 여기:검사, 인증 또는 분석을 위해 재료를 형광 발광하게 합니다.
• 소독:365nm는 최적의 살균 파장(UVC)은 아니지만, 일부 광화학 공정에 사용될 수 있습니다.
• 의료 치료:특정 광선 요법 치료.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:안정적인 작동과 열 폭주를 방지하기 위해 항상 정전압원이 아닌 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 열 관리:고전류 또는 고주변 온도에서 작동할 경우 적절한 열 비아, 구리 면적을 갖춘 PCB를 설계하고 외부 방열판을 고려하십시오.
• 광학:특정 응용 분야를 위해 넓은 빔 각도를 평행 광선으로 만들거나 형성하기 위해 렌즈 또는 반사경이 필요할 수 있습니다.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 중 표준 ESD 처리 주의사항을 구현하십시오.
• 눈 및 피부 안전:365nm UV-A 방사선은 유해할 수 있습니다. 최종 제품에 적절한 차폐, 연동 장치 및 사용자 경고를 구현하십시오.

9. 신뢰성 및 시험

본 제품은 포괄적인 신뢰성 시험을 거치며, 시험된 샘플 크기에서 실패가 없는 결과를 보여줍니다. 시험에는 다음이 포함됩니다:

• 저온, 상온 및 고온 작동 수명 (LTOL, RTOL, HTOL).
• 습고 작동 수명 (WHTOL).
• 열 충격 (TMSK).
• 솔더링 열 저항 (리플로우).
• 솔더링성 시험.

실패 기준은 초기값 대비 순방향 전압(±10%) 및 복사 플럭스(±30%)의 변화로 정의됩니다. 이러한 시험은 산업 응용 분야에 대한 제품의 견고성을 검증합니다.

10. 기술 비교 및 동향

10.1 기존 UV 광원 대비 장점

수은 증기 UV 램프와 비교하여, 이 LED는 다음을 제공합니다:

• 즉시 켜기/끄기:예열 또는 냉각 시간이 필요 없습니다.
• 더 긴 수명:램프의 수천 시간 대비 수만 시간.
• 더 높은 효율:입력 전력 와트당 더 많은 UV 출력.
• 소형 크기 및 설계 유연성:더 작고 혁신적인 장비를 가능하게 합니다.
• 수은 없음:환경적으로 더 안전한 폐기.
• 정밀한 파장:협대역 스펙트럼 출력으로 특정 광개시제를 대상으로 합니다.

10.2 개발 동향

UV LED 시장은 다음과 같은 동향에 의해 주도됩니다:

• 더 높은 복사 플럭스:단일 발광소자 및 모듈에서 증가하는 전력 밀도.
• 개선된 월플러그 효율 (WPE):주어진 광 출력에 대해 열 발생 감소.
• 복사 와트당 더 낮은 비용:더 많은 응용 분야에 대해 LED 솔루션을 경제적으로 실행 가능하게 만듭니다.
• UVC 대역으로의 확장:직접 살균(265nm-280nm) 응용 분야를 위한 것이지만, 본 제품은 UV-A 대역에 있습니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 데이터 기반)

11.1 어떤 구동 전류를 사용해야 합니까?

전기광학적 특성은 700mA에서 지정되며, 이는 균형 잡힌 성능과 수명을 위한 권장 전형 작동 전류입니다. 절대 최대치인 1000mA까지 구동할 수 있지만, 이는 예외적인 열 관리가 필요하며 수명을 단축시킬 수 있습니다. 온도에 따른 전류 제한에 대해서는 항상 디레이팅 곡선을 참조하십시오.

11.2 빈 코드를 어떻게 해석해야 합니까?

빈 코드는 귀하가 일관된 성능의 LED를 받도록 보장합니다. 예를 들어, "TU" 플럭스 빈과 "P3N" 파장 빈에서 주문하면 1325-1430 mW 출력 및 365-370 nm 피크 파장을 가진 소자가 보장됩니다. 시스템 성능을 보장하기 위해 응용 분야에 필요한 빈을 지정하십시오.

11.3 열 관리가 얼마나 중요합니까?

매우 중요합니다. 접합 온도는 광 출력(상대 플럭스 대 Tj 곡선 참조) 및 장기 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 최대 접합 온도 125°C를 초과하면 열화를 가속화하고 빠른 고장을 일으킬 수 있습니다. 5.1°C/W 열저항 값은 필요한 방열판을 계산하는 데 핵심입니다.

11.4 이 LED에 전압원을 사용할 수 있습니까?

아니요. LED는 전류 구동 소자입니다. 그들의 순방향 전압에는 허용 오차가 있으며 온도에 따라 변합니다. 정전압원은 제어되지 않은 전류를 초래하여 최대 정격을 초과하고 LED를 파괴할 가능성이 높습니다. 정전류 드라이버 또는 전류 제한 회로가 필수적입니다.

12. 실용적 설계 및 사용 사례

시나리오: UV 스팟 경화 시스템 설계

1. 요구사항:치과용 접착제 경화를 위한 핸드헬드 장치로, 10초 주기 동안 일관된 강도의 집중된 365nm UV 스팟이 필요합니다.
2. LED 선택:높은 복사 플럭스와 적절한 파장으로 인해 이 365nm LED가 선택되었습니다.
3. 드라이버 설계:700mA로 설정된 소형, 배터리 구동 정전류 드라이버가 개발되었으며, 10초 펄스를 위한 타이머 회로가 있습니다.
4. 열 설계:LED는 핸드헬드 도구 본체 내부의 작은 금속 코어 PCB(MCPCB)에 장착되어 방열판 역할을 합니다. 듀티 사이클(10초 켜짐, 50초 꺼짐)은 열 축적을 관리하는 데 도움이 됩니다.
5. 광학 설계:넓은 130° 빔을 작업 거리에서 더 작고 강렬한 스팟으로 초점을 맞추기 위해 LED 위에 간단한 평행 광선 렌즈가 배치됩니다.
6. 결과:치과 의사에게 예열 지연 없이 크기, 속도 및 수명 면에서 오래된 전구 기반 시스템을 능가하는 신뢰할 수 있는 즉시 켜지는 경화 도구입니다.

13. 동작 원리

이 소자는 반도체 광원입니다. 애노드와 캐소드에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 칩(일반적으로 UV 방출을 위한 AlGaN 또는 InGaN과 같은 재료 기반)의 활성 영역 내에서 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 사용된 반도체 재료의 특정 밴드갭 에너지는 방출된 광자의 파장을 결정하며, 이 경우 약 365나노미터의 자외선-A 스펙트럼에 있습니다. 넓은 시야각은 패키지 설계와 칩 위의 기본 렌즈의 결과입니다.