LTPL-C034UVD405 자외선 LED 사양서 - 3.5x3.5x1.6mm - 정격 전압 3.5V - 방사 플럭스 460-700mW - 피크 파장 405nm - 중국어 기술 문서

1. 제품 개요

C03 UV 제품 시리즈는 UV 경화 및 일반 자외선 응용 분야를 위해 특별히 설계된 고급, 에너지 효율적인 광원을 대표합니다. 이 기술은 발광 다이오드 고유의 긴 수명과 높은 신뢰성, 그리고 기존 자외선 광원이 갖는 높은 휘도 수준을 융합했습니다. 이러한 융합은 상당한 설계 유연성을 제공하며, 고체 자외선 조명이 기존의 노후되고 비효율적인 자외선 기술을 대체할 수 있는 새로운 길을 열었습니다.

1.1 핵심 경쟁력 및 목표 시장

본 제품은 정밀하고, 신뢰할 수 있으며, 효율적인 자외선 방출이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 주요 장점은 다음과 같습니다: 집적 회로 구동 시스템과 완벽하게 호환됩니다; RoHS 지침 및 무연 제조 표준을 준수하여 제품 수명 주기 동안 운영 및 유지보수 비용을 절감하는 데 기여합니다. 목표 시장은 산업 경화 공정, 의료 및 과학 기기, 위조 방지 검출, 그리고 통제된 자외선 조사가 필요한 모든 중요한 응용 분야를 포함합니다.

2. 기술 사양: 심층적이고 객관적인 해석

다음 부분은 표준 테스트 조건(Ta=25°C) 하에서 장치의 핵심 기술 파라미터에 대해 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이러한 정격은 소자의 영구적 손상을 초래할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 한계에 근접하거나 도달하는 조건에서 장시간 작동하는 것은 권장되지 않습니다. 최대 DC 순방향 전류는 500 mA입니다. 최대 소비 전력은 2와트입니다. 소자의 작동 주변 온도 범위는 -40°C ~ +85°C이며, 저장 온도는 -55°C ~ +100°C입니다. 최대 허용 접합 온도는 110°C입니다. LED가 장시간 역방향 바이어스 조건에서 작동하는 것은 소자 고장을 초래할 수 있으므로 반드시 피해야 합니다.

2.2 광전 특성

이러한 특성들은 소자가 일반적인 작동 조건에서의 성능을 정의합니다. 순방향 전압 범위는 최소 2.8V에서 최대 4.4V이며, 전형적인 값은 3.5V입니다. 적분구를 사용하여 측정한 총 복사 플럭스 출력 범위는 460mW에서 700mW이며, 전형적인 값은 620mW입니다. 피크 파장은 400nm에서 410nm 사이로 지정되어 있으며, 근자외선 스펙트럼에 속합니다. 시야각은 일반적으로 130도로, 넓은 복사 패턴을 가짐을 나타냅니다. 접합부에서 외장까지의 열저항 전형값은 14.7 °C/W이며, 측정 공차는 ±10%입니다.

2.3 열적 특성

효과적인 열 관리가 LED의 성능과 수명에 매우 중요합니다. 지정된 열저항 값은 14.7 °C/W로, 반도체 접합부와 패키지 케이스 사이에서 와트당 소비 전력에 의해 발생하는 온도 상승을 나타냅니다. 이 값은 낮을수록 좋습니다. 이 매개변수는 최대 접합 온도 110°C와 함께 LED가 안전 작동 영역 내에서 작동하고 정격 출력 및 수명을 유지하도록 보장하기 위해 특정 응용 분야에 필요한 방열 요구 사항을 결정합니다.

3. Bin Code 시스템 설명

최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해, 제품은 핵심 성능 매개변수에 따라 분류 및 등급(Binning)이 지정됩니다. Binning 코드는 각 포장 백에 표기되어 있습니다.

3.1 순방향 전압 (Vf) 분류

LED는 350mA 시험 전류 하에 네 개의 전압 등급으로 구분됩니다. V0 등급 전압은 2.8V~3.2V 사이, V1 등급은 3.2V~3.6V 사이, V2 등급은 3.6V~4.0V 사이, V3 등급은 4.0V~4.4V 사이입니다. 이 분류의 공차는 ±0.1V입니다. 이를 통해 설계자는 병렬 연결이나 정밀한 전류 조절을 위해 순방향 전압 일치도가 높은 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 복사 플럭스 (Φe) 분류

광 출력은 6단계로 분류됩니다. R1은 최저 출력 범위를, R6은 최고 출력 범위를 나타내며, 모든 측정은 350mA에서 수행되었습니다. 방사 플럭스의 공차는 ±10%입니다. 이러한 분급을 통해 응용 분야에 필요한 광 강도에 따라 선택할 수 있습니다.

3.3 피크 파장 (Wp) 등급 분류

방출 파장은 P4A와 P4B 두 가지 주요 등급으로 분류되며, 공차는 ±3nm입니다. 이는 경화 공정에서 특정 광화학 반응을 유발하는 것과 같이 특정 자외선 파장에 민감한 응용 분야에 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

그래프 데이터는 소자가 다양한 조건에서의 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 상대 복사 플럭스 vs. 순방향 전류

해당 곡선은 일반적으로 아선형 관계, 즉 방사 플럭스가 순방향 전류 증가에 따라 증가하지만, 높은 전류에서 포화 또는 효율 저하가 발생할 수 있음을 보여줍니다. 출력과 효율을 균형 있게 조정하면서 절대 최대 정격 범위 내에서 정확한 동작점을 선택해야 합니다.

4.2 상대 스펙트럼 분포

이 그림은 피크 파장 주변에서 다양한 파장으로 방출되는 빛의 강도를 나타냅니다. 이는 스펙트럼 순도나 특정 파장 상호작용이 필요한 응용 분야에서 매우 중요한 스펙트럼 대역폭을 보여줍니다.

4.3 복사 특성

이 극좌표도는 130도 시야각과 관련된 광강도의 공간적 분포를 설명합니다. 이는 LED 패키지에서 빛이 어떻게 방출되는지를 보여주며, 목표 영역이 적절히 조명되도록 보장하기 위한 광학 시스템 설계에 매우 중요합니다.

4.4 순방향 전류 vs. 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 기본 곡선은 전형적인 다이오드 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류가 증가함에 따라 증가합니다. 곡선의 형태는 단순한 전류 제한 저항이든 정전류 구동기든, 적절한 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.

4.5 상대 복사 플럭스 대 접합 온도

이 핵심 곡선은 접합 온도 상승이 광 출력에 미치는 부정적인 영향을 보여줍니다. 접합 온도가 상승함에 따라 방사 플럭스가 감소합니다. 이는 다양한 환경 조건에서 장기적으로 안정적인 광학 성능을 유지하기 위해 효과적인 열 관리가 중요함을 강조합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 외형 치수

본 장치는 컴팩트한 표면 실장 패키지를 채택합니다. 주요 치수는 본체 치수와 렌즈 윤곽을 포함합니다. 모든 선형 치수는 밀리미터 단위입니다. 일반 치수 공차는 ±0.2mm이며, 렌즈 높이와 세라믹 기판 길이/폭의 공차는 더 엄격하여 ±0.1mm입니다. 장치 하단의 방열 패드는 애노드 및 캐소드 패드와 전기적으로 절연되어 있어, 전기적 단락 없이 PCB의 방열층에 직접 연결하여 열을 방출할 수 있습니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

올바른 솔더링 및 열 성능을 보장하기 위해 권장 인쇄 회로 기판 패드 레이아웃을 제공합니다. 이 설계에는 별도의 애노드 및 캐소드 패드와 열 연결을 위한 대형 패드가 포함됩니다. 조립 시 올바른 극성 방향은 장치 작동에 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

상세히 규정된 리플로우 솔더링 온도 프로파일을 사용할 것을 권장합니다. 주요 파라미터는 예열(Preheat), 유지(Soak), 리플로우 피크 온도 및 냉각 속도를 포함합니다. 최고 피크 온도는 제어되어야 합니다. 급속 냉각 공정은 권장하지 않습니다. 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성할 수 있는 가능한 한 낮은 솔더링 온도를 사용할 것을 권장합니다. 본 소자는 최대 3회의 리플로우 솔더링 사이클을 견딜 수 있습니다. 수동 솔더링이 필요한 경우, 온도는 300°C를 초과하지 않고 시간은 2초를 넘지 않으며, 단 한 번으로 제한해야 합니다.

6.2 청소 및 작업 시 주의사항

용접 후 세척이 필요한 경우 알코올 계 용제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다. 작업 과정에서는 일반적인 정전기 방지 예방 조치를 준수해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이핑 및 릴 규격

LED는 엠보싱 처리된 캐리어 테이프 형태로 제공되며, 커버 테이프로 밀봉됩니다. 캐리어 테이프는 릴에 감겨 있습니다. 표준 7인치 릴은 최대 500개의 소자를 수용할 수 있습니다. 포장은 EIA-481-1-B 규격을 준수합니다. 캐리어 테이프 상에 연속된 빈 컴포넌트 포켓은 2개를 초과할 수 없습니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

이 UV LED는 접착제, 잉크 및 코팅제의 UV 경화; 분석 또는 검출용 형광 여기; 의료 및 생물학적 기기; 공기 및 수질 정화 시스템; 위조 방지 검출 등 다양한 용도에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항과 구동 방법

LED는 전류 구동 소자입니다. 동일한 애플리케이션에서 병렬로 연결된 여러 LED의 광도 균일성을 보장하기 위해, 각 LED에 독립적인 전류 제한 저항을 직렬로 연결하는 것을 강력히 권장합니다. 이는 개별 소자 간 순방향 전압의 미세한 차이를 보상하여, 전류 불균형으로 인한 밝기 불일치 및 잠재적 과부하를 방지합니다. 정전류 구동 회로는 하나 또는 여러 개의 직렬 연결된 LED를 구동하는 최적의 솔루션으로, 순방향 전압 변화에 관계없이 안정적인 성능을 제공합니다.

9. 신뢰성과 시험

이 장치는 견고성을 보장하기 위해 포괄적인 신뢰성 테스트 프로그램을 거쳤습니다. 테스트에는 저온 작동 수명, 상온 작동 수명, 고온 작동 수명, 고온 고습 작동 수명, 열 충격, 납땜 내열성 및 납땜성 테스트가 포함됩니다. 테스트 후 순방향 전압과 방사 플럭스의 변화를 기준으로 구체적인 합격/불합격 기준이 정의되었습니다. 모든 수명 테스트는 장치가 방열판에 장착된 상태에서 수행되었습니다.

10. 기술 비교와 차별화

기존 자외선 광원과 비교하여, 이러한 고체 LED 솔루션은 상당한 장점을 가집니다: 예열 없이 즉시 켜고 끌 수 있음; 작동 수명이 현저히 연장됨; 에너지 효율이 더 높음; 수은과 같은 유해 물질을 포함하지 않음; 컴팩트한 크기로 새로운 폼 팩터 설계 가능; 정확한 스펙트럼 출력. 역사적으로 주요 절충점은 총 광 출력이 낮은 것이었으나, 본 시리즈와 같은 현대 고출력 UV LED는 많은 응용 분야에서 이 격차를 줄여가고 있습니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 사양 기반)

11.1 복사 플럭스(mW)와 광속(lm)의 차이는 무엇인가요?

복사 플럭스는 모든 방향으로 방출되는 총 광파워를 와트 단위로 측정합니다. 이는 실제 자외선 에너지를 정량화하므로 UV LED를 평가하는 올바른 지표입니다. 광 플럭스는 명시감 응답 곡선으로 가중 처리된 인간의 눈이 인지하는 밝기를 측정하며, 보이지 않는 자외선 광원에는 적용되지 않습니다.

11.2 내 응용 분야에 맞는 올바른 빈(Bin)을 어떻게 선택하나요?

구동 회로 설계 및 병렬 스트링 내 전류 정합 요구 사항에 따라 전압 Binning을 선택하십시오. 목표로 하는 광강도 또는 조사도에 따라 복사 플럭스 Binning을 선택하십시오. 공정이 특정 스펙트럼 피크에 민감한 경우, 파장 Binning을 선택하십시오.

11.3 열 관리가 왜 중요한가요?

높은 접합 온도는 직접적으로 광 출력을 감소시키고, 반도체 내부의 열화 메커니즘을 가속화하여 장치의 수명을 크게 단축시킵니다. 신뢰할 수 있고 장기적인 성능을 달성하기 위해서는 적절한 방열이 필수적입니다.

12. 실제 설계 및 사용 사례

사례: 다중 LED UV 경화 포인트를 위한 PCB 설계.설계자는 작은 면적 경화 응용을 위해 10개의 LED를 포함하는 어레이를 생성해야 합니다. 사양서에 따르면: 1) 일관성을 보장하기 위해 동일한 Vf와 Φe 등급의 LED를 선택합니다. 2) 권장 패드 레이아웃을 사용하여 PCB를 설계하고, 방열 패드를 PCB 상의 대면적 구리 영역에 연결하며, 비아를 통해 열을 하층 또는 외부 방열판으로 발산시킵니다. 3) LED를 구동하기 위해 350mA로 설정된 정전류 드라이버를 사용하기로 결정합니다. 10개의 LED를 모두 병렬 연결하여 균일한 조명을 구현하고자 하므로, 권장사항에 따라 각 LED에 Vf 차이를 보상하기 위한 소형 독립 전류 제한 저항을 직렬로 연결합니다. 4) 조립 과정에서 리플로우 솔더링 프로파일 가이드라인을 준수합니다. 5) 환경 조건이 가변적인 경우, 최종 제품 펌웨어에서 "상대적 복사 플럭스 vs. 접합 온도" 곡선을 기반으로 온도 모니터링 또는 디레이팅 알고리즘을 구현할 수 있습니다.

13. 작동 원리 소개

본 소자는 반도체 발광 다이오드입니다. 애노드와 캐소드 사이에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 칩의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합하며 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 방출되는 광자의 특정 파장은 칩 구조에 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 생성된 빛은 이후 패키지에 통합된 렌즈를 통해 형성되고 방출됩니다.

14. 기술 발전 동향

UV LED 분야의 특징은 전기-광 변환 효율 향상, 단일 소자 또는 더 작은 패키지에서의 더 높은 출력 전력 달성, 작동 수명 연장, 그리고 더 높은 효율로 방출 파장을 더 깊은 UV-C 스펙트럼으로 확장하기 위한 지속적인 연구 개발에 있습니다. 또 다른 동향은 광 추출 및 열 성능을 향상시키기 위한 더 진보된 패키징 기술의 채택입니다. 환경 규제와 고체 조명의 성능적 이점에 힘입어, 모든 응용 분야에서 수은 자외선 램프를 대체하려는 노력은 여전히 주요 시장 동인으로 남아 있습니다.