UV LED 3.7x3.7x3.45mm SMD 사양서 - 순방향 전압 4.6-7.6V - 방사 플럭스 최대 20mW - 260-270nm 파장

1. 제품 개요

본 문서는 고신뢰성 표면 실장 자외선 발광 다이오드의 상세 사양을 설명합니다. 이 소자는 살균, 멸균, 공기 정화 시스템과 같이 효과적인 자외선 방출이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 컴팩트한 SMD 패키지는 자동화 조립 공정과의 호환성을 위해 설계되어 안정적인 작동을 위한 우수한 열 성능을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 UV LED의 주요 장점은 현대적인 인쇄 회로 기판 설계에 쉽게 통합할 수 있는 표준화된 SMT 풋프린트와 명시된 높은 신뢰성을 포함합니다. 본 제품은 고체 자외선 광원 시장을 타겟으로 하며, 이는 수은 증기 램프를 대체하는 다음과 같은 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다:

• 살균 조사:미생물을 불활성화하여 표면, 물, 공기를 살균하는 데 사용됩니다.
• 공기 정화 시스템:HVAC 시스템 또는 독립형 공기 청정기에 통합되어 공기 중 병원체 및 휘발성 유기 화합물을 중화시킵니다.
• 의료 및 실험실 장비:도구 및 표면의 멸균에 사용됩니다.
• 일반 UV 경화:특정 경화 성능 데이터는 제공되지 않지만, 파장 범위는 광화학 반응 개시에의 잠재적 사용 가능성을 시사합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

LED의 성능은 제어된 조건(Ts=25°C)에서 측정된 포괄적인 전기적, 광학적, 열적 파라미터 세트로 정의됩니다.

2.1 전기적 및 광학적 특성

주요 성능 지표는 사양표에 요약되어 있습니다. 중요한 파라미터는피크 파장 (λp)으로, 260-270 나노미터 범위에 속합니다. 이는 방출을 높은 살균 효과로 알려진 UVC 대역(100-280 nm)에 위치시킵니다. 특정 파장 빈(예: 260-265nm의 UA33, 265-270nm의 UA34)은 응용 분야의 요구 사항에 따라 선택해야 하며, 이는 서로 다른 병원체에 대한 효과가 파장에 따라 달라질 수 있기 때문입니다.

총 방사 플럭스 (Φe)또는 광 출력은 구동 전류 150 mA에서 최대 20 밀리와트로 명시됩니다. 설계자는 UVC 빛이 인간의 눈에 보이지 않으므로 이 값이 광속이 아닌 방사 플럭스임을 유의해야 합니다.순방향 전압 (V는 150mA에서 4.6V에서 7.6V까지의 빈 구조를 보입니다. 이 넓은 범위는 딥-UV LED의 전형적인 특징이며, 효율성과 열 관리에 영향을 미쳐 구동 회로 설계에 중요한 의미를 가집니다._F)시야각 (2θ

1/2은 60도로, 중간 정도의 방향성을 가진 광 출력을 나타냅니다._{스펙트럼 반치폭 (Δλ)})은 일반적으로 10 nm로, 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 설명합니다.2.2 절대 최대 정격 및 열 관리절대 최대 정격을 준수하는 것은 소자의 수명과 치명적 고장 방지에 중요합니다. 주요 제한 사항은 다음과 같습니다:

최대 접합 온도 (T

):

• 60°C. 이는 중요한 제약 조건입니다. 작동 중 접합 온도는 이 한계 아래로 유지되어야 하며, 이는 PCB의 열 설계 및 방열 능력과 직접적으로 연관됩니다._J최대 소비 전력 (P):
• 1.2 와트._D피크 순방향 전류 (I):
• 200 mA (펄스 조건, 0.1ms 펄스 폭, 1/10 듀티 사이클)._FP접합에서 납땜 지점까지의열저항 (R

θJ-S는 45°C/W로 명시됩니다. 이 값을 사용하여 엔지니어는 주어진 작동 전력(P_{= V})* I_D)에 대해 납땜 지점 온도 위의 예상 접합 온도 상승을 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 일반적인 V_F6.0V 및 I_F150mA에서 전력은 0.9W입니다. 온도 상승은 약 0.9W * 45°C/W = 40.5°C가 됩니다. 따라서 PCB 납땜 지점이 35°C라면 접합은 약 75.5°C에 도달하여 최대 60°C를 초과하게 됩니다. 이는 효과적인 열 관리의 필요성을 강조하며, 더 낮은 구동 전류, 개선된 열 패드 설계 또는 능동 냉각이 필요할 수 있습니다._F2.3 빈 시스템 설명_F본 제품은 주요 파라미터를 기준으로 유닛을 분류하는 빈 시스템을 사용하여 생산 배치 내 일관성을 보장합니다. 설계자는 주문 시 필요한 빈을 지정해야 합니다.

순방향 전압 (V

) 빈:

• B19부터 B33까지 코드화되어 있으며, 150mA에서 약 0.2V 단위로 4.6V에서 7.6V를 커버합니다._F피크 파장 (λp) 빈:UA33 (260-265nm) 및 UA34 (265-270nm)로 코드화되어 있습니다.
• 방사 플럭스 (Φe) 빈:1J03 (6-10mW), 1J04 (10-15mW, 일반값 14mW), 그리고 다른 1J04 빈 (15-20mW)으로 코드화되어 있습니다. 서로 다른 플럭스 범위에 대해 코드가 재사용되므로 관련 값 테이블을 주의 깊게 확인해야 합니다.
• 3. 성능 곡선 분석제공된 특성 곡선은 비표준 조건에서의 소자 동작에 대한 유용한 통찰력을 제공합니다.

3.1 순방향 전압 대 순방향 전류 (IV 곡선)

이 곡선은 전압과 전류 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 이는 작동점을 결정하고 LED에 필수적인 정전류 구동기를 설계하는 데 필수적입니다. 이 곡선은 온도에 따라 이동합니다. 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 순방향 전압은 감소합니다.

3.2 순방향 전류 대 상대 방사 출력

이 곡선은 광 출력이 구동 전류에 어떻게 의존하는지 보여줍니다. 일반적으로 선형보다 낮은 비율로 증가합니다. 효율 저하로 인해 전류를 두 배로 해도 광 출력이 두 배가 되지 않으며, 이는 LED, 특히 높은 전류와 온도에서 흔히 발생하는 현상입니다. 최적의 효율과 수명을 위해 권장 테스트 전류(150mA) 이하에서 LED를 작동하는 것이 좋습니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 치수 및 공차

패키지는 3.7mm x 3.7mm 풋프린트에 높이 3.45mm입니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 공차는 ±0.2mm입니다. 도면은 PCB 풋프린트 설계 및 간섭 확인에 필요한 상면, 측면, 하면도를 제공합니다.

4.2 패드 설계 및 극성 식별

권장 납땜 패드 레이아웃이 제공됩니다(그림 1-5). 패드 치수는 열/전기 패드용 3.20mm x 2.20mm 및 보조 전기 패드용 1.20mm x 1.20mm입니다. 극성은 부품의 하면도에 명확히 표시되어 있습니다. 최대 정격(10V)을 초과하는 역전압을 가하면 소자가 손상될 수 있으므로 올바른 방향은 매우 중요합니다.

5. 납땜 및 조립 가이드라인

5.1 SMT 리플로우 납땜

본 부품은 모든 표준 SMT 조립 공정에 적합합니다. 피크 온도가 일반적으로 260°C를 초과하지 않는 표준 무연 리플로우 프로파일이 암시됩니다. 습기 민감도 등급은 레벨 3입니다. 이는 소자가 납땜되기 전까지 최대 168시간(7일) 동안 공장 환경(≤30°C/60% RH)에 노출될 수 있음을 의미합니다. 이 시간을 초과할 경우, IPC/JEDEC 표준에 따라 부품을 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 방지해야 합니다.

5.2 취급 및 보관 주의사항

ESD 보호:

본 소자는 1000V의 인체 모델 정전기 방전 정격을 가지며, 수율은 90% 이상입니다. 이는 상대적으로 보통 수준의 ESD 정격입니다. 접지된 손목 스트랩과 도전 매트를 사용하여 ESD 보호 구역에서 취급해야 합니다.

• 보관 조건:보관 온도 범위는 -20°C ~ +65°C입니다. 이 범위를 벗어난 장기 보관은 피해야 합니다.
• 습기 차단 백:MSL-3에 따라, 부품은 습도 표시 카드가 포함된 습기 차단 백으로 배송됩니다. 백은 제어된 환경에서만 개봉해야 하며, 백 개봉 후 경과 시간을 추적해야 합니다.
• 6. 포장 및 주문 정보본 제품은 자동 피크 앤 플레이스 머신용 테이프 및 릴에 공급됩니다. 사양에는 캐리어 테이프 및 릴의 치수가 포함됩니다. 추적성을 보장하기 위해 릴의 라벨링 사양도 제공됩니다. 제공된 모델 번호(예: RF-C37P6-UPH-AR)는 패키지 크기, 칩 기술 및 성능 빈에 대한 정보를 인코딩할 가능성이 있지만, 정확한 명명 규칙은 발췌문에 상세히 설명되어 있지 않습니다.

7. 응용 설계 고려사항

7.1 구동 회로 설계

정전류 구동기는 필수입니다. 구동기는 전체 순방향 전압 빈 범위(4.6V-7.6V)에서 필요한 전류(예: 150mA)를 공급할 수 있어야 합니다. 이 넓은 범위는 구동기의 효율성과 전압 헤드룸 요구 사항에 상당한 영향을 미칩니다. 배터리 구동 장치의 경우, 더 높은 V

빈의 LED에 충분한 전압을 확보하기 위해 부스트 컨버터가 필요할 수 있습니다.

7.2 열 설계_F bins.

열저항에서 계산한 바와 같이, 접합 온도 관리는 가장 중요합니다. PCB는 LED의 중앙 패드 아래에 열 릴리프 패턴을 사용하고, 이를 큰 구리 평면 또는 외부 방열판에 연결해야 합니다. 패드 아래의 열 비아는 열을 내부 또는 하단층으로 전달하는 데 도움이 될 수 있습니다. 높은 주변 온도 환경 또는 공기 흐름이 좋지 않은 응용 분야에서는 최대 구동 전류를 감소시켜야 할 수 있습니다.

7.3 광학 및 안전 설계

UVC 방사선은 인간의 피부와 눈에 해롭습니다. 최종 제품 설계는 사용자 노출을 방지하기 위해 인터록 스위치, 차폐 및 경고 라벨과 같은 안전 기능을 포함해야 합니다. UV 빛을 효과적으로 목표 영역으로 향하게 하기 위해 반사판 또는 렌즈를 설계할 때 60도의 시야각을 고려해야 합니다. 광 경로(렌즈, 창)에 사용되는 재료는 UVC 파장에 투명해야 합니다. 폴리카보네이트와 같은 많은 일반 플라스틱은 적합하지 않습니다.

8. 기술 비교 및 차별화

수은 램프와 같은 기존 UV 광원과 비교하여, 이 LED는 즉시 켜기/끄기 기능, 더 긴 수명(적절히 방열 처리 시), 수은과 같은 유해 물질 없음, 컴팩트한 크기 및 설계 유연성을 제공합니다. UV LED 시장 내에서 이 특정 부품의 주요 차별화 요소는 패키지 크기(3.7x3.7mm는 일반적인 풋프린트), 10-20mW 범위의 방사 플럭스 출력, 그리고 260-270nm 살균 범위의 특정 파장 빈입니다. 설계자는 이러한 파라미터를 대안과 비교하여 응용 분야에 대한 광 출력, 효율성, 비용 및 크기의 최적 균형을 찾을 것입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

9.1 순방향 전압 범위가 왜 그렇게 넓습니까 (4.6V-7.6V)?

이는 알루미늄 갈륨 나이트라이드 기반 딥-UV LED의 특징입니다. 에피택셜 성장 및 칩 처리의 변동으로 인해 반도체 저항 및 활성층의 정확한 구성에 차이가 생겨 순방향 전압의 분포가 발생합니다. 빈 시스템은 주문 내에서 일관된 전기적 특성을 가진 LED를 얻을 수 있도록 보장합니다.

9.2 정전압 소스로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

LED 밝기는 전류에 의해 제어됩니다. 정전압 소스는 제어되지 않은 전류 흐름을 초래하여 다이오드의 지수적 IV 특성과 음의 온도 계수로 인해 최대 정격을 초과하고 LED를 파손시킬 수 있습니다. 정전류 구동기는 필수적입니다.

No.9.3 접합 온도 정격이 60°C에 불과합니다. UV LED에 대해 정상적인가요?

예, UVC LED가 가시광선 LED에 비해 더 낮은 최대 접합 온도를 가지는 것은 일반적입니다. 고에너지 광자와 딥-UV 방출기에 사용되는 재료는 열 분해에 더 민감하게 만듭니다. 성능과 신뢰성을 위해 꼼꼼한 열 관리는 필수입니다.

10. 실용 설계 사례 연구

시나리오:

컴팩트한 배터리 구동 표면 살균 워드 설계.설계 단계:

파라미터 선택:

1. 효과성을 위해 높은 방사 플럭스 빈(예: 15-20mW)을 선택합니다. 구동기 설계를 단순화하기 위해 중간 범위 V빈(예: B25, 5.8-6.0V)을 선택합니다._F구동기 설계:
2. 3.7V 리튬 이온 배터리 입력을 받아 선택된 V빈을 커버하기 위해 최소 6.5V까지 안정적인 150mA 출력을 제공할 수 있는 부스트 컨버터 정전류 구동기 IC를 사용합니다._F bin.
3. 열 설계:작은 금속 코어 PCB를 설계하거나, 방열판 역할을 하는 광범위한 열 패드와 다중 비아가 있는 표준 FR4 보드를 사용합니다. 열 모델링 또는 경험적 테스트를 기반으로 연속 켜짐 시간을 제한하여 T_J <를 60°C 미만으로 유지합니다.
4. 광학/안전 설계:LED를 UVC 투명 석영 창이 있는 하우징에 밀봉합니다. LED가 켜지기 위해 표면과 접촉해야 하는 근접 센서 또는 물리적 가드를 포함하여 우발적 노출을 방지합니다.

11. 작동 원리

이는 반도체 광원입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이러한 광자의 특정 파장(UVC 범위)은 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 일반적으로 더 짧은 파장을 위해 높은 알루미늄 함량을 가진 알루미늄 갈륨 나이트라이드입니다.

12. 기술 동향

특히 UVC 응용 분야를 위한 UV LED 시장은 벽면 플러그 효율성(광 출력 / 전기 입력) 향상에 초점을 맞추고 있으며, 이는 역사적으로 가시광선 LED보다 낮았습니다. 에피택셜 성장, 광 추출 기술 및 패키징의 개선으로 인해 출력 전력이 꾸준히 증가하고 수명이 연장되면서 밀리와트당 비용이 감소하고 있습니다. 이는 UV LED 기술이 틈새 응용 분야에서 살균 및 감지를 위한 더 넓은 소비자 및 산업 시장으로 확장될 수 있도록 합니다.