UVC3535CZ0215 LED 데이터시트 - 3.5x3.5x0.99mm - 5.0-8.0V - 0.7W - 270-285nm - English Technical Documentation

1. 제품 개요

UVC3535CZ0215 시리즈는 까다로운 자외선 응용 분야를 위해 설계된 고신뢰성 세라믹 기반 UVC LED 솔루션을 대표합니다. 본 제품은 내구성과 광 출력 안정성이 중요한 환경에서 일관된 성능을 제공하도록 설계되었습니다.

1.1 핵심 장점

The primary advantages of this LED series stem from its material construction and electrical design. The ceramic package offers superior thermal management compared to plastic alternatives, directly contributing to longer operational lifespan and stable radiant flux output. The integrated Zener diode provides electrostatic discharge (ESD) protection rated up to 2,000V (Human Body Model), significantly enhancing the component's robustness against handling and environmental electrical transients. Furthermore, the product is compliant with major environmental and safety directives including RoHS, is lead-free, and adheres to EU REACH and halogen-free standards (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm), making it suitable for global markets with strict regulatory requirements.

1.2 Target Applications

이 UVC LED 시리즈의 주요 적용 분야는 UV 살균 및 소독입니다. 270-285nm 파장 범위는 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등의 미생물 DNA와 RNA를 손상시켜 불활성화하는 데 특히 효과적입니다. 구체적인 사용 사례로는 정수 시스템, 공기 소독 장치, 의료 시설의 표면 살균 장치, 소비자용 살균 제품 등이 있습니다. 150°의 넓은 시야각은 복잡한 2차 광학 렌즈 없이도 광범위한 영역을 커버해야 하는 설계를 용이하게 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

최종 제품에 성공적으로 통합하기 위해서는 전기적, 광학적, 열적 파라미터에 대한 철저한 이해가 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 최대 연속 순방향 전류(I_F)는 150mA입니다. 절대 최대 접합 온도(T_J)는 90°C입니다. 이 장치는 주변 온도 범위 -40°C ~ +85°C 내에서 작동할 수 있으며, -40°C ~ +100°C에서 보관할 수 있습니다. 접합부에서 솔더링 패드까지의 열저항(R_th)는 20°C/W로 지정되며, 이는 방열판 설계의 핵심 수치입니다.

2.2 광도 및 전기적 특성

특정 주문 코드 UVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1T의 경우, 순방향 전류(I_F) 100mA의. 순방향 전압(V_F) 이 전류에서 5.0V에서 8.0V까지 범위를 가집니다. 피크 파장 발광은 270nm에서 285nm 사이입니다. 설계자는 정전류 드라이버를 선택할 때 이 V_F 범위를 고려해야 합니다.

3. Binning System 설명

제품은 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 세 가지 주요 파라미터가 빈 분류 대상입니다.

3.1 Radiant Flux Binning

Radiant flux는 Q1(8-10mW)과 Q2(10-15mW) 두 개의 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 광 출력에 따라 LED를 선택할 수 있으며, 측정 허용 오차는 ±10%입니다.

3.2 피크 파장 빈닝

피크 파장은 살균 효능에 매우 중요합니다. 빈은 U27A(270-275nm), U27B(275-280nm), U28(280-285nm)이며, 측정 허용 오차는 ±1nm입니다. 특정 병원체 불활성화 스펙트럼을 목표로 하는 애플리케이션은 적절한 빈을 선택할 수 있습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 5.0V에서 8.0V까지 0.5V 단위로 빈닝됩니다(예: 5.0-5.5V는 5055, 5.5-6.0V는 5560 등). 측정 허용 오차는 100mA에서 ±2%입니다. 이 빈닝은 효율적인 구동 회로 설계와 직렬 또는 병렬로 연결된 다중 LED의 열 부하 관리에 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 실제 성능 예측에 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 Spectrum and Relative Flux vs. Current

스펙트럼 곡선은 270-285nm UVC 범위에서 전형적인 피크를 보이며, 다른 대역에서는 방사가 최소화되어 있습니다. 상대 복사 플럭스 대 순방향 전류 곡선은 정격 100mA까지 거의 선형적이며, 이는 작동 범위 내에서 우수한 전류-광 변환 효율을 나타냅니다.

4.2 열적 및 전기적 관계

The Peak Wavelength vs. Current curve shows minimal shift (<5nm) across the operating current range, indicating stable chromaticity. The 순방향 전류 vs. 순방향 전압 (I-V) curve demonstrates the diode's characteristic exponential relationship, crucial for driver design. The Relative Radiant Flux vs. Ambient Temperature curve shows output decreasing as temperature rises, a typical behavior for LEDs that must be compensated for in thermal management.

4.3 Derating Curve

신뢰성 측면에서 아마도 가장 중요한 Derating Curve는 최대 허용 순방향 전류를 주변 온도에 대해 도시한 것입니다. 주변 온도가 증가함에 따라 접합 온도가 90°C를 초과하지 않도록 하기 위해 최대 허용 전류는 감소되어야 합니다. 예를 들어, 주변 온도 85°C에서는 최대 전류가 150mA의 절대 최대값에서 상당히 감소됩니다.

5. 기계 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수

패키지 치수는 별도로 명시되지 않는 한 3.5mm(길이) x 3.5mm(폭) x 0.99mm(높이)이며, 공차는 ±0.2mm입니다. 이 3535 풋프린트는 일반적인 산업 표준으로, PCB 레이아웃 및 픽앤플레이스 조립을 용이하게 합니다.

5.2 패드 구성 및 극성

이 소자는 세 개의 패드를 가지고 있습니다: 패드 1은 애노드(+), 패드 2는 캐소드(-), 패드 3은 전용 써멀 패드입니다. 써멀 패드는 LED 접합부에서 PCB로 효율적인 열 전달을 위해 필수적이며, 명시된 열 성능(R_th 20°C/W)을 달성하기 위해 보드 상의 해당 구리 영역에 적절히 솔더링되어야 합니다. 잘못된 극성 연결은 LED가 점등되지 않게 하며, 내부 제너 보호 다이오드를 손상시킬 수 있습니다.

6. 납땜 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 납땜 공정

UVC3535CZ0215은 표준 표면 실장 기술(SMT) 공정에 적합합니다. 데이터시트는 세라믹 패키지와 내부 다이 접착 재료에 과도한 열 응력을 피하기 위해 리플로우 납땜을 두 번 이상 수행해서는 안 된다고 강조합니다. 가열 중에는 LED 본체에 기계적 응력을 피해야 합니다. 납땜 후에는 PCB를 휘어서는 안 되며, 이는 세라믹 패키지를 균열시키거나 솔더 조인트를 파손시킬 수 있습니다.

6.2 저장 조건

저장 습도 수준을 명시적으로 상세히 설명하지는 않지만, 제품은 습기 방지 포장 시스템(포장 섹션 참조)으로 배송되어 수분 흡수에 민감함을 나타냅니다. 포장이 개봉된 경우, 일반적으로 세라믹 패키지에 대한 표준 JEDEC Moisture Sensitivity Level(MSL) 처리 절차를 따르는 것이 좋으며, 이는 특정 시간 제한을 초과하여 노출된 경우 리플로우 전 베이킹을 포함합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 포장

LED는 릴에 감긴 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 표준 포장 수량은 릴당 1,000개입니다. 캐리어 테이프 치수는 자동화 조립 장비 피더와의 호환성을 보장하기 위해 제공됩니다.

7.2 방습 운송

릴은 보관 및 운송 중 습도를 제어하기 위해 건조제와 함께 알루미늄 방습 봉지 내부에 밀봉됩니다. 해당 봉지에는 관련 제품 정보가 표기되어 있습니다.

7.3 제품 명명법 해독

전체 주문 코드 UVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1T 다음과 같이 구성되어 있습니다:

• UVC3535CZ0215: 기본 부품 번호는 UVC, 3.5x3.5mm 세라믹 패키지에 제너 다이오드, 2개 칩, 150° 각도를 나타냅니다.
• H: 칩 유형 (수평).
• UC: 색 재현 지수 (UVC 전용 코드).
• 7085: 파장 범위 270-285nm.
• 008: 최소 방사 플럭스 8mW.
• X80: 순방향 전압 범위 5.0-8.0V.
• 100: 순방향 전류 100mA.
• 1포장 수량 코드 (1K 개).
• T테이프 포장.

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

정전류 드라이버는 안정적인 작동과 장수명을 위해 필수적입니다. 드라이버는 최대 100mA(또는 선택된 작동점)까지 공급할 수 있어야 하며, LED당 최대 8.0V의 순방향 전압을 견딜 수 있어야 합니다. 여러 개의 LED를 직렬로 연결할 때는 드라이버의 컴플라이언스 전압이 최대 V_F 모든 LED의 총 전압과 여유 전압을 합한 값입니다. 일반적으로 병렬 연결은 개별 전류 균형 조절 없이는 권장되지 않습니다. 이는 V_F 빈닝 변이.

8.2 열 관리

효과적인 방열은 필수 조건입니다. 열 저항(R_th) 20°C/W와 소비 전력(P_D = V_F * I_F), 패드에서 접합부까지의 온도 상승은 다음과 같이 계산할 수 있습니다: ΔT = R_th * P_D. PCB는 충분히 크고 잘 연결된 열 패드(Pad 3)를 구리 평면에 납땜해야 하며, 가능하면 내부 또는 하단 레이어에 연결하는 열 비아를 사용해야 합니다. 의도된 동작 전류와 최대 주변 온도에서 접합부 온도가 90°C 이하로 유지되도록 하기 위해 디레이팅 곡선을 참조해야 합니다.

8.3 광학 및 안전 고려사항

UVC 복사는 인간의 피부와 눈에 해롭습니다. 최종 제품 설계에는 인터록 스위치, 차폐 장치, 경고 라벨과 같은 안전 기능을 포함하여 노출을 방지해야 합니다. 150° 시야각은 넓은 커버리지를 제공하지만, 빛을 대상 표면에 효율적으로 전달하기 위해 반사판이나 외장이 필요할 수 있습니다. UVC에 노출된 재료는 장기간 UV 노출로 인한 열화에 저항해야 합니다(예: 일부 플라스틱은 황변되거나 취약해질 수 있음).

9. Technical Comparison and Differentiation

UVC3535CZ0215은 세라믹 패키지와 통합 제너 다이오드를 통해 차별화됩니다. 플라스틱 패키지 UVC LED와 비교하여, 세라믹 본체는 우수한 열전도율을 제공하여 동일 구동 전류에서 접합 온도를 잠재적으로 낮출 수 있으며, 이는 더 긴 수명(L70/B50)과 더 안정적인 출력으로 이어집니다. 2KV ESD 보호는 중요한 신뢰성 장점으로, 조립 및 취급 중 고장률을 줄입니다. 파장, 광속 및 전압에 대한 명시적인 빈닝은 설계자에게 예측 가능한 성능 매개변수를 제공하여 시스템 공차를 더욱 엄격하게 할 수 있게 합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 이 LED의 일반적인 수명은 얼마입니까?

데이터시트에 L70/B50 수명 그래프가 제공되지는 않지만, UVC LED의 수명은 작동 접합 온도의 영향을 강하게 받습니다. 효과적인 열 설계를 통해 접합 온도를 최대 90°C보다 훨씬 낮게, 이상적으로는 60-70°C 이하로 유지하는 것이 수천 시간의 작동 수명을 달성하는 주요 요소입니다.

10.2 이 LED를 정전압원으로 구동할 수 있나요?

아니요. LED는 정전류 구동 장치입니다. 정전압원은 전류를 제어하지 않아, LED 순방향 전압의 음의 온도 계수로 인한 열 폭주와 급속한 고장을 초래합니다. 항상 정전류 드라이버나 전류를 능동적으로 제어하는 회로를 사용하십시오.

10.3 살균 적용 분야에서 Radiant Flux (mW) 사양을 어떻게 해석해야 하나요?

Radiant flux(밀리와트 단위)는 UVC 대역에서 방출되는 총 광파워입니다. 필요한 플럭스는 목표 병원체의 UV 선량(mJ/cm²로 측정), 목표물까지의 거리, 노출 시간 및 광학 시스템 효율에 따라 달라집니다. 목표 지점에서 필요한 조도(μW/cm²)를 계산하고 시스템의 광학 효율을 역으로 추적하여 필요한 LED 플럭스를 결정해야 합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 휴대용 표면 살균기 완드 설계. 설계는 컴팩트한 폼 팩터, 배터리 구동, 패스당 5-10초 내 효과적인 살균을 요구한다. UVC3535CZ0215은 작은 3535 풋프린트와 150° 각도로 선택되어, 3-5개의 LED로 구성된 간단한 어레이로 완드 헤드 영역을 커버할 수 있다. 리튬이온 배터리와 부스트 정전류 드라이버는 LED당 80mA를 공급하도록 설계되었다(휴대용 기기에서 열 마진을 위해 약간 디레이팅됨). PCB는 2온스 구리층을 사용하며, LED 어레이 아래의 대형 열 패드는 서멀 페이스트를 통해 기기의 알루미늄 하우징에 연결된다. 하우징이 방열판 역할을 한다. 가속도계 기반 안전 스위치는 완드가 표면을 향해 아래로 향할 때만 LED가 활성화되도록 하여 우발적 노출을 방지한다. 파장 빈 U27B(275-280nm)는 일반 병원체에 대한 효능과 재료 호환성의 균형을 고려해 선택되었다.

12. 작동 원리

UVC LED는 반도체 물질, 특히 알루미늄 갈륨 나이트라이드(AlGaN) 기반 구조에서 전계발광 원리로 작동합니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 칩의 활성 영역에서 재결합하며 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 270-285nm의 특정 파장은 AlGaN 층의 알루미늄 조성을 통해 밴드갭 에너지를 정밀하게 제어함으로써 달성됩니다. 이 짧은 파장의 고에너지 UV-C 빛은 미생물의 DNA와 RNA에 흡수되어, 티민 이합체를 생성함으로써 복제를 억제하고 불활성화 또는 세포 사멸을 유도합니다.

13. 기술 동향

UVC LED 시장은 벽면 플러그 효율(전기 입력 전력당 광 출력) 향상에 주력하고 있으며, 이는 역사적으로 가시광선 LED에 비해 낮은 수준이었습니다. 에피택셜 성장, 칩 설계 및 패키지 추출 효율 개선이 효율 향상을 주도하고 있습니다. 또 다른 트렌드는 더 짧은 파장(예: 220-230nm, Far-UVC로 알려짐)의 LED 개발로, 살균 특성을 유지하면서 인간 노출에 대한 안전성을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 고출력 단일 다이 방출기 및 멀티칩 패키지가 등장하여 조사도를 높이고 시스템에 필요한 부품 수를 줄이고 있습니다. 지속적인 원가 절감 노력으로 인해 UVC LED 솔루션이 더 많은 응용 분야에서 기존 수은 증기 램프와 점점 더 경쟁력을 갖추게 되고 있습니다.