Dokumen Teknikal LED UVC3535CZ0115 - Pakej Seramik 3.5x3.5x1.0mm - Voltan Kehadapan 5.0-8.0V - Kuasa 0.13W - Panjang Gelombang 270-285nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri UVC3535CZ0115 mewakili penyelesaian LED berasaskan seramik berketahanan tinggi yang direka khas untuk aplikasi ultralembayung C (UVC). Produk ini direka untuk memberikan prestasi yang konsisten dalam persekitaran yang mencabar di mana keberkesanan pensterilan adalah paling utama. Konstruksi terasnya memanfaatkan substrat seramik, yang menyediakan pengurusan terma yang lebih baik berbanding pakej plastik tradisional, membawa kepada peningkatan jangka hayat dan keluaran optik yang stabil. Siri ini diposisikan untuk aplikasi yang memerlukan sumber UVC yang padat namun berkuasa, menggabungkan tapak kaki kecil 3.5mm x 3.5mm dengan ciri elektrik dan optik yang teguh.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

Ciri-ciri penentu siri LED ini menyumbang secara langsung kepada kesesuaiannya untuk sistem UV gred profesional. Keluaran UVC berkuasa tinggi adalah atribut utama, membolehkan tindakan germisida yang berkesan. Bahan pakej seramik adalah kelebihan kritikal, menawarkan penyebaran haba yang sangat baik yang membantu mengekalkan suhu simpang dalam had selamat, seterusnya mencegah susut nilai lumen pramatang. Perlindungan ESD bersepadu sehingga 2KV (HBM) melindungi peranti daripada kejadian nyahcas elektrostatik yang biasa semasa pengendalian dan pemasangan. Sudut pandangan lebar 150° memastikan liputan penyinaran yang luas dan seragam. Tambahan pula, pematuhan kepada piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen menjadikan produk ini sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat.

1.2 Aplikasi Sasaran

Aplikasi utama untuk siri UVC3535CZ0115 adalah pensterilan dan pembasmian kuman UV. Ini termasuk, tetapi tidak terhad kepada, sistem penulenan air, peranti sanitasi udara, peralatan pembasmian kuman permukaan untuk kegunaan perubatan dan pengguna, dan ruang pensterilan untuk alat kecil atau barangan peribadi. Julat panjang gelombang 270-285nm amat berkesan untuk menyahaktifkan mikroorganisma dengan merosakkan DNA dan RNA mereka.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

Bahagian ini menyediakan analisis objektif terperinci bagi parameter teknikal utama yang dinyatakan dalam lembaran data, menerangkan kepentingannya untuk jurutera reka bentuk.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan untuk operasi biasa.

• Arus Kehadapan DC Maks. (I_F):100 mA. Ini adalah arus maksimum mutlak yang boleh ditahan oleh LED buat sementara waktu. Operasi berterusan harus jauh di bawah nilai ini, biasanya pada 20mA yang disyorkan.
• Rintangan ESD Maks. (V_B):2000 V (Model Badan Manusia). Ini menunjukkan tahap perlindungan terbina dalam yang baik terhadap nyahcas elektrostatik, yang penting untuk pengendalian komponen semasa pembuatan.
• Suhu Simpang Maks. (T_J):100 °C. Suhu cip semikonduktor itu sendiri tidak boleh melebihi had ini. Melebihi T_Jmaks akan mengurangkan jangka hayat dengan ketara dan boleh menyebabkan kegagalan serta-merta.
• Rintangan Terma (R_th):20 °C/W. Parameter ini mengukur keberkesanan perjalanan haba dari cip (simpang) ke pad pateri atau kes. Nilai yang lebih rendah adalah lebih baik. Dengan 20°C/W, untuk setiap watt kuasa yang diserakkan, suhu simpang akan meningkat 20°C melebihi suhu pad.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C (Operasi), -40°C hingga +100°C (Penyimpanan). Julat ini memastikan peranti boleh berfungsi dan disimpan dalam pelbagai keadaan persekitaran.

2.2 Ciri Fotometrik dan Elektrik

Jadual kod pesanan menyediakan metrik prestasi utama di bawah keadaan ujian tipikal.

• Fluks Sinaran:Minimum 1mW, Tipikal 2mW, Maksimum 2.5mW. Ini adalah jumlah kuasa optik keluaran dalam spektrum UVC, diukur dalam miliwatt. Ia adalah parameter kritikal untuk mengukur keberkesanan pensterilan, bukan kecerahan visual.
• Panjang Gelombang Puncak:270-285 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Keberkesanan germisida memuncak sekitar 265nm, jadi julat ini sangat berkesan.
• Voltan Kehadapan (V_F):5.0-8.0V pada I_F=20mA. Ini agak tinggi untuk LED, yang merupakan ciri teknologi semikonduktor UVC. Pereka bentuk mesti memastikan litar pemacu boleh menyediakan julat voltan ini.
• Arus Kehadapan (I_F):20mA. Ini adalah arus pacuan yang disyorkan untuk mendapatkan fluks sinaran dan jangka hayat yang ditentukan.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. UVC3535CZ0115 menggunakan tiga kriteria pembin bebas.

3.1 Pembin Fluks Sinaran

LED disusun berdasarkan keluaran fluks sinaran minimum mereka ke dalam bin Q0A (1-1.5mW), Q0B (1.5-2mW), dan Q0C (2-2.5mW). Ini membolehkan pereka bentuk memilih bin yang memenuhi keperluan kuasa optik minimum mereka, berpotensi mengoptimumkan kos.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Puncak

Panjang gelombang dibin ke dalam tiga julat: U27A (270-275nm), U27B (275-280nm), dan U28 (280-285nm). Untuk aplikasi yang sensitif kepada panjang gelombang tertentu untuk kecekapan germisida maksimum, menentukan bin yang sesuai adalah penting.

3.3 Pembin Voltan Kehadapan

Voltan dibin dalam langkah 0.5V dari 5.0V hingga 8.0V (contohnya, 5055 untuk 5.0-5.5V, 7580 untuk 7.5-8.0V). Ini adalah penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar, kerana mengetahui julat V_Fmembantu menentukan voltan pematuhan yang diperlukan oleh pemacu, memberi kesan kepada kecekapan dan pemilihan komponen.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung ciri tipikal memberikan pandangan tentang bagaimana LED berkelakuan di bawah keadaan yang berbeza.

4.1 Spektrum dan Kuasa Optik

Lengkung spektrum menunjukkan puncak dalam julat 270-285nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) tipikal kira-kira 10-15nm, yang merupakan piawai untuk LED UVC. Lengkung fluks sinaran relatif berbanding arus kehadapan adalah sub-linear; keluaran meningkat dengan arus tetapi mungkin tidak berkadar sempurna, dan memacu melebihi arus yang disyorkan membawa kepada pulangan yang berkurangan dan haba berlebihan.

4.2 Kelakuan Elektrik dan Terma

Lengkung arus kehadapan berbanding voltan kehadapan (I-V) menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan kehadapan meningkat dengan arus. Panjang gelombang puncak menunjukkan anjakan minimum dengan peningkatan arus, menunjukkan kestabilan spektrum yang baik. Lengkung penyahkadar adalah kritikal: ia menunjukkan arus kehadapan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat untuk menghalang suhu simpang daripada melebihi 100°C. Sebagai contoh, pada suhu ambien 85°C, arus maksimum jauh lebih rendah daripada pada 25°C.

4.3 Prestasi Terma

Lengkung fluks sinaran relatif berbanding suhu ambien menunjukkan kesan negatif haba pada keluaran. Apabila suhu meningkat, fluks sinaran berkurangan. Kesan pemadaman terma ini menekankan kepentingan reka bentuk terma PCB dan penyingkiran haba yang berkesan untuk mengekalkan prestasi optimum.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Mekanikal

LED mempunyai tapak kaki padat 3.5mm x 3.5mm dengan ketinggian 1.0mm (toleransi ±0.2mm). Lukisan teknikal menentukan susun atur dan dimensi pad yang tepat. Pad 1 adalah anod (+), Pad 2 adalah katod (-), dan Pad 3 adalah pad terma khusus. Pad terma adalah penting untuk memindahkan haba dari badan seramik ke PCB. Corak tanah yang disyorkan pada PCB harus sepadan rapat dengan konfigurasi pad ini untuk memastikan pateri dan konduksi terma yang betul.

5.2 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub menunjukkan corak pancaran seperti lambertian tipikal dengan sudut pandangan 150° (2θ_1/2). Keamatan adalah tertinggi pada 0° (berserenjang dengan permukaan pancaran) dan berkurangan ke arah tepi. Sudut lebar ini adalah bermanfaat untuk aplikasi yang memerlukan liputan kawasan berbanding pancaran fokus.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Proses Pateri Alir Semula

UVC3535CZ0115 direka untuk proses Teknologi Pemasangan Permukaan (SMT) piawai. Lembaran data mengesyorkan bahawa pateri alir semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali untuk mengelakkan tekanan terma berlebihan pada pakej seramik dan ikatan dalaman. Profil alir semula bebas plumbum piawai dengan suhu puncak biasanya di bawah 260°C adalah sesuai, tetapi profil khusus harus disahkan. Tekanan pada LED semasa pemanasan (contohnya, dari lenturan papan) mesti dielakkan. Selepas pateri, lenturan PCB harus diminimumkan untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada sendi pateri.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

Komponen dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan dengan desikan untuk mencegah penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa alir semula. Sebaik sahaja beg tertutup dibuka, komponen harus digunakan dalam tempoh masa yang ditentukan (biasanya 168 jam dalam keadaan kilang) atau dibakar mengikut garis panduan piawai IPC/JEDEC sebelum alir semula.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pemesanan

7.1 Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung 7 inci atau 13 inci. Kuantiti pembungkusan piawai adalah 1000 keping setiap gegelung. Dimensi pita (saiz poket, pic) ditentukan untuk serasi dengan peralatan pick-and-place SMT piawai.

7.2 Nomenklatur Produk (Kod Pesanan)

Kod pesanan penuh, contohnya, UVC3535CZ0115-HUC7085001X80020-1T, adalah rentetan berstruktur yang mengekod semua spesifikasi utama:

UVC: Jenis produk.

3535: Saiz pakej.

C: Bahan seramik.

Z: Mengandungi diod Zener untuk perlindungan ESD.

01: 1 cip LED.

15: Sudut pandangan 150°.

H: Struktur cip mendatar.

UC: Warna UVC.

7085: Kod bin panjang gelombang (270-285nm).

001: Kod bin fluks sinaran (1mW min).

X80: Kod bin voltan kehadapan (5.0-8.0V).

020: Arus kehadapan (20mA).

1: Kod kuantiti pembungkusan (1K pcs).

T: Pembungkusan pita.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

Pemacu arus malar adalah wajib untuk memacu LED ini. Memandangkan voltan kehadapan tinggi (5-8V) dan arus rendah (20mA), pemacu mesti dipilih dengan teliti. Pengatur arus malar linear atau pemacu LED pensuisan boleh digunakan, memastikan voltan pematuhan keluaran melebihi V_Fmaks bin yang dipilih. Pengurusan terma pada PCB tidak boleh dirunding. Gunakan PCB dengan ketebalan dan luas kuprum yang mencukupi, sambungkan pad terma ke satah tanah besar menggunakan beberapa liang terma, dan pertimbangkan aliran udara atau penyingkiran haba sistem keseluruhan.

8.2 Pertimbangan Keselamatan dan Jangka Hayat

Sinaran UVC adalah berbahaya kepada mata dan kulit. Reka bentuk produk akhir mesti menggabungkan ciri keselamatan seperti suis saling kunci, perisai, dan label amaran untuk mencegah pendedahan pengguna. Jangka hayat LED UVC biasanya ditakrifkan sebagai masa sehingga fluks sinaran merosot kepada peratusan tertentu (contohnya, 70% atau 50%) daripada nilai awalnya. Memacu pada atau di bawah arus yang disyorkan dan mengekalkan suhu simpang rendah melalui reka bentuk terma yang baik adalah faktor utama dalam memaksimumkan jangka hayat operasi.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

UVC3535CZ0115 membezakan dirinya melalui pakej seramiknya, yang menawarkan prestasi terma dan kebolehpercayaan yang lebih baik berbanding pakej SMD plastik yang biasa digunakan untuk LED boleh lihat. Diod Zener bersepadu untuk perlindungan ESD menambah keteguhan. Sudut pandangan 150° adalah lebih luas daripada beberapa LED UVC pesaing, yang mungkin mempunyai pancaran yang lebih fokus. Pembin tiga dimensi terperinci (fluks, panjang gelombang, voltan) menyediakan pereka bentuk dengan kawalan tepat ke atas parameter prestasi produk akhir mereka.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah jangka hayat tipikal LED ini?

J: Jangka hayat sangat bergantung pada arus pacuan dan suhu operasi. Apabila dikendalikan pada 20mA yang disyorkan dan dengan suhu simpang dikekalkan rendah (contohnya, di bawah 85°C), jangka hayat 10,000 jam atau lebih kepada L70 (70% daripada fluks awal) boleh dijangkakan. Rujuk lengkung penyahkadar dan garis panduan pengurusan terma.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan sumber voltan malar?

J: Tidak. LED adalah peranti pacuan arus. Sumber voltan malar tidak akan mengawal selia arus, membawa kepada pelarian terma dan kegagalan pantas. Sentiasa gunakan pemacu arus malar yang betul.

S: Bagaimana saya memilih bin yang betul untuk aplikasi saya?

J: Pilih bin Fluks Sinaran (Q0A/B/C) berdasarkan keperluan kuasa optik minimum anda. Pilih bin Panjang Gelombang (U27A/B, U28) jika aplikasi anda dioptimumkan untuk sub-julat tertentu. Bin Voltan (5055...7580) adalah penting untuk reka bentuk pemacu; anda boleh mereka bentuk untuk kes terburuk (voltan tertinggi) dalam bin yang anda pilih.

S: Adakah kanta diperlukan?

J> Untuk kebanyakan aplikasi pensterilan di mana liputan kawasan diperlukan, corak terbina dalam 150° adalah mencukupi. Untuk aplikasi pancaran fokus, kanta kuarza luaran atau kanta lutsinar UVC khusus mungkin digunakan. Kanta akrilik atau polikarbonat piawai menyekat cahaya UVC.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Pensteril Air Mudah Alih

Seorang pereka bentuk mencipta botol air UV berkuasa bateri. Mereka memilih UVC3535CZ0115 untuk saiz padat dan kuasanya. Mereka memilih bin fluks Q0C (2-2.5mW) untuk memastikan dos yang mencukupi untuk isipadu air kecil. Mereka mereka bentuk PCB dengan tuangan kuprum besar yang disambungkan ke pad terma. Pemacu arus malar penukar peningkat dipilih untuk menyediakan 20mA dari bateri Li-ion 3.7V, dengan keupayaan voltan keluaran melebihi 8V. LED diletakkan di dalam sarung kuarza dalam laluan aliran air. Saling kunci keselamatan memastikan LED hanya beroperasi apabila botol ditutup rapat.

12. Pengenalan Prinsip

LED UVC beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor, khususnya aloi aluminium galium nitrida (AlGaN). Apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang foton ini ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Untuk pancaran UVC sekitar 270nm, kandungan aluminium tinggi dalam lapisan AlGaN diperlukan. Pakej seramik berfungsi sebagai selongsong yang teguh, konduktif terma, dan kedap udara yang melindungi cip semikonduktor sensitif daripada faktor persekitaran dan mengeluarkan haba dengan cekap.

13. Trend Pembangunan

Pasaran LED UVC didorong oleh permintaan global untuk pembasmian kuman tanpa bahan kimia. Trend utama termasuk peningkatan kecekapan dinding-palam (kuasa optik keluaran per kuasa elektrik input), yang mengurangkan penggunaan tenaga dan penjanaan haba. Terdapat pembangunan berterusan untuk menurunkan kos per miliwatt kuasa optik. Penyelidikan juga memberi tumpuan kepada meningkatkan jangka hayat dan kebolehpercayaan peranti. Tambahan pula, pembangunan LED pada panjang gelombang yang lebih pendek (contohnya, 222nm Far-UVC) adalah bidang penyelidikan aktif, menjanjikan pembasmian kuman yang berpotensi lebih selamat untuk ruang yang diduduki. Integrasi peringkat sistem, seperti modul pemacu-atas-papan, juga menjadi lebih biasa untuk memudahkan reka bentuk produk akhir.