Dokumen Teknikal LED UVA 2835 SMD - Pakej 2.8x3.5mm - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk satu siri Diod Pemancar Cahaya (LED) Ultraviolet-A (UVA) berprestasi tinggi yang dibungkus dalam pakej peranti permukaan-pasang (SMD) yang padat. Domain aplikasi utama untuk komponen ini adalah dalam sistem yang memerlukan pancaran ultraviolet terkawal dalam julat 365-370 nanometer.

Kelebihan teras siri produk ini termasuk kecekapan sinaran yang tinggi, yang bermaksud lebih banyak output optik per unit input elektrik, dan profil penggunaan kuasa yang rendah. Peranti ini mempunyai sudut pandangan luas 120 darjah, memastikan penyinaran yang luas dan seragam dalam aplikasi sasarannya. Bentuknya, berukuran 2.8mm panjang dan 3.5mm lebar, menjadikannya sesuai untuk integrasi ke dalam pemasangan elektronik moden yang mempunyai ruang terhad.

Produk ini direka untuk mematuhi piawaian alam sekitar dan keselamatan antarabangsa utama. Ia disahkan mematuhi RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), dikilangkan menggunakan proses bebas plumbum (Pb-free), dan mematuhi peraturan EU REACH. Tambahan pula, ia memenuhi keperluan bebas halogen, dengan kandungan bromin (Br) dan klorin (Cl) dikekalkan di bawah had yang ditetapkan (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.1 Aplikasi Sasaran

Panjang gelombang dan ciri output khusus menjadikan siri LED ini sesuai untuk beberapa aplikasi khusus:

• Pengerasan Kuku UV:Digunakan dalam peranti untuk mengeraskan cat kuku berasaskan gel.
• Pengesanan Wang Kertas Palsu UV:Digunakan dalam pengimbas dan pengesan untuk mendedahkan ciri keselamatan pada wang kertas, dokumen, atau produk yang berfluor di bawah cahaya UVA.
• Perangkap Nyamuk UV:Diintegrasikan ke dalam peranti penangkap serangga di mana cahaya UVA menarik serangga terbang.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had-had ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Arus Kehadapan DC Maksimum (I_F):120 mA
• Rintangan ESD Maksimum (Model Badan Manusia):2000 V
• Rintangan Terma (R_th):25 °C/W. Parameter ini menunjukkan seberapa berkesan haba bergerak dari simpang LED ke pad pateri. Nilai yang lebih rendah adalah lebih baik untuk pengurusan terma.
• Suhu Simpang Maksimum (T_J):110 °C. Suhu pada cip semikonduktor itu sendiri tidak boleh melebihi had ini.
• Julat Suhu Operasi (T_Opr):-40 °C hingga +85 °C.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_Stg):-40 °C hingga +100 °C.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Titik operasi tipikal dan prestasi untuk kod pesanan yang disenaraikan ditakrifkan di bawah. Semua ukuran biasanya diambil pada suhu pad pateri 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Arus Kehadapan (I_F):60 mA (Titik Operasi Tipikal)
• Voltan Kehadapan (V_F):3.2 V hingga 3.8 V (pada I_F= 60mA)
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):365 nm hingga 370 nm
• Fluks Sinaran (Φ_e):
  • Minimum: 70 mW
  • Tipikal: 90 mW
  • Maksimum: 130 mW

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi kriteria minimum tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Fluks Sinaran

LED dikategorikan berdasarkan output fluks sinaran minimum pada arus operasi. Kod bin (R5, R6, R7, R8, R9, S1) mewakili tahap output yang semakin meningkat, dari minimum 70mW (R5) sehingga 130mW (S1). Toleransi ukuran ialah ±10%.

3.2 Binning Panjang Gelombang Puncak

Panjang gelombang dikawal dengan ketat. Semua peranti dalam siri ini berada dalam satu bin berlabel "U36", yang menjamin panjang gelombang puncak antara 365nm dan 370nm, dengan toleransi ukuran ±1nm.

3.3 Binning Voltan Kehadapan

Peranti juga disusun mengikut penurunan voltan kehadapan pada 60mA. Tiga bin ditakrifkan:

• 3234: V_F= 3.2V - 3.4V
• 3436: V_F= 3.4V - 3.6V
• 3638: V_F= 3.6V - 3.8V

4. Analisis Lengkuk Prestasi

4.1 Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan (Lengkuk IV)

Lengkuk yang disediakan menggambarkan hubungan tak linear antara voltan yang dikenakan merentasi LED dan arus yang terhasil. Untuk pemacu arus malar yang ditetapkan pada 60mA, penurunan voltan yang dijangkakan akan berada dalam julat 3.2V-3.8V seperti yang ditakrifkan dalam ciri elektrik. Lengkuk menunjukkan bagaimana voltan meningkat dengan arus, menekankan keperluan untuk pengawalan arus yang betul, bukan pengawalan voltan, untuk mengawal output cahaya dan mencegah pelarian terma.

4.2 Fluks Sinaran Relatif vs. Arus Kehadapan

Graf ini menunjukkan bahawa output optik (fluks sinaran) adalah lebih kurang berkadar dengan arus kehadapan. Meningkatkan arus pacuan akan meningkatkan output cahaya. Walau bagaimanapun, beroperasi di atas 60mA yang disyorkan akan menghasilkan lebih banyak haba, berpotensi mengurangkan kecekapan dan jangka hayat, seperti yang ditunjukkan dalam lengkuk penurunan kadar.

4.3 Fluks Sinaran Relatif vs. Suhu Simpang

Ini adalah ciri kritikal untuk pengurusan terma. Lengkuk menunjukkan bahawa apabila suhu simpang (T_J) meningkat, output fluks sinaran berkurangan. Pekali suhu negatif ini menekankan kepentingan reka bentuk terma yang berkesan (contohnya, menggunakan PCB dengan liang terma, kawasan kuprum yang mencukupi, dan mungkin heatsink) untuk mengekalkan suhu simpang LED serendah mungkin semasa operasi, memastikan output cahaya yang stabil dan maksimum.

4.4 Panjang Gelombang Puncak vs. Suhu Simpang

Panjang gelombang pancaran puncak LED mempunyai sedikit kebergantungan pada suhu. Graf ini mengukur peralihan itu untuk peranti UVA ini. Memahami peralihan ini adalah penting untuk aplikasi di mana panjang gelombang tepat adalah kritikal, seperti dalam proses pengerasan atau pendafluoran tertentu.

4.5 Taburan Spektrum

Plot taburan spektrum relatif menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Untuk LED UVA ini, pancaran berpusat di sekitar puncak 365-370nm dengan lebar spektrum ciri. Maklumat ini adalah penting untuk aplikasi yang sensitif kepada jalur spektrum UV tertentu.

4.6 Lengkuk Penurunan Kadar

Lengkuk penurunan kadar menyediakan arus kehadapan berterusan maksimum yang dibenarkan berdasarkan suhu yang diukur pada pad pateri (sisi anod). Apabila suhu pad pateri meningkat, arus operasi selamat maksimum mesti dikurangkan untuk mengelakkan melebihi suhu simpang maksimum 110°C. Lengkuk ini adalah penting untuk mereka bentuk sistem yang boleh dipercayai, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien yang tinggi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Mekanikal

Pakej LED mempunyai tapak segi empat tepat 2.8mm x 3.5mm. Lukisan dimensi terperinci menentukan penempatan tepat pad pateri, geometri kanta, dan lokasi pad terma. Pad terma diperhatikan bersambung secara elektrik ke katod. Toleransi dimensi piawai ialah ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota pengendalian kritikal memberi amaran terhadap penggunaan daya pada kanta, kerana ini boleh menyebabkan kegagalan peranti.

5.2 Reka Bentuk Pad Pateri dan Polarity

Gambar rajah corak pateri dengan jelas mengenal pasti pad anod dan katod. Polarity yang betul mesti dipatuhi semasa pemasangan. Reka bentuk termasuk pad terma pusat untuk memudahkan pemindahan haba dari die LED ke papan litar bercetak (PCB).

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Proses Pateri Reflow

Siri LED UVA ini sesuai untuk proses pemasangan Teknologi Permukaan-Pasang (SMT) piawai. Panduan utama termasuk:

• Pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama untuk mengelakkan tekanan terma.
• Tekanan mekanikal pada badan LED semasa fasa pemanasan pateri mesti diminimumkan.
• Papan litar tidak boleh dibengkokkan atau dilenturkan selepas LED dipateri di tempatnya.
• Jika pelekat digunakan, proses pengerasannya mesti mengikut profil ketuhar piawai yang serasi dengan komponen.

Profil pateri reflow tipikal dicadangkan, menunjukkan hubungan masa-suhu yang disyorkan untuk fasa pra-panasan, rendaman, reflow, dan penyejukan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa merosakkan LED.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pembungkusan Pita dan Gegelung Pemancar

Untuk pemasangan pick-and-place automatik, LED dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung. Kuantiti pembungkusan piawai ialah 2000 keping per gegelung. Lukisan dimensi terperinci untuk poket pita pembawa dan gegelung itu sendiri disediakan, dengan toleransi tipikal ±0.1mm.

7.2 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

Komponen dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan atmosfera, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa proses reflow suhu tinggi. Sebaik sahaja beg tertutup dibuka, komponen harus digunakan dalam tempoh masa yang ditetapkan atau dibakar mengikut garis panduan piawai IPC/JEDEC sebelum dipateri.

7.3 Nomenklatur Produk (Kod Pesanan)

Kod pesanan penuh adalah rentetan berstruktur yang mengekod semua spesifikasi utama. Contohnya:UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2Tterurai seperti berikut:

• UVA2835TZ0112:Nombor bahagian asas (UVA, pakej 2835, bahan PCT, dengan Zener, 1 cip, sudut 120°).
• P:Orientasi cip (P-side up).
• UA:Kod Indeks Penghasilan Warna (UVA).
• 6570:Kod julat panjang gelombang.
• 120:Kod spesifikasi fluks sinaran maksimum.
• X38:Julat voltan kehadapan (3.2V-3.8V).
• 060:Kadar arus kehadapan (60mA).
• 2:Jenis pembungkusan (2,000 keping per gegelung).
• T:Kod pembungkusan pita.

7.4 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa medan untuk kebolehjejakan dan pengenalan:

• P/N:Nombor pengeluaran pengilang.
• QTY:Kuantiti komponen pada gegelung.
• CAT / HUE / REF:Kod untuk bin Fluks Sinaran, bin Warna (Panjang Gelombang), dan bin Voltan Kehadapan, masing-masing.
• LOT No:Nombor lot pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Pengurusan Terma

Memandangkan rintangan terma 25°C/W dan kesan negatif suhu pada output dan panjang gelombang, penyingkiran haba yang berkesan adalah penting. Pereka harus:

• Gunakan PCB dengan corak tanah pad terma khusus yang disambungkan ke satah tanah dalaman atau kawasan kuprum yang besar.
• Gabungkan beberapa liang terma di bawah pad terma LED untuk mengalirkan haba ke lapisan PCB lain atau heatsink luaran.
• Rujuk lengkuk penurunan kadar untuk memastikan arus operasi sesuai untuk suhu pad pateri maksimum yang dijangkakan dalam aplikasi.

8.2 Pacuan Elektrik

LED adalah peranti dipacu arus. Litar pemacu arus malar sangat disyorkan berbanding perintang siri mudah atau sumber voltan, terutamanya untuk output yang konsisten dan jangka hayat panjang. Pemacu harus direka untuk membekalkan 60mA yang stabil (atau arus yang lebih rendah mengikut keperluan penurunan kadar) dan mesti mampu menahan julat voltan kehadapan 3.2V hingga 3.8V.

8.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 120 darjah memberikan pancaran yang luas. Untuk aplikasi yang memerlukan cahaya UV fokus atau selari, optik sekunder (kanta atau pemantul) akan diperlukan. Bahan optik ini mesti telus kepada panjang gelombang UVA (contohnya, kaca khusus atau plastik stabil UV seperti PMMA).

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan lampu UV lubang-laluan lama atau pakej SMD yang lebih besar, LED UVA 2835 ini menawarkan kelebihan yang ketara:

• Saiz dan Integrasi:Tapak 2835 padat membolehkan penempatan ketumpatan yang lebih tinggi dan integrasi ke dalam peranti moden yang lebih kecil.
• Kecekapan:Kecekapan sinaran tinggi membawa kepada penggunaan kuasa yang lebih rendah dan penjanaan haba yang berkurangan untuk output cahaya tertentu.
• Jangka Hayat:LED keadaan pepejal biasanya mempunyai jangka hayat operasi yang lebih panjang daripada mentol UV tradisional.
• Hidup/Mati Segera:LED mencapai output penuh dengan serta-merta, tidak seperti sesetengah mentol yang memerlukan masa pemanasan.
• Alam Sekitar:Pematuhan RoHS, Bebas Halogen, dan REACH memenuhi peraturan alam sekitar global yang ketat.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah perbezaan antara fluks sinaran (mW) dan fluks bercahaya (lm)?

Fluks bercahaya (diukur dalam lumen) diberatkan oleh kepekaan mata manusia (penglihatan fotopik). Fluks sinaran (diukur dalam watt) adalah jumlah kuasa optik yang dipancarkan, tanpa mengira kebolehlihatan. Memandangkan cahaya UVA sebahagian besarnya tidak kelihatan kepada manusia, prestasinya ditentukan dengan betul dalam fluks sinaran (mW).

10.2 Mengapa pemacu arus malar diperlukan?

Voltan kehadapan LED berbeza dengan suhu dan dari unit ke unit (seperti yang dilihat dalam binning). Sumber voltan malar akan menyebabkan variasi besar dalam arus, membawa kepada output cahaya yang tidak konsisten dan potensi kerosakan arus berlebihan. Sumber arus malar memastikan prestasi yang stabil dan boleh diramal.

10.3 Bolehkah saya memacu LED ini pada arus maksimum 120mA?

Had Maksimum Mutlak 120mA adalah had tekanan, bukan keadaan operasi yang disyorkan. Operasi berterusan pada arus ini akan menghasilkan haba yang berlebihan, berkemungkinan melebihi suhu simpang maksimum melainkan penyelesaian penyejukan yang luar biasa digunakan. Arus operasi yang disyorkan ialah 60mA, seperti yang ditakrifkan dalam jadual ciri elektrik. Lengkuk penurunan kadar mesti dirujuk untuk sebarang operasi di atas suhu bilik.

10.4 Bagaimana untuk mentafsir kod binning semasa membuat pesanan?

Pilih bin berdasarkan keperluan minimum aplikasi anda. Contohnya, jika sistem anda memerlukan sekurang-kurangnya 90mW output UV, anda harus menentukan bin R7, R8, R9, atau S1. Jika litar pemacu anda mempunyai kekangan voltan yang ketat, anda mungkin perlu menentukan bin voltan kehadapan tertentu (contohnya, 3234). Kod pesanan penuh menggabungkan pilihan bin ini.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

11.1 Kes: Pengesan Wang Kertas Palsu UV Mudah Alih

Matlamat Reka Bentuk:Cipta peranti mudah alih berkuasa bateri untuk memeriksa mata wang.

Pelaksanaan:Susunan 4-6 LED UVA ini boleh dipacu secara bersiri oleh penukar boost/ pemacu arus malar yang kecil dan cekap dikuasakan oleh bateri Li-ion 3.7V. Sudut pancaran luas 120° menghapuskan keperluan untuk optik kompleks, membolehkan penempatan mudah di belakang tingkap telap UV. Saiz 2835 padat mengekalkan PCB kecil. Pengurusan terma kurang kritikal di sini kerana penggunaan berselang, jangka pendek tipikal peranti sedemikian. Pereka akan memilih bin fluks sinaran (contohnya, R7 atau lebih tinggi) untuk memastikan keamatan pencahayaan yang mencukupi.

12. Pengenalan Prinsip Teknikal

LED UVA beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Apabila voltan kehadapan dikenakan merentasi simpang p-n cip LED, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang khusus foton ini (dalam kes ini, 365-370nm) ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembinaan cip, biasanya melibatkan aluminium gallium nitride (AlGaN) atau sebatian III-nitrida yang serupa. Sinaran UVA yang dipancarkan tidak kelihatan oleh mata manusia tetapi boleh menyebabkan pendafluor dalam bahan tertentu dan memulakan tindak balas fotokimia, yang merupakan asas untuk aplikasinya dalam pengerasan dan pengesanan.

13. Trend Teknologi

Bidang LED UV sedang berkembang pesat. Trend utama termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Penyelidikan berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan wall-plug (kuasa optik keluar / kuasa elektrik masuk) LED UVA, mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma.
• Panjang Gelombang Lebih Pendek:Pembangunan berterusan ke arah LED UVB dan UVC yang boleh dipercayai dan cekap untuk aplikasi dalam pensterilan, terapi perubatan, dan penderiaan.
• Ketumpatan Kuasa Lebih Tinggi:Penambahbaikan dalam reka bentuk cip dan pengurusan terma pembungkusan membolehkan peranti tunggal dengan output fluks sinaran yang lebih tinggi.
• Peningkatan Jangka Hayat dan Kebolehpercayaan:Kemajuan dalam bahan dan pembungkusan memanjangkan jangka hayat operasi LED UV, menjadikannya sesuai untuk aplikasi industri yang lebih mencabar.
• Pengurangan Kos:Apabila volum pembuatan meningkat dan proses matang, kos per miliwatt output UV terus menurun, membuka pasaran aplikasi baru.