Folha de Dados Técnicos do LED UV LTPL-C034UVG365 - Comprimento de Onda de Pico 365nm - 3.8V Típ. - 4.4W Máx.

1. Visão Geral do Produto

Este produto é um díodo emissor de luz (LED) ultravioleta (UV) de alta potência, concebido para aplicações exigentes que requerem uma fonte de luz UV de estado sólido. Representa uma alternativa energeticamente eficiente às tecnologias UV convencionais, combinando a longa vida operacional e a fiabilidade inerentes à tecnologia LED com uma saída radiante significativa.

Vantagens Principais:

• Compatibilidade com Circuitos Integrados:Concebido para fácil integração em circuitos eletrónicos e sistemas de controlo.
• Conformidade Ambiental:O produto é conforme com a diretiva RoHS e fabricado utilizando processos sem chumbo.
• Eficiência Operacional:Oferece custos operacionais mais baixos em comparação com fontes UV tradicionais, como lâmpadas de mercúrio.
• Manutenção Reduzida:A natureza de estado sólido e a longa vida útil diminuem significativamente os requisitos de manutenção e os custos associados.
• Liberdade de Projeto:Permite novos formatos e designs de aplicação anteriormente limitados pela tecnologia convencional de lâmpadas UV.

Mercado-Alvo:Este LED destina-se principalmente a aplicações como a cura UV de tintas, adesivos e revestimentos, bem como outras aplicações UV comuns em equipamentos industriais, médicos e analíticos onde é necessária uma fonte UV fiável e duradoura de 365nm.

2. Análise Profunda das Especificações Técnicas

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação nestes limites ou perto deles durante períodos prolongados.

• Corrente Direta Contínua (If):1000 mA (Corrente contínua máxima).
• Consumo de Energia (Po):4.4 W (Dissipação de potência máxima).
• Gama de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C (Gama de temperatura ambiente para operação normal).
• Gama de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-55°C a +100°C (Gama de temperatura para armazenamento não operacional).
• Temperatura de Junção (Tj):125°C (Temperatura máxima permitida na junção do semicondutor).

Nota Importante:A operação prolongada em condições de polarização inversa pode levar à falha do componente.

2.2 Características Eletro-Ópticas (Ta=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (Corrente Direta, If = 700mA).

• Tensão Direta (Vf):3.8 V (Típico), com uma gama de 3.2 V (Mín.) a 4.4 V (Máx.). Este parâmetro é crucial para o projeto do acionador.
• Fluxo Radiante (Φe):1300 mW (Típico), com uma gama de 1050 mW (Mín.) a 1545 mW (Máx.). Isto mede a potência óptica total emitida no espectro UV.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):Centrado na região dos 365nm, com uma gama de binagem de 360nm a 370nm. Isto define o pico de emissão UV primário.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):130° (Típico). Isto indica um padrão de radiação amplo.
• Resistência Térmica (R_thjs):5.1 °C/W (Típico, Junção-para-Ponto de Solda). Um valor mais baixo indica uma melhor transferência de calor do chip para a placa, o que é crítico para manter o desempenho e a longevidade.

2.3 Características Térmicas

A gestão térmica eficaz é fundamental para o desempenho e fiabilidade do LED. A resistência térmica de 5.1°C/W especifica quanto a temperatura de junção aumentará por cada watt de potência dissipada. Para manter a temperatura de junção dentro de limites seguros (abaixo de 125°C), um dissipador de calor adequado e um projeto térmico da PCB são essenciais, especialmente quando operando na corrente máxima de 700mA ou 1000mA.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência no desempenho da aplicação, os LEDs são classificados (binados) com base em parâmetros-chave. O código de binagem está marcado na embalagem.

3.1 Binagem da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são agrupados pela sua queda de tensão direta a 700mA.

• Bin V1:3.2V a 3.6V
• Bin V2:3.6V a 4.0V
• Bin V3:4.0V a 4.4V

Tolerância: ±0.1V. Selecionar um bin específico pode ajudar a projetar circuitos de acionamento mais uniformes.

3.2 Binagem do Fluxo Radiante (mW)

Os LEDs são classificados pela sua potência óptica de saída a 700mA. Isto é crítico para aplicações que requerem intensidade UV consistente.

• Bin PR:1050 mW a 1135 mW
• Bin RS:1135 mW a 1225 mW
• Bin ST:1225 mW a 1325 mW
• Bin TU:1325 mW a 1430 mW
• Bin UV:1430 mW a 1545 mW

Tolerância: ±10%.

3.3 Binagem do Comprimento de Onda de Pico (Wp)

Os LEDs são categorizados com base no seu comprimento de onda de emissão de pico.

• Bin P3M:360 nm a 365 nm
• Bin P3N:365 nm a 370 nm

Tolerância: ±3nm. Isto permite a seleção para processos sensíveis a comprimentos de onda UV específicos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Fluxo Radiante Relativo vs. Corrente Direta

Esta curva mostra que o fluxo radiante aumenta com a corrente direta, mas não linearmente. Tendência a saturar a correntes mais altas devido ao aumento dos efeitos térmicos e à queda de eficiência. Operar nos típicos 700mA proporciona um bom equilíbrio entre saída e eficiência.

4.2 Distribuição Espectral Relativa

O gráfico espectral confirma a característica de emissão de banda estreita dos LEDs, com um pico dominante em torno de 365nm e emissão de banda lateral mínima. Isto é vantajoso para processos que requerem ativação UV específica sem excesso de calor ou comprimentos de onda indesejados.

4.3 Padrão de Radiação

O diagrama da característica de radiação ilustra o amplo ângulo de visão de 130 graus, mostrando a distribuição de intensidade em função do ângulo em relação ao eixo central do LED. Este padrão é importante para projetar ótica de iluminação para cobertura uniforme.

4.4 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva fundamental demonstra a relação exponencial do díodo entre corrente e tensão. A tensão de "joelho" é de cerca de 3V. O acionador deve ser uma fonte de corrente para garantir operação estável, pois uma pequena alteração na tensão pode causar uma grande alteração na corrente.

4.5 Fluxo Radiante Relativo vs. Temperatura de Junção

Esta curva crítica mostra o impacto negativo do aumento da temperatura de junção na saída de luz. À medida que Tj aumenta, o fluxo radiante diminui. Isto sublinha a necessidade de uma gestão térmica eficaz para manter um desempenho consistente ao longo da vida útil do LED.

4.6 Curva de Derating da Corrente Direta

Este gráfico especifica a corrente direta máxima permitida em função da temperatura ambiente ou do encapsulamento. Para evitar exceder a temperatura de junção máxima, a corrente de acionamento deve ser reduzida quando operar em ambientes de temperatura mais elevada.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo tem uma pegada específica de embalagem para montagem em superfície. As tolerâncias dimensionais-chave são:

• Dimensões gerais: ±0.2mm
• Altura da lente e comprimento/largura do substrato cerâmico: ±0.1mm

A pasta térmica (tipicamente para dissipação de calor) está eletricamente isolada (neutra) das pastas elétricas do ânodo e do cátodo.

5.2 Layout Recomendado para a Pasta de Fixação na PCB

É fornecido um padrão de soldadura (pegada) sugerido para a PCB para garantir soldadura adequada, transferência térmica e estabilidade mecânica. É recomendado aderir a este layout para uma montagem fiável.

5.3 Identificação da Polaridade

A folha de dados inclui marcações ou diagramas para identificar os terminais do ânodo e do cátodo. A conexão correta da polaridade é essencial para o funcionamento do dispositivo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Reflow

É fornecido um perfil detalhado de temperatura-tempo para soldadura por reflow. Os parâmetros-chave incluem uma temperatura máxima do corpo do pacote e taxas específicas de aquecimento/arrefecimento. As notas enfatizam:

• Evitar processos de arrefecimento rápido.
• Utilizar a temperatura de soldadura mais baixa possível.
• O perfil pode necessitar de ajuste com base na pasta de soldar utilizada.
• A soldadura por imersão não é recomendada nem garantida.

6.2 Soldadura Manual

Se for necessária soldadura manual, a condição máxima recomendada é de 300°C por um máximo de 2 segundos, e isto deve ser realizado apenas uma vez por dispositivo.

6.3 Limpeza

Apenas devem ser utilizados solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA), para limpeza. Produtos químicos não especificados podem danificar o encapsulamento do LED.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada e bobinas para montagem automatizada.

• São fornecidas dimensões detalhadas para os compartimentos da fita e para a bobina.
• Os compartimentos vazios são selados com fita de cobertura.
• Uma bobina de 7 polegadas pode conter um máximo de 500 peças.
• A embalagem está em conformidade com as normas EIA-481-1-B.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Cura UV:Cura de tintas, revestimentos, adesivos e resinas em aplicações de impressão, montagem eletrónica e dentária.
• Excitação de Fluorescência:Fazer com que os materiais fluoresçam para inspeção, autenticação ou análise.
• Desinfeção:Embora 365nm não seja o comprimento de onda germicida ideal (UVC), pode ser utilizado em alguns processos fotoquímicos.
• Terapia Médica:Certos tratamentos de fototerapia.

8.2 Considerações de Projeto

• Acionamento por Corrente:Utilize sempre um acionador de corrente constante, não uma fonte de tensão constante, para garantir operação estável e prevenir fuga térmica.
• Gestão Térmica:Projete a PCB com vias térmicas adequadas, área de cobre e considere um dissipador de calor externo se operar a correntes altas ou em temperaturas ambientes elevadas.
• Ótica:Podem ser necessárias lentes ou refletores para colimar ou moldar o amplo ângulo do feixe para aplicações específicas.
• Proteção contra ESD:Os LEDs são sensíveis a descargas eletrostáticas. Implemente precauções padrão de manuseamento de ESD durante a montagem.
• Segurança Ocular e Cutânea:A radiação UV-A de 365nm pode ser prejudicial. Implemente blindagem apropriada, intertravamentos e avisos ao utilizador no produto final.

9. Fiabilidade e Testes

O produto é submetido a uma série abrangente de testes de fiabilidade, com resultados que mostram zero falhas nas amostras testadas. Os testes incluem:

• Vida Operacional a Baixa, Temperatura Ambiente e Alta Temperatura (LTOL, RTOL, HTOL).
• Vida Operacional a Alta Temperatura e Humidade (WHTOL).
• Choque Térmico (TMSK).
• Resistência ao Calor de Soldadura (Reflow).
• Teste de Soldabilidade.

Os critérios de falha são definidos por desvios na Tensão Direta (±10%) e no Fluxo Radiante (±30%) em relação aos valores iniciais. Estes testes validam a robustez do produto para aplicações industriais.

10. Comparação Técnica e Tendências

10.1 Vantagens vs. Fontes UV Convencionais

Em comparação com as lâmpadas UV de vapor de mercúrio, este LED oferece:

• Ligação/Desliga Instantânea:Sem tempo de aquecimento ou arrefecimento.
• Vida Útil Mais Longa:Dezenas de milhares de horas vs. milhares para lâmpadas.
• Maior Eficiência:Mais saída UV por watt elétrico de entrada.
• Tamanho Compacto e Flexibilidade de Projeto:Permite equipamentos mais pequenos e inovadores.
• Sem Mercúrio:Eliminação ambientalmente mais segura.
• Comprimento de Onda Preciso:Saída espectral estreita que visa fotoiniciadores específicos.

10.2 Tendências de Desenvolvimento

O mercado de LED UV é impulsionado por tendências para:

• Maior Fluxo Radiante:Aumento da densidade de potência de emissores únicos e módulos.
• Melhoria da Eficiência Global (WPE):Redução da geração de calor para uma dada saída óptica.
• Menor Custo por Watt Radiante:Tornar as soluções LED economicamente viáveis para mais aplicações.
• Expansão para Bandas UVC:Para aplicações germicidas diretas (265nm-280nm), embora este produto esteja na banda UV-A.

11. Perguntas Frequentes (Baseadas em Dados Técnicos)

11.1 Que corrente de acionamento devo utilizar?

As características eletro-ópticas são especificadas a 700mA, que é a corrente de operação típica recomendada para um equilíbrio entre desempenho e vida útil. Pode ser acionado até ao máximo absoluto de 1000mA, mas isto exigirá uma gestão térmica excecional e pode reduzir a vida útil. Consulte sempre a curva de derating para os limites de corrente dependentes da temperatura.

11.2 Como interpreto os códigos de binagem?

Os códigos de binagem garantem que recebe LEDs com desempenho consistente. Por exemplo, encomendar do bin de fluxo "TU" e do bin de comprimento de onda "P3N" garante dispositivos com saída de 1325-1430 mW e comprimento de onda de pico de 365-370 nm. Especifique os bins necessários para a sua aplicação para garantir o desempenho do sistema.

11.3 Quão crítica é a gestão térmica?

Extremamente crítica. A temperatura de junção impacta diretamente a saída de luz (ver curva Fluxo Relativo vs. Tj) e a fiabilidade a longo prazo. Exceder a temperatura de junção máxima de 125°C acelerará a degradação e pode causar falha rápida. O valor da resistência térmica de 5.1°C/W é fundamental para calcular o dissipador de calor necessário.

11.4 Posso usar uma fonte de tensão para alimentar este LED?

Não. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem tolerância e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante levaria a uma corrente não controlada, provavelmente excedendo as especificações máximas e destruindo o LED. Um acionador de corrente constante ou um circuito limitador de corrente é obrigatório.

12. Caso Prático de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Sistema de Cura UV por Ponto

1. Requisito:Um dispositivo portátil para cura de adesivos dentários, requerendo um ponto UV focado de 365nm com intensidade consistente para ciclos de 10 segundos.
2. Seleção do LED:Este LED de 365nm é escolhido pelo seu alto fluxo radiante e comprimento de onda apropriado.
3. Projeto do Acionador:É desenvolvido um acionador de corrente constante compacto e alimentado por bateria, ajustado para 700mA, com um circuito temporizador para o pulso de 10 segundos.
4. Projeto Térmico:O LED é montado numa pequena PCB com núcleo metálico (MCPCB) dentro do corpo da ferramenta portátil, que atua como dissipador de calor. O ciclo de trabalho (10s ligado, 50s desligado) ajuda a gerir o acumular de calor.
5. Projeto Ótico:Uma lente colimadora simples é colocada sobre o LED para focar o amplo feixe de 130° num ponto mais pequeno e intenso à distância de trabalho.
6. Resultado:Uma ferramenta de cura fiável e de ligação instantânea que supera os sistemas antigos baseados em lâmpadas em tamanho, velocidade e vida útil, sem atraso de aquecimento para o dentista.

13. Princípio de Funcionamento

Este dispositivo é uma fonte de luz semicondutora. Quando uma tensão direta é aplicada através do ânodo e do cátodo, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro da região ativa do chip semicondutor (tipicamente baseado em materiais como AlGaN ou InGaN para emissão UV). Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A energia específica da banda proibida dos materiais semicondutores utilizados determina o comprimento de onda dos fotões emitidos, que neste caso está no espectro ultravioleta-A (UV-A) em torno de 365 nanómetros. O amplo ângulo de visão resulta do design do encapsulamento e da lente primária sobre o chip.