Folha de Dados do LED UV PLCC-2 2,8x3,5x0,65mm - Tensão Direta Típica 3,2V - Potência 0,7W - Comprimento de Onda de Pico 365-375nm

1. Visão Geral do Produto

Este LED ultravioleta (UV) é projetado em um pacote padrão PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) de montagem superficial, com dimensões compactas de 2,8 mm × 3,5 mm × 0,65 mm. Ele emite no espectro UVA com comprimento de onda de pico entre 365 nm e 375 nm, tornando-o adequado para aplicações como desinfecção UV, cura UV de tintas e adesivos, e cuidados com unhas. O dispositivo possui um amplo ângulo de visão de 120°, que proporciona iluminação uniforme na área alvo. É compatível com processos convencionais de montagem SMT e é fornecido em fita e bobina (4.000 peças por bobina). O produto atende aos requisitos RoHS e possui nível de sensibilidade à umidade 3.

O dispositivo oferece alta eficiência radiante e longa vida operacional quando usado dentro dos limites especificados. Está disponível em múltiplos bins para tensão direta, fluxo radiante e comprimento de onda de pico, permitindo que os projetistas selecionem o grau de desempenho ideal para sua aplicação. O pacote PLCC-2 fornece boa dissipação térmica e robustez mecânica para montagem automatizada.

1.1 Características Principais

• Pacote PLCC-2 de montagem superficial
• Ângulo de visão: 120°
• Adequado para toda montagem SMT e soldagem por refluxo
• Nível de sensibilidade à umidade: Nível 3
• Conformidade RoHS
• Disponível em embalagem fita e bobina (4.000 peças/bobina)
• Proteção contra descarga eletrostática: 1000 V (HBM)

1.2 Aplicações Alvo

• Desinfecção ultravioleta (superfície, água, ar)
• Cura UV de adesivos e revestimentos
• Cura de tinta UV (indústria gráfica)
• Cuidados com unhas (cura de gel)
• Iluminação UV geral e fototerapia

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas (a Ts = 25°C, IF = 150 mA)

O LED é acionado com uma corrente direta típica de 150 mA. A tensão direta (VF) é classificada em quatro faixas: B11 (3,0–3,2 V), B12 (3,2–3,4 V), B13 (3,4–3,6 V) e B14 (3,6–3,8 V). A tensão direta típica é de aproximadamente 3,2 V para o bin B12, que é uma seleção comum para operação a 150 mA. A corrente reversa (IR) é limitada a 10 µA a VR = 5 V, indicando uma boa junção retificadora.

O fluxo radiante total (Φe) é categorizado em bins: 1B26 (90–112 mW), 1B27 (112–140 mW), 1B28 (140–180 mW), 1B29 (180–224 mW). O comprimento de onda de pico (λp) é classificado em bins UA54 (365–370 nm) e UA55 (370–375 nm). O ângulo de visão é especificado como 120° (meio ângulo ±60°). A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RthJ-S) é de 45 °C/W típico.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

O LED não deve ser operado além das classificações máximas absolutas para evitar danos: dissipação máxima de potência é 0,7 W, corrente direta de pico é 180 mA (condições de largura de pulso não especificadas, mas típico para pulsos curtos), tensão reversa é 5 V e tolerância ESD (HBM) é 1000 V. Faixa de temperatura operacional é –40 a +85 °C, temperatura de armazenamento –40 a +100 °C e temperatura máxima da junção é 95 °C. É fundamental manter a temperatura da junção abaixo de 95 °C para garantir confiabilidade; o projeto térmico deve ser cuidadosamente considerado.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins para tensão direta, fluxo radiante e comprimento de onda de pico para permitir que os clientes selecionem o nível de desempenho apropriado. Os códigos de bin são impressos no rótulo da bobina (por exemplo, B11 para VF 3,0–3,2 V, 1B26 para fluxo 90–112 mW, UA54 para comprimento de onda 365–370 nm). O formato da etiqueta inclui campos para Número da Peça, Número de Especificação, Número do Lote, Código do Bin e valores específicos para VF, Φe e WLP. Isso garante rastreabilidade e simplifica o gerenciamento de inventário.

4. Análise de Curvas de Desempenho

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

A curva I-V típica mostra que a 150 mA, a tensão direta está na faixa de 3,2–3,6 V. A curva é característica de um LED UV baseado em GaN. Conforme a corrente aumenta, VF aumenta de forma não linear; em correntes mais baixas (por exemplo, 30 mA), VF é cerca de 3,3 V. A curva é útil para projetar resistores limitadores de corrente ou drivers de corrente constante.

4.2 Potência Relativa vs. Corrente Direta

A potência radiante relativa aumenta com a corrente direta até a corrente máxima nominal. A 150 mA, a potência relativa é de aproximadamente 100% (normalizada). Em correntes mais baixas, a eficiência é ligeiramente maior devido à menor queda térmica. Essa relação linear ajuda em aplicações de dimerização.

4.3 Efeitos da Temperatura

A temperatura da solda (Ts) afeta a potência radiante relativa. Conforme Ts aumenta de 25°C para 125°C, a potência relativa cai cerca de 40%. Essa queda térmica deve ser compensada por um gerenciamento térmico adequado. A temperatura máxima permitida da solda para operação contínua é limitada pela restrição da temperatura da junção (95 °C). A curva de derating (Ts vs. Corrente Direta) mostra que em temperaturas ambientes mais altas, a corrente de acionamento deve ser reduzida para permanecer dentro dos limites seguros.

4.4 Distribuição Espectral

A distribuição espectral mostra um pico em torno de 365–375 nm com largura total na metade do máximo (FWHM) de aproximadamente 10–15 nm. A emissão é predominantemente na faixa UVA, que é eficaz para ativação de fotoiniciadores em cura e para aplicações germicidas. Note que comprimentos de onda UV-C (abaixo de 280 nm) não são produzidos; este dispositivo é seguro para muitas aplicações de consumo quando usado com blindagem adequada.

4.5 Padrão de Radiação

O diagrama de radiação indica uma distribuição semelhante à Lambertiana com um ângulo de meia potência de ±60° (total 120°). A intensidade é relativamente uniforme na região central, tornando-o adequado para iluminação de inundação. A característica de emissão lateral é benéfica para aplicações que exigem ampla cobertura.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Pacote

As dimensões do corpo do pacote PLCC-2 são 2,80 mm × 3,50 mm com uma altura (espessura) de 0,65 mm. A vista inferior mostra duas almofadas de contato: o ânodo e o cátodo. A polaridade é indicada por um entalhe ou marcação no pacote. O padrão de solda recomendado (footprint) tem dimensões: 2,10 mm × 2,10 mm para cada almofada, com um passo de 2,08 mm. O comprimento total recomendado da almofada de solda é 2,80 mm e a largura é 3,50 mm (correspondendo ao pacote). Todas as tolerâncias são ±0,2 mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Polaridade e Manuseio

O dispositivo é polarizado; o lado do cátodo é normalmente marcado. Deve-se tomar cuidado para não aplicar tensão reversa, o que pode causar migração e danos. Ao manusear, use pinças nas superfícies laterais, evite tocar na lente de silicone (superfície superior), pois é macia e pode atrair poeira ou ser danificada.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O LED é projetado para soldagem por refluxo sem chumbo. O perfil recomendado tem uma zona de pré-aquecimento (150–200 °C) por 60–120 segundos, uma taxa de rampa máxima de 3 °C/s, um tempo acima de 217 °C de até 60 segundos, uma temperatura de pico de 260 °C por no máximo 10 segundos e uma taxa de resfriamento máxima de 6 °C/s. O tempo total de 25 °C até o pico deve ser dentro de 8 minutos. O refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes e, se o intervalo entre dois processos de soldagem exceder 24 horas, os LEDs podem absorver umidade e ser danificados; a secagem é recomendada antes do segundo refluxo.

6.2 Soldagem Manual e Reparo

Se a soldagem manual for necessária, use um ferro de solda ajustado abaixo de 300 °C por no máximo 3 segundos. Apenas uma operação de soldagem manual é permitida. O reparo após o refluxo não é recomendado; se inevitável, use um ferro de solda de ponta dupla e pré-valide que as características do LED não sejam degradadas.

6.3 Cuidados

• Não aplique estresse mecânico ao LED durante ou imediatamente após a soldagem (especialmente quando o pacote estiver quente).
• Evite montar LEDs em PCBs empenadas e não dobre a placa após a soldagem.
• Não resfrie rapidamente o dispositivo após o refluxo; permita o resfriamento natural até a temperatura ambiente.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Fita Portadora e Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita portadora gofrada com largura de 8,00 mm, passo de 4,00 mm e fita de cobertura. O diâmetro da bobina é 178 mm ±1 mm, diâmetro do cubo 60 mm ±1 mm e largura da fita 12 mm. Cada bobina contém 4.000 peças. A etiqueta da bobina inclui número da peça, número de especificação, número do lote, códigos de bin (VF, Φe, WLP), quantidade e código de data.

7.2 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

O dispositivo possui nível de sensibilidade à umidade 3. Antes de abrir a bolsa de barreira contra umidade selada, as condições de armazenamento são ≤30 °C e ≤75% UR por até um ano. Após a abertura, os LEDs devem ser usados dentro de 24 horas se armazenados a ≤30 °C e ≤60% UR. Se o cartão indicador de umidade mostrar umidade excessiva ou o tempo de armazenamento tiver sido excedido, é necessário secar a 60 ±5 °C por ≥24 horas antes do uso.

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Gerenciamento Térmico

Como a eficiência e a vida útil do LED dependem fortemente da temperatura da junção, uma dissipação de calor adequada é crucial. A resistência térmica da junção ao ponto de solda é 45 °C/W. Com uma dissipação de potência de 0,7 W (por exemplo, VF=3,5 V × IF=200 mA, mas a corrente máxima é 180 mA, a típica 150 mA dá ~0,525 W), a elevação da temperatura da junção acima do ponto de solda é cerca de 0,525 × 45 = 23,6 °C. Se a temperatura ambiente for 85 °C, a temperatura da junção seria ~109 °C, excedendo o limite de 95 °C. Portanto, para ambientes de alta temperatura, a corrente deve ser reduzida ou um dissipador de calor maior deve ser usado.

8.2 Projeto de Circuito

Sempre use um resistor limitador de corrente ou driver de corrente constante para evitar sobrecorrente devido a variações na tensão direta. Não aplique tensão reversa. A sensibilidade ESD é 1000 V (HBM); use equipamento de proteção ESD durante o manuseio e montagem. O material do acessório não deve conter compostos de enxofre acima de 100 ppm, e teor de halogênio (bromo e cloro individualmente<900 ppm, total<1500 ppm) para prevenir corrosão do LED.

8.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, use álcool isopropílico (IPA). Evite limpeza ultrassônica, pois pode danificar as ligações de fio. Outros solventes devem ser testados quanto à compatibilidade com o encapsulante de silicone e o material do pacote. A superfície de silicone é macia e pode atrair poeira; limpe suavemente, se necessário.

9. Comparação Técnica

Comparado a LEDs visíveis padrão, este LED UV tem uma tensão direta mais alta (3,0–3,8 V vs. ~2,0–3,0 V para visível) e menor eficiência (potência radiante vs. fluxo radiante). No entanto, oferece um espectro de emissão UVA estreito que é otimizado para processos fotoquímicos. O pacote PLCC-2 é amplamente utilizado e compatível com a infraestrutura existente de pick-and-place e refluxo. O produto compete com outros LEDs UV de potência similar; sua vantagem reside no tamanho compacto, amplo ângulo de visão e múltiplas opções de binning para correspondência de desempenho.

10. Perguntas Frequentes

P1: Como seleciono o bin de tensão direta correto?
Escolha o bin que corresponda à tensão de conformidade do seu driver. Para um driver de corrente constante de 150 mA com tensão de saída de 3,4 V, B12 (3,2–3,4 V) ou B13 (3,4–3,6 V) seriam adequados. Sempre considere a queda de tensão no driver e em qualquer resistor em série.

P2: Qual é a vida útil esperada deste LED?
A vida útil não é explicitamente fornecida na folha de dados, mas com gerenciamento térmico adequado (temperatura da junção abaixo de 85 °C), LEDs UV típicos alcançam vida útil L70 de 10.000–20.000 horas. Altas temperaturas da junção reduzirão drasticamente a vida útil.

P3: O LED pode ser pulsado com corrente mais alta?
A corrente direta de pico máxima é 180 mA. Se pulsando com ciclo de trabalho baixo (<10%), correntes de pulso mais altas podem ser possíveis, mas as classificações máximas absolutas não devem ser excedidas. Consulte o fabricante para orientação.

P4: A radiação UV é prejudicial aos humanos?
A radiação UVA (365–375 nm) pode causar envelhecimento da pele e danos aos olhos com exposição prolongada. Deve-se usar blindagem adequada ou óculos de proteção. O LED não é uma fonte UV-C, mas ainda requer precauções.

11. Casos de Uso Práticos

Caso 1 – Cura UV de PCB:Um sistema de cura de tinta de solda usa uma matriz desses LEDs. Com um ângulo de visão de 120°, uma única fileira de LEDs pode iluminar uniformemente uma correia de 10 cm de largura. O fluxo radiante total de 180 mW por LED (bin 1B28) permite cura rápida a uma distância de 5 mm.

Caso 2 – Lâmpada de Unha:Em uma lâmpada de cura de unhas, vários LEDs são dispostos em semicírculo. O pico de 365–370 nm corresponde à absorção de fotoiniciadores em esmaltes em gel. O tamanho compacto permite um design de lâmpada fina.

Caso 3 – Desinfecção:Para desinfecção de superfícies de pequenos objetos (por exemplo, capas de celular), um único LED acionado a 150 mA fornece intensidade UVA suficiente para inativar bactérias em uma área de 10 cm² após alguns minutos de exposição. Um refletor pode ser adicionado para concentrar o feixe.

12. Princípio de Funcionamento dos LEDs UV

Este LED usa uma estrutura semicondutora baseada em Nitreto de Gálio (GaN) que emite luz quando os elétrons se recombinam com as lacunas na região ativa. O pacote PLCC-2 consiste em um leadframe com um copo refletor integrado, adesivo de chip, ligações de fio e um encapsulamento de silicone transparente ao UVA. A lente de silicone protege o chip e molda a saída de luz. A almofada térmica na parte inferior do pacote permite condução de calor para a PCB. O dispositivo é projetado para operação com corrente constante; a tensão direta é determinada pelo bandgap da camada ativa (≈3,4 eV para 365 nm).

13. Tendências de Mercado e Tecnologia

Os LEDs UV estão substituindo cada vez mais as lâmpadas de mercúrio tradicionais em aplicações de cura, desinfecção e médicas devido ao seu tamanho pequeno, liga/desliga instantâneo, sem aquecimento e ecologicamente corretos (sem mercúrio). A tendência é para maiores densidades de potência (por exemplo, 1 W por chip) e comprimentos de onda mais curtos (UV-C para desinfecção). No entanto, LEDs UVA como este continuam sendo a força de trabalho para cura porque são mais eficientes e têm vida útil mais longa do que os LEDs UV-C. Desenvolvimentos futuros incluem eficiência de extração aprimorada (através de substratos padronizados ou designs flip-chip) e óptica integrada (por exemplo, lentes colimadoras). O pacote PLCC-2 deste produto é uma tecnologia madura que permite produção de baixo custo e alto volume.