Especificações do LED UV RF-C37P6-URF-AR - Tamanho 3,7x3,7x3,45mm - Tensão Direta 4,5-7,5V - Potência 3,8W - Comprimento de Onda de Pico 275nm - Documento Técnico

1. Visão Geral do Produto

Este documento apresenta as especificações técnicas detalhadas de um LED ultravioleta (UV) de alta potência e alta confiabilidade, projetado para aplicações de desinfecção, esterilização e purificação de ar. O dispositivo possui um pacote de montagem em superfície compacto de 3,7 mm x 3,7 mm x 3,45 mm, com ângulo de visão de 60 graus, permitindo integração eficiente em diversas montagens eletrônicas. O produto está em conformidade com RoHS e classificado como nível de sensibilidade à umidade 3, garantindo compatibilidade com processos padrão de montagem SMT e soldagem por refluxo. Com dissipação máxima de potência de 3,8W e opções de tensão direta variando de 4,5 V a 7,5 V a 350 mA, este LED UV oferece desempenho confiável em ambientes exigentes.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Optoeletrônicas (a 25°C, 350mA)

A tensão direta (VF) é especificada em três bins: F02 (4,5-5,5V), F03 (5,5-6,5V com valor típico de 6,3V), F04 (6,5-7,5V). A corrente reversa (IR) a VR=10V é mínima, com bins 1H05 a 1H08 cobrindo 5µA a 40µA. O fluxo radiante total (Φe) varia de 270mW a 275mW (bin UA35) ou 275-280mW (bin UA36). O comprimento de onda de pico (λp) é 275nm típico (faixa 270-280nm). A largura à meia altura do espectro (Δλ) é 8-12nm, ângulo de visão 60°, e resistência térmica (RTHJ-S) é máxima de 45°C/W.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

A dissipação máxima de potência é de 3,8W, a corrente direta de pico (1/10 de ciclo, pulso de 0,1ms) é de 500mA, a tensão reversa é de 10V. A descarga eletrostática (HBM) suporta 1000V. A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +45°C, armazenamento de -20°C a +65°C, temperatura da junção máxima de 60°C. Deve-se tomar cuidado para garantir que a temperatura da junção não exceda este limite durante a operação.

2.3 Sistema de Classificação (Binning)

O produto é classificado por tensão direta (F02-F04), corrente reversa (1H05-1H08) e fluxo radiante (UA35, UA36). O comprimento de onda de pico é centrado em 275nm com tolerância de ±2nm. Tolerâncias de medição: VF ±0,1V, comprimento de onda ±2nm, fluxo radiante ±10%. Os clientes devem selecionar os bins apropriados com base nos requisitos do seu sistema.

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A curva I-V mostra uma tensão direta típica de aproximadamente 6,1V a 350mA, com uma inclinação acentuada indicando baixa resistência dinâmica. A 100mA, VF cai para cerca de 5,9V; a 500mA, sobe para cerca de 6,5V.

3.2 Potência Relativa vs. Corrente Direta

A intensidade relativa aumenta quase linearmente com a corrente de 0 a 500mA, atingindo cerca de 150% do valor a 350mA quando operado a 500mA. Isso permite sobrecarga breve dentro dos limites.

3.3 Comprimento de Onda de Pico vs. Corrente Direta

O comprimento de onda de pico muda ligeiramente com a corrente: a 100mA, λp ≈ 274,0nm; a 500mA, λp ≈ 274,8nm. Esta mudança é pequena (cerca de 0,8nm) em toda a faixa de corrente, indicando boa estabilidade do comprimento de onda.

3.4 Dependência da Temperatura

A corrente direta máxima diminui à medida que a temperatura do ponto de solda aumenta: a Ts=25°C, a corrente máxima é de 500mA; a Ts=50°C, reduz para ~300mA; a Ts=100°C, a corrente deve ser zero. O gerenciamento térmico adequado é essencial para manter o desempenho.

3.5 Distribuição Espectral

A distribuição espectral está centrada em torno de 275nm com uma largura total à meia altura de cerca de 10nm. A saída é predominantemente na faixa UVC (200-280nm), tornando-a eficaz para aplicações germicidas.

3.6 Padrão de Radiação

O diagrama de radiação mostra um padrão semelhante ao lambertiano, com a intensidade caindo para 50% a aproximadamente ±30° e próximo de zero a ±90°. Isso fornece um ângulo de iluminação uniforme de 60°.

4. Informações Mecânicas e do Pacote

4.1 Dimensões do Pacote

A vista superior mostra um corpo de 3,70 mm x 3,70 mm com altura de 3,45 mm. A vista lateral indica uma altura central da lente de 1,20 mm acima da base. A vista inferior revela duas grandes almofadas térmicas/elétricas: a almofada do ânodo é de 3,20 mm x 2,20 mm, a almofada do cátodo é de 3,20 mm x 1,20 mm, ambas separadas por espaços de 0,50 mm. A polaridade está marcada na parte inferior.

4.2 Padrão de Soldagem (Projeto de Almofada Recomendado)

Padrão de ilha de PCB recomendado: almofada do ânodo 3,70 mm x 3,20 mm, almofada do cátodo 3,70 mm x 1,20 mm, com espaçamento de 0,50 mm entre elas. Isso garante bom contato térmico e elétrico. Todas as dimensões em milímetros com tolerância de ±0,2 mm, salvo indicação contrária.

4.3 Identificação da Polaridade

A polaridade é indicada na vista inferior por uma marca \"+\" no lado do ânodo. O dispositivo também é marcado com uma marca de polaridade na fita de transporte.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de refluxo recomendado: pré-aquecimento de 150°C a 200°C por 60-120 segundos, rampa até 217°C (TL) em no máximo 60 segundos, em seguida, temperatura de pico de 260°C por até 10 segundos (tp). A taxa de resfriamento não deve exceder 6°C/s. O tempo total de 25°C ao pico deve ser de até 8 minutos. Não exceda dois ciclos de refluxo; se mais de 24 horas se passarem entre os ciclos, realize o cozimento dos LEDs primeiro.

5.2 Soldagem Manual

Soldagem manual: temperatura do ferro abaixo de 300°C por menos de 3 segundos, apenas uma vez. Não aplique pressão na lente de silicone durante a soldagem.

5.3 Reparo e Retrabalho

O reparo após a soldagem não é recomendado. Se inevitável, use um ferro de solda de ponta dupla e verifique se as características do LED permanecem intactas.

5.4 Precauções de Manuseio

O encapsulante de silicone do LED é macio; evite estresse mecânico na superfície superior. Não monte em PCBs empenadas nem dobre a placa após a soldagem. Evite resfriamento rápido. Use precauções adequadas contra ESD (o dispositivo passa 1000V HBM, mas a proteção ainda é necessária).

6. Informações de Embalagem e Pedido

6.1 Especificações de Embalagem

As unidades são embaladas em fita e carretel: 500 peças por carretel. Passo da fita transportadora 4,0 mm, largura 12,0 mm, com tamanho de bolso acomodando o corpo de 3,7 mm. Diâmetro do carretel 178 mm, largura 12 mm, diâmetro do cubo 60 mm, orifício do fuso 13,0 mm.

6.2 Informações da Etiqueta

Cada carretel possui uma etiqueta com: Número da Peça, Número da Especificação, Número do Lote, Código do Bin (incluindo bins Φe, VF, WLP), Quantidade e Data. A etiqueta também inclui o símbolo de precaução ESD.

6.3 Embalagem de Barreira Contra Umidade

O carretel é selado em um saco de barreira contra umidade com dessecante e cartão indicador de umidade. Armazenamento antes da abertura: ≤30°C, ≤75%UR por até 1 ano. Após abertura: ≤30°C, ≤60%UR por 24 horas. Se excedido, realize cozimento a 60±5°C por ≥24 horas.

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Aplicações Típicas

Este LED UV é otimizado para desinfecção (água, ar, superfícies), esterilização de equipamentos médicos e sistemas de purificação de ar. Seu tamanho compacto e alto fluxo radiante permitem integração em instalações portáteis e fixas.

7.2 Considerações de Projeto

Para operação confiável, garanta dissipação de calor adequada: a resistência térmica de 45°C/W significa que a 3,8W, a elevação de temperatura da junção ao ponto de solda é de 171°C, o que excede o limite de 60°C da junção. Portanto, a potência real deve ser reduzida (por exemplo, 350mA resulta em cerca de 2,2W, dando elevação de 99°C, ainda excedendo os limites; o gerenciamento térmico adequado é crítico). Use resistores em série ou drivers de corrente constante para evitar fuga térmica. Evite condições de tensão reversa.

7.3 Compatibilidade de Materiais

O LED é sensível a enxofre, bromo, cloro e compostos orgânicos voláteis (COVs). Certifique-se de que os materiais circundantes contenham<100ppm de enxofre,<900ppm de bromo e cloro cada, e halogênios totais<1500ppm. Evite adesivos que exalem vapores orgânicos.

8. Confiabilidade e Testes

8.1 Itens de Teste de Confiabilidade

O produto passou por: soldagem por refluxo (260°C, 3 vezes), choque térmico (-40°C a 100°C, 100 ciclos) e teste de vida (25°C, 350mA, 1000 horas). Todos com critérios de aceitação 0/1 (zero falhas permitidas). Critérios de falha: VF > L.S.E.×1,1, IR > L.S.E.×2,0, Φe

8.2 Armazenamento e Manuseio

Armazene na embalagem original sob condições controladas. Após a abertura, use dentro de 24 horas ou realize cozimento antes do uso. Manuseie com proteção ESD e evite tocar na lente.

9. Comparação Técnica

Comparado aos LEDs UV SMD padrão, este produto oferece uma combinação equilibrada de alta potência (máx. 3,8W) e pegada compacta (3,7x3,7mm). O ângulo de visão de 60° é mais amplo do que muitos LEDs UV profundos (tipicamente 30-45°), proporcionando cobertura mais ampla. A resistência térmica de 45°C/W é competitiva para este tamanho de pacote. Os bins de tensão direta permitem seleção para tensões de driver específicas (por exemplo, sistemas de 6V ou 12V). O fluxo radiante de ~275mW a 350mA é típico para LEDs UVC neste pacote, adequado para aplicações de desinfecção.

10. Perguntas Frequentes

1. Qual é o comprimento de onda de pico?O comprimento de onda de pico é centrado em 275nm (típico), dentro da faixa germicida UVC.
2. Posso usar este LED continuamente a 500mA?Não, a classificação máxima absoluta de 500mA é para pulsos (0,1ms, ciclo de 10%). A operação contínua a 500mA excederia o limite de temperatura da junção, a menos que seja fornecido resfriamento extraordinário.
3. Qual é a corrente de acionamento recomendada?350mA é a condição de teste típica e recomendada para operação contínua com dissipação de calor adequada. Correntes mais baixas (por exemplo, 200-300mA) melhoram a vida útil e a eficiência.
4. Este LED requer um dissipador de calor?Sim, devido à alta dissipação de potência e resistência térmica, um dissipador de calor ou almofada térmica é essencial para manter a temperatura do ponto de solda abaixo de 45°C a 350mA.
5. Qual é a classificação (binning) para tensão direta?Bins F02 (4,5-5,5V), F03 (5,5-6,5V), F04 (6,5-7,5V). Use componentes de limitação de corrente adequados para sua tensão de alimentação.
6. Posso usar isso para desinfecção de água?Sim, o comprimento de onda de 275nm é eficaz para inativar bactérias e vírus na água, desde que o projeto inclua acoplamento óptico e resfriamento adequados.

11. Exemplos Práticos de Aplicação

11.1 Unidade de Purificação de Ar

Um purificador de ar usando este LED UV pode ser projetado com um driver de corrente constante simples a 350mA e um pequeno dissipador de calor fixado a um invólucro metálico. O ângulo de feixe de 60° permite irradiação uniforme de um filtro fotocatalítico. Para uma unidade de ambiente pequeno, um ou dois LEDs são suficientes.

11.2 Varinha Esterilizadora Portátil

Esterilizador alimentado por bateria: use três LEDs em série com um conversor boost para fornecer ~18V a 350mA. O pacote compacto (3,7mm) permite um design de varinha fino. Inclua uma janela de quartzo e sensor de proximidade para segurança.

11.3 Módulo de Desinfecção de Superfícies

Para esterilização de esteiras transportadoras, matrizes desses LEDs podem ser dispostas. Com um passo de 12mm na fita, matrizes podem ser projetadas para cobrir uma esteira de 100mm de largura. É necessário gerenciamento térmico adequado através de um substrato de alumínio.

12. Introdução ao Princípio

Os LEDs UVC geram luz através de eletroluminescência em um material semicondutor (tipicamente AlGaN). Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, emitindo fótons com energia correspondente ao bandgap. O comprimento de onda de 275nm corresponde a uma energia de fóton de cerca de 4,5eV. A luz ultravioleta profunda danifica o DNA/RNA dos microorganismos, impedindo a replicação e causando inativação. Este princípio físico fundamenta as aplicações de desinfecção.

13. Tendências de Desenvolvimento

O mercado de LEDs UVC está evoluindo para maior eficiência (WPE >5% atualmente, visando >10%), maior vida útil (>10.000 horas) e menor custo por mW. Os tamanhos dos pacotes estão diminuindo enquanto mantêm a potência. Este pacote de 3,7mm representa um design maduro; as tendências futuras incluem pacotes em escala de chip e óptica integrada. Além disso, as preocupações com a toxicidade das lâmpadas de mercúrio estão impulsionando a adoção de sistemas UV baseados em LED nos mercados médico, industrial e de consumo.