Техническая спецификация УФ-светодиодного COB модуля серии RT25E9 - Габариты 25x50x5.9мм - Напряжение 30-50В - Мощность 12-25.5Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики мощного УФ (ультрафиолетового) светодиодного модуля, выполненного по технологии Chip-on-Board (COB). Модуль предназначен для промышленного применения, требующего интенсивного ультрафиолетового излучения. Его ключевая конструкция включает медную подложку для превосходного теплового управления и кварцевое стекло в качестве корпуса для долговечности и оптических характеристик, что делает его пригодным для работы в сложных условиях.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного модуля обусловлены его надежной конструкцией. Медная подложка обеспечивает эффективный отвод тепла, что критически важно для поддержания производительности и долговечности светодиодов при высоких токах накачки. Кварцевое стекло обеспечивает отличное пропускание УФ-излучения и защищает полупроводниковые чипы от воздействия окружающей среды. Модуль ориентирован на промышленный рынок, в частности для процессов УФ-отверждения чернил, клеев и смол, а также для систем ультрафиолетового обеззараживания в очистке воздуха и воды. Его универсальное назначение также позволяет интегрировать его в различное другое оборудование для УФ-инспекции или анализа.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

Рабочие характеристики модуля определяются комплексом электрических, оптических и тепловых параметров. Понимание этих параметров крайне важно для правильного проектирования системы.

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Выходная мощность модуля характеризуется его полным световым потоком, измеряемым в Ваттах (Вт), который указывает на общую оптическую мощность, излучаемую в УФ-спектре. Этот параметр разделен на различные бины (например, 1A13, 1A14, 1A15, 1A16), соответствующие минимальным уровням выходной мощности при стандартном испытательном токе 5.5А. Конкретное значение светового потока зависит от пиковой длины волны варианта модуля (365-370нм, 380-390нм, 390-400нм, 400-410нм). Прямое напряжение (Vf) обычно находится в диапазоне от 30В до 50В при токе 5.5А, что отражает последовательно-параллельное соединение отдельных светодиодных чипов (10S10P). Угол обзора указан как 60 градусов (полная ширина на половине максимума), определяя рассеивание луча.

2.2 Абсолютные максимальные параметры и тепловые характеристики

Эксплуатация устройства за пределами его абсолютных максимальных параметров может привести к необратимому повреждению. Ключевые ограничения включают максимальную рассеиваемую мощность 260Вт, пиковый прямой ток 7А (в импульсном режиме) и максимальную температуру перехода (Tj) 115°C. Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (Rth j-s) указано как 0.4 °C/Вт, что является критическим параметром для проектирования радиатора. Более низкое тепловое сопротивление указывает на более эффективный отвод тепла от светодиодных чипов, что крайне важно для поддержания производительности и надежности.

3. Объяснение системы бинирования

Продукт использует систему бинирования для классификации устройств по ключевым показателям производительности, обеспечивая согласованность для конечного пользователя.

3.1 Бинирование по длине волны и световому потоку

Модуль предлагается в четырех основных диапазонах длин волн: 365-370нм, 380-390нм, 390-400нм и 400-410нм. Внутри каждого диапазона длин волн световой поток дополнительно сортируется по бинам, обозначенным кодами, такими как 1A13, 1A14 и т.д. Каждый код соответствует гарантированному минимальному световому потоку (например, минимум 12Вт для 1A13 в варианте 365-370нм). Это позволяет разработчикам выбрать модуль с точной оптической мощностью, необходимой для их приложения.

3.2 Бинирование по прямому напряжению

Прямое напряжение также бинируется, что обозначается кодами C02 (30-40В) и C03 (40-50В). Это важно для выбора драйвера, так как источник питания должен быть способен обеспечивать требуемый ток в этом диапазоне напряжений для обеспечения стабильной работы.

4. Анализ кривых производительности

Графические данные обеспечивают более глубокое понимание поведения модуля в различных условиях.

4.1 ВАХ и относительная мощность

Кривая зависимости прямого напряжения от прямого тока (ВАХ) показывает взаимосвязь между током накачки и падением напряжения на модуле. Она нелинейна, что типично для полупроводниковых устройств. Кривая зависимости прямого тока от относительной мощности демонстрирует, как оптическая выходная мощность увеличивается с током, но может насыщаться или уменьшаться при очень высоких токах из-за тепловых эффектов, подчеркивая важность теплового управления.

4.2 Температурная зависимость и спектральное распределение

Кривая зависимости температуры точки пайки от относительной мощности иллюстрирует негативное влияние повышения температуры на световой выход. По мере увеличения температуры точки пайки (Ts) излучаемая мощность уменьшается. Кривая спектрального распределения отображает относительную интенсивность излучаемого света в зависимости от длины волны, показывая характерный пик и спектральную ширину (обычно допуск ± 2нм) УФ-светодиода.

4.3 Диаграмма направленности

Диаграмма направленности — это полярная диаграмма, показывающая угловое распределение интенсивности света, подтверждающая угол обзора в 60 градусов. Интенсивность обычно максимальна при 0 градусов (перпендикулярно излучающей поверхности) и уменьшается к краям угла обзора.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты и допуски

Модуль имеет габаритные размеры: ширина 25.0мм, длина 50.0мм, высота 5.9мм (без учета контактных площадок). Все размерные допуски составляют ±0.2мм, если не указано иное. В спецификации представлены подробные виды сверху и сбоку, включая расположение контактных площадок и критичные радиусы.

5.2 Конструкция контактных площадок и полярность

Механический чертеж указывает положение контактных площадок анода (+) и катода (-). Во время установки необходимо соблюдать правильную полярность, чтобы предотвратить повреждение устройства. Конструкция контактных площадок предназначена для процессов поверхностного монтажа.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Общие меры предосторожности при обращении

Из-за стеклянного корпуса и чувствительности к электростатическому разряду (ЭСР) требуется осторожное обращение. Меры защиты от ЭСР (например, заземленные рабочие места, браслеты) должны применяться во всех операциях по обращению и сборке. Модуль следует хранить в оригинальной защитной упаковке до готовности к использованию.

6.2 Условия хранения

Модуль следует хранить в среде с температурным диапазоном от -40°C до +100°C и низкой влажностью, чтобы предотвратить поглощение влаги и возможное повреждение во время пайки оплавлением.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Модуль упакован индивидуально (1 штука в пакете) для предотвращения физических повреждений и загрязнения. Упаковка, вероятно, обладает антистатическими свойствами для защиты от ЭСР.

7.2 Правила формирования номера модели

Номер модели (например, RT25E9-COBU※P-1010) кодирует ключевые атрибуты. "RT25E9", вероятно, указывает на серию и размер. "COBU" обозначает УФ COB продукт. Следующий код (например, ※P-1010) определяет бины длины волны и светового потока. "1010" может относиться к конфигурации чипов 10S10P. Точную расшифровку следует уточнять в полном техническом описании продукта или у производителя.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• УФ-отверждение:Для мгновенного отверждения чернил, покрытий, клеев и смол в полиграфии, сборке электроники и отделке древесины.
• Обеззараживание:Для бактерицидных применений в очистителях воздуха, стерилизаторах воды и оборудовании для обеззараживания поверхностей, в основном с использованием вариантов 365-370нм или 380-390нм.
• Инспекция и анализ:Для возбуждения флуоресценции в криминалистических, медицинских или промышленных системах инспекции.

8.2 Соображения по проектированию

• Тепловое управление:Наиболее критичный аспект. Необходимо использовать радиатор с достаточной тепловой массой и площадью поверхности, чтобы поддерживать температуру точки пайки (Ts) и, следовательно, температуру перехода (Tj) значительно ниже максимальных 115°C. Тепловое сопротивление 0.4 °C/Вт служит ориентиром для спецификации радиатора.
• Ток накачки:Работайте на рекомендованном непрерывном токе 5.5А или ниже. Используйте драйвер светодиодов постоянного тока, совместимый с диапазоном напряжения модуля (30-50В).
• Оптика:Угол обзора 60 градусов может подходить для многих применений без вторичной оптики. Для формирования луча (коллимации или фокусировки) необходимо использовать линзы или отражатели, пропускающие УФ-излучение.
• Безопасность для глаз и кожи:Ультрафиолетовое излучение опасно. В окончательный дизайн продукта должны быть включены соответствующие экраны, блокировки и средства индивидуальной защиты (СИЗ).

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с традиционными УФ-лампами (ртутными) этот светодиодный модуль предлагает значительные преимущества: мгновенное включение/выключение, больший срок службы, отсутствие опасных материалов (ртути), более узкий спектральный выход и большая гибкость проектирования благодаря компактным размерам. На рынке УФ-светодиодов его ключевыми отличиями являются высокая выходная мощность (до 25.5Вт светового потока), использование медной подложки для отличных тепловых характеристик и прочный кварцевый стеклянный корпус, который более долговечен, чем альтернативы из силикона или пластика для мощных УФ-устройств.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Как выбрать правильную длину волны?

Выбирайте на основе фотоинициатора или спектра поглощения вашего приложения. Для большинства применений по отверждению распространены длины волн 365нм, 385нм, 395нм или 405нм. Для бактерицидной эффективности наиболее эффективны длины волн около 265нм, но УФ-А (315-400нм) используется для обеззараживания поверхностей и может быть эффективен против определенных патогенов.

10.2 Почему тепловое управление так важно?

Высокая температура перехода ускоряет деградацию светодиода, вызывая необратимое падение светового потока (деградация светового потока) и может привести к катастрофическому отказу. Это также вызывает временное снижение выходной мощности при нагреве (см. температурные кривые). Эффективное охлаждение является обязательным условием для надежности.

10.3 Могу ли я питать этот модуль от источника постоянного напряжения?

Это настоятельно не рекомендуется. Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Источник постоянного напряжения может привести к тепловому разгону, если прямое напряжение падает с ростом температуры, вызывая неконтролируемое увеличение тока. Всегда используйте драйвер постоянного тока.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование УФ-камеры для отверждения паяльной маски на печатных платах.Разработчику необходимо отвердить паяльную маску, которая оптимально реагирует на длину волны 395нм. Он выберет вариант RT25E9-COBUHP-1010 в бине светового потока 1A16 для максимальной интенсивности. Он проектирует алюминиевый радиатор с достаточно низким тепловым сопротивлением, чтобы поддерживать Tj ниже 100°C при работе на токе 5.5А в его корпусе. Выбирается драйвер постоянного тока, рассчитанный на 5.5А и до 50В. Несколько модулей располагаются в виде массива для покрытия требуемой площади отверждения. Предусмотрены блокировки безопасности, отключающие питание при открытии дверцы камеры. Такая система обеспечивает быстрое, эффективное и надежное отверждение по сравнению со старыми термическими методами.

12. Введение в принцип работы

УФ-светодиод — это полупроводниковое устройство, излучающее ультрафиолетовый свет при прохождении через него электрического тока. Это происходит благодаря электролюминесценции: электроны рекомбинируют с дырками в активной области устройства, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны используемых полупроводниковых материалов (например, AlGaN, InGaN). Модуль COB (Chip-on-Board) интегрирует несколько светодиодных чипов непосредственно на общую подложку, которая в данном случае является медной для теплопроводности, и инкапсулирует их под одной первичной линзой (кварцевое стекло), создавая мощный компактный источник света.

13. Тенденции развития

Рынок УФ-светодиодов стимулируется глобальным отказом от ртутных ламп. Ключевые тенденции включают: повышение эффективности преобразования электрической мощности в оптическую, что приводит к увеличению светового потока от более компактных корпусов; улучшение срока службы и надежности, особенно для глубоко-УФ (УФ-С) светодиодов, используемых в обеззараживании; снижение стоимости за ватт излучаемой мощности; и разработку светодиодов на более коротких, более эффективных для обеззараживания длинах волн (например, 265-280нм). Также наблюдается тенденция к созданию более интеллектуальных модулей со встроенными датчиками для мониторинга температуры и выходной мощности.