Техническая спецификация LTPL-C034UVG365 - УФ светодиод 365 нм - 3.8 В тип. - 4.4 Вт макс.

1. Обзор продукта

Данный продукт представляет собой мощный ультрафиолетовый (УФ) светоизлучающий диод (СИД), предназначенный для требовательных применений, где необходим твердотельный источник УФ-излучения. Он является энергоэффективной альтернативой традиционным УФ-технологиям, сочетая в себе долгий срок службы и надежность, присущие светодиодной технологии, со значительной выходной мощностью излучения.

Ключевые преимущества:

• Совместимость с ИС:Разработан для легкой интеграции в электронные схемы и системы управления.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт соответствует директиве RoHS и производится с использованием бессвинцовых процессов.
• Эксплуатационная эффективность:Обеспечивает более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с традиционными УФ-источниками, такими как ртутные лампы.
• Снижение затрат на обслуживание:Твердотельная природа и длительный срок службы значительно снижают требования к техническому обслуживанию и связанные с этим затраты.
• Свобода проектирования:Позволяет создавать новые форм-факторы и конструкции устройств, ранее ограниченные технологией традиционных УФ-ламп.

Целевой рынок:Данный светодиод в первую очередь предназначен для таких применений, как УФ-отверждение чернил, клеев и покрытий, а также для других распространенных УФ-применений в промышленном, медицинском и аналитическом оборудовании, где требуется надежный и долговечный источник УФ-излучения с длиной волны 365 нм.

2. Подробные технические характеристики

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется длительная работа на этих пределах или вблизи них.

• Постоянный прямой ток (If):1000 мА (Максимальный постоянный ток).
• Потребляемая мощность (Po):4.4 Вт (Максимальная рассеиваемая мощность).
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C (Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы).
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -55°C до +100°C (Диапазон температур для хранения в нерабочем состоянии).
• Температура перехода (Tj):125°C (Максимально допустимая температура на полупроводниковом переходе).

Важное примечание:Длительная работа в условиях обратного смещения может привести к выходу компонента из строя.

2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний (Прямой ток, If = 700мА).

• Прямое напряжение (Vf):3.8 В (Типичное), в диапазоне от 3.2 В (Мин.) до 4.4 В (Макс.). Этот параметр имеет решающее значение для проектирования драйвера.
• Световой поток (Φe):1300 мВт (Типичный), в диапазоне от 1050 мВт (Мин.) до 1545 мВт (Макс.). Этот параметр измеряет общую выходную оптическую мощность в УФ-спектре.
• Пиковая длина волны (λp):Центрирована в области 365 нм, с диапазоном сортировки от 360 нм до 370 нм. Это определяет основной пик УФ-излучения.
• Угол обзора (2θ_1/2):130° (Типичный). Это указывает на широкую диаграмму направленности излучения.
• Тепловое сопротивление (R_thjs):5.1 °C/Вт (Типичное, переход-точка пайки). Более низкое значение указывает на лучший отвод тепла от кристалла к плате, что критически важно для поддержания производительности и долговечности.

2.3 Тепловые характеристики

Эффективное управление тепловым режимом имеет первостепенное значение для производительности и надежности светодиода. Тепловое сопротивление 5.1°C/Вт указывает, насколько повысится температура перехода на каждый ватт рассеиваемой мощности. Для поддержания температуры перехода в безопасных пределах (ниже 125°C) необходимы правильный теплоотвод и тепловая конструкция печатной платы, особенно при работе на максимальном токе 700 мА или 1000 мА.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности характеристик в применении светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам. Код сортировки указан на упаковке.

3.1 Сортировка по прямому напряжению (Vf)

Светодиоды группируются по падению прямого напряжения при токе 700 мА.

• Бин V1:от 3.2В до 3.6В
• Бин V2:от 3.6В до 4.0В
• Бин V3:от 4.0В до 4.4В

Допуск: ±0.1В. Выбор конкретного бина может помочь в проектировании более однородных схем драйверов.

3.2 Сортировка по световому потоку (мВт)

Светодиоды сортируются по выходной оптической мощности при токе 700 мА. Это критически важно для применений, требующих стабильной интенсивности УФ-излучения.

• Бин PR:от 1050 мВт до 1135 мВт
• Бин RS:от 1135 мВт до 1225 мВт
• Бин ST:от 1225 мВт до 1325 мВт
• Бин TU:от 1325 мВт до 1430 мВт
• Бин UV:от 1430 мВт до 1545 мВт

Допуск: ±10%.

3.3 Сортировка по пиковой длине волны (Wp)

Светодиоды классифицируются по пиковой длине волны излучения.

• Бин P3M:от 360 нм до 365 нм
• Бин P3N:от 365 нм до 370 нм

Допуск: ±3нм. Это позволяет осуществлять выбор для процессов, чувствительных к определенным УФ-длинам волн.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, что световой поток увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно. Он имеет тенденцию к насыщению при более высоких токах из-за усиления тепловых эффектов и падения эффективности. Работа на типичном токе 700 мА обеспечивает хороший баланс выходной мощности и эффективности.

4.2 Относительное спектральное распределение

Спектральный график подтверждает узкополосную характеристику излучения светодиодов с доминирующим пиком около 365 нм и минимальным побочным излучением. Это преимущество для процессов, требующих специфической УФ-активации без избыточного тепла или нежелательных длин волн.

4.3 Диаграмма направленности излучения

Диаграмма направленности иллюстрирует широкий угол обзора 130 градусов, показывая распределение интенсивности в зависимости от угла относительно центральной оси светодиода. Эта диаграмма важна для проектирования осветительной оптики для равномерного покрытия.

4.4 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта фундаментальная кривая демонстрирует экспоненциальную зависимость между током и напряжением для диода. "Коленное" напряжение составляет около 3В. Драйвер должен быть источником тока, чтобы обеспечить стабильную работу, так как небольшое изменение напряжения может вызвать большое изменение тока.

4.5 Относительный световой поток в зависимости от температуры перехода

Эта критически важная кривая показывает негативное влияние повышения температуры перехода на световой выход. По мере роста Tj световой поток уменьшается. Это подчеркивает необходимость эффективного управления тепловым режимом для поддержания стабильной производительности в течение всего срока службы светодиода.

4.6 Кривая снижения прямого тока

Этот график определяет максимально допустимый прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды или корпуса. Чтобы не превысить максимальную температуру перехода, рабочий ток должен быть снижен при работе в условиях повышенных температур.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Устройство имеет определенный форм-фактор корпуса для поверхностного монтажа. Ключевые размерные допуски:

• Общие размеры: ±0.2мм
• Высота линзы и длина/ширина керамической подложки: ±0.1мм

Тепловая площадка (обычно для теплоотвода) электрически изолирована (нейтральна) от анодной и катодной электрических площадок.

5.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок на печатной плате

Предоставляется рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для печатной платы, обеспечивающий правильную пайку, теплопередачу и механическую стабильность. Для надежной сборки рекомендуется придерживаться данной разводки.

5.3 Определение полярности

Техническая спецификация включает маркировку или диаграммы для идентификации анодных и катодных выводов. Правильное подключение полярности необходимо для работы устройства.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Предоставляется подробный температурно-временной профиль для пайки оплавлением. Ключевые параметры включают максимальную температуру корпуса и конкретные скорости нагрева/охлаждения. В примечаниях подчеркивается:

• Избегание процессов быстрого охлаждения.
• Использование минимально возможной температуры пайки.
• Профиль может потребовать корректировки в зависимости от используемого припоя.
• Пайка погружением не рекомендуется и не гарантируется.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, максимально рекомендуемые условия составляют 300°C в течение не более 2 секунд, и эту операцию следует выполнять только один раз на одно устройство.

6.3 Очистка

Для очистки следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA). Неуказанные химические вещества могут повредить корпус светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Светодиоды поставляются на тисненой транспортной ленте и катушках для автоматизированной сборки.

• Предоставляются подробные размеры карманов ленты и катушки.
• Пустые карманы запечатаны покровной лентой.
• Катушка диаметром 7 дюймов может вмещать максимум 500 штук.
• Упаковка соответствует стандартам EIA-481-1-B.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• УФ-отверждение:Отверждение чернил, покрытий, клеев и смол в полиграфии, сборке электроники и стоматологии.
• Флуоресцентное возбуждение:Вызов флуоресценции материалов для инспекции, аутентификации или анализа.
• Дезинфекция:Хотя 365 нм не является оптимальной бактерицидной длиной волны (УФ-С), она может использоваться в некоторых фотохимических процессах.
• Медицинская терапия:Определенные виды фототерапии.

8.2 Особенности проектирования

• Токовый драйвер:Всегда используйте драйвер постоянного тока, а не источник постоянного напряжения, чтобы обеспечить стабильную работу и предотвратить тепловой разгон.
• Управление тепловым режимом:Проектируйте печатную плату с достаточным количеством тепловых переходных отверстий, площадью меди и рассмотрите возможность использования внешнего радиатора при работе на высоких токах или в условиях высокой температуры окружающей среды.
• Оптика:Для конкретных применений могут потребоваться линзы или отражатели для коллимации или формирования широкого угла луча.
• Защита от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. При сборке соблюдайте стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР.
• Безопасность для глаз и кожи:УФ-А излучение с длиной волны 365 нм может быть вредным. В конечном продукте реализуйте соответствующую защиту, блокировки и предупреждения для пользователя.

9. Надежность и испытания

Продукт проходит комплекс испытаний на надежность, результаты которых показывают нулевые отказы в тестируемых выборках. Испытания включают:

• Работа при низкой, комнатной и высокой температуре (LTOL, RTOL, HTOL).
• Работа во влажных условиях при высокой температуре (WHTOL).
• Термоудар (TMSK).
• Стойкость к нагреву при пайке (оплавление).
• Испытание на паяемость.

Критерии отказа определяются отклонениями прямого напряжения (±10%) и светового потока (±30%) от начальных значений. Эти испытания подтверждают надежность продукта для промышленных применений.

10. Техническое сравнение и тенденции

10.1 Преимущества по сравнению с традиционными УФ источниками

По сравнению с ртутными УФ-лампами, данный светодиод предлагает:

• Мгновенное включение/выключение:Отсутствие времени разогрева или остывания.
• Более длительный срок службы:Десятки тысяч часов против тысяч часов у ламп.
• Более высокая эффективность:Больше УФ-излучения на каждый ватт потребляемой электроэнергии.
• Компактный размер и гибкость проектирования:Позволяет создавать более компактное и инновационное оборудование.
• Отсутствие ртути:Более безопасная для окружающей среды утилизация.
• Точная длина волны:Узкий спектральный выход нацелен на конкретные фотоинициаторы.

10.2 Тенденции развития

Рынок УФ-светодиодов движется в направлении:

• Увеличения светового потока:Повышение плотности мощности от отдельных излучателей и модулей.
• Улучшения эффективности (WPE):Снижение тепловыделения при заданной оптической мощности.
• Снижения стоимости за ватт излучения:Повышение экономической целесообразности светодиодных решений для большего числа применений.
• Расширения в УФ-С диапазон:Для прямых бактерицидных применений (265нм-280нм), хотя данный продукт относится к УФ-А диапазону.

11. Часто задаваемые вопросы (на основе технических данных)

11.1 Какой ток драйвера следует использовать?

Электрооптические характеристики указаны для тока 700 мА, который является рекомендуемым типичным рабочим током для сбалансированной производительности и срока службы. Его можно нагружать до абсолютного максимума в 1000 мА, но это потребует исключительного управления тепловым режимом и может сократить срок службы. Всегда обращайтесь к кривой снижения тока для определения температурно-зависимых пределов тока.

11.2 Как интерпретировать коды сортировки?

Коды сортировки гарантируют, что вы получите светодиоды со стабильными характеристиками. Например, заказ из бина светового потока "TU" и бина длины волны "P3N" гарантирует устройства с выходной мощностью 1325-1430 мВт и пиковой длиной волны 365-370 нм. Указывайте требуемые бины для вашего применения, чтобы гарантировать производительность системы.

11.3 Насколько критично управление температурным режимом?

Крайне критично. Температура перехода напрямую влияет на световой выход (см. кривую "Относительный поток vs. Tj") и долгосрочную надежность. Превышение максимальной температуры перехода 125°C ускорит деградацию и может вызвать быстрый отказ. Значение теплового сопротивления 5.1°C/Вт является ключевым для расчета необходимого теплоотвода.

11.4 Можно ли использовать источник напряжения для питания этого светодиода?

Нет. Светодиоды являются токоуправляемыми устройствами. Их прямое напряжение имеет допуск и изменяется в зависимости от температуры. Источник постоянного напряжения привел бы к неконтролируемому току, который, вероятно, превысил бы предельные параметры и разрушил светодиод. Обязательно использование драйвера постоянного тока или схемы ограничения тока.

12. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование системы точечного УФ-отверждения

1. Требование:Ручной инструмент для отверждения стоматологических адгезивов, требующий сфокусированного пятна УФ-излучения 365 нм стабильной интенсивности для циклов по 10 секунд.
2. Выбор светодиода:Данный светодиод 365 нм выбран за его высокий световой поток и подходящую длину волны.
3. Проектирование драйвера:Разработан компактный драйвер постоянного тока с питанием от аккумулятора, настроенный на 700 мА, с таймерной схемой для 10-секундного импульса.
4. Тепловое проектирование:Светодиод установлен на небольшой печатной плате на металлической основе (MCPCB) внутри корпуса ручного инструмента, который служит радиатором. Рабочий цикл (10 с включено, 50 с выключено) помогает управлять накоплением тепла.
5. Оптическое проектирование:Над светодиодом установлена простая коллимирующая линза для фокусировки широкого луча 130° в меньшее, более интенсивное пятно на рабочем расстоянии.
6. Результат:Надежный инструмент для мгновенного отверждения, превосходящий старые системы на основе ламп по размеру, скорости и сроку службы, без задержки на разогрев для стоматолога.

13. Принцип работы

Данное устройство является полупроводниковым источником света. Когда прямое напряжение прикладывается между анодом и катодом, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового кристалла (обычно на основе таких материалов, как AlGaN или InGaN для УФ-излучения). Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная ширина запрещенной зоны используемых полупроводниковых материалов определяет длину волны излучаемых фотонов, которая в данном случае находится в ультрафиолетовом-A (УФ-А) спектре около 365 нанометров. Широкий угол обзора является результатом конструкции корпуса и первичной линзы над кристаллом.