Спецификация УФ-светодиода RF-C65S6-U※P-AR-04 - Размер 6,6x6,6x4,6 мм - Напряжение 12,8-15,2 В - Мощность 15,2 Вт - УФ 365-410 нм

1. Обзор продукта

RF-C65S6-U※P-AR-04 — это мощный ультрафиолетовый (УФ) светодиод, предназначенный для промышленного применения, требующего надежного УФ-излучения в диапазоне длин волн 365–410 нм. Выполненный в компактном керамическом корпусе с кварцевой линзой, этот светодиод обеспечивает отличные тепловые характеристики и высокий лучистый поток. Размеры корпуса составляют 6,6 мм × 6,6 мм × 4,6 мм, что делает его пригодным для автоматизированного SMT-монтажа. Устройство имеет угол обзора 60° и рассчитано на максимальную рассеиваемую мощность 15,2 Вт. Типичное прямое напряжение лежит в диапазоне от 12,8 В до 15,2 В при токе 700 мА, в зависимости от бина длины волны. RF-C65S6 соответствует стандарту RoHS и имеет уровень чувствительности к влажности 3 (MSL 3).

2. Анализ технических параметров

2.1 Электрические и оптические характеристики

При температуре пайки 25°C и прямом токе 700 мА прямое напряжение (VF) разбито на три подгруппы: D04 (12,8–13,6 В), D05 (13,6–14,4 В) и D06 (14,4–15,2 В). Обратный ток (IR) менее 5 мкА при VR = 20 В. Общий лучистый поток (Φe) классифицируется по коду длины волны:

• 365–370 нм (UBP): 1B42 (3550 мВт мин, 4500 мВт макс), 1B43 (4500–6300 мВт), 1B44 (6300–7100 мВт)
• 380–390 нм (UEP): 1B42 (3550–4500 мВт), 1B43 (4500–6300 мВт), 1B44 (6300–7100 мВт)
• 390–400 нм (UGP): те же бины, что и UEP
• 400–410 нм (UIP): те же бины, что и UEP

Допуски измерений: VF ±0,1 В, длина волны ±2 нм, лучистый поток ±10%. Все измерения проводятся в стандартизированных условиях Refond.

2.2 Абсолютные максимальные рейтинги

Устройство не должно превышать следующие пределы: рассеиваемая мощность PD = 15,2 Вт, пиковый прямой ток IFP = 1000 мА (рабочий цикл 1/10, длительность импульса 0,1 мс), обратное напряжение VR = 20 В, ESD (HBM) = 2000 В. Диапазон рабочих температур: от -40°C до +80°C; температура хранения: от -40°C до +100°C; максимальная температура перехода: 105°C. Температура перехода не должна превышать 105°C; необходимо обеспечить надлежащее тепловое управление.

2.3 Тепловые характеристики

Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (RTHJ-S) обычно составляет 4,5 °C/Вт при 700 мА. Это низкое тепловое сопротивление достигается за счет конструкции керамического корпуса, который эффективно отводит тепло от кристалла светодиода.

3. Описание системы бинов

3.1 Бины по напряжению

Прямое напряжение сортируется по трем основным бинам: D04 (12,8–13,6 В), D05 (13,6–14,4 В), D06 (14,4–15,2 В). Это позволяет заказчикам выбирать светодиоды с близкими значениями прямого напряжения для последовательного или параллельного включения, минимизируя дисбаланс токов.

3.2 Бины по лучистому потоку

Лучистый поток распределяется как 1B42 (3550–4500 мВт), 1B43 (4500–6300 мВт) и 1B44 (6300–7100 мВт) для каждого диапазона длин волн. Код бина указан на этикетке продукта (например, 1B43). Бины с более высоким потоком требуют лучшего теплового управления для сохранения надежности.

3.3 Бины по длине волны

Серия продуктов включает четыре варианта длины волны: UBP (365–370 нм), UEP (380–390 нм), UGP (390–400 нм) и UIP (400–410 нм). Точный код длины волны является частью суффикса партномера (например, RF-C65S6-UBP-AR-04).

4. Анализ рабочих кривых

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Типичные кривые VF–IF при 25°C показывают, что для версий 365 нм, 385 нм, 395 нм и 405 нм прямое напряжение увеличивается с током. При 700 мА VF находится в диапазоне от 12,8 В до 15,2 В в зависимости от бина. При пиковом токе 1000 мА VF может превышать 15,5 В.

4.2 Относительный лучистый поток в зависимости от прямого тока

Относительная выходная мощность (нормированная при 700 мА) почти линейно увеличивается с током. При 700 мА относительная интенсивность составляет 100%; при 350 мА падает до ~50%; при 140 мА — до ~20%. Эта линейная зависимость полезна для приложений диммирования.

4.3 Температурная зависимость

С увеличением температуры пайки относительный лучистый поток уменьшается. При 105°C выходная мощность падает примерно до 70% от значения при 25°C. Кривая снижения максимального прямого тока показывает, что при температуре окружающей среды 80°C допустимый ток снижается до ~500 мА, чтобы температура перехода оставалась ниже 105°C.

4.4 Спектральное распределение

Спектр сосредоточен вокруг номинальной длины волны с полной шириной на полувысоте (FWHM) около 10–15 нм. Версия 365 нм имеет незначительное излучение за пределами 400 нм, в то время как версия 405 нм немного распространяется на видимую фиолетовую область.

4.5 Диаграмма излучения

Угол обзора (2θ1/2) составляет 60°, то есть интенсивность составляет половину от пиковой при ±30° от оптической оси. Диаграмма излучения близка к ламбертовской, но немного уже, что подходит для приложений, требующих умеренного рассеивания луча.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Размеры корпуса и контактные площадки

Светодиод имеет квадратный корпус размером 6,6 мм × 6,6 мм и высотой 4,6 мм. Вид снизу показывает две большие контактные площадки катода и анода (3,94 мм × 2,90 мм каждая) и меньшую тепловую площадку. Полярность обозначена фаской на корпусе. Приведены рекомендуемые рисунки пайки (посадочные места) с размерами: анодная площадка 6,30 мм × 3,94 мм, катодная площадка 6,30 мм × 2,90 мм, зазор 0,5 мм. Все допуски ±0,2 мм, если не указано иное.

5.2 Транспортная лента и катушка

Светодиод упакован в транспортную ленту шириной 16 мм, шагом 4 мм и глубиной кармана, соответствующей высоте корпуса. Каждая катушка содержит 1000 штук. Размеры катушки: диаметр фланца 325±1 мм, диаметр ступицы 105±1 мм, ширина 20±0,5 мм, отверстие 13,0±0,5 мм.

5.3 Информация на этикетке

На этикетке указаны партномер, номер спецификации, номер партии, код бина (Φe, VF, WLP), количество и дата. Код бина содержит бин лучистого потока (например, 1B43), бин прямого напряжения (например, D05) и код длины волны (например, 365).

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления при пайке

Рекомендуемый профиль оплавления: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60–120 секунд; подъем до 217°C (макс. 3°C/с); время выше 217°C до 60 секунд; пиковая температура 260°C не более 10 секунд (в пределах 5°C от пика не более 30 секунд); охлаждение со скоростью не более 6°C/с. Общее время от 25°C до пика не должно превышать 8 минут. Допускается только два цикла оплавления с интервалом менее 24 часов для предотвращения поглощения влаги.

6.2 Ручная пайка и ремонт

При необходимости ручной пайки используйте паяльник с температурой ниже 300°C в течение менее 3 секунд и только один раз. Ремонт после оплавления не рекомендуется; если неизбежно, используйте двухжальный паяльник и предварительно проверьте характеристики светодиода.

6.3 Условия хранения и меры предосторожности

Перед вскрытием влагозащитного пакета хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤75% до одного года. После вскрытия продукт должен быть использован в течение 24 часов при ≤30°C/≤60% отн. влажности. Если индикаторная карта влажности показывает воздействие или срок хранения превышен, перед использованием просушить при 60±5°C не менее 24 часов. Не прикладывайте механическое усилие или вибрацию во время охлаждения после пайки. Избегайте быстрого охлаждения.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Процесс упаковки

Каждая катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикаторной картой влажности. Пакет запечатывается и укладывается в картонную коробку. Коробка маркируется спецификацией продукта, количеством и предупреждениями по обращению. На всех этапах обращения требуются меры защиты от электростатического разряда.

7.2 Тестирование надежности

Светодиод соответствует следующим критериям надежности (объем выборки 10 шт., приемка 0, браковка 1):

• Оплавление: 260°C, 10 с, 3 цикла (JESD22-B106)
• Термоудар: от -40°C до 100°C, выдержка 15 мин, 100 циклов (JESD22-A106)
• Испытание на срок службы: 25°C, 700 мА, 1000 часов (JESD22-A108)

Критерии отказа: прямое напряжение > 1,1× ВГД; обратный ток > 2,0× ВГД; лучистый поток<0,7× НГД.

8. Рекомендации по применению

RF-C65S6 идеально подходит для УФ-отверждения чернил, клеев и покрытий, а также для УФ-обеззараживания (особенно варианты 365 нм и 385 нм). Он также может использоваться в фототерапии, обнаружении подделок и флуоресцентной спектроскопии. Для достижения наилучших результатов спроектируйте систему с достаточным теплоотводом, чтобы температура пайки была ниже 80°C. Используйте драйверы с постоянным током и соответствующими токоограничивающими резисторами. Убедитесь, что светодиод никогда не подвергается обратному напряжению во время работы. В условиях высокой температуры окружающей среды снижайте прямой ток в соответствии с кривой зависимости тока от температуры, чтобы предотвратить перегрев перехода.

9. Сравнение с конкурирующими технологиями

По сравнению с традиционными ртутными лампами этот УФ-светодиод обеспечивает мгновенное включение/выключение, более длительный срок службы (рассчитан на 1000 часов при 700 мА в контролируемых условиях), более низкое рабочее напряжение и отсутствие ртути. Керамический корпус обеспечивает лучшую теплопроводность по сравнению с пластиковыми корпусами, что позволяет достичь более высокой плотности мощности. Однако начальная стоимость единицы может быть выше, чем у маломощных УФ-светодиодов; совокупная стоимость владения часто ниже за счет снижения затрат на обслуживание и энергопотребление.

10. Часто задаваемые вопросы

1. Можно ли питать этот светодиод током выше 700 мА?Пиковый ток может достигать 1000 мА (импульсный), но непрерывная работа при токе выше 700 мА может превысить максимальную температуру перехода. Необходимо правильное тепловое управление.
2. Какой типичный срок службы?Тест на надежность гарантирует 1000 часов при 700 мА и 25°C; фактический срок службы в реальных условиях может быть больше, если температура перехода поддерживается ниже 105°C.
3. Можно ли использовать этот светодиод для обеззараживания воды?Да, особенно версию 365 нм, но необходимо обеспечить герметизацию светодиода от влаги. Сам светодиод не является водонепроницаемым; система должна обеспечивать защиту от окружающей среды.
4. Какую паяльную пасту рекомендуется использовать?Подходит бессвинцовый припой с температурой плавления около 217°C. Используйте трафарет толщиной 0,1–0,15 мм для обеспечения правильного объема припоя.
5. Как очистить светодиод после пайки?Используйте изопропиловый спирт. Не используйте ультразвуковую очистку, так как она может повредить силиконовую линзу или проволочные соединения.

11. Практические примеры проектирования

Пример 1: Массив для УФ-отверждения в 3D-печати.Линейный массив из 10 светодиодов (365 нм, бин 1B43) с током 700 мА каждый, общей мощностью около 52 Вт. Светодиоды установлены на медной MCPCB с принудительным воздушным охлаждением. Массив обеспечивает равномерную облученность 200 мВт/см² на площади 50 мм × 10 мм.

Пример 2: Модуль УФ-обеззараживания.Четыре светодиода 385 нм (бин 1B42) расположены в виде матрицы 2×2 с отражателем для фокусировки света в луч 30°. Модуль используется для обеззараживания поверхностей в медицинском шкафу, работает при токе 500 мА для снижения тепловой нагрузки. Система включает таймер для обеспечения необходимой УФ-дозы.

12. Основные принципы

УФ-светодиоды генерируют свет за счет электролюминесценции на полупроводниковом p-n переходе. Активная область обычно основана на материалах AlGaN или InGaN, а длина волны определяется соотношением индия и галлия. Керамический корпус использует подложку с высокой теплопроводностью для отвода тепла от кристалла, а кварцевая линза обеспечивает высокое пропускание УФ-излучения и механическую защиту. Светодиод чувствителен к электростатическому разряду из-за тонкого обедненного слоя; важна надлежащая защита от ESD в процессе производства и сборки.

13. Тенденции развития технологий

Рынок УФ-светодиодов движется к более высоким плотностям мощности и снижению затрат. Будущие разработки включают повышение КПД преобразования (в настоящее время около 30–40% для UVA), увеличение срока службы и повышение надежности в суровых условиях. Многочиповые модули становятся распространенными для мощных приложений. Тенденция также включает интеграцию УФ-светодиодов с датчиками и IoT-связью для интеллектуальных систем обеззараживания. По мере развития технологии УФ-светодиоды будут продолжать заменять традиционные ртутные лампы во многих областях применения.