Техническая документация на UVA светодиод 2835 SMD - Корпус 2.8x3.5мм - 3.2-3.8В - 60мА - 365-370нм

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики серии высокопроизводительных светодиодов ультрафиолетового диапазона A (UVA), выполненных в компактном корпусе для поверхностного монтажа (SMD). Основная область применения данных компонентов — системы, требующие контролируемого ультрафиолетового излучения в диапазоне 365-370 нанометров.

Ключевые преимущества данной серии включают высокую излучательную эффективность, что означает большую оптическую мощность на единицу потребляемой электроэнергии, а также низкое энергопотребление. Прибор имеет широкий угол обзора 120 градусов, обеспечивая широкое и равномерное облучение в целевых применениях. Его форм-фактор размером 2.8 мм в длину и 3.5 мм в ширину делает его подходящим для интеграции в современные электронные сборки с ограниченным пространством.

Продукт разработан в соответствии с основными международными экологическими и безопасностными стандартами. Подтверждено соответствие директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), производство осуществляется по бессвинцовой технологии, а также соблюдаются требования регламента ЕС REACH. Кроме того, продукт соответствует требованиям по отсутствию галогенов, с содержанием брома (Br) и хлора (Cl) ниже установленных пределов (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.1 Целевые области применения

Специфическая длина волны и выходные характеристики делают данную серию светодиодов идеальной для нескольких нишевых применений:

• УФ-отверждение гель-лаков:Используется в устройствах для отверждения гелевых лаков для ногтей.
• УФ-детекция подлинности:Применяется в сканерах и детекторах для выявления защитных признаков на банкнотах, документах или продуктах, которые флуоресцируют под УФ-А излучением.
• УФ-ловушки для комаров:Интегрируется в устройства для ловли насекомых, где УФ-А свет привлекает летающих насекомых.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эти характеристики определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Максимальный постоянный прямой ток (I_F):120 мА
• Максимальная устойчивость к ЭСР (модель человеческого тела):2000 В
• Тепловое сопротивление (R_th):25 °C/Вт. Этот параметр показывает, насколько эффективно тепло отводится от перехода светодиода к контактной площадке. Более низкое значение предпочтительнее для теплового режима.
• Максимальная температура перехода (T_J):110 °C. Температура самого полупроводникового кристалла не должна превышать этот предел.
• Диапазон рабочих температур (T_Opr):от -40 °C до +85 °C.
• Диапазон температур хранения (T_Stg):от -40 °C до +100 °C.

2.2 Электрооптические характеристики

Типичная рабочая точка и производительность для указанного кода заказа определены ниже. Все измерения, если не указано иное, обычно проводятся при температуре контактной площадки 25°C.

• Прямой ток (I_F):60 мА (Типичная рабочая точка)
• Прямое напряжение (V_F):от 3.2 В до 3.8 В (при I_F= 60мА)
• Пиковая длина волны (λ_P):от 365 нм до 370 нм
• Излучаемый поток (Φ_e):
  • Минимум: 70 мВт
  • Типичное: 90 мВт
  • Максимум: 130 мВт

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам (категориям) производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным минимальным требованиям для их приложения.

3.1 Бининг по излучаемому потоку

Светодиоды классифицируются на основе их минимального излучаемого потока при рабочем токе. Коды бинов (R5, R6, R7, R8, R9, S1) представляют возрастающие уровни выходной мощности, от минимума 70мВт (R5) до 130мВт (S1). Допуск измерения составляет ±10%.

3.2 Бининг по пиковой длине волны

Длина волны строго контролируется. Все устройства этой серии попадают в один бин с маркировкой "U36", который гарантирует пиковую длину волны в диапазоне от 365нм до 370нм, с допуском измерения ±1нм.

3.3 Бининг по прямому напряжению

Устройства также сортируются по падению прямого напряжения при 60мА. Определены три бина:

• 3234: V_F= 3.2В - 3.4В
• 3436: V_F= 3.4В - 3.6В
• 3638: V_F= 3.6В - 3.8В

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока (Вольт-амперная характеристика)

Представленная кривая иллюстрирует нелинейную зависимость между напряжением, приложенным к светодиоду, и результирующим током. Для драйвера постоянного тока, установленного на 60мА, ожидаемое падение напряжения будет находиться в диапазоне 3.2В-3.8В, как определено в электрических характеристиках. Кривая показывает, как напряжение увеличивается с ростом тока, подчеркивая необходимость правильного регулирования тока, а не напряжения, для управления световым выходом и предотвращения теплового разгона.

4.2 Зависимость относительного излучаемого потока от прямого тока

Этот график демонстрирует, что оптическая мощность (излучаемый поток) приблизительно пропорциональна прямому току. Увеличение тока накачки увеличит световой выход. Однако работа выше рекомендуемых 60мА приведет к большему выделению тепла, что может снизить эффективность и срок службы, как показано на кривой снижения мощности.

4.3 Зависимость относительного излучаемого потока от температуры перехода

Это критическая характеристика для теплового режима. Кривая показывает, что с увеличением температуры перехода (T_J) излучаемый поток уменьшается. Этот отрицательный температурный коэффициент подчеркивает важность эффективной тепловой конструкции (например, использование печатной платы с тепловыми переходами, достаточной площадью меди и, возможно, радиатором) для поддержания температуры перехода светодиода как можно более низкой во время работы, обеспечивая стабильный и максимальный световой выход.

4.4 Зависимость пиковой длины волны от температуры перехода

Пиковая длина волны излучения светодиода слабо зависит от температуры. Этот график количественно определяет это смещение для данного УФ-А устройства. Понимание этого смещения важно для применений, где критична точная длина волны, например, в некоторых процессах отверждения или флуоресценции.

4.5 Спектральное распределение

График относительного спектрального распределения показывает интенсивность излучения на разных длинах волн. Для этого УФ-А светодиода излучение сосредоточено вокруг пика 365-370нм с характерной спектральной шириной. Эта информация жизненно важна для применений, чувствительных к определенным УФ-спектральным полосам.

4.6 Кривая снижения мощности

Кривая снижения мощности определяет максимально допустимый постоянный прямой ток в зависимости от температуры, измеренной на контактной площадке (анодная сторона). По мере роста температуры контактной площадки максимальный безопасный рабочий ток должен быть уменьшен, чтобы предотвратить превышение максимальной температуры перехода 110°C. Эта кривая необходима для проектирования надежных систем, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Механические размеры

Корпус светодиода имеет прямоугольную форму размером 2.8мм x 3.5мм. Подробные чертежи размеров определяют точное расположение контактных площадок, геометрию линзы и расположение тепловой площадки. Указано, что тепловая площадка электрически соединена с катодом. Стандартные допуски размеров составляют ±0.2мм, если не указано иное. Важное примечание по обращению предупреждает о недопустимости приложения силы к линзе, так как это может привести к выходу устройства из строя.

5.2 Конструкция контактных площадок и полярность

Схема расположения контактных площадок четко идентифицирует анодную и катодную площадки. Правильная полярность должна соблюдаться во время сборки. Конструкция включает центральную тепловую площадку для облегчения отвода тепла от кристалла светодиода к печатной плате (ПП).

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Процесс пайки оплавлением

Данная серия УФ-А светодиодов подходит для стандартных процессов сборки по технологии поверхностного монтажа (SMT). Ключевые рекомендации включают:

• Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз на одном и том же устройстве, чтобы избежать термических напряжений.
• Механическое воздействие на корпус светодиода во время фазы нагрева пайки должно быть сведено к минимуму.
• Плату не следует изгибать или деформировать после пайки светодиодов на место.
• Если используется клей, его процесс отверждения должен соответствовать стандартным температурным профилям печи, совместимым с компонентом.

Предлагается типичный профиль пайки оплавлением, показывающий рекомендуемую зависимость времени и температуры для фаз предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения для обеспечения надежного паяного соединения без повреждения светодиода.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Упаковка на ленте и катушке

Для автоматизированной сборки методом "pick-and-place" светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте, намотанной на катушки. Стандартное количество в упаковке — 2000 штук на катушке. Предоставлены подробные чертежи размеров карманов несущей ленты и самой катушки, с типичными допусками ±0.1мм.

7.2 Чувствительность к влаге и условия хранения

Компоненты упакованы в влагозащитные барьерные пакеты для предотвращения поглощения атмосферной влаги, что может вызвать "эффект попкорна" (растрескивание корпуса) во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением. После вскрытия герметичного пакета компоненты должны быть использованы в течение определенного времени или просушены в соответствии со стандартными рекомендациями IPC/JEDEC перед пайкой.

7.3 Номенклатура продукта (код заказа)

Полный код заказа представляет собой структурированную строку, кодирующую все ключевые характеристики. Например:UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2Tрасшифровывается следующим образом:

• UVA2835TZ0112:Базовый номер детали (UVA, корпус 2835, материал PCT, со стабилитроном, 1 кристалл, угол 120°).
• P:Ориентация кристалла (P-сторона вверх).
• UA:Код индекса цветопередачи (UVA).
• 6570:Код диапазона длин волн.
• 120:Код спецификации максимального излучаемого потока.
• X38:Диапазон прямого напряжения (3.2В-3.8В).
• 060:Номинальный прямой ток (60мА).
• 2:Тип упаковки (2,000 штук на катушке).
• T:Код упаковки на ленте.

7.4 Расшифровка маркировки

Маркировка на катушке содержит несколько полей для прослеживаемости и идентификации:

• P/N:Производственный номер производителя.
• QTY:Количество компонентов на катушке.
• CAT / HUE / REF:Коды для бина излучаемого потока, бина цвета (длины волны) и бина прямого напряжения соответственно.
• LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Тепловой режим

Учитывая тепловое сопротивление 25°C/Вт и негативное влияние температуры на выходную мощность и длину волны, эффективный отвод тепла имеет первостепенное значение. Разработчикам следует:

• Использовать печатную плату с выделенной посадочной площадкой для тепловой площадки, соединенной с внутренними заземляющими слоями или большими медными областями.
• Включить несколько тепловых переходов под тепловой площадкой светодиода для отвода тепла на другие слои платы или внешний радиатор.
• Обращаться к кривой снижения мощности, чтобы убедиться, что рабочий ток соответствует ожидаемой максимальной температуре контактной площадки в приложении.

8.2 Электрическое управление

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Настоятельно рекомендуется использовать схему драйвера постоянного тока вместо простого последовательного резистора или источника напряжения, особенно для обеспечения стабильного выхода и долговечности. Драйвер должен быть рассчитан на подачу стабильного тока 60мА (или меньшего тока в соответствии с требованиями по снижению мощности) и должен выдерживать диапазон прямого напряжения от 3.2В до 3.8В.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкий луч. Для применений, требующих сфокусированного или коллимированного УФ-света, потребуются вторичная оптика (линзы или отражатели). Материал этой оптики должен быть прозрачным для длин волн УФ-А диапазона (например, специальное стекло или УФ-стабильные пластики, такие как PMMA).

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми выводными УФ-лампами или более крупными SMD-корпусами, этот светодиод 2835 UVA предлагает значительные преимущества:

• Размер и интеграция:Компактный форм-фактор 2835 позволяет более плотное размещение и интеграцию в меньшие современные устройства.
• Эффективность:Высокая излучательная эффективность приводит к снижению энергопотребления и уменьшению тепловыделения при заданной световой мощности.
• Срок службы:Твердотельные светодиоды обычно имеют гораздо больший срок службы, чем традиционные УФ-лампы.
• Мгновенное включение/выключение:Светодиоды достигают полной выходной мощности мгновенно, в отличие от некоторых ламп, требующих времени на прогрев.
• Экологичность:Соответствие RoHS, требованиям по отсутствию галогенов и REACH удовлетворяет строгим глобальным экологическим нормам.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между излучаемым потоком (мВт) и световым потоком (лм)?

Световой поток (измеряется в люменах) взвешен по чувствительности человеческого глаза (фотопическое зрение). Излучаемый поток (измеряется в ваттах) — это полная оптическая мощность излучения, независимо от видимости. Поскольку УФ-А свет в основном невидим для человека, его производительность правильно указывается в излучаемом потоке (мВт).

10.2 Почему необходим драйвер постоянного тока?

Прямое напряжение светодиода изменяется в зависимости от температуры и от устройства к устройству (как видно из бининга). Источник постоянного напряжения вызвал бы большие колебания тока, приводя к нестабильному световому выходу и потенциальному повреждению от перегрузки по току. Источник постоянного тока обеспечивает стабильную, предсказуемую работу.

10.3 Можно ли питать этот светодиод максимальным током 120мА?

Предельная характеристика 120мА является пределом нагрузки, а не рекомендуемым рабочим условием. Непрерывная работа при таком токе приведет к чрезмерному нагреву, вероятно, превышающему максимальную температуру перехода, если не используется исключительная система охлаждения. Рекомендуемый рабочий ток составляет 60мА, как определено в таблице электрических характеристик. Кривая снижения мощности должна быть использована для любой работы при температуре выше комнатной.

10.4 Как интерпретировать коды бининга при заказе?

Выбирайте бины на основе минимальных требований вашего приложения. Например, если вашей системе требуется не менее 90мВт УФ-излучения, вы должны указать бины R7, R8, R9 или S1. Если ваша схема драйвера имеет жесткие ограничения по напряжению, вам может потребоваться указать определенный бин прямого напряжения (например, 3234). Полный код заказа включает эти выборы бинов.

11. Примеры проектирования и использования

11.1 Пример: Портативный УФ детектор подлинности

Цель проектирования:Создать портативное устройство с питанием от батареи для проверки банкнот.

Реализация:Массив из 4-6 таких УФ-А светодиодов может быть запитаны последовательно от небольшого, эффективного повышающего преобразователя/драйвера постоянного тока, питаемого от литий-ионного аккумулятора 3.7В. Широкий угол луча 120° устраняет необходимость в сложной оптике, позволяя простое размещение за УФ-пропускающим окном. Компактный размер 2835 сохраняет плату небольшой. Тепловой режим здесь менее критичен из-за прерывистого, кратковременного использования, типичного для такого устройства. Разработчик выберет бин излучаемого потока (например, R7 или выше), чтобы обеспечить достаточную интенсивность освещения.

12. Введение в технические принципы

UVA светодиоды работают по принципу электролюминесценции в полупроводниковых материалах. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу кристалла светодиода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретная длина волны этих фотонов (в данном случае 365-370нм) определяется шириной запрещенной зоны полупроводниковых материалов, используемых в конструкции кристалла, обычно на основе нитрида алюминия-галлия (AlGaN) или подобных соединений III-нитридов. Излучаемое УФ-А излучение не видно человеческому глазу, но может вызывать флуоресценцию в определенных материалах и инициировать фотохимические реакции, что является основой для его применения в отверждении и детекции.

13. Технологические тренды

Область УФ светодиодов быстро развивается. Ключевые тенденции включают:

• Повышение эффективности:Текущие исследования направлены на улучшение эффективности (оптическая мощность на выходе / электрическая мощность на входе) УФ-А светодиодов, снижая энергопотребление и тепловую нагрузку.
• Более короткие длины волн:Продолжается разработка надежных и эффективных УФ-В и УФ-С светодиодов для применений в стерилизации, медицинской терапии и сенсорике.
• Более высокая плотность мощности:Улучшения в конструкции кристалла и тепловом режиме корпуса позволяют создавать отдельные устройства с более высокой выходной мощностью излучения.
• Улучшение срока службы и надежности:Достижения в материалах и упаковке увеличивают срок службы УФ светодиодов, делая их пригодными для более требовательных промышленных применений.
• Снижение стоимости:По мере роста объемов производства и совершенствования процессов стоимость за милливатт УФ-излучения продолжает снижаться, открывая новые рыночные применения.