LTPL-C16FUVM375 UV LED Veri Sayfası - 3.2x1.6x1.9mm - 3.5V - 160mW - 375nm Tepe Dalga Boyu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTPL-C16 serisi, katı hal aydınlatma teknolojisinde, özellikle ultraviyole (UV) uygulamaları için tasarlanmış önemli bir ilerlemeyi temsil eder. Bu ürün, Işık Yayan Diyotların (LED) doğasında bulunan uzun çalışma ömrü ve yüksek güvenilirliğini, geleneksel UV aydınlatma sistemlerinin yerini alabilecek performans seviyeleriyle birleştiren enerji verimli ve ultra kompakt bir ışık kaynağıdır. Küçük form faktörü ve yüzey montaj tasarımı sayesinde tasarımcılara ürün geliştirmede önemli özgürlük sunar ve UV tabanlı süreçlerde ve ekipmanlarda yeni olanaklar sağlar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

Bu bileşenin temel avantajları, tasarımı ve üretim sürecinden kaynaklanır. Standart otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumludur ve baskılı devre kartları (PCB) üzerinde yüksek hacimli, uygun maliyetli montajı kolaylaştırır. Paket, hem kızılötesi (IR) hem de buhar fazı reflow lehimleme süreçleri için uygun olup, standart kurşunsuz ve RoHS uyumlu üretim gereksinimlerine uyar. EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart ayak izi, mevcut tasarım kütüphanelerine ve montaj hatlarına entegrasyonu kolaylaştırır ve birlikte çalışabilirliği garanti eder. Ayrıca, cihaz entegre devre (IC) sürücü seviyeleriyle doğrudan uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır, bu da çevre kontrol elektroniğini basitleştirir.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu UV LED, özellikle ultraviyole ışık kullanan endüstriyel ve üretim süreçlerini hedeflemektedir. Birincil uygulama alanları, hassas ve hızlı polimerizasyon gerektiren yapıştırıcıların, reçinelerin ve kaplamaların UV kürlenmesini içerir. Ayrıca UV işaretleme ve kodlama sistemleri için de uygundur. Bir diğer önemli kullanım alanı, özel baskı mürekkeplerinin kurutulması ve kürlenmesidir. 375nm dalga boyu, bu amaçlar için fotokimyasal reaksiyonları başlatmada özellikle etkilidir.

2. Mekanik ve Paket Bilgisi

Cihaz, kompakt bir yüzey montaj paketinde bulunur. Dış hat boyutları PCB yerleşimi ve termal yönetim için kritiktir. Paket gövdesi yaklaşık 3.2mm uzunluğunda, 1.6mm genişliğindedir ve 1.9mm yüksekliğe sahiptir. Aksi detaylı mekanik çizimde belirtilmedikçe, tüm boyutsal toleranslar tipik olarak ±0.1mm'dir. Bileşen, optimum ışık çıkışı için şeffaf bir lense sahiptir.

2.1 PCB Bağlantı Pedi Yerleşimi

Güvenilir lehimleme için önerilen bir PCB lehim pedi deseni (ayak izi) sağlanmıştır. Bu desen, kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme süreçleri için optimize edilmiştir. Ped tasarımı, uygun lehim file oluşumunu, mekanik stabiliteyi ve LED çipinden PCB'ye etkili ısı transferini sağlar; bu da jonksiyon sıcaklığını yönetmek ve uzun vadeli güvenilirliği korumak için çok önemlidir.

2.2 Polarite Tanımlama

Bileşenin belirlenmiş bir katodu ve anodu vardır. Polarite tipik olarak paket gövdesinde bir çentik, nokta veya kesik köşe gibi bir işaretle belirtilir. Montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi zorunludur, çünkü mutlak maksimum değeri aşan bir ters voltaj uygulamak cihaza anında zarar verebilir.

3. Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez ve güvenilir performans için kaçınılmalıdır.

• Güç Dağılımı (Po):160 mW. Bu, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C iken cihaz içinde izin verilen maksimum güç kaybıdır.
• DC İleri Akım (If):40 mA. Uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akım.
• Ters Voltaj (Vr):5 V. Ters yönde uygulanabilecek maksimum voltaj.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-40°C ila +100°C.
• Jonksiyon Sıcaklığı (Tj):90°C. Yarı iletken jonksiyonunun kendisindeki maksimum izin verilen sıcaklık.

4. Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe Ta=25°C standart test koşulunda ve 20mA ileri akım (If) altında ölçülür. Cihazın tipik performansını tanımlarlar.

• Işıma Akısı (Φe):14 mW (Min), 20 mW (Tip), 28 mW (Maks). Bu, UV spektrumundaki toplam optik güç çıkışıdır, miliwatt cinsinden ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):135 derece (Tip). Bu, yoğunluğun tepe yoğunluğunun yarısı olduğu yayılan radyasyonun açısal yayılımını tanımlar.
• Tepe Dalga Boyu (λp):370 nm (Min), 375 nm (Tip), 380 nm (Maks). Spektral ışıma yoğunluğunun maksimum olduğu dalga boyu.
• İleri Voltaj (Vf):2.8 V (Min), 3.5 V (Tip), 4.0 V (Maks). Belirtilen ileri akımda çalışırken LED üzerindeki voltaj düşüşü.
• Ters Akım (Ir):Vr=1.2V'de 10 µA (Maks). Bu parametre, Zener karakteristiğini doğrulamak için test edilir, ancak cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır.

5. Bin Kodu ve Sınıflandırma Sistemi

Üretim varyasyonlarını yönetmek ve hassas seçime izin vermek için LED'ler, temel parametrelere göre performans gruplarına (bin) ayrılır. Bin kodu ambalaj üzerinde işaretlenir.

5.1 İleri Voltaj (Vf) Gruplandırması

Cihazlar üç voltaj grubuna ayrılır: V1 (2.8V-3.2V), V2 (3.2V-3.6V) ve V3 (3.6V-4.0V). Bu, tasarımcıların paralel dizilerde tutarlı performans için benzer voltaj düşüşüne sahip LED'leri seçmesine veya belirli sürücü gereksinimlerini karşılamasına olanak tanır.

5.2 Işıma Akısı (Φe) Gruplandırması

Optik çıkış, yoğunluk eşleştirmesini sağlamak için geniş bir aralıkta gruplandırılır. Gruplar R3 (14-16 mW) ile R9 (26-28 mW) arasında değişir. Düzgün aydınlatma gerektiren uygulamalar için aynı veya bitişik akı gruplarından LED seçimi kritiktir.

5.3 Tepe Dalga Boyu (λp) Gruplandırması

UV dalga boyu iki ana gruba ayrılır: P3P (370-375 nm) ve P3Q (375-380 nm). Bu, belirli bir UV aktivasyon dalga boyuna duyarlı süreçler için spektral tutarlılığı sağlar.

6. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, cihazın değişen koşullar altındaki davranışı hakkında daha derin bir anlayış sağlar.

6.1 Bağıl Işıma Akısı - İleri Akım Grafiği

Bu eğri, optik çıkışın akımla doğrusal orantılı olmadığını gösterir. Akımla artar ancak çok yüksek akımlarda termal etkiler ve iç kuantum verimliliği düşüşü nedeniyle doygunluk veya azalan verimlilik gösterebilir. Tipik 20mA test noktasının önemli ölçüde üzerinde çalışmak, dikkatli termal yönetim gerektirir.

6.2 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

I-V karakteristiği, bir diyot için tipik olan üstel bir yapıdadır. Eğri, eşik voltajını (akımın önemli ölçüde akmaya başladığı nokta) ve ileri voltajın akımla nasıl arttığını gösterir. Bu bilgi, sabit akım sürücüleri tasarlamak için hayati öneme sahiptir.

6.3 Bağıl Işıma Akısı - Jonksiyon Sıcaklığı Grafiği

Bu, tasarım için en kritik eğrilerden biridir. Sıcaklığın ışık çıkışı üzerindeki olumsuz etkisini gösterir. Jonksiyon sıcaklığı (Tj) yükseldikçe, ışıma akısı azalır. Yüksek çıkışı ve uzun ömrü korumak için etkili bir soğutucu ve PCB termal tasarımı esastır. Eğri, güç azaltma faktörünü nicelendirir.

6.4 Bağıl Yayılım Spektrumu

Spektral dağılım grafiği, yayılan radyasyonun dalga boyları boyunca yoğunluğunu gösterir. ~375nm'deki tepe noktasını doğrular ve belirli fotoreaksiyonların hedeflendiği uygulamalar için önemli olan spektral bant genişliğini (Yarım Maksimum Tam Genişlik - FWHM) gösterir.

7. Montaj ve Kullanım Kılavuzu

7.1 Lehimleme Süreci Önerileri

Cihaz, kurşunsuz reflow lehimleme için derecelendirilmiştir. Ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını belirten detaylı bir sıcaklık profili sağlanmıştır. Ana parametreler, maksimum gövde sıcaklığının 260°C'yi aşmamasını ve 240°C üzerindeki sürenin 10 saniyeden az olmasını içerir. Hızlı soğutma oranları önerilmez. Havya ile el lehimlemesi mümkündür ancak her bacağa sadece bir kez, maksimum 3 saniye ve 300°C ile sınırlandırılmalıdır.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

Bu LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. Kullanım ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri sağlanmalıdır. Bu, topraklı bileklikler, antistatik paspaslar ve ESD güvenli ambalaj ve ekipman kullanımını içerir. ESD önlemlerine uyulmaması, gizli veya felaket boyutunda cihaz arızasına yol açabilir.

7.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, sadece belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süre daldırmak kabul edilebilir. Sert veya belirtilmemiş kimyasallar, epoksi lensi ve paketi hasara uğratarak ışık çıkışında azalmaya veya erken arızaya neden olabilir.

7.4 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Paket, JEDEC standardı J-STD-020'ye göre Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 3 olarak derecelendirilmiştir. Nem geçirmez torba kapalıyken, cihazlar ≤ 30°C ve ≤ %90 RH'de depolandığında bir yıl raf ömrüne sahiptir. Torba açıldıktan sonra, bileşenler ≤ 30°C ve ≤ %60 RH'de depolanırsa 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Nem göstergesi kartı pembe renge dönerse veya zaman sınırı aşılırsa, lehimleme sırasında \"patlamış mısır\" hasarını önlemek için reflow öncesinde en az 48 saat 60°C'de kurutma gereklidir.

8. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Bileşenler, otomatik kullanım için kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Bant boyutları standart besleyicilerle uyumlu olacak şekilde belirtilmiştir. Bant, 7 inç (178mm) makaralara sarılır. Tipik bir makarada 1500 adet bulunur. Paketleme, EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uygundur. Üst kapak bandı, bileşen yuvalarını kapatır. Kalite spesifikasyonları, bir makarada maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verir.

9. Uygulama Tasarım Hususları

9.1 Sürücü Devresi Tasarımı

Bir LED, akımla çalışan bir cihazdır. Kararlı ve tutarlı çalışma için sabit bir voltaj kaynağıyla değil, sabit bir akım kaynağıyla sürülmelidir. Birden fazla LED bağlanırken, her cihazdan aynı akımın geçmesini sağladığı için seri bağlantı tercih edilir. Paralel bağlantı kaçınılmazsa, ileri voltaj (Vf) farklılıklarını telafi etmek ve akım tekelleşmesini önlemek için her LED dalı için ayrı akım sınırlayıcı dirençler kullanılmalıdır; aksi takdirde düzensiz parlaklık ve bir cihazda potansiyel aşırı stres oluşabilir.

9.2 Termal Yönetim

Jonksiyon sıcaklığını yönetmek, performans ve ömür için en önemli husustur. Maksimum jonksiyon sıcaklığı 90°C'dir. Tasarımcı, PCB yerleşimi, bakır alanı ve olası termal via kullanımına dayalı olarak jonksiyondan ortama termal direnci (Rth j-a) hesaplamalıdır. Harcanan güç (Pd = Vf * If), özellikle performans eğrilerinde gösterilen sıcaklıkla ışık çıkışındaki azalmayı dikkate alarak, Tj'yi sınırlar içinde tutacak şekilde yönetilmelidir. PCB üzerinde iyi tasarlanmış bir termal ped esastır.

9.3 Optik Tasarım

135 derecelik görüş açısı, geniş bir yayılım deseni sağlar. Odaklanmış veya kollime edilmiş UV ışığı gerektiren uygulamalar için lensler veya reflektörler gibi ikincil optikler gerekli olabilir. Bu optiklerin malzemesi UV radyasyonuna karşı şeffaf olmalıdır (örn., özel camlar veya PMMA gibi UV stabil plastikler).

10. Güvenilirlik ve Uygulama Notları

Ürün, standart ticari ve endüstriyel elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın güvenliği tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örn., havacılık, tıbbi yaşam destek, ulaşım güvenlik sistemleri), standart ürün verileri bu tür aşırı kullanım durumlarını kapsamayabileceğinden, özel bir danışma ve potansiyel kalifikasyon süreci gereklidir. LED'in ömrü, öncelikle jonksiyon sıcaklığı ve sürücü akımı olmak üzere çalışma koşullarından güçlü bir şekilde etkilenir. Mutlak maksimum değerlerin altında çalışmak ve sağlam bir termal tasarım uygulamak, çalışma ömrünü maksimize edecektir.