LTPL-C036UVG395 UV LED Teknik Veri Sayfası - 395nm Tepe Dalga Boyu - 3.7V Tipik - 4.4W Maks. - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

Bu ürün serisi, ultraviyole (UV) kürleme işlemleri ve diğer yaygın UV uygulamaları için tasarlanmış, ileri düzeyde ve enerji verimli bir ışık kaynağını temsil eder. Işık Yayan Diyot (LED) teknolojisinin doğasında bulunan uzun çalışma ömrü ve yüksek güvenilirliği, geleneksel UV ışık kaynaklarıyla ilişkilendirilen yoğunluk seviyeleriyle başarılı bir şekilde birleştirir. Bu kombinasyon, önemli tasarım esnekliği sağlar ve katı hal UV aydınlatmasının eski, daha az verimli UV teknolojilerinin yerini alması için yeni yollar açar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Entegre Devre (I.C.) Uyumluluğu:Modern elektronik devrelere ve kontrol sistemlerine kolay entegrasyon için tasarlanmıştır.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün, Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) direktifine tamamen uygundur ve kurşunsuz (Pb-free) işlemler kullanılarak üretilmiştir.
• İşletme Maliyeti Azaltımı:Daha yüksek elektriksel verimlilik ve azaltılmış enerji tüketimi sayesinde, geleneksel UV kaynaklarına kıyasla daha düşük genel işletme maliyeti sunar.
• Bakım Maliyeti Tasarrufu:LED'lerin katı hal yapısı, ürünün ömrü boyunca bakım gereksinimlerini ve ilişkili maliyetleri önemli ölçüde azaltır.
• Tasarım Özgürlüğü:Geleneksel UV lamba teknolojisiyle sınırlanan yeni form faktörlerine ve uygulama tasarımlarına olanak tanır.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek aşırı limitleri tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez ve güvenilir tasarımlardan kaçınılmalıdır.

• DC İleri Akım (If):1000 mA (Maksimum)
• Güç Tüketimi (Po):4.4 W (Maksimum)
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-55°C ila +100°C
• Jonksiyon Sıcaklığı (Tj):110°C (Maksimum)

Kritik Not:LED'in ters polarma koşulları altında uzun süreli çalıştırılması, bileşen bozulmasına veya felaket arızasına yol açabilir. Uygun devre koruması şarttır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (Ta=25°C)

Bu parametreler standart test koşullarında (If = 700mA, Ta=25°C) ölçülür ve LED'in temel performansını tanımlar.

• İleri Gerilim (Vf):Tipik değer 3.7V'dir, 2.8V (Min.) ila 4.4V (Maks.) aralığındadır.
• Işınımsal Akı (Φe):UV spektrumundaki toplam optik güç çıkışı. Tipik değer 1240 mW'dır, minimum 1050 mW ila maksimum 1545 mW aralığındadır.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyu. Bu cihaz için 390 nm (Min.) ve 400 nm (Maks.) arasında, yaklaşık 395nm merkezli olarak belirtilmiştir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Işınımsal şiddetin maksimum şiddetin yarısına (tipik olarak 0°'de) düştüğü tam açı. Tipik değer 55°'dir.
• Termal Direnç (Rthjs):Bu parametre, tipik olarak 5.0 °C/W'dir ve yarı iletken jonksiyondan lehim noktasına ısı akışına karşı direnci ölçer. Daha düşük bir değer daha iyi ısı dağıtım kapasitesini gösterir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Sınıf kodu her paketleme torbasında işaretlenir.

3.1 İleri Gerilim (Vf) Sınıflandırması

LED'ler, 700mA'deki ileri gerilim düşüşlerine göre kategorize edilir.
V0: 2.8V - 3.2V
V1: 3.2V - 3.6V
V2: 3.6V - 4.0V
V3: 4.0V - 4.4V
Tolerans: ±0.1V

3.2 Işınımsal Akı (mW) Sınıflandırması

LED'ler, 700mA'deki optik güç çıkışlarına göre sıralanır.
PR: 1050 mW - 1135 mW
RS: 1135 mW - 1225 mW
ST: 1225 mW - 1325 mW
TU: 1325 mW - 1430 mW
UV: 1430 mW - 1545 mW
Tolerans: ±10%

3.3 Tepe Dalga Boyu (Wp) Sınıflandırması

LED'ler, tepe yayılım dalga boylarına göre gruplandırılır.
P3T: 390 nm - 395 nm
P3U: 395 nm - 400 nm
Tolerans: ±3nm

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Bağıl Işınımsal Akı - İleri Akım

Bu eğri, optik çıkışın (ışınımsal akı) ileri akımla arttığını ancak doğrusal olmadığını gösterir. Artan jonksiyon sıcaklığı ve verim düşüşü nedeniyle daha yüksek akımlarda doygunluğa eğilim gösterir. Tasarımcılar, çıkış yoğunluğunu verimlilik ve uzun ömür ile dengeleyen bir çalışma akımı seçmelidir.

4.2 Bağıl Spektral Dağılım

Spektral grafik, yaklaşık 395nm merkezli dar bantlı UV yayılımını doğrular. Bu, InGaN tabanlı UV LED'lerin karakteristiğidir. Dar spektrum, UV kürlenebilir reçinelerdeki belirli foto-başlatıcılar gibi belirli dalga boyu aktivasyonu gerektiren uygulamalar için avantajlıdır.

4.3 Işınım Deseni (Görüş Açısı)

Işınım karakteristik grafiği, ışığın uzaysal dağılımını gösterir. Tipik 55° görüş açısı, orta derecede geniş bir ışın demetine işaret eder ve bu da yüksek odaklanmış bir noktadan ziyade alan aydınlatması gerektiren uygulamalar için uygundur.

4.4 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu temel eğri, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. İleri gerilim akımla artar. Çalışma bölgesindeki eğrinin eğimi, cihazın dinamik direnci ile ilgilidir.

4.5 Bağıl Işınımsal Akı - Jonksiyon Sıcaklığı

Bu, termal yönetim için kritik bir eğridir. LED'in optik çıkışının jonksiyon sıcaklığı (Tj) yükseldikçe azaldığını gösterir. Kararlı, yüksek çıkışı sürdürmek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için etkili bir soğutucu kullanımı son derece önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Dış Boyutlar

Cihaz, yüzey montaj paketine sahiptir. Temel boyutsal notlar şunları içerir:
- Tüm doğrusal boyutlar milimetre (mm) cinsindendir.
- Genel boyutsal tolerans ±0.2mm'dir.
- Lens yüksekliği ve seramik alt tabaka uzunluğu/genişliği için ±0.1mm daha sıkı bir tolerans vardır.
- Termal ped (genellikle alt taraftaki merkezi ped), anot ve katot elektriksel pedlerinden elektriksel olarak izole edilmiştir (nötr). Bu, elektriksel kısa devre oluşturmadan termal yönetim için bir toprak düzlemine veya soğutucuya bağlanmasına olanak tanır.

5.2 Önerilen PCB Montaj Ped Düzeni

Baskılı devre kartı (PCB) tasarımı için önerilen bir ayak izi sağlanmıştır. Bu, anot, katot ve termal ped için boyut ve aralığı içerir. Bu düzene uymak, doğru lehimleme, elektriksel bağlantı ve en önemlisi, LED jonksiyonundan PCB'ye optimal ısı transferini sağlar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Reflow lehimleme için detaylı bir sıcaklık-zaman profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:
- Ön ısıtma rampa hızı.
- Bekletme (ön ısıtma) sıcaklığı ve süresi.
- Tepe reflow sıcaklığı (LED'in maksimum derecelendirilmiş sıcaklığını aşmamalıdır).
- Soğutma hızı. Termal strese neden olabileceğinden hızlı bir soğutma işlemi önerilmez.
Önemli Notlar:
1. Tüm sıcaklık özellikleri, LED paketinin üst yüzeyini ifade eder.
2. Profil, kullanılan belirli lehim pastasına göre ayarlanması gerekebilir.
3. LED üzerindeki termal stresi en aza indirmek için, güvenilir bir bağlantı sağlayan mümkün olan en düşük lehimleme sıcaklığı her zaman tercih edilir.
4. Gerekirse el lehimlemesi, maksimum 300°C havya sıcaklığında ve 2 saniyeden fazla olmamak üzere yalnızca bir kez yapılmalıdır.
5. Aynı cihazda reflow lehimleme üç kereden fazla yapılmamalıdır.

6.2 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekirse, yalnızca izopropil alkol (IPA) gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Belirtilmemiş veya agresif kimyasal temizleyiciler, LED'in paket malzemesine, lensine veya iç bileşenlerine zarar verebilir.

6.3 Sürme Yöntemi

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Bir devrede birden fazla LED paralel bağlandığında tekdüze parlaklık sağlamak için, her LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlama direnci kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Bu, bireysel cihazlar arasındaki ileri gerilim (Vf) farklılıklarını telafi ederek, akım paylaşımını düzenler ve dizide tutarlı performans ve uzun ömür sağlar.

7. Paketleme ve Taşıma

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı şerit ve makaralarda tedarik edilir.
- Şerit boyutları (yuva boyutu, aralık) belirtilmiştir.
- Makara boyutları (7 inç çap) sağlanmıştır, makara başına maksimum kapasite 500 adettir.
- Şeritteki boş yuvalar bir kapak bandı ile kapatılır.
- Paketleme, EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uygundur.
- Paketleme standardına göre, art arda en fazla iki eksik bileşene (boş yuvaya) izin verilir.

8. Güvenilirlik Verileri

Ürünün sağlamlığını gösteren kapsamlı bir güvenilirlik test planı uygulanmıştır. Tüm testler, on örnekten sıfır arıza göstermiştir, bu da çeşitli stres koşulları altında yüksek güvenilirliği işaret eder.

• Düşük Sıcaklık Çalışma Ömrü (LTOL):-10°C kasa sıcaklığı, 700mA, 1000 saat.
• Oda Sıcaklığı Çalışma Ömrü (RTOL):25°C ortam, 1000mA, 1000 saat.
• Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (HTOL):85°C kasa sıcaklığı, 60mA, 1000 saat.
• Nemli Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (WHTOL):60°C / %90 Bağıl Nem, 350mA, 500 saat.
• Termal Şok (TMSK):-40°C ila +125°C, 100 döngü.
• Yüksek Sıcaklık Depolama:100°C ortam, 1000 saat.

Arıza Kriterleri:Test sonrasında, bir cihazın ileri gerilimi (Vf) başlangıç tipik değerlerinden ±%10'dan fazla değişirse veya ışınımsal akısı (Φe) ±%15'ten fazla bozulursa arızalı kabul edilir.

9. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

9.1 Birincil Uygulama: UV Kürleme

Bu LED, UV kürleme uygulamaları için ideal olarak uygundur, bunlar şunları içerir:
- Yapıştırıcı kürleme (örn., elektronik montaj, tıbbi cihazlar).
- Mürekkep ve kaplama kürleme (örn., baskı, konformal kaplamalar).
- 3D baskı için reçine kürleme (hacim polimerizasyonu).
395nm dalga boyu, endüstriyel formülasyonlarda kullanılan çok çeşitli yaygın foto-başlatıcıları başlatmak için etkilidir.

9.2 Diğer UV Uygulamaları

- Para ve belge doğrulama.
- Tahribatsız muayene (floresan penetrant muayene).
- Tıbbi ve kozmetik fototerapi (uygun tıbbi rehberlik ve cihaz sertifikasyonu altında).
- Hava ve su arıtma (uygun katalizörlerle birleştirildiğinde).

9.3 Kritik Tasarım Hususları

1. Termal Yönetim:Bu, performans ve ömür için en önemli faktördür. Düşük termal direnç (5°C/W) yalnızca LED uygun bir soğutucuya doğru şekilde monte edildiğinde etkilidir. Jonksiyon sıcaklığı (Tj) mümkün olduğunca düşük tutulmalı, ideal olarak maksimum derecelendirme olan 110°C'nin oldukça altında olmalıdır.
2. Sabit Akım Sürücü:Her zaman sabit gerilim kaynağı değil, sabit akım LED sürücüsü kullanın. Bu, kararlı ışık çıkışı sağlar ve LED'i termal kaçaktan korur.
3. ESD Koruması:Bu güç LED'i için açıkça belirtilmemiş olsa da, tüm yarı iletken cihazlar için uygun Elektrostatik Deşarj (ESD) önlemleriyle ele almak iyi bir uygulamadır.
4. Optik Tasarım:Yerel görüş açısı 55° olduğundan, belirli bir ışın deseni gerekiyorsa ikincil optikleri (lensler, reflektörler) dikkate alın.

10. Teknik Karşılaştırma ve Piyasa Bağlamı

Bu LED, UV ışık kaynaklarının evrimini temsil eder. Cıva buharlı lambalar gibi geleneksel teknolojilerle karşılaştırıldığında, belirgin avantajlar sunar:
- Anında Açma/Kapama:Isınma veya soğuma süresi yoktur.
- Uzun Ömür:Lambaların binlerce saatine karşılık on binlerce saat.
- Verimlilik:Daha yüksek elektriksel-optik dönüşüm verimliliği, enerji maliyetlerini düşürür.
- Kompakt Boyut ve Tasarım Esnekliği:Daha küçük, daha yenilikçi ürün tasarımlarına olanak tanır.
- Çevre Dostu:Cıva içermez, RoHS uyumludur ve tehlikeli atıkları azaltır.
- Spektral Saflık:Lambaların geniş spektrumu ve kızılötesi (ısı) radyasyonu olmadan yaklaşık 395nm'de dar bir tepe yayar, bu da hassas alt tabakalar için faydalı olabilir.

11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Bu LED için tipik çalışma akımı nedir?
C1: 1000mA'ye kadar dayanabilse de, elektro-optik karakteristikler ve sınıflandırma 700mA'de belirtilmiştir; bu, çıkış ve verimliliği dengeleyen yaygın bir önerilen çalışma noktasıdır.

S2: Termal ped neden elektriksel olarak nötrdür?
C2: Bu, tasarımcıların pedi, anot veya katot ile elektriksel kısa devre oluşturma endişesi olmadan maksimum ısı dağılımı için PCB üzerindeki geniş bir bakır alana (termal toprak) doğrudan bağlamasına olanak tanır.

S3: Birden fazla LED'i bir akım kaynağından paralel olarak sürebilir miyim?
C3: Her LED için ayrı seri dirençler olmadan önerilmez. Vf'deki doğal varyasyonlar nedeniyle, paralel bağlı LED'ler akımı eşit şekilde paylaşmaz, bu da bazı cihazlarda parlaklık uyumsuzluğuna ve potansiyel aşırı akıma yol açar.

S4: Sınıf kodunu nasıl yorumlarım?
C4: Torba üzerindeki kod (örn., V1/ST/P3U), o LED için spesifik performans grubunu söyler: İleri Gerilim sınıfı (V1), Işınımsal Akı sınıfı (ST) ve Tepe Dalga Boyu sınıfı (P3U). Bu, sıkı parametre eşleştirmesi gereken uygulamalarda hassas seçime olanak tanır.

12. Çalışma Prensipleri ve Teknoloji

Bu, yarı iletken tabanlı bir ışık kaynağıdır. Bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler çipin aktif bölgesinde yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) şeklinde salar. 395nm'lik spesifik dalga boyu, kullanılan yarı iletken malzemelerin (genellikle belirli kompozisyonlara sahip alüminyum galyum nitrür (AlGaN) veya indiyum galyum nitrür (InGaN)) bant aralığının mühendisliği ile elde edilir. UV ışığı, çıkış ışınını şekillendirmek için bir lens içeren şeffaf bir paket aracılığıyla yayılır.

13. Endüstri Trendleri ve Gelecek Görünümü

UV LED pazarı, aşağıdakilerin etkisiyle önemli bir büyüme yaşamaktadır:
1. Cıva Lambalarının Aşamalı Olarak Kaldırılması:Minamata Sözleşmesi gibi küresel düzenlemeler, cıvasız alternatiflerin benimsenmesini hızlandırmaktadır.
2. Verimlilik ve Güçteki Gelişmeler:Sürekli Ar-Ge, UV-C, UV-B ve UV-A LED'lerin duvar prizi verimliliğini (WPE) ve maksimum çıkış gücünü iyileştirerek, daha zorlu uygulamalar için uygun hale getirmektedir.
3. Küçültme ve Entegrasyon:UV LED'ler, dezenfeksiyon, kürleme ve algılama için taşınabilir, pil ile çalışan cihazlara olanak tanıyarak yeni tüketici ve profesyonel pazarlar açmaktadır.
4. Akıllı ve Bağlantılı Sistemler:Sensörler ve IoT platformlarıyla entegrasyon, kürleme ve arıtma sistemlerinde hassas doz kontrolü ve uzaktan izlemeye olanak tanır. Burada belgelenen ürün, verimli, güvenilir ve kontrol edilebilir katı hal UV çözümlerine yönelik bu daha geniş trendin bir parçasıdır.