LTPL-C034UVD375 UV LED Teknik Veri Sayfası - 3.7x3.7x1.6mm - Gerilim 3.7V - Güç 2W - 375nm Tepe Dalga Boyu

1. Ürün Genel Bakış

Bu ürün, öncelikle UV kürleme işlemleri ve diğer yaygın UV uygulamaları için tasarlanmış yüksek verimli bir ultraviyole (UV) ışık yayan diyottur (LED). LED teknolojisinin doğasında bulunan uzun ömür ve güvenilirliği rekabetçi parlaklık seviyeleriyle birleştirerek geleneksel UV ışık kaynaklarının yerini almayı hedefleyen bir katı hal aydınlatma çözümüdür. Bu, daha fazla tasarım esnekliği sağlar ve UV aydınlatması gerektiren uygulamalarda yeni fırsatlar açar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

Cihaz, geleneksel UV kaynaklarına kıyasla birkaç belirgin avantaj sunar:

• Entegre Devre (IC) Uyumluluğu:LED, standart elektronik devreler tarafından kolayca sürülmek ve kontrol edilmek üzere tasarlanmıştır.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün RoHS uyumludur ve kurşunsuz işlemler kullanılarak üretilmiştir.
• Operasyonel Verimlilik:Enerji verimli doğası sayesinde genel işletme maliyetlerinin düşmesine katkıda bulunur.
• Azaltılmış Bakım:LED'lerin uzun ömrü, lamba değişimi ve bakımıyla ilişkili sıklığı ve maliyeti önemli ölçüde azaltır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de belirtilmiştir.

• DC İleri Yön Akımı (If):500 mA (Maksimum)
• Güç Tüketimi (Po):2 W (Maksimum)
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-55°C ila +100°C
• Eklem Sıcaklığı (Tj):110°C (Maksimum)

Önemli Not:Ters öngerilim koşullarında uzun süreli çalışma, bileşen arızasına yol açabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bunlar, Ta=25°C ve 350mA ileri yön akımında (If) ölçülen tipik performans parametreleridir; bu değer önerilen çalışma noktası gibi görünmektedir.

• İleri Yön Gerilimi (Vf):Tipik değer 3.7V'dir, 2.8V (Min) ile 4.4V (Max) arasında bir aralığa sahiptir.
• Işınım Akısı (Φe):Bu, UV spektrumundaki toplam optik güç çıkışıdır. Tipik değer 470 mW'dır, 350 mW (Min) ile 590 mW (Max) arasında değişir.
• Tepe Dalga Boyu (λp):LED'in en fazla güç yaydığı dalga boyudur. 370 nm ile 380 nm arasında değişir ve yaklaşık 375 nm civarındadır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Yaklaşık 130 derece, geniş bir ışınım desenini gösterir.
• Termal Direnç (Rthjc):Eklemden kılıfa termal direnç tipik olarak 14.7 °C/W'dir. Bu parametre, ısının LED çipinden ne kadar etkili bir şekilde uzaklaştırılabileceğini gösterdiği için termal yönetim tasarımı için çok önemlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'ler tutarlılığı sağlamak için performans sınıflarına ayrılır. Sınıf kodu paketleme üzerinde işaretlenir.

3.1 İleri Yön Gerilimi (Vf) Sınıflandırması

LED'ler, 350mA'daki ileri yön gerilimlerine göre dört gerilim sınıfına (V0'dan V3'e) ayrılır. Örneğin, V1 sınıfı, Vf'si 3.2V ile 3.6V arasında olan LED'leri içerir. Tolerans +/- 0.1V'dir.

3.2 Işınım Akısı (Φe) Sınıflandırması

Optik çıkış gücü, R2 (350-380 mW) ile R9 (560-590 mW) arasında sınıflandırılır. Tipik sınıf R5 (440-470 mW) gibi görünmektedir. Tolerans +/- %10'dur.

3.3 Tepe Dalga Boyu (Wp) Sınıflandırması

UV dalga boyu iki gruba ayrılır: P3P (370-375 nm) ve P3Q (375-380 nm). Tolerans +/- 3 nm'dir. Bu, belirli UV dalga boylarına duyarlı uygulamalar için seçim yapılmasına olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Bağıl Işınım Akısı - İleri Yön Akımı İlişkisi

Işınım akısı, ileri yön akımı ile artar ancak doğrusal değildir. Tasarımcılar, istenen optik çıkışı elektriksel giriş gücü ve ortaya çıkan ısı üretimi ile dengelemelidir. 350mA'nın önemli ölçüde üzerinde çalışmak verimliliği ve ömrü azaltabilir.

4.2 Bağıl Spektral Dağılım

Bu eğri, emisyon spektrumunu gösterir, 375nm bölgesindeki (UVA) tepe noktasını ve spektral bant genişliğini doğrular. Spektral saflık veya belirli foton enerjisinin kritik olduğu uygulamalar için önemlidir.

4.3 Işınım Deseni

Kutupsal diyagram, 130 derecelik görüş açısını ve yoğunluk dağılımını gösterir. Bu, UV ışığını bir hedef alana toplamak, paralel hale getirmek veya odaklamak için optik tasarımı yapmak için hayati öneme sahiptir.

4.4 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)

Bu temel eğri, diyotlar için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Çalışma noktası (örneğin, 350mA, ~3.7V) cihazın karakterize edildiği yerdir. Eğri, uygun akım sürücü devresinin tasarlanmasına yardımcı olur.

4.5 Bağıl Işınım Akısı - Eklem Sıcaklığı İlişkisi

Bu grafik, artan eklem sıcaklığının ışık çıkışı üzerindeki olumsuz etkisini gösterir. Sıcaklık arttıkça, ışınım akısı azalır. Bu nedenle, kararlı ve yüksek optik performansı korumak için etkili bir soğutucu gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Dış Ölçüler

Paketin ayak izi yaklaşık 3.7mm x 3.7mm'dir. Ana ölçüler, lens yüksekliği ve seramik alt tabaka boyutunu içerir; bunlar diğer özelliklere (±0.2mm) kıyasla daha sıkı toleranslara (±0.1mm) sahiptir. Termal ped, anot ve katottan elektriksel olarak yalıtılmıştır, bu da elektriksel kısa devre oluşturmadan termal yönetim için bir soğutucuya bağlanmasına olanak tanır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi

Baskılı devre kartı (PCB) için bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Bu, iki elektriksel kontak (anot ve katot) ve daha büyük merkezi termal ped için pedleri içerir. Doğru ped tasarımı, güvenilir lehimleme ve LED paketinden PCB'ye etkili ısı transferi için kritiktir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Reflow lehimleme için detaylı bir sıcaklık-zaman profili sağlanmıştır. Ana parametreler, paket gövdesi üzerinde ölçülen 260°C'lik bir tepe sıcaklığı ve 240°C üzerinde 30 saniyeyi aşmayan bir süreyi içerir. Kontrollü bir soğutma hızı önerilir. El lehimlemesi mümkündür ancak maksimum 2 saniye için 300°C ile sınırlandırılmalı ve sadece bir kez yapılmalıdır.

6.2 Önemli Montaj Notları

• Reflow lehimleme en fazla üç kez yapılmalıdır.
• Güvenilir bir bağlantı sağlayan mümkün olan en düşük lehimleme sıcaklığı tercih edilmelidir.
• Daldırma lehimlemesi, bu bileşen için önerilen veya garanti edilen bir montaj yöntemi değildir.
• Temizleme sadece izopropil alkol (IPA) gibi alkol bazlı çözücülerle yapılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar pakete zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, kapak bandı ile kapatılmış kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Bant, 7 inçlik makaralara sarılır ve her makarada maksimum 500 adet bulunur. Daha küçük miktarlar için, minimum 100 adetlik paket mevcuttur. Paketleme, EIA-481-1-B standartlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• UV Kürleme:Üretim süreçlerinde yapıştırıcı kürleme, mürekkep kurutma, reçine polimerizasyonu.
• Tıbbi ve Bilimsel:Floresan analizi, sterilizasyon (dalga boyu uygun olduğunda), fototerapi.
• Endüstriyel:İnceleme, sahte tespiti, optik sensörler.

8.2 Tasarım Hususları

• Sürüş Yöntemi:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri yön geriliminin negatif bir sıcaklık katsayısına sahip olması nedeniyle, kararlı optik çıkışı sağlamak ve termal kaçak oluşmasını önlemek için sabit bir akım kaynağı şiddetle önerilir.
• Termal Yönetim:Tipik 470mW'lık ışınım akısı ve ~1.3W'lık toplam güç (350mA * 3.7V) göz önüne alındığında, 0.8W'dan fazlası ısı olarak dağılır. 14.7°C/W'lık bir termal direnç ile, eklem sıcaklığı kılıf sıcaklığının yaklaşık 11.8°C üzerine çıkacaktır. Güvenilirlik için eklem sıcaklığını 110°C'nin altında tutmak için yeterli soğutma zorunludur.
• Optik:Geniş 130 derecelik ışın, hedef üzerinde istenen aydınlatma desenini elde etmek için ikincil optiklerin (lensler, reflektörler) kullanılmasını gerektirebilir.
• Güvenlik:UV radyasyonu, özellikle UVA aralığında, gözler ve cilt için zararlı olabilir. Nihai ürün tasarımında uygun koruyucu muhafazalar ve güvenlik uyarıları gereklidir.

9. Güvenilirlik ve Test

Kapsamlı bir güvenilirlik test planı belgelenmiştir, şunları içerir:

• Düşük, Oda ve Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü testleri.
• Islak Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü testi.
• Termal Şok testi.
• Lehimlenebilirlik ve Lehim Isısına Dayanıklılık testleri.

Tüm testler, örneklem büyüklüklerinden sıfır arıza rapor etmiştir; bu, sağlam ürün yapısını ve güvenilirliğini gösterir. Bir cihazın arızalı olarak değerlendirilmesi kriterleri, ileri yön geriliminde başlangıç değerlerinden ±%10'dan fazla bir kayma veya ışınım akısında ±%30'dan fazla bir kaymadır.

10. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

Bu UV LED, cıva buharlı lambalar gibi geleneksel UV kaynaklarına karşı enerji verimli bir alternatif olarak konumlandırılmıştır. Temel farklılaştırıcılar şunlardır:

• Anında Açma/Kapama:Isınma/soğuma gerektiren lambaların aksine, LED'ler anında tam çıkışa ulaşır.
• Uzun Ömür:LED ömürleri tipik olarak ark lambalarının ömrünü çok aşar.
• Kompakt Boyut ve Tasarım Özgürlüğü:Küçük form faktörü, daha küçük cihazlara entegrasyonu mümkün kılar ve daha yüksek yoğunluk veya daha geniş alan kapsamı için dizi konfigürasyonlarına olanak tanır.
• Dar Spektrum:375nm civarındaki nispeten dar emisyon tepe noktası, o dalga boyuna ayarlanmış işlemler için daha verimli olabilir ve geniş bantlı kaynaklara kıyasla boşa harcanan enerjiyi azaltır.

11. Sık Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

11.1 Önerilen çalışma akımı nedir?

Veri sayfası, cihazı 350mA'de karakterize eder; bu muhtemelen önerilen tipik çalışma akımıdır (mutlak maksimum 500mA'nın altındadır). Bu akımda çalışmak, ömür testleriyle doğrulanan optimal performans ve güvenilirliği sağlar.

11.2 Uygulamam için doğru sınıfı nasıl seçerim?

Sisteminizin gereksinimlerine göre seçim yapın: -Vf Sınıfı:Sürücü tasarımını ve güç kaynağı gerilimini etkiler. Daha sıkı sınıflar, paralel dizilerde daha düzgün akım paylaşımı sağlar. -Φe Sınıfı:Optik gücü belirler. Daha yüksek yoğunluk için daha yüksek bir sınıf (örneğin, R6, R7) seçin. -Wp Sınıfı:Belirli bir spektral duyarlılığa sahip işlemler için kritiktir. Gerektiğinde P3P veya P3Q'yu seçin.

11.3 Termal yönetim neden bu kadar önemlidir?

Yüksek eklem sıcaklığı, ışık çıkışını doğrudan azaltır (performans eğrilerinde gösterildiği gibi) ve LED'in bozulmasını hızlandırarak ömrünü kısaltır. Termal direnç değeri (14.7°C/W) bu zorluğu nicelendirir; eklemden ortam sıcaklığına daha düşük bir termal direnç yolu esastır.

12. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: UV Kürleme Nokta Lambası Tasarımı

1. Şartname:Hedef, yapıştırıcıları kürlemek için 10mm çapında bir noktaya >400mW 375nm UV ışığı iletmektir.
2. LED Seçimi:Optik kayıplardan sonra yeterli gücü sağlamak için R5 (440-470mW) veya daha yüksek akı sınıfından bir LED seçin.
3. Sürücü Devresi:Uygun gerilim marjına (örneğin, ~3.7V'luk bir LED için 5V besleme) sahip 350mA'ye ayarlanmış sabit bir akım sürücüsü tasarlayın.
4. Termal Tasarım:LED'i bir metal çekirdekli PCB'ye (MCPCB) veya özel bir soğutucuya monte edin. Örneğin, 40°C ortam sıcaklığında eklem sıcaklığını 85°C'nin altında tutmak için gerekli soğutucu termal direncini hesaplayın.
5. Optik:LED'in önünde, geniş 130 derecelik ışını istenen küçük noktaya yoğunlaştırmak için bir paralelleştirici veya odaklama lensi kullanın.
6. Entegrasyon:Montajı, mekanik olarak sağlam ve termal iletkenliği yüksek bir muhafazaya yerleştirin ve UV ışığına maruz kalmayı önlemek için güvenlik kilitleme mekanizmaları ekleyin.

13. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu cihaz bir yarı iletken ışık kaynağıdır. İleri yön gerilimi uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesi içinde yeniden birleşir ve foton şeklinde enerji açığa çıkarır. Spesifik yarı iletken malzemeler (tipik olarak alüminyum galyum nitrür - AlGaN içeren), enerji bant aralığının ultraviyole spektrumundaki (yaklaşık 375nm veya 3.31 eV) foton enerjilerine karşılık gelecek şekilde tasarlanmıştır. Üretilen ışık, paket lensi aracılığıyla çıkarılır.

14. Gelişim Trendleri

UV LED alanı aktif olarak gelişmektedir. Trendler şunları içerir:

• Artırılmış Verimlilik:Devam eden araştırmalar, özellikle mikrop öldürücü uygulamalar için daha kısa dalga boylu UVC bandında, UV LED'lerin duvar prizi verimliliğini (elektriksel-optik güç dönüşümü) iyileştirmeyi amaçlamaktadır.
• Daha Yüksek Güç Yoğunluğu:Daha yüksek sürüş akımlarını işleyebilen ve daha fazla ısı dağıtabilen çip ve paketlerin geliştirilmesi, tek bir yayıcıdan daha büyük ışınım akısı sağlar.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik:Malzeme ve paketleme teknolojilerindeki ilerlemeler, operasyonel ömürleri ve kararlılığı artırmaya devam etmektedir.
• Maliyet Azaltma:Üretim hacimleri arttıkça ve işlemler olgunlaştıkça, UV çıkışının miliwatt başına maliyetinin düşmesi beklenmekte ve bu da geleneksel teknolojilere kıyasla UV LED'lerin benimsenmesini daha da hızlandırmaktadır.