LTPL-C034UVD405 UV LED Teknik Veri Sayfası - 3.5x3.5x1.6mm - 3.5V Tipik - 460-700mW - 405nm Tepe Dalga Boyu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

C03 UV Ürün serisi, UV kürleme ve genel ultraviyole uygulamaları için tasarlanmış, gelişmiş ve enerji verimli bir ışık kaynağını temsil eder. Bu teknoloji, Işık Yayan Diyotların doğasında var olan uzun ömür ve güvenilirliği, geleneksel UV kaynaklarıyla ilişkilendirilen yüksek parlaklık seviyeleriyle birleştirir. Bu füzyon, önemli tasarım esnekliği sağlar ve eski, daha az verimli UV teknolojilerinin yerini alacak katı hal UV aydınlatması için yeni yollar açar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ürün, hassas, güvenilir ve verimli ultraviyole yayılımı gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Temel avantajları arasında entegre devre (I.C.) sürücü sistemleriyle tam uyumluluk, RoHS uyumluluğuna ve kurşunsuz (Pb-free) üretim standartlarına uyum bulunur; bu da ürünün yaşam döngüsü boyunca daha düşük işletme ve bakım maliyetlerine katkıda bulunur. Hedef pazar, endüstriyel kürleme işlemleri, tıbbi ve bilimsel enstrümantasyon, sahte tespiti ve kontrollü UV maruziyetinin kritik olduğu her türlü uygulamayı kapsar.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Aşağıdaki bölüm, standart test koşulları (Ta=25°C) altında tanımlanan cihazın temel teknik parametrelerinin detaylı ve nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu sınırlarda veya yakınında uzun süreli çalıştırma önerilmez. Maksimum DC ileri akım (If) 500 mA'dır. Maksimum güç tüketimi (Po) 2 Watt'tır. Cihaz, -40°C ila +85°C arasında bir ortam sıcaklığı aralığında (Topr) çalışabilir ve -55°C ile +100°C arasında depolanabilir (Tstg). İzin verilen maksimum kavşak sıcaklığı (Tj) 110°C'dir. LED'in ters polarma koşullarında uzun süre çalıştırılmasından kaçınılması kritik önem taşır, çünkü bu bileşen arızasına yol açabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu karakteristikler, cihazın tipik çalışma koşullarındaki (If = 350mA) performansını tanımlar. İleri gerilim (Vf) minimum 2.8V ile maksimum 4.4V arasında değişir ve tipik değeri 3.5V'dur. Bir entegrasyon küresi ile ölçülen toplam ışınımsal akı çıkışı (Φe), 460mW ile 700mW arasında değişir ve tipik değeri 620mW'dır. Tepe dalga boyu (Wp) 400nm ile 410nm arasında belirtilmiştir ve bu onu yakın ultraviyole spektrumuna yerleştirir. Görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 130 derecedir ve geniş bir ışınım desenini gösterir. Kavşaktan kılıfa termal direnç (Rth jc) tipik olarak 14.7 °C/W'dır ve ölçüm toleransı ±%10'dur.

2.3 Termal Karakteristikler

Etkili termal yönetim, LED performansı ve ömrü için son derece önemlidir. Belirtilen 14.7 °C/W'lık termal direnç (Rth jc), yarı iletken kavşak ile paket kılıfı arasında dağıtılan watt başına sıcaklık artışını gösterir. Daha düşük bir değer tercih edilir. Bu parametre, 110°C'lık maksimum kavşak sıcaklığı ile birleştiğinde, LED'in güvenli çalışma alanı içinde kalmasını ve derecelendirilmiş çıkışını ve ömrünü korumasını sağlamak için herhangi bir uygulama için gerekli olan soğutma gereksinimlerini belirler.

3. Bin Kod Sistemi Açıklaması

Ürün, nihai kullanıcı için tutarlılığı sağlamak amacıyla temel performans parametrelerine göre bin'lere ayrılır. Bin kodu her paketleme torbasının üzerinde işaretlenir.

3.1 İleri Gerilim (Vf) Sınıflandırması

LED'ler, 350mA'lık bir test akımında dört gerilim bin'ine (V0, V1, V2, V3) ayrılır. V0 bin'leri 2.8V ile 3.2V arasında, V1 3.2V ile 3.6V arasında, V2 3.6V ile 4.0V arasında ve V3 4.0V ile 4.4V arasında gerilimlere sahiptir. Bu sınıflandırma için tolerans ±0.1V'dır. Bu, tasarımcıların paralel bağlantılar veya hassas akım regülasyonu için yakından eşleşen ileri gerilimlere sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 Işınımsal Akı (Φe) Sınıflandırması

Optik çıkış gücü altı bin'e (R1'den R6'ya) kategorize edilir. R1 en düşük çıkış aralığını (460-500 mW) temsil eder ve R6 en yüksek çıkış aralığını (660-700 mW) temsil eder; hepsi 350mA'da ölçülür. Işınımsal akı için tolerans ±%10'dur. Bu sınıflandırma, uygulama için gerekli ışık yoğunluğuna göre seçim yapmayı sağlar.

3.3 Tepe Dalga Boyu (Wp) Sınıflandırması

Yayılan dalga boyu iki ana bin'e ayrılır: P4A (400-405 nm) ve P4B (405-410 nm), toleransı ±3nm'dir. Bu, kürleme işlemlerinde belirli fotokimyasal reaksiyonları başlatmak gibi belirli UV dalga boylarına duyarlı uygulamalar için çok önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, cihazın değişen koşullar altındaki davranışına ilişkin içgörü sağlar.

4.1 Bağıl Işınımsal Akı - İleri Akım İlişkisi

Bu eğri tipik olarak, ışınımsal akının ileri akımla arttığı ancak daha yüksek akımlarda doyma veya verim düşüşü sergileyebileceği doğrusal altı bir ilişki gösterir. Kesin çalışma noktası (örneğin, 350mA), çıkış ve verimliliği dengelemek ve mutlak maksimum değerler dahilinde kalmak için seçilmelidir.

4.2 Bağıl Spektral Dağılım

Bu grafik, tepe dalga boyu (400-410nm) etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışığın yoğunluğunu gösterir. Spektral saflık veya belirli bir dalga boyu etkileşimi gerektiren uygulamalar için önemli olan spektral bant genişliğini gösterir.

4.3 Işınım Karakteristikleri

Bu kutupsal çizim, 130 derecelik görüş açısıyla ilişkili olan ışık yoğunluğunun uzaysal dağılımını gösterir. LED paketinden ışığın nasıl yayıldığını gösterir; bu, hedef alanın uygun şekilde aydınlatılmasını sağlamak için optik sistem tasarımı için hayati önem taşır.

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

Bu temel eğri, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. İleri gerilim akımla birlikte artar. Eğrinin şekli, ister basit bir akım sınırlayıcı direnç ister sabit akımlı bir sürücü olsun, uygun sürücü devresi tasarımı için esastır.

4.5 Bağıl Işınımsal Akı - Kavşak Sıcaklığı İlişkisi

Bu kritik eğri, artan kavşak sıcaklığının ışık çıkışı üzerindeki olumsuz etkisini gösterir. Kavşak sıcaklığı arttıkça, ışınımsal akı azalır. Bu, zaman içinde ve farklı ortam koşullarında tutarlı optik performansı korumak için etkili termal yönetimin önemini vurgular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Dış Ölçüler

Cihaz kompakt bir yüzey montaj paketine sahiptir. Ana ölçüler gövde boyutu ve lens profilini içerir. Tüm doğrusal ölçüler milimetre cinsindendir. Genel boyut toleransları ±0.2mm iken, lens yüksekliği ve seramik alt tabaka uzunluk/genişlik toleransları ±0.1mm'dir. Cihazın altındaki termal pad, anot ve katot pad'lerinden elektriksel olarak yalıtılmıştır (yüzer), yani elektriksel bir kısa devre oluşturmadan ısı dağılımı için doğrudan bir PCB termal düzlemine bağlanabilir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı

Doğru lehimleme ve termal performansı sağlamak için önerilen baskılı devre kartı (PCB) bağlantı pad düzeni sağlanmıştır. Tasarım, anot ve katot için ayrı pad'lerin yanı sıra termal bağlantı için daha büyük bir pad içerir. Montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi, cihazın çalışması için esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Detaylı bir reflow lehimleme profili önerilir. Ana parametreler ön ısıtma, bekleme, reflow tepe sıcaklığı ve soğutma oranlarını içerir. Maksimum tepe sıcaklığı (paket gövde yüzeyinde ölçülen) kontrol edilmelidir. Hızlı soğutma işlemi önerilmez. Güvenilir bir bağlantı sağlayan mümkün olan en düşük lehimleme sıcaklığının kullanılması tavsiye edilir. Cihaz maksimum üç reflow döngüsüne dayanabilir. Gerekirse el lehimlemesi, maksimum 300°C'de ve en fazla 2 saniye süreyle, sadece bir kez uygulanmalıdır.

6.2 Temizleme ve Kullanım Önlemleri

Lehimlemeden sonra temizlik gerekirse, sadece izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler LED paketine zarar verebilir. Kullanım sırasında genel ESD (elektrostatik deşarj) önlemlerine uyulmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, üst kapak bandı ile kapatılmış kabartmalı taşıyıcı şerit içinde tedarik edilir. Şerit makaralara sarılır. Standart bir 7 inçlik makara maksimum 500 adet tutabilir. Paketleme EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uygundur. Şerit üzerinde ardışık iki bileşen cebinin boş olmaması gerektiğine dair bir spesifikasyon vardır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu UV LED, yapıştırıcıların, mürekkeplerin ve kaplamaların UV kürlenmesi; analiz veya inceleme için floresan uyarımı; tıbbi ve biyolojik enstrümantasyon; hava ve su arıtma sistemleri; ve sahte tespiti (örneğin, güvenlik özelliklerini doğrulama) dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları ve Sürme Yöntemi

Bir LED, akımla çalışan bir cihazdır. Tek bir uygulama içinde birden fazla LED paralel bağlandığında düzgün yoğunluk sağlamak için, her bir LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlayıcı direnç eklenmesi şiddetle tavsiye edilir. Bu, bireysel cihazlar arasındaki ileri gerilim (Vf) farklılıklarını telafi ederek, bir LED'in diğerlerinden daha fazla akım çekmesine, düzensiz parlaklığa ve potansiyel aşırı strese yol açan akım paylaşımını önler. Bir sabit akımlı sürücü devresi, ileri gerilim değişimlerinden bağımsız olarak kararlı performans sağlayarak, seri bağlı bir veya birden fazla LED'i sürmek için en uygun çözümdür.

9. Güvenilirlik ve Testler

Cihaz, sağlamlığı sağlamak için kapsamlı bir güvenilirlik test planından geçer. Testler arasında Düşük Sıcaklık Çalışma Ömrü (LTOL, -30°C'de), Oda Sıcaklığı Çalışma Ömrü (RTOL), Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (HTOL, 85°C'de), Islak Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (WHTOL, 60°C/%60 RH), Termal Şok (TMSK, -40°C'den 125°C'ye), Lehimleme Isısına Dayanım (reflow simülasyonu) ve Lehimlenebilirlik testi bulunur. Test sonrası ileri gerilimdeki (±%10 dahilinde) ve ışınımsal akıdaki (±%15 dahilinde) değişikliklere dayalı olarak spesifik geçme/başarısız olma kriterleri tanımlanmıştır. Tüm ömür testleri, cihaz bir termal soğutucu üzerine monte edilmiş haldeyken gerçekleştirilir.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Cıva buharlı lambalar gibi geleneksel UV ışık kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, bu katı hal LED çözümü belirgin avantajlar sunar: ısınma süresi olmadan anında açma/kapama yeteneği, önemli ölçüde daha uzun çalışma ömrü (genellikle on binlerce saat), daha yüksek enerji verimliliği (elektrik gücünün daha fazlasını kullanılabilir UV ışığına dönüştürme), cıva gibi tehlikeli malzemelerin bulunmaması, yeni form faktörlerine olanak tanıyan kompakt boyut ve hassas spektral çıkış. Tarihsel olarak ana takas, daha düşük toplam optik güçtü, ancak bu seri gibi modern yüksek güçlü UV LED'ler birçok uygulama için bu açığı kapatmaktadır.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

11.1 Işınımsal akı (mW) ve ışık akısı (lm) arasındaki fark nedir?

Işınımsal akı (Φe), tüm yönlerde yayılan toplam optik gücü Watt cinsinden ölçer. Bu, gerçek UV enerjisini nicelendirdiği için UV LED'ler için doğru ölçüttür. Işık akısı (lümen), insan gözü tarafından algılanan parlaklığı, fotopik tepki eğrisiyle ağırlıklandırılarak ölçer ve görünür olmayan UV kaynakları için geçerli değildir.

11.2 Uygulamam için doğru bin kodunu nasıl seçerim?

Gerilim bin'ini (Vf), sürücü devre tasarımınıza ve paralel dizilerdeki akım eşleştirme ihtiyacınıza göre seçin. Işınımsal akı bin'ini (Φe), hedefinizdeki gerekli yoğunluk veya ışınıma göre seçin. İşleminiz belirli bir spektral tepe noktasına (örneğin, 405nm'ye karşı 400nm) duyarlıysa dalga boyu bin'ini (Wp) seçin.

11.3 Termal yönetim neden bu kadar kritiktir?

Yüksek kavşak sıcaklığı, ışık çıkışını doğrudan azaltır (performans eğrilerinde gösterildiği gibi) ve yarı iletken içindeki bozulma mekanizmalarını hızlandırarak cihazın çalışma ömrünü büyük ölçüde kısaltır. Uygun soğutma, güvenilir ve uzun vadeli performans için tartışılmaz bir gerekliliktir.

12. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Çoklu LED'li bir UV kürleme noktası için PCB tasarımı.Bir tasarımcı, küçük alanlı bir kürleme uygulaması için 10 LED'den oluşan bir dizi oluşturmak istiyor. Veri sayfasına dayanarak: 1) Tutarlılık için aynı Vf ve Φe bin'inden LED'ler seçer. 2) PCB'yi önerilen pad düzeniyle tasarlar, termal pad'leri, alt katmana veya harici bir soğutucuya ısı dağılımı için via'lara bağlı büyük bir bakır alana bağlar. 3) LED'leri 350mA'ye ayarlanmış bir sabit akımlı sürücü ile sürmeye karar verir. Tüm 10 LED'i düzgün aydınlatma için paralel bağlamak istediklerinden, önerildiği gibi Vf varyasyonlarını telafi etmek için her bir LED ile seri olarak küçük, bireysel bir akım sınırlayıcı direnç (örneğin, 1 Ohm) ekler. 4) Montaj sırasında reflow profil kılavuzlarını takip eder. 5) Ortam koşulları değişkense, nihai ürün yazılımında, "Bağıl Işınımsal Akı - Kavşak Sıcaklığı" eğrisine dayalı bir sıcaklık izleme veya güç azaltma algoritması uygulayabilir.

13. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu cihaz bir yarı iletken ışık yayan diyottur (LED). Anot ve katot arasına bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan fotonların belirli dalga boyu (bu durumda, ultraviyole-A spektrumunda ~405nm), çip yapısında kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi (tipik olarak alüminyum galyum nitrür - AlGaN bazlı) tarafından belirlenir. Üretilen ışık daha sonra paketin entegre lensi aracılığıyla şekillendirilir ve yayılır.

14. Teknoloji Trendleri

UV LED alanı, duvar prizi verimliliğini (optik güç çıkışı / elektrik güç girişi) artırmayı, tek bir cihazdan veya daha küçük paketten daha yüksek çıkış gücü elde etmeyi, çalışma ömrünü uzatmayı ve verimliliği artırarak yayılım dalga boylarını UV-C spektrumunun daha derinlerine (mikrop öldürücü uygulamalar için) itmeyi amaçlayan sürekli araştırma ve geliştirme ile karakterize edilir. Ayrıca, ışık çıkarma ve termal performansı artırmak için daha sofistike paketlemeye doğru bir eğilim vardır. Tüm uygulamalarda cıva bazlı UV lambalarının yerini alma çabası, çevre düzenlemeleri ve katı hal aydınlatmanın performans avantajları tarafından desteklenen önemli bir pazar gücü olmaya devam etmektedir.