UVA LED 2835 SMD Veri Sayfası - 2.8x3.5mm Paket - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm - İngilizce Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, kompakt bir yüzey montajlı cihaz (SMD) paketinde bulunan bir dizi yüksek performanslı Ultraviolet-A (UVA) Işık Yayan Diyot (LED) için tam teknik özellikleri sağlar. Bu bileşenlerin birincil uygulama alanı, 365-370 nanometre aralığında kontrollü ultraviyole emisyonu gerektiren sistemlerdir.

Bu ürün serisinin temel avantajları, birim elektrik girişi başına daha fazla optik çıktı anlamına gelen yüksek ışıma verimliliğini ve düşük güç tüketimi profilini içerir. Cihaz, hedef uygulamalarda geniş ve düzgün bir ışınım sağlayan 120 derecelik geniş bir görüş açısına sahiptir. Uzunluğu 2.8 mm ve genişliği 3.5 mm olan form faktörü, alanı kısıtlı modern elektronik montajlara entegrasyon için uygun hale getirir.

The product is designed to comply with major international environmental and safety standards. It is confirmed to be RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant, is manufactured using lead-free (Pb-free) processes, and adheres to the EU REACH regulation. Furthermore, it meets halogen-free requirements, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content kept below specified limits (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).

1.1 Hedef Uygulamalar

Belirli dalga boyu ve çıkış özellikleri, bu LED serisini birkaç niş uygulama için ideal kılar:

• UV Tırnak Sertleştirme: Jel bazlı oje sertleştirme cihazlarında kullanılır.
• UV Sahte Para Tespiti: Tarayıcı ve dedektörlerde, UVA ışığı altında floresan özellik gösteren banknot, belge veya ürünlerdeki güvenlik unsurlarını ortaya çıkarmak için kullanılır.
• UV Sivrisinek Tuzakları: UVA ışığının uçan böcekleri çektiği böcek yakalama cihazlarına entegre edilmiştir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi verilmez.

• Maksimum DC İleri Akım (I_F): 120 mA
• Maksimum ESD Direnci (İnsan Vücudu Modeli): 2000 V
• Termal Direnç (R_th): 25 °C/W. Bu parametre, ısının LED bağlantı noktasından lehim pedine ne kadar etkili bir şekilde iletildiğini gösterir. Isıl yönetim için daha düşük bir değer daha iyidir.
• Maksimum Bağlantı Noktası Sıcaklığı (T_J): 110 °C. Yarı iletken çipin kendisindeki sıcaklık bu sınırı aşmamalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_Opr): -40 °C ila +85 °C.
• Depolama Sıcaklık Aralığı (T_Stg): -40 °C ila +100 °C.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Listelenen sipariş kodu için tipik çalışma noktası ve performans aşağıda tanımlanmıştır. Aksi belirtilmedikçe, tüm ölçümler tipik olarak lehim pedi sıcaklığı 25°C'de alınır.

• İleri Yön Akımı (I_F): 60 mA (Tipik Çalışma Noktası)
• İleri Yön Gerilimi (V_F): 3.2 V ila 3.8 V (I_F = 60mA)
• Tepe Dalga Boyu (λ_P): 365 nm ila 370 nm
• Işıma Akısı (Φ_e):
  • Minimum: 70 mW
  • Typical: 90 mW
  • Maximum: 130 mW

3. Binning Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans gruplarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli minimum kriterleri karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Radyant Akı Binning

LED'ler, çalışma akımındaki minimum radyant akı çıkışlarına göre kategorize edilir. Sınıf kodları (R5, R6, R7, R8, R9, S1), minimum 70mW (R5) ile 130mW (S1) arasında artan çıkış seviyelerini temsil eder. Ölçüm toleransı ±%10'dur.

3.2 Tepe Dalga Boyu Sınıflandırması

Dalga boyu sıkı bir şekilde kontrol edilir. Bu serideki tüm cihazlar, tepe dalga boyunun 365nm ile 370nm arasında olduğunu garanti eden ve ±1nm ölçüm toleransına sahip "U36" etiketli tek bir kutuya düşer.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

Cihazlar ayrıca 60mA'deki ileri voltaj düşüşlerine göre sınıflandırılır. Üç kutu tanımlanmıştır:

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

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Gerilim - İleri Akım (IV Eğrisi)

Sağlanan eğri, LED üzerine uygulanan gerilim ile ortaya çıkan akım arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi göstermektedir. 60mA'ye ayarlanmış bir sabit akım sürücüsü için, beklenen gerilim düşüşü elektriksel özelliklerde tanımlandığı gibi 3.2V-3.8V aralığında olacaktır. Eğri, gerilimin akımla birlikte nasıl arttığını göstererek, ışık çıktısını kontrol etmek ve termal kaçak oluşumunu önlemek için voltaj regülasyonu değil, uygun akım regülasyonunun gerekliliğini vurgulamaktadır.

4.2 Bağıl Işıma Akısı - İleri Akım

Bu grafik, optik çıktının (ışınımsal akı) ileri akımla yaklaşık olarak orantılı olduğunu göstermektedir. Sürücü akımını artırmak ışık çıktısını artıracaktır. Ancak, önerilen 60mA'nin üzerinde çalışmak, güç azaltma eğrisinde gösterildiği gibi daha fazla ısı üreterek verimliliği ve ömrü potansiyel olarak azaltabilir.

4.3 Göreceli Işıma Akısı - Eklem Sıcaklığı Grafiği

Bu, termal yönetim için kritik bir özelliktir. Eğri, kavşak sıcaklığı (T_J) arttıkça, ışınım akısı çıkışının azaldığını göstermektedir. Bu negatif sıcaklık katsayısı, LED'in çalışma sırasında kavşak sıcaklığını mümkün olduğunca düşük tutmak, böylece kararlı ve maksimum ışık çıkışını sağlamak için etkili bir termal tasarımın (örneğin, termal geçiş delikli bir PCB, yeterli bakır alanı ve muhtemelen bir soğutucu kullanımı) önemini vurgular.

4.4 Tepe Dalga Boyu - Eklem Sıcaklığı Grafiği

Bir LED'in tepe ışınım dalga boyu sıcaklığa hafif bir bağımlılık gösterir. Bu grafik, bu UVA cihazı için bu kaymayı nicelendirmektedir. Bu kaymayı anlamak, kesin dalga boyunun kritik olduğu, belirli kürleme veya floresans işlemleri gibi uygulamalar için önemlidir.

4.5 Spektral Dağılım

Göreceli spektral dağılım grafiği, farklı dalga boylarında yayılan ışığın yoğunluğunu gösterir. Bu UVA LED için, emisyon karakteristik bir spektral genişlikle 365-370nm tepe noktası etrafında merkezlenmiştir. Bu bilgi, belirli UV spektral bantlarına duyarlı uygulamalar için hayati önem taşır.

4.6 Derecelendirme Eğrisi

Derating eğrisi, lehim pedi (anot tarafı) üzerinde ölçülen sıcaklığa bağlı olarak maksimum izin verilen sürekli ileri akımı sağlar. Lehim pedi sıcaklığı yükseldikçe, maksimum 110°C eklem sıcaklığını aşmayı önlemek için maksimum güvenli çalışma akımı azaltılmalıdır. Bu eğri, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında güvenilir sistemler tasarlamak için gereklidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Mekanik Boyutlar

LED paketi, 2.8mm x 3.5mm boyutlarında dikdörtgen bir ayak izine sahiptir. Detaylı boyut çizimleri, lehim pedlerinin tam yerleşimini, lens geometrisini ve termal pedin konumunu belirtir. Termal pedin katot ile elektriksel olarak bağlantılı olduğu not edilmiştir. Aksi belirtilmedikçe standart boyut toleransları ±0.2mm'dir. Kritik bir kullanım notu, lense kuvvet uygulanmaması gerektiği konusunda uyarır, çünkü bu cihaz arızasına neden olabilir.

5.2 Lehimleme Ped Tasarımı ve Polarite

Lehimleme desen şeması, anot ve katot pedlerini açıkça tanımlar. Montaj sırasında doğru polariteye uyulmalıdır. Tasarım, LED çipinden baskılı devre kartına (PCB) ısı transferini kolaylaştırmak için merkezi bir termal ped içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Süreci

Bu UVA LED serisi, standart Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT) montaj süreçlerine uygundur. Temel yönergeler şunları içerir:

• Termal stresi önlemek için aynı cihaz üzerinde iki defadan fazla reflow lehimleme işlemi yapılmamalıdır.
• Lehimleme işleminin ısıtma aşamasında LED gövdesi üzerindeki mekanik stres en aza indirilmelidir.
• LED'ler lehimlendikten sonra devre kartı bükülmemeli veya esnetilmemelidir.
• Yapıştırıcı kullanılıyorsa, sertleşme süreci bileşenle uyumlu standart fırın profillerini takip etmelidir.

Tipik bir reflow lehimleme profili önerilir; LED'e zarar vermeden güvenilir bir lehim bağlantısı sağlamak için ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamaları için önerilen zaman-sıcaklık ilişkisini gösterir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Emitter Şerit ve Makara Paketleme

Otomatik seç ve yerleştirme montajı için LED'ler, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Standart paketleme miktarı makara başına 2000 adettir. Taşıyıcı bant cepleri ve makaranın kendisi için ayrıntılı boyut çizimleri sağlanmış olup, tipik toleranslar ±0.1mm'dir.

7.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Bileşenler, yüksek sıcaklıktaki reflow işlemi sırasında "popcorning" (paket çatlaması) oluşmasına neden olabilecek atmosferik nemin emilmesini önlemek için neme dayanıklı bariyer torbalarda paketlenmiştir. Mühürlü torba açıldıktan sonra, bileşenler belirli bir süre içinde kullanılmalı veya lehimlemeden önce standart IPC/JEDEC yönergelerine göre tavlanmalıdır.

7.3 Ürün Adlandırması (Sipariş Kodu)

Tam sipariş kodu, tüm temel özellikleri kodlayan yapılandırılmış bir dizgidir. Örneğin: UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2T şu şekilde ayrıştırılır:

• UVA2835TZ0112: Temel parça numarası (UVA, 2835 paket, PCT malzeme, Zener diyotlu, 1 çip, 120° açı).
• P: Çip yönlendirmesi (P tarafı yukarı).
• UA: Renk Geri Verme İndeksi kodu (UVA).
• 6570: Dalga boyu aralığı kodu.
• 120: Maksimum ışınım akısı özellik kodu.
• X38: İleri voltaj aralığı (3.2V-3.8V).
• 060: İleri akım değeri (60mA).
• 2: Paketleme tipi (her makarada 2.000 adet).
• T: Bant paketleme kodu.

7.4 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve tanımlama için çeşitli alanlar içerir:

• P/N: Üreticinin üretim numarası.
• MİKTAR: Makaradaki bileşenlerin miktarı.
• CAT / HUE / REF: Sırasıyla, Işıma Akısı kutusu, Renk (Dalga Boyu) kutusu ve İleri Gerilim kutusu için kodlar.
• LOT No: İzlenebilirlik için üretim parti numarası.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Termal Yönetim

25°C/W termal direnç ve sıcaklığın çıkış ve dalga boyu üzerindeki olumsuz etkisi göz önüne alındığında, etkili bir soğutma sistemi son derece önemlidir. Tasarımcılar şunları yapmalıdır:

• Dahili toprak katmanlarına veya geniş bakır alanlara bağlı özel bir termal pad yerleşim desenine sahip bir PCB kullanın.
• LED'in termal padinin altına, ısıyı diğer PCB katmanlarına veya harici bir soğutucuya iletmek için birden fazla termal via yerleştirin.
• Uygulamada beklenen maksimum lehim pedi sıcaklığı için çalışma akımının uygun olduğundan emin olmak için güç azaltma eğrisine bakın.

8.2 Elektriksel Sürüş

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle tutarlı çıkış ve uzun ömür için basit bir seri direnç veya voltaj kaynağı yerine sabit akımlı bir sürücü devresi kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Sürücü, kararlı bir 60mA (veya güç azaltma gereksinimlerine göre daha düşük bir akım) sağlayacak şekilde tasarlanmalı ve 3.2V ila 3.8V ileri voltaj aralığına dayanabilmelidir.

8.3 Optik Tasarım

120 derecelik görüş açısı geniş bir ışın hüzmesi sağlar. Odaklanmış veya kolime edilmiş UV ışığı gerektiren uygulamalar için, ikincil optikler (lensler veya reflektörler) gerekli olacaktır. Bu optiklerin malzemesi, UVA dalga boylarına karşı şeffaf olmalıdır (örn., özel cam veya PMMA gibi UV'ye dayanıklı plastikler).

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

Eski delikli UV lambalarına veya daha büyük SMD paketlerine kıyasla, bu 2835 UVA LED önemli avantajlar sunar:

• Boyut ve Entegrasyon: Kompakt 2835 boyutu, daha yüksek yoğunlukta yerleştirmeye ve daha küçük, modern cihazlara entegre edilmeye olanak tanır.
• Verimlilik: Yüksek ışınımsal etkinlik, belirli bir ışık çıktısı için daha düşük güç tüketimi ve azaltılmış ısı üretimi sağlar.
• Ömür: Katı hal LED'leri genellikle geleneksel UV ampullerinden çok daha uzun bir çalışma ömrüne sahiptir.
• Anında Açma/Kapama: LED'ler, ısınma süresi gerektiren bazı ampullerin aksine anında tam çıkışa ulaşır.
• Çevresel: RoHS, Halojen İçermez ve REACH uyumluluğu, katı küresel çevre düzenlemelerini karşılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Radyant akı (mW) ile ışık akısı (lm) arasındaki fark nedir?

Işık akısı (lümen cinsinden ölçülür), insan gözünün (fotopik görüş) hassasiyeti ile ağırlıklandırılır. Işınım akısı (watt cinsinden ölçülür), görünürlükten bağımsız olarak yayılan toplam optik güçtür. UVA ışığı insan gözüyle büyük ölçüde görülemediğinden, performansı doğru bir şekilde ışınım akısı (mW) cinsinden belirtilir.

10.2 Neden bir sabit akım sürücüsü gereklidir?

Bir LED'in ileri voltajı sıcaklıkla ve birimden birime değişir (sınıflandırmada görüldüğü gibi). Sabit bir voltaj kaynağı, akımda büyük değişikliklere neden olarak tutarsız ışık çıkışına ve potansiyel aşırı akım hasarına yol açar. Sabit bir akım kaynağı ise kararlı, öngörülebilir performans sağlar.

10.3 Bu LED'i maksimum 120mA akımında sürebilir miyim?

120mA'lık Mutlak Maksimum Değer, bir stres sınırıdır, önerilen bir çalışma koşulu değildir. Bu akımda sürekli çalışma, olağanüstü bir soğutma çözümü kullanılmadığı sürece, muhtemelen maksimum jonksiyon sıcaklığını aşacak aşırı ısı üretecektir. Önerilen çalışma akımı, elektriksel özellikler tablosunda tanımlandığı gibi 60mA'dır. Oda sıcaklığının üzerindeki herhangi bir çalışma için güç azaltma eğrisine başvurulmalıdır.

10.4 Sipariş verirken binleme kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

Uygulamanızın minimum gereksinimlerine göre sepetleri seçin. Örneğin, sisteminizin en az 90mW UV çıkışına ihtiyacı varsa, R7, R8, R9 veya S1 sepetlerini belirtmelisiniz. Sürücü devrenizde sıkı voltaj kısıtlamaları varsa, belirli bir ileri voltaj sepeti (örneğin, 3234) belirtmeniz gerekebilir. Tam sipariş kodu bu sepet seçimlerini içerir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

11.1 Durum: Taşınabilir UV Sahte Para Dedektörü

Tasarım Hedefi: Para kontrolü için elde taşınabilir, pille çalışan bir cihaz oluşturmak.

Uygulama: 3.7V'lik bir Li-ion pil ile çalışan küçük, verimli bir yükseltici dönüştürücü/sabit akım sürücüsü ile 4-6 adet bu tür UVA LED'i seri olarak sürülebilir. Geniş 120° ışın açısı, karmaşık optiklerin kullanımını gereksiz kılarak, UV geçirgen bir pencere arkasına basit yerleştirmeye olanak tanır. Kompakt 2835 boyutu, PCB'nin küçük kalmasını sağlar. Bu tür bir cihaz için tipik olan aralıklı, kısa süreli kullanım nedeniyle termal yönetim burada daha az kritiktir. Tasarımcı, yeterli aydınlatma yoğunluğunu sağlamak için bir ışıma akısı grubunu (örneğin, R7 veya daha yüksek) seçerdi.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

UVA LED'leri, yarı iletken malzemelerdeki elektrolüminesans prensibi ile çalışır. LED çipinin p-n eklemine bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşerek enerjiyi fotonlar şeklinde açığa çıkarır. Bu fotonların belirli dalga boyu (bu durumda 365-370nm), çip yapısında kullanılan ve tipik olarak alüminyum galyum nitrür (AlGaN) veya benzeri III-nitrür bileşiklerini içeren yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Yayılan UVA radyasyonu insan gözüyle görülemez ancak belirli malzemelerde floresansa neden olabilir ve fotokimyasal reaksiyonları başlatabilir; bu da onun kürleme ve tespit uygulamalarının temelini oluşturur.

13. Teknoloji Trendleri

UV LED alanı hızla ilerlemektedir. Temel trendler şunları içerir:

• Artan Etkinlik: Devam eden araştırmalar, UVA LED'lerin duvar prizi verimliliğini (optik güç çıkışı / elektrik güç girişi) iyileştirmeyi, enerji tüketimini ve termal yükü azaltmayı amaçlamaktadır.
• Daha Kısa Dalga Boyları: Sterilizasyon, medikal tedavi ve algılama uygulamaları için güvenilir ve verimli UVB ve UVC LED'lerin geliştirilmesine devam edilmektedir.
• Daha Yüksek Güç Yoğunluğu: Çip tasarımı ve paketleme termal yönetimindeki iyileştirmeler, daha yüksek ışıma akısı çıkışına sahip tek cihazları mümkün kılmaktadır.
• Geliştirilmiş Ömür ve Güvenilirlik: Malzeme ve paketleme alanındaki ilerlemeler, UV LED'lerin çalışma ömrünü uzatarak onları daha zorlu endüstriyel uygulamalar için uygun hale getiriyor.
• Maliyet Azaltımı: Üretim hacimleri arttıkça ve süreçler olgunlaştıkça, UV çıkışının miliwatt başına maliyeti düşmeye devam ederek yeni pazar uygulamalarının önünü açıyor.