ELUA3535NU3 UVA LED Teknik Veri Sayfası - 3.75x3.75x3.2mm - 3.6-4.8V - 4W Serisi - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

ELUA3535NU3 ürün serisi, ultraviyole-A (UVA) uygulamaları için özel olarak tasarlanmış, yüksek güvenilirliğe sahip, seramik tabanlı bir LED çözümünü temsil eder. Bu 4W serisi, UV radyasyonunun mikrop öldürücü veya katalitik özellikleri için kullanıldığı zorlu ortamlarda tutarlı performans sunmak üzere tasarlanmıştır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED serisinin birincil avantajları, sağlam yapısı ve elektriksel tasarımından kaynaklanmaktadır. Alüminyum Nitrür (AlN) seramik alt tabakanın kullanımı, yüksek güçlü çalışma sırasında oluşan ısıyı yönetmek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için kritik öneme sahip olan mükemmel termal iletkenlik sağlar. Cihaz, 2KV'a (HBM) kadar derecelendirilmiş dahili Elektrostatik Deşarj (ESD) koruması içerir ve bu da işleme ve montaj sırasında dayanıklılığını artırır. Ayrıca, ürün RoHS, kurşunsuz, EU REACH ve halojensiz standartları (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) dahil olmak üzere başlıca çevre ve güvenlik düzenlemelerine tam uyumludur ve bu da onu katı uyum gereksinimleri olan küresel pazarlar için uygun kılar.

Hedef uygulamalar, öncelikle UVA ışığından yararlanan endüstriyel ve ticari sektörlerdedir. Başlıca pazarlar arasında hava ve su arıtma için UV sterilizasyon sistemleri, uçucu organik bileşikleri (VOC) parçalamak için UV fotokatalizör sistemleri ve özel UV sensör aydınlatması yer alır. Ürünün güvenilirliği ve güç çıkışı, sürekli UV emisyonu gerektiren sistemler için uygun bir bileşen olmasını sağlar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, teknik veri sayfasında listelenen temel teknik parametrelerin ayrıntılı ve nesnel bir yorumunu sağlar ve bunların tasarım mühendisleri için önemini açıklar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. 385nm, 395nm ve 405nm varyantları için maksimum sürekli ileri akım (I_F) 1250mA'dır. 365nm varyantının önemli ölçüde daha düşük olan 700mA'lık bir maksimum akım derecesine sahip olduğunu not etmek çok önemlidir. Bu fark, tipik olarak daha kısa dalga boyları için kullanılan farklı yarı iletken malzemeler ve epitaksiyel yapılardan kaynaklanır; bunlar daha düşük akım taşıma kapasitesine veya daha yüksek termal duyarlılığa sahip olabilir. Bu sınırlarda veya yakınında sürekli çalışmak, LED'in ömrünü ve güvenilirliğini önemli ölçüde azaltacaktır. Maksimum bağlantı sıcaklığı (T_J) 105°C olarak derecelendirilmiştir. Bağlantıdan termal pede termal direnç (R_θth) 4°C/W olarak belirtilmiştir. Bu parametre, termal yönetim tasarımı için hayati öneme sahiptir; örneğin, tam dereceli akımda, pedden bağlantıya sıcaklık artışı hesaplanabilir. Bağlantı sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için uygun soğutucu kullanımı şarttır.

2.2 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Sağlanan sipariş kodları, belirli performans sınıflarını detaylandırır. Toplam optik güç çıkışının watt (veya miliwatt) cinsinden ölçüsü olan ışıma akısı, dalga boyuna göre değişir. 365nm LED için (700mA'de çalışırken) minimum ışıma akısı 900mW, tipik değer 1300mW ve maksimum değer 1600mW'dır. 385nm, 395nm ve 405nm LED'ler için (1000mA'de çalışırken) minimum 1350mW, tipik 1475mW ve maksimum 1850mW'dır. Serideki tüm modeller için ileri voltaj (V_F), ilgili çalışma akımlarında 3.6V ile 4.8V aralığında belirtilmiştir. Bu aralık, sürücü devresini tasarlarken, güç dağılımını yönetirken yeterli voltajı sağlayabileceğinden emin olmak için dikkate alınmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, üç temel parametreye göre sınıflandırılır: Işıma Akısı, Tepe Dalga Boyu ve İleri Voltaj. Bu, müşterilerin tutarlı sistem performansı için sıkı gruplanmış özelliklere sahip LED'leri seçmesine olanak tanır.

3.1 Işıma Akısı Sınıflandırması

Farklı dalga boyu grupları için iki ayrı sınıflandırma tablosu kullanılır. 365nm LED için, U1'den U4'e kadar olan sınıf kodları, ışıma akısını 900-1000mW'dan 1400-1600mW'a kadar kategorize eder. 385nm'den 405nm'ye kadar olan LED'ler için U51 (1350-1600mW) ve U52 (1600-1850mW) sınıf kodları kullanılır. Tasarımcılar, optik sistemlerinin minimum gereken ışınımının seçilen sınıfın minimum değeri ile karşılandığından emin olmalıdır.

3.2 Tepe Dalga Boyu Sınıflandırması

Tepe dalga boyu 10nm aralıklara sınıflandırılır: U36 (360-370nm), U38 (380-390nm), U39 (390-400nm) ve U40 (400-410nm). Seçim, uygulamanın spektral duyarlılığına bağlıdır. Örneğin, fotokatalizör aktivasyonu genellikle optimal bir dalga boyu aralığına sahiptir.

3.3 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj üç gruba ayrılır: 3640 (3.6-4.0V), 4044 (4.0-4.4V) ve 4448 (4.4-4.8V). Bu, sürücü verimliliği ve termal yönetim için önemlidir. Daha düşük voltaj sınıfından bir LED, aynı akımda daha az gücü ısı olarak dağıtacaktır (P = V_F* I_F), bu da daha basit veya daha küçük bir soğutucu kullanımına izin verebilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik karakteristik eğriler, LED'in çeşitli çalışma koşulları altındaki davranışına ilişkin içgörü sağlar ve bu, sağlam sistem tasarımı için gereklidir.

4.1 Spektrum ve Göreceli Işıma Akısı - Akım İlişkisi

Spektrum grafiği, dört ana varyant için dalga boyları boyunca normalize edilmiş emisyon yoğunluğunu gösterir. Her birinin belirgin bir tepe noktası vardır ve UV LED'lerde tipik olan nispeten dar spektral bant genişliklerine sahiptir. Göreceli Işıma Akısı - İleri Akım eğrisi, doğrusal altı bir ilişki gösterir. Çıkış, akımla orantılı olarak artmaz, özellikle yüksek akımlarda, artan bağlantı sıcaklığı ve diğer yarı iletken fizik etkileri nedeniyle verim düşüşü yaşanır. Bu, çıkışı korumak için termal yönetimin önemini vurgular.

4.2 Termal Özellikler

Göreceli Işıma Akısı - Ortam Sıcaklığı ve Tepe Dalga Boyu - Ortam Sıcaklığı eğrileri kritiktir. Ortam (veya ped) sıcaklığı arttıkça, ışıma akısı önemli ölçüde azalır - bu LED'lerde yaygın bir özelliktir. Örneğin, 120°C'de, göreceli akı, 25°C'deki değerinin yalnızca yaklaşık %40-50'sidir. Eşzamanlı olarak, tepe dalga boyu, sıcaklık arttıkça daha uzun dalga boylarına (kırmızıya kayma) kayar ve bu kayma grafikte gözlemlenebilir bir hızdadır. Bu termal kayma, dalga boyuna duyarlı uygulamalarda dikkate alınmalıdır. İleri Voltaj - Sıcaklık eğrisi negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir, yani V_Fsıcaklık arttıkça azalır ve bu sabit akım sürücü çalışmasını etkileyebilir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Boyutlar ve Toleranslar

LED, 3.75mm x 3.75mm kompakt bir ayak izine ve 3.2mm toplam yüksekliğe sahiptir. Boyut çizimi, termal ped ve anot/katot pedleri dahil tüm kritik uzunlukları belirtir. Düzlemsel boyutlarda genel tolerans ±0.1mm iken, kalınlık toleransı ±0.15mm'dir. Bu toleranslar, PCB yerleşimi, lehim pastası şablon tasarımı ve yerleştirme makineleri tarafından doğru montajın sağlanması için önemlidir.

5.2 Ped Konfigürasyonu ve Polarite

Alt görünüm, ped düzenini açıkça gösterir. Merkezdeki büyük dikdörtgen ped, PCB'ye ısı transferi için gerekli olan termal peddir (katot). Bir tarafta iki daha küçük elektriksel ped bulunur: biri anot, diğeri katot için. Polarite diyagramda gösterilmiştir. Katot tipik olarak termal pede ve küçük pedlerden birine bağlanır. Cihaz arızasını önlemek için montaj sırasında doğru polarite tanımlaması zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Süreci

LED, standart Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT) proseslerine uygundur. Teknik veri sayfası, ana parametreleri içeren bir reflow profil grafiği sağlar: bir ön ısıtma bölgesi, tepe noktaya hızlı bir sıcaklık artışı ve kontrollü bir soğutma aşaması. Önerilen tepe sıcaklığı maksimum 10 saniye için 260°C (+0°C/-5°C)'dir. Paket ve iç bağlantılar üzerinde aşırı termal stresi önlemek için reflow lehimlemenin ikiden fazla yapılmaması gerektiği açıkça belirtilmiştir. Isınma sırasında LED gövdesi üzerindeki mekanik stres (örneğin PCB bükülmesinden) önlenmeli ve lehimleme sonrası PCB'nin bükülmesi, lehim bağlantılarını veya seramik paketin kendisini çatlatabileceğinden yasaktır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Model Adlandırma Şifre Çözümü

Tam sipariş kodu (örneğin, ELUA3535NU3-P6070U23648700-V41G) ayrıntılı bir tanımlayıcıdır:

• EL: Üretici öneki.
• UA: UVA ürün tipi.
• 3535: 3.75mm x 3.75mm paket boyutu.
• N: Paket malzemesi Alüminyum Nitrür (AlN).
• U: Kaplama Altın (Au).
• 3: Görüş açısı 30°.
• PXXXX: Tepe dalga boyu kodu (örneğin, 360-370nm için 6070).
• YY: Minimum Işıma Akısı kodu.
• 3648 / 700 / 1K0: İleri Voltaj aralığı (3.6-4.8V) ve İleri Akım (700mA veya 1000mA).
• V41G: Çip tipi (Dikey), boyut (43mil), adet (1) ve işlem (Kuvars Cam).

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

UV Sterilizasyon Sistemleri:Hava veya su dezenfeksiyonu için, DNA hasarı için 265-280nm aralığı (UVC) en etkilidir. Ancak, UVA LED'leri (bu seri gibi) bazı ileri oksidasyon proseslerinde (AOP) veya daha uzun UV'ye duyarlı spesifik patojenleri hedefleyen sistemlerde veya fotokatalizörlerle kombinasyon halinde kullanılır. Sistem tasarımı, yeterli UV dozunu (yoğunluk x zaman) sağlamalıdır.
UV Fotokatalizör:Genellikle TiO₂kullanan fotokatalizörler, UV ışığı ile aktive edilir. 385nm veya 395nm varyantları yaygın olarak kullanılır. Tasarım, katalizör yüzeyinin düzgün aydınlatılmasını sağlamalı ve ısıyı yönetmelidir, çünkü katalizör verimliliği sıcaklığa bağlı olabilir.
UV Sensör Aydınlatması:Floresansı uyarmak veya makine görüşü incelemesi için kullanılır. Kararlı çıkış ve spesifik dalga boyu anahtardır. Kararlı optik çıkışı korumak için sabit akım sürücü şarttır ve LED spektrumundan istenmeyen görünür ışığı bloke etmek için optik filtreler gerekebilir.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

Termal Yönetim:Bu, performans ve uzun ömür için en kritik faktördür. Termal ped altında yeterli termal viyalara sahip, büyük bakır katmanlara veya harici bir soğutucuya bağlanan bir PCB kullanın. 4°C/W termal direnci, bağlantıdan LED'in termal pedine kadardır; ortam sıcaklığına sistem termal direnci, T_J'yi 105°C'nin oldukça altında tutacak şekilde tasarlanmalıdır.
Elektriksel Sürüş:Her zaman sabit voltaj kaynağı değil, sabit akım sürücü kullanın. Sürücü, gerekli akımı (700mA veya 1000mA) ve seçilen sınıfın tüm V_Faralığını kapsayan, artı bir miktar marj sağlayan bir voltajı sağlayabilmelidir. Gerekirse, renk/dalga boyu kaymasını önlemek için analog akım azaltma yerine, karartma için darbe genişlik modülasyonu (PWM) uygulamayı düşünün.
Optik Tasarım:30° görüş açısı, nispeten odaklanmış bir ışın hüzmesi sağlar. Hedef alan için ışığı şekillendirmek üzere lensler veya reflektörler kullanılabilir. Standart cam ve birçok plastik UVA radyasyonunu absorbe ettiğinden, herhangi bir optik malzemenin (lensler, pencereler) UV geçirgen (örneğin kuvars, spesifik UV dereceli plastikler) olduğundan emin olun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Teknik veri sayfasında diğer markalarla doğrudan yan yana bir karşılaştırma sağlanmamış olsa da, bu serinin temel farklılaştırıcı özellikleri çıkarılabilir. Seramik AlN paket kullanımı, düşük güçlü LED'lerde yaygın olarak kullanılan plastik paketlere kıyasla üstün termal performans sunar ve bu da daha yüksek sürüş akımlarına ve daha iyi güvenilirliğe olanak tanır. 2KV ESD korumasının dahil edilmesi, rakip ürünlerde her zaman bulunmayan önemli bir sağlamlık özelliğidir. Üç parametrede (akı, dalga boyu, voltaj) ayrıntılı sınıflandırma, yüksek hassasiyetli sistem tasarımına ve seri üretimde tutarlılığa olanak tanır ve bu, daha gevşek toleranslara veya daha az sınıflandırma seçeneğine sahip ürünlere göre bir avantaj olabilir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Neden 365nm LED için maksimum akım sadece 700mA iken, diğerleri 1250mA?
C: Bu öncelikle, daha kısa 365nm dalga boyunu elde etmek için kullanılan farklı yarı iletken malzeme özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Malzeme sistemi (örneğin AlGaN'de daha yüksek alüminyum içeriği) tipik olarak daha düşük elektriksel iletkenliğe ve daha yüksek kusur yoğunluğuna sahiptir, bu da azalmış maksimum akım yoğunluğuna ve daha yüksek termal dirence yol açar. Daha düşük bir akımda çalışmak, güvenilirliği sağlar ve hızlanmış bozulmayı önler.

S: Bu LED'i 3.3V güç kaynağı ile sürebilir miyim?
C: Hayır. İleri voltaj aralığı 3.6V ile 4.8V arasındadır. 3.3V'luk bir kaynak, LED'i açmak veya anlamlı bir ışık çıkışı elde etmek için yeterli olmayacaktır. En az 4.8V (artı sürücü düşüş voltajı) sağlayabilen bir sürücü devresi gereklidir.

S: "Tipik Işıma Akısı" değerini nasıl yorumlamalıyım?
C: "Tipik" değer, üretim birimlerinin istatistiksel ortalaması veya medyanıdır. Tasarımınızda garanti edilmiş performans için, sınıflandırma tablosundaki "Minimum" değeri kullanmalısınız. Tipik değere göre tasarım yapmak, sisteminizdeki bazı birimlerin düşük performans göstermesine neden olabilir.

S: Bir soğutucu kesinlikle gerekli mi?
C> Dereceli akımda herhangi bir sürekli çalışma için, evet. Düşük 4°C/W termal dirence rağmen, 1000mA ve tipik V_F4.2V'de, güç dağılımı 4.2W'dır. Pedden bağlantıya sıcaklık artışı yaklaşık 4.2W * 4°C/W = 16.8°C olacaktır. PCB ped sıcaklığı 85°C'ye ulaşırsa, bağlantı zaten ~102°C'dedir, bu da 105°C maksimum değere çok yakındır. Güvenilir çalışma için etkili soğutma vazgeçilmezdir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Yüzey Kürleme için Çoklu LED UV Dizisi için PCB Tasarımı.
Bir mühendis, yapıştırıcılar için düşük güçlü bir UV kürleme istasyonu için on iki adet 395nm LED'den oluşan bir dizi tasarlıyor. Her LED 1000mA'de sürülecek.Adım 1 - PCB Yerleşimi:PCB, 2oz bakır ile tasarlanmıştır. LED ayak izi ile eşleşen özel bir termal rahatlatma pedi oluşturulmuştur ve bu ped, büyük bir iç toprak katmanına ve termal arayüz malzemesi ile bir alüminyum soğutucuya bağlanacak alt taraftaki bir bakır döküme bağlanan termal viyalar ızgarası (örneğin, 0.3mm çap, 1mm aralık) ile doldurulmuştur.Adım 2 - Elektriksel Tasarım:Toplam 12A sağlayabilen (veya birden fazla küçük sürücü) bir sabit akım LED sürücü IC seçilmiştir. Sürücünün çıkış voltaj kapasitesi, LED başına maksimum V_F4.8V'yi hesaba katarak, 4 seri/3 paralel konfigürasyonda 12 LED'i idare edebileceğinden emin olmak için kontrol edilir.Adım 3 - Optik Entegrasyon:LED dizisini korumak için üzerine bir kuvars cam kapak yerleştirilir. Hedef kürleme yüzeyine olan mesafe, istenen ışınıma dayalı olarak, sınıftan alınan minimum ışıma akısı değeri (1350mW) ve 30° ışın açısı kullanılarak aydınlatılan nokta boyutu ve yoğunluğu tahmin edilerek hesaplanır.

12. Prensip Tanıtımı

UVA LED'leri, yarı iletken malzemelerde elektrolüminesans prensibi ile çalışır. LED çipinin p-n bağlantısına ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bunların yeniden birleşimi, fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), aktif bölgede kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. UVA emisyonu (yaklaşık 315-400nm) için, belirli kompozisyonlara sahip İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) veya Alüminyum Galyum Nitrür (AlGaN) gibi malzemeler kullanılır. Seramik paket, öncelikle mekanik destek, elektriksel yalıtkan ve en önemlisi, yarı iletken bağlantıdan ısıyı uzaklaştırmak için yüksek verimli bir termal yol olarak hizmet eder ve bu, performansı ve uzun ömrü korumak için kritiktir.

13. Gelişim Trendleri

UV LED'ler alanı, özellikle UVA ve UVB, istikrarlı bir ilerleme kaydetmektedir. Bu teknik veri sayfası gibi ürünlerde gözlemlenebilen temel trendler şunlardır:Artırılmış Güç ve Verimlilik:Devam eden malzeme araştırmaları, verim düşüşünü azaltmayı ve ışık çıkarma verimliliğini artırmayı amaçlamaktadır, bu da aynı veya daha küçük paket boyutlarından daha yüksek ışıma akısına yol açar.Geliştirilmiş Termal Yönetim:Burada görüldüğü gibi AlN gibi gelişmiş seramik alt tabakaların kullanımı, artan termal yükleri yönetmek için yüksek güçlü cihazlarda daha standart hale gelmektedir.Standardizasyon ve Sınıflandırma:Pazar olgunlaştıkça, daha ayrıntılı ve standartlaştırılmış sınıflandırma kodları (gösterildiği gibi), LED'lerin öngörülebilir ve tekrarlanabilir sistemlere entegre edilmesine yardımcı olur.Dalga Boyu Genişletme ve Kontrol:Araştırmalar, daha kısa, daha verimli dalga boylarına (UVB ve UVC'ye daha derin) doğru ilerlemeye ve özel uygulamalar için tepe dalga boyu ve spektral genişlik üzerinde daha sıkı kontrol sağlamaya devam etmektedir.Sistem Entegrasyonu:LED, sürücü, optikler ve bazen sensörleri içeren, daha uygulamaya hazır modüllere doğru bir eğilim vardır ve bu da son kullanıcılar için tasarımı basitleştirir.