目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性与优势
- 1.2 目标应用
- 2. 技术规格与客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光度与电气特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 辐射通量分档
- 3.2 峰值波长分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱与光功率
- 4.2 电气与热行为
- 4.3 热性能
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 机械尺寸
- 5.2 辐射模式
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊接工艺
- 6.2 存储与处理
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 编带包装
- 7.2 产品命名规则（订单代码）
- 8. 应用建议与设计考量
- 8.1 驱动电路设计
- 8.2 安全与寿命考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（FAQ）
- 11. 实际设计与使用案例
- 12. 原理介绍
- 13. 发展趋势
1. 产品概述
UVC3535CZ0115系列是一款专为紫外线C波段（UVC）应用设计的高可靠性陶瓷基LED解决方案。该产品旨在为杀菌效能至关重要的严苛环境提供稳定性能。其核心结构采用陶瓷基板，相比传统塑料封装，提供了卓越的热管理能力，从而延长了使用寿命并确保了稳定的光输出。该系列定位于需要紧凑而强大UVC光源的应用，将小巧的3.5mm x 3.5mm尺寸与稳健的电学和光学特性相结合。
1.1 核心特性与优势
本LED系列的定义特性直接决定了其适用于专业级紫外线系统。高功率UVC输出是其主要属性，可实现有效的杀菌作用。陶瓷封装材料是关键优势，提供出色的散热性能，有助于将结温维持在安全限值内，从而防止光通量过早衰减。高达2KV（人体模型）的集成ESD保护功能，可保护器件免受处理和组装过程中常见的静电放电事件影响。150°的宽视角确保了广泛且均匀的照射覆盖范围。此外，符合RoHS、REACH和无卤素标准，使本产品适用于具有严格环保法规的全球市场。
1.2 目标应用
UVC3535CZ0115系列的主要应用是紫外线杀菌和消毒。这包括但不限于：水净化系统、空气消毒设备、医疗和消费级表面消毒设备，以及小型工具或个人物品的消毒舱。270-285nm的波长范围通过破坏微生物的DNA和RNA，能特别有效地使其失活。
2. 技术规格与客观解读
本节对规格书中指定的关键技术参数进行详细、客观的分析，解释其对设计工程师的意义。
2.1 绝对最大额定值
绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些并非正常工作条件。
- 最大直流正向电流（IF）：100 mA。这是LED可承受的瞬时绝对最大电流。连续工作电流应远低于此值，通常为推荐的20mA。
- 最大ESD耐压（VB）：2000 V（人体模型）。这表明器件具有良好的内置静电放电保护能力，这对于制造过程中的元件处理至关重要。
- 最大结温（TJ）：100 °C。半导体芯片本身的温度不得超过此限值。超过TJ最大值将急剧缩短寿命并可能导致立即失效。
- 热阻（Rth）：20 °C/W。此参数量化了热量从芯片（结）到焊盘或外壳的传导效率。数值越低越好。20°C/W意味着每耗散一瓦功率，结温将比焊盘温度升高20°C。
- 工作与存储温度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +100°C（存储）。这些范围确保器件可在多种环境条件下工作和存储。
2.2 光度与电气特性
型号代码表提供了典型测试条件下的关键性能指标。
- 辐射通量：最小值1mW，典型值2mW，最大值2.5mW。这是UVC光谱范围内的总光功率输出，以毫瓦为单位测量。这是衡量杀菌效果的关键参数，而非视觉亮度。
- 峰值波长：270-285 nm。这是LED发射光功率最强的波长。杀菌效果在265nm左右达到峰值，因此此波长范围非常有效。
- 正向电压（VF）：在IF=20mA时为5.0-8.0V。对于LED而言，这个电压相对较高，这是UVC半导体技术的特性。设计人员必须确保驱动电路能够提供此电压范围。
- 正向电流（IF）：20mA。这是为获得指定辐射通量和寿命而推荐的驱动电流。
3. 分档系统说明
为确保批量生产的一致性，LED会根据性能进行分档。UVC3535CZ0115采用三个独立的分档标准。
3.1 辐射通量分档
LED根据其最小辐射通量输出分为Q0A（1-1.5mW）、Q0B（1.5-2mW）和Q0C（2-2.5mW）档。这使得设计人员可以选择满足其最低所需光功率的档位，从而可能优化成本。
3.2 峰值波长分档
波长分为三个范围：U27A（270-275nm）、U27B（275-280nm）和U28（280-285nm）。对于需要特定波长以实现最大杀菌效率的应用，指定合适的分档非常重要。
3.3 正向电压分档
电压以0.5V为步长从5.0V到8.0V进行分档（例如，5055代表5.0-5.5V，7580代表7.5-8.0V）。这对于设计恒流驱动器至关重要，因为了解VF范围有助于确定驱动器所需的顺从电压，影响效率和元件选择。
4. 性能曲线分析
典型特性曲线揭示了LED在不同条件下的行为。
4.1 光谱与光功率
光谱曲线显示峰值在270-285nm范围内，典型的半高全宽（FWHM）约为10-15nm，这是UVC LED的标准值。相对辐射通量与正向电流曲线呈亚线性关系；输出随电流增加而增加，但可能不完全成比例，超过推荐电流驱动会导致收益递减并产生过多热量。
4.2 电气与热行为
正向电流与正向电压（I-V）曲线显示了典型的二极管指数关系。正向电压随电流增加而增加。峰值波长随电流增加变化极小，表明光谱稳定性良好。降额曲线至关重要：它表明随着环境温度升高，必须降低最大允许正向电流，以防止结温超过100°C。例如，在85°C环境温度下，最大电流显著低于25°C时。
4.3 热性能
相对辐射通量与环境温度曲线显示了热量对输出的负面影响。随着温度升高，辐射通量下降。这种热淬灭效应强调了有效的PCB热设计和散热对于维持最佳性能的重要性。
5. 机械与封装信息
5.1 机械尺寸
LED具有紧凑的3.5mm x 3.5mm尺寸，高度为1.0mm（公差±0.2mm）。技术图纸指定了精确的焊盘布局和尺寸。焊盘1为阳极（+），焊盘2为阴极（-），焊盘3是专用的散热焊盘。散热焊盘对于将热量从陶瓷体传导到PCB至关重要。PCB上推荐的焊盘图案应与此焊盘配置紧密匹配，以确保良好的焊接和热传导。
5.2 辐射模式
极坐标图显示了典型的类朗伯发射模式，视角为150°（2θ1/2）。强度在0°（垂直于发光表面）最高，并向边缘递减。这种宽视角对于需要区域覆盖而非聚焦光束的应用非常有益。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊接工艺
UVC3535CZ0115专为标准表面贴装技术（SMT）工艺设计。规格书建议回流焊接次数不应超过两次，以避免对陶瓷封装和内部键合造成过度的热应力。可采用峰值温度通常低于260°C的标准无铅回流曲线，但应验证具体曲线。必须避免加热过程中对LED施加应力（例如，来自电路板弯曲）。焊接后，应尽量减少PCB弯曲，以防止对焊点造成机械应力。
6.2 存储与处理
元件包装在带有干燥剂的防潮阻隔袋中，以防止吸湿，吸湿可能导致回流过程中出现“爆米花”现象。一旦密封袋打开，应在规定的时间范围内（通常在工厂条件下168小时）使用，或根据标准IPC/JEDEC指南在回流前进行烘烤。
7. 包装与订购信息
7.1 编带包装
LED以凸纹载带形式提供，卷绕在7英寸或13英寸卷盘上。标准包装数量为每卷1000片。载带尺寸（口袋尺寸、间距）有明确规定，以兼容标准SMT贴片设备。
7.2 产品命名规则（订单代码）
完整的订单代码，例如UVC3535CZ0115-HUC7085001X80020-1T，是一个结构化字符串，编码了所有关键规格：
UVC：产品类型。
3535：封装尺寸。
C：陶瓷材料。
Z：包含用于ESD保护的齐纳二极管。
01：1个LED芯片。
15：150°视角。
H：水平芯片结构。
UC：UVC颜色。
7085：波长分档代码（270-285nm）。
001：辐射通量分档代码（1mW最小值）。
X80：正向电压分档代码（5.0-8.0V）。
020：正向电流（20mA）。
1：包装数量代码（1K片）。
T：编带包装。
8. 应用建议与设计考量
8.1 驱动电路设计
驱动此LED必须使用恒流驱动器。鉴于其较高的正向电压（5-8V）和较低的电流（20mA），必须仔细选择驱动器。可以使用线性恒流稳压器或开关型LED驱动器，确保输出顺从电压超过所选分档的最大VF。PCB上的热管理不容妥协。使用具有足够铜厚和面积的PCB，通过多个散热过孔将散热焊盘连接到大的接地层，并考虑整个系统的气流或散热。
8.2 安全与寿命考量
UVC辐射对眼睛和皮肤有害。最终产品设计必须包含安全功能，如联锁开关、屏蔽和警告标签，以防止用户暴露。UVC LED的寿命通常定义为辐射通量衰减到其初始值某个百分比（例如70%或50%）的时间。在推荐电流或以下驱动，并通过良好的热设计保持低结温，是最大化工作寿命的主要因素。
9. 技术对比与差异化
UVC3535CZ0115通过其陶瓷封装实现差异化，与常用于可见光LED的塑料SMD封装相比，提供了更优越的热性能和可靠性。用于ESD保护的集成齐纳二极管增加了鲁棒性。150°的视角比一些竞争性UVC LED更宽，后者可能具有更聚焦的光束。详细的三维分档（通量、波长、电压）为设计人员提供了对其最终产品性能参数的精确控制。
10. 常见问题解答（FAQ）
问：这款LED的典型寿命是多少？
答：寿命高度依赖于驱动电流和工作温度。当在推荐的20mA下工作，并保持低结温（例如低于85°C）时，预期寿命可达10,000小时或更长时间（至L70，即初始通量的70%）。请参考降额曲线和热管理指南。
问：我可以用恒压源驱动这款LED吗？
答：不可以。LED是电流驱动器件。恒压源无法调节电流，会导致热失控并迅速失效。务必使用合适的恒流驱动器。
问：如何为我的应用选择正确的分档？
答：根据您所需的最低光功率选择辐射通量分档（Q0A/B/C）。如果您的应用针对特定子范围进行了优化，请选择波长分档（U27A/B， U28）。电压分档（5055...7580）对驱动器设计很重要；您可以针对所选分档的最坏情况（最高）电压进行设计。
问：需要透镜吗？
答：对于大多数需要区域覆盖的杀菌应用，内置的150°辐射模式已足够。对于聚焦光束应用，可以使用外部石英或专门的UVC透明透镜。标准的丙烯酸或聚碳酸酯透镜会阻挡UVC光。
11. 实际设计与使用案例
案例：设计便携式水消毒器
一位设计师正在设计一款电池供电的紫外线水杯。他们选择了UVC3535CZ0115，因其紧凑的尺寸和功率。他们选择了Q0C通量分档（2-2.5mW），以确保对小水量有足够的剂量。他们设计了一块PCB，其大面积覆铜连接到散热焊盘。选择了一个升压转换器恒流驱动器，以便从3.7V锂离子电池提供20mA电流，输出电压能力超过8V。LED被放置在水流路径内的石英套管中。安全联锁确保LED仅在杯子密封时工作。
12. 原理介绍
UVC LED的工作原理基于半导体材料（特别是氮化铝镓（AlGaN）合金）中的电致发光。当施加正向电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，以光子的形式释放能量。这些光子的波长由半导体材料的带隙能量决定。对于约270nm的UVC发射，需要AlGaN层中具有高铝含量。陶瓷封装作为一个坚固、导热且密封的外壳，保护敏感的半导体芯片免受环境因素影响，并有效散热。
13. 发展趋势
UVC LED市场受到全球对无化学消毒需求的推动。主要趋势包括提高电光转换效率（光功率输出与电功率输入之比），从而降低能耗和发热。正在持续开发以降低每毫瓦光功率的成本。研究也集中在提高器件寿命和可靠性上。此外，开发更短波长（例如222nm远UVC）的LED是一个活跃的研究领域，有望为有人空间提供更安全的消毒。系统级集成，例如板上驱动模块，也变得越来越普遍，以简化最终产品设计。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |