LTPL-C16FUVM375 UV LED 数据手册 - 3.2x1.6x1.9mm - 3.5V - 160mW - 375nm峰值波长 - 英文技术文档

1. 产品概述

LTPL-C16系列代表了固态照明技术的重大进步，专为紫外线（UV）应用而设计。该产品是一种高效节能、超紧凑的光源，它结合了发光二极管（LED）固有的长使用寿命和高可靠性，以及足以替代传统UV照明系统的性能水平。其小巧的外形和表面贴装设计为产品开发人员提供了极大的自由度，为基于紫外线的工艺和设备开启了新的可能性。

1.1 主要特性与优势

该元件的核心优势源于其设计和制造工艺。它完全兼容标准的自动化贴片设备，便于在印刷电路板（PCB）上进行大批量、高性价比的组装。该封装适用于红外（IR）回流焊和气相回流焊工艺，符合标准的无铅和RoHS制造要求。其EIA（电子工业联盟）标准封装尺寸确保了互操作性，并能轻松集成到现有的设计库和装配线中。此外，该器件设计为可直接与集成电路（IC）驱动电平兼容，从而简化了外围控制电路。

1.2 目标应用

这款UV LED专门针对利用紫外光的工业和制造流程。主要应用领域包括对粘合剂、树脂和涂层的UV固化，这些场合需要精确且快速的聚合反应。它也适用于UV标记和编码系统。另一个重要应用场景是特种印刷油墨的干燥与固化。375nm波长对于引发此类光化学反应尤为有效。

2. 机械与封装信息

该器件采用紧凑型表面贴装封装。其外形尺寸对于PCB布局和热管理至关重要。封装本体长度约为3.2毫米，宽度约为1.6毫米，高度为1.9毫米。除非详细机械图纸中另有规定，所有尺寸公差通常为±0.1毫米。该元件配有透明透镜，以实现最佳光提取效果。

2.1 PCB 焊盘布局

为确保焊接可靠性，本文提供了一个推荐的PCB焊盘布局（封装）。该布局针对红外或气相回流焊接工艺进行了优化。焊盘设计确保了正确的焊角形成、机械稳定性以及从LED芯片到PCB的有效热传递，这对于管理结温和维持长期可靠性至关重要。

2.2 极性标识

该元件具有指定的阴极和阳极。极性通常通过封装体上的标记来指示，例如凹口、圆点或切角。组装时必须确保正确的极性方向，因为施加超过绝对最大额定值的反向电压可能会立即损坏器件。

3. 绝对最大额定值

这些额定值定义了应力极限，超过此极限可能会对器件造成永久性损坏。不保证在此极限或接近此极限的条件下工作，为确保可靠性能，应避免此类操作。

• 功耗 (Po): 160 mW。这是在环境温度 (Ta) 为 25°C 时，器件内部允许的最大功率损耗。
• 直流正向电流 (If): 40 毫安。可施加的最大连续正向电流。
• 反向电压 (Vr)： 5 伏。可施加的最大反向电压。
• 工作温度范围 (Topr): -40°C 至 +85°C。设备设计在此环境温度范围内正常工作。
• 储存温度范围 (Tstg): -40°C 至 +100°C。
• 结温 (Tj)： 90°C。半导体结本身允许的最高温度。

4. 光电特性

除非另有说明，这些参数均在Ta=25°C、正向电流(If)=20mA的标准测试条件下测得。它们定义了器件的典型性能。

• 辐射通量 (Φe): 14 mW (最小值), 20 mW (典型值), 28 mW (最大值)。这是在紫外光谱范围内的总光功率输出，以毫瓦为单位测量。
• 视角 (2θ1/2): 135 度 (典型值)。这定义了辐射的角分布，在该角度下强度为峰值强度的一半。
• 峰值波长 (λp): 370 nm (最小值), 375 nm (典型值), 380 nm (最大值)。光谱辐射强度达到最大值时的波长。
• 正向电压 (Vf): 2.8 V (最小值), 3.5 V (典型值), 4.0 V (最大值)。在规定的正向电流下工作时，LED两端的电压降。
• 反向电流 (Ir)： 在 Vr=1.2V 条件下，最大 10 µA。测试此参数是为了验证齐纳特性，但本器件并非设计用于反向工作。

5. Bin 码与分类系统

为管控生产差异并实现精确选型，LED会根据关键参数进行性能分档。分档代码会标注在包装上。

5.1 正向电压 (Vf) 分档

器件被分为三个电压档位：V1 (2.8V-3.2V)、V2 (3.2V-3.6V) 和 V3 (3.6V-4.0V)。这使得设计者能够选择具有相似压降的LED，以确保并联阵列中的性能一致性，或匹配特定的驱动要求。

5.2 辐射通量（Φe）分档

光输出在广泛范围内进行分档，以确保强度匹配。分档范围从R3（14-16 mW）到R9（26-28 mW）。对于需要均匀照明的应用，选择相同或相邻光通量档位的LED至关重要。

5.3 峰值波长 (λp) 分档

UV波长主要分为两组：P3P (370-375 nm) 和 P3Q (375-380 nm)。这确保了对于特定UV激活波长敏感的工艺具有光谱一致性。

6. 性能曲线分析

图形数据能更深入地揭示器件在不同条件下的行为特性。

6.1 相对辐射通量 vs. 正向电流

该曲线表明光输出与电流并非线性正比关系。它随电流增加而上升，但在极高电流下可能因热效应和内部量子效率下降而呈现饱和或效率降低。若工作电流显著高于典型的20mA测试点，则需进行精心的热管理。

6.2 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

I-V特性呈指数关系，这是二极管的典型特征。该曲线显示了阈值电压（电流开始显著流动的电压点）以及正向电压如何随电流增加。此信息对于设计恒流驱动器至关重要。

6.3 相对辐射通量 vs. 结温

这是设计中最关键的曲线之一。它展示了温度对光输出的负面影响。随着结温（Tj）升高，辐射通量会下降。有效的散热和PCB热设计对于维持高输出和长寿命至关重要。该曲线量化了降额系数。

6.4 相对发射光谱

光谱分布图显示了不同波长下发射辐射的强度。它确认了峰值位于约375纳米处，并显示了光谱带宽（半高全宽 - FWHM），这对于需要针对特定光反应的应用非常重要。

7. 组装与操作指南

7.1 焊接工艺建议

本器件适用于无铅回流焊接。提供了详细的温度曲线，规定了预热、保温、回流和冷却阶段。关键参数包括：本体峰值温度不超过260°C，温度高于240°C的时间少于10秒。不建议快速冷却速率。可以使用烙铁进行手工焊接，但温度必须限制在300°C以内，每个引脚最多3秒，且仅限一次。

7.2 静电放电 (ESD) 预防措施

此LED对静电放电敏感。在操作和组装过程中必须采取适当的ESD控制措施。这包括使用接地腕带、防静电垫以及ESD安全包装和设备。若不遵守ESD预防措施，可能导致器件潜在或灾难性故障。

7.3 清洁

若需进行焊后清洗，应仅使用指定溶剂。将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可接受的。使用刺激性或未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜和封装，导致光输出降低或过早失效。

7.4 潮湿敏感度与储存

该封装根据JEDEC标准J-STD-020被评定为湿度敏感等级(MSL) 3。当防潮袋密封时，在储存温度≤30°C且相对湿度≤90%的条件下，器件保质期为一年。一旦打开包装袋，若在≤30°C和≤60% RH条件下储存，必须在168小时（7天）内使用。如果湿度指示卡变为粉红色或超过时限，需要在回流焊前进行至少48小时、60°C的烘烤，以防止焊接过程中发生"爆米花"现象导致的损坏。

8. 封装与订购信息

元件采用凸纹载带包装，便于自动化操作。载带尺寸符合标准供料器的兼容要求。载带卷绕在7英寸（178毫米）卷盘上。标准卷盘包含1500个元件。包装符合EIA-481-1-B规范。顶部的盖带用于密封元件凹槽。根据质量规范，一个卷盘上最多允许连续缺失两个元件。

9. 应用设计注意事项

9.1 驱动电路设计

LED是一种电流驱动器件。为实现稳定可靠的工作，必须采用恒流源而非恒压源驱动。连接多个LED时，优先选择串联方式，这可确保流过每个器件的电流相同。若必须采用并联连接，则每个LED支路都应使用独立的限流电阻，以补偿正向电压（Vf）差异，防止电流争抢现象，避免亮度不均及单个器件可能承受过载应力。

9.2 热管理

控制结温对器件性能和寿命至关重要。最高结温为90°C。设计人员必须根据PCB布局、铜箔面积及可能使用的散热过孔，计算从结到环境的热阻（Rth j-a）。必须管理耗散功率（Pd = Vf * If）以确保结温不超限，尤其需考虑性能曲线中所示的光输出随温度升高而衰减的特性。在PCB上设计良好的散热焊盘至关重要。

9.3 光学设计

135度的视角提供了宽广的发射光型。对于需要聚焦或准直紫外光的应用，可能需要透镜或反射器等二次光学元件。这些光学元件的材料必须对紫外辐射透明（例如，特种玻璃或紫外稳定性塑料如PMMA）。

10. 可靠性与应用说明

本产品设计用于标准商业和工业电子设备。对于要求极高可靠性、且故障可能危及安全的应用（例如，航空、医疗生命支持、运输安全系统），需要进行专门的咨询和潜在的认证流程，因为标准产品数据可能未涵盖此类极端使用场景。LED的寿命在很大程度上受工作条件影响，主要是结温和驱动电流。在绝对最大额定值以下工作并实施稳健的热设计，将最大限度地延长其工作寿命。