LTPL-C034UVG405 紫外LED规格书 - 405nm峰值波长 - 3.6V典型正向电压 - 4.4W最大功率 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTPL-C034UVG405是一款专为UV固化及其他常见紫外工艺等严苛应用而设计的大功率紫外发光二极管。本产品作为传统紫外光源的高能效替代方案，将固态照明固有的长寿命和高可靠性与高辐射输出相结合。它提供了更大的设计灵活性，并为固态紫外技术取代传统紫外系统创造了新的机遇。

1.1 主要特性

• 兼容集成电路驱动。
• 符合RoHS指令，无铅。
• 相比传统紫外光源，运行成本更低。
• 得益于固态可靠性，维护需求减少。

2. 绝对最大额定值

以下额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限条件。所有参数均在环境温度25°C下指定。

• 直流正向电流：1000 mA
• 功耗：4.4 W
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C
• 储存温度范围：-55°C 至 +100°C
• 结温：125°C

重要提示：在反向偏压条件下长时间工作可能导致元件损坏或失效。

3. 光电特性

以下特性在环境温度25°C、正向电流700mA（典型工作条件）下测得。

• 正向电压：最小值3.2V，典型值3.6V，最大值4.4V。
• 辐射通量：最小值1225 mW，典型值1415 mW，最大值1805 mW。此为使用积分球测得的总辐射功率输出。
• 峰值波长：最小值400 nm，最大值410 nm。
• 视角：典型值130度。
• 结到焊点热阻：典型值4.1 °C/W。测量容差为±10%。

4. 分档代码系统

为确保应用一致性，LED根据关键参数进行分类分档。分档代码标注在每个包装袋上。

4.1 正向电压分档

• V1档：3.2V 至 3.6V
• V2档：3.6V 至 4.0V
• V3档：4.0V 至 4.4V
• 容差：±0.1V

4.2 辐射通量分档

• ST档：1225 mW 至 1325 mW
• TU档：1325 mW 至 1430 mW
• UV档：1430 mW 至 1545 mW
• VW档：1545 mW 至 1670 mW
• WX档：1670 mW 至 1805 mW
• 容差：±10%

4.3 峰值波长分档

• P4A档：400 nm 至 405 nm
• P4B档：405 nm 至 410 nm
• 容差：±3 nm

5. 性能曲线分析

以下典型曲线展示了器件在各种条件下的行为特性（除非注明，环境温度均为25°C）。

5.1 相对辐射通量 vs. 正向电流

该曲线表明，辐射输出随正向电流增加而增加，但在较高电流下，由于热效应和效率下降，可能表现出非线性行为。

5.2 相对光谱分布

光谱图证实了以405nm峰值波长为中心的窄发射带，这是紫外LED的特性，适用于固化特定的光引发剂。

5.3 辐射模式

辐射特性图展示了典型的130度视角，显示了强度随光轴角度的分布情况。

5.4 正向电流 vs. 正向电压

I-V曲线展示了二极管电流与电压之间的指数关系，这对于设计合适的恒流驱动器至关重要。

5.5 相对辐射通量 vs. 结温

此图强调了结温升高对光输出的负面影响。辐射通量随温度升高而降低，强调了有效热管理的必要性。

5.6 正向电流降额曲线

此曲线规定了最大允许正向电流与外壳温度的函数关系。为确保可靠性并防止超过最大结温，在较高环境温度下工作时，必须降低驱动电流。

6. 可靠性测试概要

该器件已通过一系列全面的可靠性测试，样本量内报告零失效。测试包括：

• 低温工作寿命测试：外壳温度-10°C，电流700mA，持续1000小时。
• 室温工作寿命测试：25°C，电流1000mA，持续1000小时。
• 高温工作寿命测试：外壳温度85°C，电流700mA，持续1000小时。
• 湿热工作寿命测试：60°C/90%相对湿度，电流700mA，持续500小时。
• 热冲击测试：-40°C 至 125°C，100个循环。
• 回流焊耐热性测试：峰值温度260°C，10秒，2个循环。
• 可焊性测试：245°C，5秒，无铅焊料。

失效判定标准：测试后，若器件的正向电压偏移超过初始值的±10%，或辐射通量衰减超过初始值的-30%，则判定为失效。初始值在典型电流下测得。

7. 机械与组装信息

7.1 外形尺寸与PCB焊盘布局

规格书提供了详细的机械图纸，尺寸单位为毫米。关键说明包括：

• 通用尺寸公差：±0.2mm。
• 透镜高度及陶瓷基板长/宽公差：±0.1mm。
• 散热焊盘与阳极、阴极焊盘电气隔离。
• 提供了推荐的印刷电路板附着焊盘布局，以确保正确的焊接和热传导。

7.2 焊接指南

回流焊温度曲线：提供了推荐的温度曲线，本体峰值温度不得超过260°C。不建议从峰值温度快速冷却。

手工焊接：最高300°C，最长2秒，仅限一次。

通用说明：

• 所有温度参考值均针对封装本体上表面。
• 应尽可能采用最低的焊接温度。
• 回流焊最多可进行三次。
• 不建议或保证浸焊方法。

7.3 包装

LED以编带盘卷形式供货，适用于自动化组装，符合EIA-481-1-B规范。

• 编带尺寸：详细图纸规定了口袋尺寸和编带结构。
• 卷盘尺寸：适用于7英寸卷盘。
• 包装：每7英寸卷盘最多500颗。空口袋用盖带密封。最多允许连续缺失两个元件。

8. 应用指南与注意事项

8.1 驱动方式

LED是电流驱动器件。为确保稳定工作和长寿命，必须使用恒流源驱动，而非恒压源。配备适当的限流电路或专用LED驱动IC至关重要。

8.2 热管理

考虑到最大4.4W的功耗以及输出和寿命对结温的敏感性，有效的散热至关重要。从结到焊点的低热阻有助于热量传递，但从PCB到环境空气的整个系统热路径必须精心设计，尤其是在高电流或高温环境下工作时。

8.3 清洁

如果焊接后需要清洁，请仅使用酒精类溶剂，如异丙醇。使用未指定的化学清洁剂可能会损坏LED封装材料。

9. 技术对比与设计考量

9.1 相较于传统紫外光源的优势

与汞蒸气灯或其他传统紫外技术相比，此款紫外LED具备以下优势：

• 瞬时开关：无需预热或冷却时间，可实现更快的工艺周期。
• 长寿命：显著延长的工作寿命，减少更换频率和维护成本。
• 高能效：更高的电光转换效率，降低运行电力成本。
• 紧凑尺寸与设计自由：小尺寸外形允许集成到更紧凑的空间，并为固化系统实现新颖的外形设计。
• 运行温度更低：发射极少红外辐射，减少对目标基板的热负荷。
• 环境安全：不含汞，符合RoHS及其他环保法规。

9.2 UV固化系统设计考量

• 光学设计：可能需要透镜或反射器将130度光束聚焦成更集中的光斑或线条，以实现高效固化。
• 驱动器选择：需要能够提供高达1000mA电流并具备适当调光/脉冲功能的恒流驱动器。驱动器必须考虑正向电压的分档范围。
• 散热器设计：PCB应设计有充足的热过孔和铜箔面积。对于大功率阵列，通常需要外部铝制散热器。
• 波长匹配：确保405nm峰值波长最适合固化胶、油墨或涂料中使用的光引发剂。

10. 常见问题解答

10.1 此LED的典型工作电流是多少？

光电特性和分档代码均在正向电流700mA下指定，这被认为是平衡输出和寿命的典型工作点。绝对最大连续电流为1000mA，但在此电流下工作需要极佳的热管理。

10.2 辐射通量如何测量？

辐射通量是LED发出的总光功率，使用积分球测量，该积分球捕获所有角度的光。这与光通量不同，后者经过人眼灵敏度加权，不适用于紫外光源。

10.3 多个LED可以串联或并联吗？

使用恒流驱动器时，通常首选串联连接，因为它确保通过每个LED的电流相同。由于器件间正向电压存在差异，可能导致电流分配不均和潜在的过驱动，因此不建议在没有为每个LED串配备独立均流电阻的情况下进行并联连接。

10.4 结温对性能有何影响？

如性能曲线所示，结温升高会导致辐射通量输出下降，并可能加速长期性能衰减，缩短器件寿命。通过适当的散热保持较低的结温，对于保持一致的性能和可靠性至关重要。

11. 工作原理与技术趋势

11.1 基本工作原理

此紫外LED是一种半导体器件。当施加正向电压时，电子和空穴在半导体芯片的有源区内复合，以光子的形式释放能量。特定的材料和量子阱结构经过设计，可在紫外光谱范围内产生光子，特别是405nm附近。

11.2 行业趋势

紫外LED市场受到印刷、粘合剂、涂料和消毒等行业替代汞灯的推动。主要趋势包括单颗发射器输出功率不断提高、电光转换效率持续改进、用于灭菌的短波长UVC LED的发展以及每毫瓦成本的降低。LTPL-C034UVG405符合为工业固化应用提供稳健、大功率解决方案的趋势。