LTPL-C034UVD385 紫外LED规格书 - 3.8V 600mW 385nm - 中文技术文档

1. 产品概述

LTPL-C034UVD385是一款专为专业UV固化及其他常见紫外工艺设计的高功率紫外发光二极管。它代表了一种固态照明解决方案，结合了LED技术固有的高能效、长工作寿命和高可靠性，其高辐射输出足以替代传统的汞蒸气灯等紫外光源。

1.1 核心优势与目标市场

本系列紫外LED旨在提供相较于传统紫外技术的显著优势。主要特性包括完全符合RoHS标准且无铅，确保了环保和法规兼容性。由于其固态特性，它降低了运行和维护成本，无需频繁更换灯管并减少了能耗。该器件还兼容集成电路，便于集成到现代电子控制系统中。主要目标市场包括用于油墨、涂料和粘合剂的工业UV固化系统，以及需要稳定385nm UVA光源的科学、医疗和消毒设备。

2. 技术参数详解

本节对LTPL-C034UVD385紫外LED的关键电气、光学和热学参数进行详细、客观的分析。

2.1 绝对最大额定值

该器件的最大连续正向电流额定值为500 mA，最大功耗为2瓦。工作温度范围规定为-40°C至+85°C，存储温度范围更宽，为-55°C至+100°C。最大允许结温为110°C。必须在此限制内运行以确保可靠性并防止永久性损坏。规格书明确警告避免在反向偏置条件下长时间工作。

2.2 光电特性

在25°C环境温度和350mA正向电流的标准测试条件下定义关键参数。正向电压典型值为3.8V，范围从2.8V到4.4V。辐射通量（即紫外光谱中的总光功率输出）典型值为600毫瓦，范围从460mW到700mW。峰值波长中心位于385nm区域，分档范围从380nm到390nm。视角通常为130度，定义了辐射模式。结到外壳的热阻典型值为13.2 °C/W，这是热管理设计的关键参数。

2.3 热特性分析

13.2 °C/W的热阻值表示半导体结与封装外壳之间每瓦功耗引起的温升。例如，在350mA和3.8V的典型工作点下（输入功率1.33W，假设约600mW光输出意味着约730mW热量），结与外壳之间的温差约为9.6°C。有效的散热对于将结温保持在110°C最大值以下至关重要，尤其是在高环境温度下或连续运行时。

3. 分档系统说明

LTPL-C034UVD385采用分档系统，根据关键性能差异对器件进行分类，使设计人员能够选择符合特定应用要求的LED。

3.1 正向电压分档

LED分为四个电压档。V0档的正向电压最低，V3档最高。同一档内的容差为±0.1V。当多个LED串联驱动时，这有助于实现更好的电流匹配，因为来自同一Vf档的LED具有更均匀的压降。

3.2 辐射通量分档

光输出功率分为六个档，标记为R1至R6。R1代表最低输出范围，R6代表最高输出范围。容差为±10%。对于需要一致紫外强度的应用（如曝光剂量是关键参数的固化工艺），此分档至关重要。

3.3 峰值波长分档

紫外波长分为两类：P3R和P3S，容差为±3nm。对于树脂或涂料中特定光引发剂具有最佳激活光谱的应用，具体的峰值波长可能很重要。

4. 性能曲线分析

规格书包含多个特性曲线，可更深入地了解器件在不同条件下的行为。

4.1 相对辐射通量 vs. 正向电流

该曲线显示光输出随正向电流增加而增加，但并非完全线性，尤其是在较高电流下，由于热效应增加，效率可能下降。它有助于设计人员选择平衡输出功率、效率和寿命的工作电流。

4.2 正向电流 vs. 正向电压

该曲线说明了典型的二极管指数关系。对于设计正确的驱动电路至关重要。该曲线会随温度变化；在给定电流下，正向电压随结温升高而降低。

4.3 相对辐射通量 vs. 结温

这是热管理最关键的曲线之一。它展示了光输出功率如何随结温升高而下降。保持低结温对于实现稳定、高输出并最大化LED工作寿命至关重要。

4.4 相对光谱分布

此图描绘了紫外光谱范围内的光强分布。它证实了LED输出的窄带特性，中心波长约385nm，具有LED技术典型的半高全宽特性。这与传统汞灯的宽光谱形成对比。

4.5 辐射特性

该极坐标图可视化了光的空间分布。典型的130度视角表明其具有宽泛、类似朗伯体的发射模式，适用于均匀照射区域。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

LED封装具有规格书图纸中提供的特定机械尺寸。注明了关键公差：大多数尺寸公差为±0.2mm，而透镜高度和陶瓷基板长度/宽度的公差更严格，为±0.1mm。封装底部的散热焊盘与阳极和阴极电气焊盘电气隔离，这简化了用于散热过孔的PCB布局。

5.2 推荐PCB焊盘布局

提供了用于PCB设计的焊盘图形。这包括阳极、阴极和散热焊盘连接的尺寸和间距。遵循此推荐布局对于确保正确的焊点形成、电气连接以及最重要的、从散热焊盘到PCB覆铜和任何底层散热器的高效热传递至关重要。

5.3 极性识别

规格书图表明确标示了阳极和阴极焊盘。组装时必须注意正确的极性，以防止施加反向偏压损坏器件。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

提供了详细的回流焊温度曲线，规定了预热、保温、回流峰值温度以及冷却速率等关键参数。注释强调所有温度均指封装体表面。不推荐快速冷却过程。始终建议使用能形成可靠焊点的最低可能焊接温度，以最小化对LED的热应力。

6.2 手工焊接说明

如需手工焊接，推荐的最大条件为300°C最多2秒，且每个LED仅应执行一次。焊接操作的总次数不应超过三次。

6.3 清洁与操作注意事项

清洁时，仅应使用异丙醇等酒精类溶剂。未指定的化学清洁剂可能损坏LED封装。必须小心操作器件，避免静电放电和对透镜的机械损伤。

7. 包装与订购信息

7.1 编带包装

LED以压纹载带和卷盘形式提供，用于自动贴片组装。规格书提供了载带凹槽和标准7英寸卷盘的详细尺寸。关键规格包括：空凹槽用盖带密封，每卷最多500片，根据EIA-481-1-B标准，载带上最多允许连续缺失两个元件。

7.2 分档代码标记

分档分类代码标记在每个包装袋上，便于追溯和选择特定性能等级。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

主要应用是工业流程的UV固化，包括印刷设备上的油墨固化、各种基材上的涂层固化以及电子组装中的粘合剂固化。其他潜在用途包括荧光分析、防伪检测以及需要特定UVA波长的医疗治疗设备。其固态特性使其适用于便携式或即开即用设备。

8.2 设计考虑与驱动要求

LED是电流驱动器件。为确保强度均匀和运行稳定，尤其是在驱动多个LED时，必须使用恒流驱动器，而非恒压源。驱动器设计必须能提供所需电流，同时适应LED的正向电压范围。对于串联连接，驱动器电压必须高于串联中所有LED最大Vf之和。通常不建议在没有单独电流平衡的情况下并联LED。热管理是机械设计中最关键的方面。需要高质量的热界面材料和足够的散热器，以将结温维持在安全范围内，确保输出稳定性和长寿命。

9. 可靠性与测试

规格书概述了全面的可靠性测试计划，展示了产品的稳健性。测试包括低温、室温和高温工作寿命测试、湿高温工作寿命测试、热冲击测试、耐焊接热测试和可焊性测试。所有测试在指定条件下，10个样品均无失效。测试后判定器件失效的标准是正向电压偏移超过初始典型值的±10%，或辐射通量偏移超过初始典型值的±30%。

10. 技术对比与差异化

与传统汞弧灯等紫外光源相比，此紫外LED具有显著优势：即开即关能力、无需预热、寿命更长、能效更高、不含危险汞、尺寸紧凑可实现新形态。与其他紫外LED相比，其385nm波长、高典型辐射通量、宽视角以及带有隔离散热焊盘的坚固封装等特定组合构成了其关键差异化优势。详细的分档系统也使得系统设计相比未分档或分档粗略的替代方案具有更高的精度。

11. 常见问题解答

问：我应该使用多大的驱动电流？

答：该器件的特性参数基于350mA，这是一个平衡输出和效率的典型工作点。它可以驱动至500mA的绝对最大额定值，但这会增加结温并可能缩短寿命；因此，强大的热管理至关重要。

问：如何理解辐射通量值？

答：辐射通量是以瓦特为单位测量的总光功率。对于此紫外LED，它代表有用的紫外功率，而非可见光。在固化应用中，它是计算曝光剂量的关键指标。

问：为什么热管理如此重要？

答：如“相对辐射通量 vs. 结温”曲线所示，输出功率随温度升高而下降。过高的温度也会加速LED内部的老化机制，大幅缩短其寿命。13.2 °C/W的热阻定义了散热效率。

问：我能否使用恒压电源？

答：不能。LED的正向电压随温度和个体差异而变化。恒压源可能导致热失控，即电流增加产生更多热量，从而降低Vf，导致电流进一步增加，可能损坏LED。务必使用恒流驱动器。

12. 设计使用案例研究

场景：设计用于PCB阻焊层的桌面式UV固化站。

设计人员需要在10cm x 10cm区域内实现均匀的紫外曝光。利用LTPL-C034UVD385的130°视角，他们可以计算所需的LED安装高度和阵列间距以实现均匀辐照度。他们选择来自R5或R6光通量档的LED以获得更高强度，并选择来自同一Vf档的LED以确保串联时电流一致。选择一个能够为串联支路提供所需总电流的恒流驱动器。铝基PCB按照推荐的焊盘布局设计，包含大面积覆铜和连接到带风扇的外部散热器的散热过孔。将规格书中的回流焊曲线编程到贴片机中。组装后，该固化站可提供即时、一致的固化效果，且没有汞灯相关的热量和臭氧问题。

13. 工作原理简介

LED是一种半导体PN结二极管。当施加正向电压时，来自N区的电子和来自P区的空穴被注入到有源区。当这些载流子复合时，能量以光子的形式释放。发射光的波长由有源区所用半导体材料的带隙决定。对于LTPL-C034UVD385，特定的半导体化合物被设计成具有对应于385nm紫外光子能量的带隙。封装包括一个主光学透镜，用于塑形光输出并保护半导体芯片。

14. 技术趋势与展望

紫外LED市场受到全球淘汰含汞灯具以及市场对更高效、紧凑和可控光源需求的推动。关键趋势包括电光转换效率的持续提升。更高的效率意味着相同的紫外输出下废热更少。同时，业界也在持续开发以提高单个LED封装的最大光功率输出，并改善其在更高工作温度和电流下的可靠性和寿命。此外，研究重点在于扩展可用波长范围，特别是进入用于杀菌应用的深紫外波段，尽管这需要氮化铝等不同材料。将LED、驱动器和传感器集成到智能模块中的系统级集成趋势也日益明显。