LTPL-C036UVG395 紫外LED规格书 - 395nm峰值波长 - 3.7V典型值 - 4.4W最大值 - 中文技术文档

1. 产品概述

本产品系列代表了一种专为紫外线（UV）固化工艺及其他常见UV应用而设计的先进、节能光源。它成功地将发光二极管（LED）技术固有的长工作寿命和高可靠性，与传统UV光源所具备的强度水平相结合。这种结合提供了显著的设计灵活性，并为固态UV照明取代老旧、低效的UV技术开辟了新途径。

1.1 主要特性与优势

• 集成电路（I.C.）兼容性：设计易于集成到现代电子电路和控制系统中。
• 环保合规性：本产品完全符合《有害物质限制指令》（RoHS），并采用无铅（Pb-free）工艺制造。
• 降低运营成本：凭借更高的电光转换效率和更低的能耗，相比传统UV光源，可显著降低总体运营成本。
• 节省维护成本：LED的固态特性使其在整个产品寿命周期内，维护需求及相关成本大幅降低。
• 设计自由度：能够实现以往受传统UV灯管技术限制的新形态和应用设计。

2. 技术规格详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限条件。在这些条件下工作无法保证，在可靠设计中应予以避免。

• 直流正向电流（If）：1000 mA（最大值）
• 功耗（Po）：4.4 W（最大值）
• 工作温度范围（Topr）：-40°C 至 +85°C
• 储存温度范围（Tstg）：-55°C 至 +100°C
• 结温（Tj）：110°C（最大值）

重要提示：LED在反向偏压条件下长时间工作可能导致器件性能退化或灾难性故障。必须采取适当的电路保护措施。

2.2 光电特性（Ta=25°C）

这些参数在标准测试条件下（If = 700mA， Ta=25°C）测得，定义了LED的核心性能。

• 正向电压（Vf）：典型值为3.7V，范围从2.8V（最小值）到4.4V（最大值）。
• 辐射通量（Φe）：在紫外光谱范围内的总光功率输出。典型值为1240 mW，范围从最小值1050 mW到最大值1545 mW。
• 峰值波长（λp）：光谱发射最强的波长。对于本器件，其指定范围在390 nm（最小值）至400 nm（最大值）之间，中心波长约为395nm。
• 视角（2θ1/2）：辐射强度为最大强度（通常在0°方向）一半时的全角。典型值为55°。
• 热阻（Rthjs）：此参数（典型值为5.0 °C/W）量化了从半导体结到焊点的热流阻力。数值越低，表示散热能力越好。

3. 分档系统说明

为确保生产一致性，LED会根据性能进行分档。分档代码标记在每个包装袋上。

3.1 正向电压（Vf）分档

LED根据其在700mA下的正向压降进行分类。
V0: 2.8V - 3.2V
V1: 3.2V - 3.6V
V2: 3.6V - 4.0V
V3: 4.0V - 4.4V
容差：±0.1V

3.2 辐射通量（mW）分档

LED根据其在700mA下的光功率输出进行分选。
PR: 1050 mW - 1135 mW
RS: 1135 mW - 1225 mW
ST: 1225 mW - 1325 mW
TU: 1325 mW - 1430 mW
UV: 1430 mW - 1545 mW
容差：±10%

3.3 峰值波长（Wp）分档

LED根据其峰值发射波长进行分组。
P3T: 390 nm - 395 nm
P3U: 395 nm - 400 nm
容差：±3nm

4. 性能曲线分析

4.1 相对辐射通量 vs. 正向电流

该曲线显示光输出（辐射通量）随正向电流增加而增加，但并非线性关系。由于结温升高和效率下降，在较高电流下趋于饱和。设计者必须选择一个能平衡输出强度、效率和寿命的工作电流。

4.2 相对光谱分布

光谱图证实了以395nm为中心的窄带紫外发射。这是基于InGaN的UV LED的典型特征。窄光谱对于需要特定波长激活的应用（如UV固化树脂中的某些光引发剂）是有利的。

4.3 辐射模式（视角）

辐射特性图说明了光的空间分布。典型的55°视角表明光束宽度适中，适用于需要区域照明而非高度聚焦光斑的应用。

4.4 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

这条基本曲线展示了典型的二极管指数关系。正向电压随电流增加而增加。在工作区域，曲线的斜率与器件的动态电阻相关。

4.5 相对辐射通量 vs. 结温

这是热管理的关键曲线。它表明LED的光输出随着结温（Tj）的升高而降低。有效的散热对于维持稳定、高输出并确保长期可靠性至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

本器件采用表面贴装封装。关键尺寸说明包括：
- 所有线性尺寸单位均为毫米（mm）。
- 一般尺寸公差为±0.2mm。
- 透镜高度和陶瓷基板长度/宽度具有更严格的公差±0.1mm。
- 散热焊盘（通常是下方的中央焊盘）与阳极和阴极电气焊盘是电气隔离的（中性）。这允许将其连接到地平面或散热器以进行热管理，而不会造成电气短路。

5.2 推荐的PCB贴装焊盘布局

为印刷电路板（PCB）设计提供了推荐的焊盘布局。这包括阳极、阴极和散热焊盘的尺寸和间距。遵循此布局可确保正确的焊接、电气连接，最重要的是，实现从LED结到PCB的最佳热传递。

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-时间曲线。关键参数包括：
- 预热升温速率。
- 浸润（预热）温度和时间。
- 峰值回流温度（不得超过LED的最大额定温度）。
- 冷却速率。不建议采用快速冷却过程，因为它可能引起热应力。
重要注意事项：
1. 所有温度规格均指LED封装顶部表面。
2. 可能需要根据所用特定焊膏调整温度曲线。
3. 在保证可靠连接的前提下，应尽可能使用最低的焊接温度，以最小化对LED的热应力。
4. 如必须进行手工焊接，烙铁温度应限制在最高300°C，时间不超过2秒，且仅限一次。
5. 同一器件上的回流焊次数不应超过三次。

6.2 清洁

如果焊接后需要清洁，应仅使用异丙醇（IPA）等酒精类溶剂。未指定的或强效化学清洁剂可能会损坏LED的封装材料、透镜或内部元件。

6.3 驱动方法

LED是电流驱动器件。为确保电路中多个并联LED的亮度均匀，强烈建议为每个LED串联一个独立的限流电阻。这可以补偿各个器件之间正向电压（Vf）的微小差异，防止电流不均，确保整个阵列性能一致且寿命长久。

7. 包装与处理

7.1 编带与卷盘规格

LED以行业标准的压纹载带和卷盘形式提供，适用于自动化贴片组装。
- 规定了载带尺寸（凹槽尺寸、间距）。
- 提供了卷盘尺寸（7英寸直径），每盘最大容量为500片。
- 载带上的空凹槽用盖带密封。
- 包装符合EIA-481-1-B规范。
- 根据包装标准，允许最多连续两个缺失元件（空凹槽）。

8. 可靠性数据

执行了全面的可靠性测试计划，证明了产品的稳健性。所有测试在十个样品中均显示零失效，表明在各种应力条件下具有高可靠性。

• 低温工作寿命（LTOL）：-10°C 壳体温度，700mA，持续1000小时。
• 室温工作寿命（RTOL）：25°C 环境温度，1000mA，持续1000小时。
• 高温工作寿命（HTOL）：85°C 壳体温度，60mA，持续1000小时。
• 湿高温工作寿命（WHTOL）：60°C / 90% 相对湿度，350mA，持续500小时。
• 热冲击（TMSK）：-40°C 至 +125°C，100个循环。
• 高温储存：100°C 环境温度，持续1000小时。

失效判据：如果测试后，器件的正向电压（Vf）相对于初始典型值偏移超过±10%，或其辐射通量（Φe）衰减超过±15%，则视为失效。

9. 应用说明与设计考量

9.1 主要应用：UV固化

本LED非常适用于UV固化应用，包括：
- 粘合剂固化（例如，在电子组装、医疗器械中）。
- 油墨和涂层固化（例如，印刷、保形涂层）。
- 3D打印树脂固化（槽式光聚合）。
395nm波长对于激发工业配方中使用的多种常见光引发剂是有效的。

9.2 其他UV应用

- 货币和文件验证。
- 无损检测（荧光渗透检测）。
- 医疗和美容光疗（在适当的医疗指导和设备认证下）。
- 空气和水净化（与适当的催化剂结合时）。

9.3 关键设计考量

1. 热管理：这是影响性能和寿命的最重要因素。低热阻（5°C/W）只有在LED正确安装到足够的散热器上时才有效。必须尽可能降低结温（Tj），理想情况下应远低于110°C的最大额定值。
2. 恒流驱动：务必使用恒流LED驱动器，而非恒压源。这确保了稳定的光输出，并保护LED免于热失控。
3. ESD防护：虽然本大功率LED未明确说明，但以适当的静电放电（ESD）预防措施处理所有半导体器件是良好的实践。
4. 光学设计：如果需要特定的光束模式，请考虑使用二次光学元件（透镜、反射器），因为其原生视角为55°。

10. 技术对比与市场背景

本LED代表了UV光源的演进。与汞蒸气灯等传统技术相比，它具有显著优势：
- 即时开关：无需预热或冷却时间。
- 长寿命：数万小时 vs. 传统灯管的数千小时。
- 高效率：更高的电光转换效率，降低能源成本。
- 紧凑尺寸与设计灵活性：可实现更小、更具创新性的产品设计。
- 环保：不含汞，符合RoHS，减少有害废弃物。
- 光谱纯度：发射约395nm的窄峰，没有传统灯管的宽光谱和红外（热）辐射，这对敏感基材有益。

11. 常见问题解答（FAQ）

Q1：这款LED的典型工作电流是多少？
A1：虽然它可以承受高达1000mA的电流，但其光电特性和分档是在700mA下指定的，这是一个平衡输出和效率的常见推荐工作点。

Q2：为什么散热焊盘是电气中性的？
A2：这使得设计者可以将焊盘直接连接到PCB上的大面积铜区域（热地），以实现最大散热，而无需担心与阳极或阴极造成电气短路。

Q3：我可以用一个电流源驱动多个并联的LED吗？
A3：不建议在没有为每个LED串联独立电阻的情况下这样做。由于Vf的自然差异，并联的LED无法均匀分配电流，导致亮度不匹配，并可能使某些器件过流。

Q4：如何解读分档代码？
A4：包装袋上的代码（例如，V1/ST/P3U）告诉您该LED的具体性能组别：其正向电压档（V1）、辐射通量档（ST）和峰值波长档（P3U）。这允许在需要严格参数匹配的应用中进行精确选择。

12. 工作原理与技术

这是一种基于半导体的光源。当施加超过其带隙能量的正向电压时，电子和空穴在芯片的有源区复合，以光子（光）的形式释放能量。通过设计所用半导体材料（通常是特定成分的氮化铝镓（AlGaN）或氮化铟镓（InGaN））的带隙，实现了395nm的特定波长。紫外光通过包含透镜以塑形输出光束的透明封装发射出来。

13. 行业趋势与未来展望

UV LED市场正经历显著增长，主要驱动力包括：
1. 淘汰汞灯：《水俣公约》等全球法规正在加速无汞替代品的采用。
2. 效率与功率提升：持续的研发正在提高UV-C、UV-B和UV-A LED的插墙效率（WPE）和最大输出功率，使其能够胜任要求更高的应用。
3. 小型化与集成化：UV LED使得用于消毒、固化和传感的便携式、电池供电设备成为可能，开辟了新的消费和专业市场。
4. 智能与互联系统：与传感器和物联网平台的集成，使得在固化和净化系统中能够实现精确的剂量控制和远程监控。本文档记录的产品正是这一更广泛趋势的一部分，即迈向高效、可靠且可控的固态UV解决方案。