UVA LED 2835 SMD 数据手册 - 2.8x3.5mm 封装 - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm - 英文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一系列采用紧凑型表面贴装器件（SMD）封装的高性能紫外A波段（UVA）发光二极管（LED）的完整技术规格。这些元件主要应用于需要在365-370纳米范围内进行受控紫外光发射的系统。

该产品系列的核心优势包括高辐射效能（这意味着单位电输入能产生更多的光输出）以及低功耗特性。器件具备120度的宽视角，确保在目标应用中实现广泛且均匀的照射。其外形尺寸为长2.8毫米、宽3.5毫米，适合集成到空间受限的现代电子组件中。

The product is designed to comply with major international environmental and safety standards. It is confirmed to be RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant, is manufactured using lead-free (Pb-free) processes, and adheres to the EU REACH regulation. Furthermore, it meets halogen-free requirements, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content kept below specified limits (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).

1.1 目标应用

特定的波长和输出特性使得该LED系列成为多种小众应用的理想选择：

• UV美甲固化： 用于固化凝胶类指甲油的设备中。
• UV防伪检测： 应用于扫描仪和检测器中，以揭示在UVA光下会发出荧光的钞票、文件或产品上的安全特征。
• UV灭蚊灯： 集成于捕虫装置中，利用UVA光吸引飞虫。

2. 技术参数深度解析

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能对设备造成永久性损坏的极限条件。在此条件下运行无法得到保证。

• 最大直流正向电流 (I_F): 120 mA
• 最大静电放电耐受能力（人体模型）： 2000 V
• 热阻（R_th): 25 °C/W。该参数表示热量从LED结传导至焊盘的有效性。数值越低，越有利于热管理。
• Maximum Junction Temperature (T_J): 110 °C。半导体芯片本身的温度不得超过此限值。
• Operating Temperature Range (T_Opr): -40 °C 至 +85 °C。
• 存储温度范围 (T_Stg): -40 °C 至 +100 °C。

2.2 光电特性

所列型号的典型工作点与性能定义如下。除非另有说明，所有测量通常在焊盘温度为25°C时进行。

• 正向电流 (I_F): 60 mA（典型工作点）
• 正向电压 (V_F): 3.2 V 至 3.8 V（在 I_F = 60mA)
• 峰值波长 (λ_P): 365 nm 至 370 nm
• 辐射通量 (Φ_e):
  • 最小值：70 mW
  • 典型值：90 mW
  • 最大值：130 mW

3. 分档系统说明

为确保大规模生产的一致性，LED会按性能进行分档。这使得设计人员能够选择符合其应用特定最低要求的组件。

3.1 辐射通量分档

LED根据其在工作电流下的最小辐射通量输出进行分类。分档代码（R5、R6、R7、R8、R9、S1）代表递增的输出水平，从最低70mW（R5）到最高130mW（S1）。测量容差为±10%。

3.2 峰值波长分档

波长被严格控制。该系列所有器件均属于单一分类“U36”，确保峰值波长在365nm至370nm之间，测量容差为±1nm。

3.3 正向电压分档

器件也根据其在60mA下的正向压降进行分选。定义了三个档位：

• 3234: V_F = 3.2V - 3.4V
• 3436: V_F = 3.4V - 3.6V
• 3638: V_F = 3.6V - 3.8V

The measurement tolerance for forward voltage is ±2%.

4. 性能曲线分析

4.1 正向电压与正向电流关系（IV特性曲线）

所提供的曲线展示了施加在LED两端的电压与所产生电流之间的非线性关系。对于一个设定为60mA的恒流驱动器，根据电气特性定义，预期的电压降将落在3.2V-3.8V的范围内。该曲线显示了电压如何随电流增加而上升，强调了需要采用适当的电流调节（而非电压调节）来控制光输出并防止热失控。

4.2 相对辐射通量与正向电流关系

此图表明，光输出（辐射通量）大致与正向电流成正比。增加驱动电流将提高光输出。然而，在建议的60mA以上工作会产生更多热量，可能降低光效和缩短使用寿命，如降额曲线所示。

4.3 相对辐射通量 vs. 结温

这是热管理的一个关键特性。该曲线表明，随着结温 (T_J) 升高，辐射通量输出会下降。这种负温度系数凸显了有效热设计（例如，使用带散热过孔、足够铜箔面积并可能配备散热器的PCB）的重要性，以在LED工作时尽可能保持其结温处于低位，从而确保稳定且最大的光输出。

4.4 峰值波长 vs. 结温

LED的峰值发射波长对温度有轻微的依赖性。此图量化了这款UVA器件的波长漂移。理解这种漂移对于精确波长至关重要的应用（例如某些固化或荧光过程）非常重要。

4.5 光谱分布

相对光谱分布图显示了不同波长下光的发射强度。对于这款UVA LED，其发射光谱以365-370nm的峰值波长为中心，并具有特征性的光谱宽度。此信息对于对特定紫外光谱波段敏感的应用至关重要。

4.6 降额曲线

降额曲线提供了基于焊盘（阳极侧）测量温度的最大允许连续正向电流。随着焊盘温度升高，必须降低最大安全工作电流，以防止超过110°C的最高结温。此曲线对于设计可靠的系统至关重要，尤其是在高环境温度的应用中。

5. 机械与封装信息

5.1 机械尺寸

该LED封装具有2.8mm x 3.5mm的矩形占位面积。详细的尺寸图纸规定了焊盘的确切位置、透镜几何形状以及散热焊盘的位置。需注意，散热焊盘在电气上与阴极相连。除非另有说明，标准尺寸公差为±0.2mm。一条关键的操作注意事项警告切勿对透镜施加外力，否则可能导致器件失效。

5.2 焊盘设计与极性

焊接图案设计图清晰标识了阳极和阴极焊盘。组装时必须确保极性正确。该设计包含一个中央散热焊盘，以促进热量从LED芯片传导至印刷电路板（PCB）。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接工艺

该UVA LED系列适用于标准的表面贴装技术（SMT）组装工艺。关键指南包括：

• 同一器件上的回流焊接不应超过两次，以避免热应力。
• 在焊接的加热阶段，必须尽量减少对LED本体的机械应力。
• 在LED焊接就位后，不得弯曲或弯折电路板。
• 如果使用粘合剂，其固化过程必须遵循与元件兼容的标准烘箱温度曲线。

建议采用典型的回流焊接温度曲线，该曲线展示了预热、保温、回流和冷却阶段推荐的时间-温度关系，以确保形成可靠的焊点且不损坏LED。

7. 封装与订购信息

7.1 发射极带盘包装

为便于自动化贴片组装，LED以压纹载带卷盘形式提供。标准包装数量为每卷2000颗。提供了载带凹槽和卷盘本身的详细尺寸图纸，典型公差为±0.1mm。

7.2 湿度敏感等级与存储

元件采用防潮阻隔袋包装，以防止吸收空气中的湿气，这种湿气在高温回流焊过程中可能导致“爆米花”现象（封装开裂）。一旦打开密封袋，应在规定时间内使用元件，或根据标准IPC/JEDEC指南在焊接前进行烘烤。

7.3 产品命名规则（订购代码）

完整的订货代码是一个结构化字符串，编码了所有关键规格。例如： UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2T 具体分解如下：

• UVA2835TZ0112： 基础型号（UVA，2835封装，PCT材料，带齐纳二极管，单芯片，120°发光角）。
• P： 芯片朝向（P面朝上）。
• UA： 显色指数代码（UVA）。
• 6570: 波长范围代码。
• 120: 最大辐射通量规格代码。
• X38: 正向电压范围（3.2V-3.8V）。
• 060： 正向额定电流（60mA）。
• 2： 包装类型（每卷2000片）。
• T: 卷带包装代码。

7.4 标签说明

卷盘标签包含多个用于追溯和识别的字段：

• P/N: 制造商生产编号。
• 数量： 卷盘上的元件数量。
• CAT / HUE / REF： 分别为辐射通量分级、颜色（波长）分级和正向电压分级的代码。
• LOT No: 用于追溯的生产批号。

8. 应用建议与设计考量

8.1 热管理

鉴于25°C/W的热阻以及温度对输出功率和波长的负面影响，有效的散热至关重要。设计人员应：

• 使用带有专用散热焊盘布局的PCB，并将其连接至内部接地层或大面积铜箔区域。
• 在LED的散热焊盘下方布置多个散热过孔，以将热量传导至其他PCB层或外部散热器。
• 请参考降额曲线，以确保工作电流适用于应用中预期的最高焊盘温度。

8.2 电气驱动

LED是电流驱动器件。强烈建议使用恒流驱动电路，而非简单的串联电阻或电压源，这对于保持输出一致性和延长寿命尤为重要。驱动电路应设计为提供稳定的60mA电流（或根据降额要求提供更低电流），并且必须能够承受3.2V至3.8V的正向电压范围。

8.3 光学设计

120度的视角提供了宽广的光束。对于需要聚焦或准直紫外光的应用，将需要次级光学元件（透镜或反射器）。这些光学元件的材料必须对UVA波长透明（例如，特种玻璃或UV稳定塑料如PMMA）。

9. 技术对比与差异化分析

与老式的通孔式紫外灯管或更大的SMD封装相比，这款2835 UVA LED具有显著优势：

• 尺寸与集成度： 紧凑的2835封装尺寸可实现更高密度的布局，并集成到更小巧的现代设备中。
• 能效： 高光效意味着在特定光输出下，功耗更低，发热更少。
• 使用寿命： 固态LED通常比传统紫外灯管拥有更长的使用寿命。
• 即时开关： LED可瞬间达到全亮输出，不像某些灯泡需要预热时间。
• 环境： 符合RoHS、无卤和REACH标准，满足全球严格的环境法规。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 辐射通量（mW）与光通量（lm）有何区别？

光通量（以流明为单位）根据人眼灵敏度（明视觉）进行加权。辐射通量（以瓦特为单位）是发射的总光功率，与可见性无关。由于UVA光对人眼基本不可见，其性能正确采用辐射通量（mW）来表征。

10.2 为何需要恒流驱动器？

LED的正向电压会随温度及个体差异而变化（如分档所示）。恒压源会导致电流大幅波动，从而造成光输出不稳定，并可能因过流而损坏。恒流源则能确保稳定、可预测的性能。

10.3 我能否以120mA的最大电流驱动此LED？

120mA的绝对最大额定值是一个应力极限，而非推荐工作条件。在此电流下持续工作会产生过多热量，除非采用特殊的散热方案，否则很可能超过最高结温。推荐工作电流为60mA，如电气特性表中所定义。任何高于室温的工作条件都必须参考降额曲线。

10.4 订购时如何解读分档代码？

请根据您应用的最低要求选择分档。例如，如果您的系统至少需要90mW的紫外输出，您应指定R7、R8、R9或S1分档。如果您的驱动电路电压限制严格，您可能需要指定特定的正向电压分档（例如3234）。完整的订购代码包含了这些分档选择。

11. 设计与使用案例研究

11.1 案例：便携式紫外线验钞器

设计目标： 创建一个手持式、电池供电的验钞设备。

实施方案： 一个由3.7V锂离子电池供电的小型高效升压转换器/恒流驱动器，可以驱动4-6个此类UVA LED串联工作。其120°的宽光束角省去了复杂光学元件的需求，只需将其简单地置于透紫外窗口后方即可。紧凑的2835封装尺寸有助于保持PCB的小型化。由于此类设备通常为间歇性、短时间使用，热管理在此不那么关键。设计者会选择特定的辐射通量等级（例如R7或更高），以确保足够的照射强度。

12. 技术原理介绍

UVA LED基于半导体材料的电致发光原理工作。当在LED芯片的p-n结上施加正向电压时，电子和空穴在活性区复合，以光子的形式释放能量。这些光子的特定波长（此处为365-370nm）由芯片构造中所用半导体材料的带隙能量决定，通常涉及氮化铝镓（AlGaN）或类似的III族氮化物化合物。发射出的UVA辐射人眼不可见，但能引起某些材料的荧光并引发光化学反应，这是其在固化和检测领域应用的基础。

13. 技术趋势

UV LED领域正在快速发展。主要趋势包括：

• 功效提升： 当前的研究旨在提高UVA LED的插墙效率（光功率输出/电功率输入），从而降低能耗和热负荷。
• 更短波长： 面向消毒杀菌、医疗治疗和传感应用的可靠高效UVB与UVC LED技术持续发展。
• 更高功率密度： 芯片设计和封装散热管理的改进使得单个器件能够实现更高的辐射通量输出。
• 更长的使用寿命和更高的可靠性： 材料和封装技术的进步正在延长紫外LED的工作寿命，使其能够满足更严苛的工业应用需求。
• 成本降低： 随着生产规模的扩大和工艺的成熟，每毫瓦紫外光输出的成本持续下降，从而开辟了新的市场应用领域。