UVC3535CZ0215 LED 数据手册 - 3.5x3.5x0.99毫米 - 5.0-8.0伏 - 0.7瓦 - 270-285纳米

1. 产品概述

UVC3535CZ0215系列代表了一种高可靠性、基于陶瓷封装的UVC LED解决方案，专为严苛的紫外线应用而设计。该产品旨在耐用性和光输出稳定性至关重要的环境中提供始终如一的性能。

1.1 核心优势

The primary advantages of this LED series stem from its material construction and electrical design. The ceramic package offers superior thermal management compared to plastic alternatives, directly contributing to longer operational lifespan and stable radiant flux output. The integrated Zener diode provides electrostatic discharge (ESD) protection rated up to 2,000V (Human Body Model), significantly enhancing the component's robustness against handling and environmental electrical transients. Furthermore, the product is compliant with major environmental and safety directives including RoHS, is lead-free, and adheres to EU REACH and halogen-free standards (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm), making it suitable for global markets with strict regulatory requirements.

1.2 目标应用

该UVC LED系列的主要应用是紫外线杀菌消毒。其270-285nm波长范围通过破坏微生物的DNA和RNA，对灭活细菌、病毒和霉菌等特别有效。具体应用场景包括水净化系统、空气消毒装置、医疗环境中的表面灭菌设备以及消费级消毒产品。150°的宽视角便于实现需要广域覆盖而无需复杂光学二次透镜的设计。

深入技术参数分析

透彻理解电气、光学和热学参数对于成功集成到终端产品中至关重要。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了应力极限，超出此极限可能导致永久性损坏。最大连续正向电流（I_F）为150mA。绝对最大结温（T_J）为90°C。该器件可在-40°C至+85°C的环境温度范围内工作，并可在-40°C至+100°C的温度下存储。从结到焊盘的热阻（R_th) 被指定为20°C/W，这是散热器设计的一个关键参数。

2.2 光学与电气特性

对于特定订单代码 UVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1T，最小辐射通量为8mW，典型值为10mW，最大值为15mW，均是在正向电流 (I_F电流为100mA时的正向电压（V_F在此电流下，正向电压（V）的范围为5.0V至8.0V。峰值发射波长在270nm至285nm之间。设计人员在选择恒流驱动器时必须考虑此V_F 的范围。

3. 分档系统说明

该产品被分类至不同档位，以确保同一生产批次内的一致性。共有三个关键参数参与分档。

3.1 辐射通量分档

辐射通量被分为两个档位：Q1 (8-10mW) 和 Q2 (10-15mW)。这使得设计人员能够根据其应用所需的光功率输出来选择LED，测量容差为±10%。

3.2 峰值波长分档

峰值波长对杀菌效果至关重要。分档为：U27A（270-275nm）、U27B（275-280nm）和U28（280-285nm），测量容差为±1nm。针对特定病原体灭活光谱的应用可选择相应的档位。

3.3 正向电压分档

正向电压以0.5V为增量从5.0V分档至8.0V（例如，5055代表5.0-5.5V，5560代表5.5-6.0V等），在100mA电流下的测量容差为±2%。此分档有助于设计高效的驱动电路，并管理串联或并联多个LED时的热负载。

4. 性能曲线分析

该数据手册提供了几条对预测实际性能至关重要的特性曲线。

4.1 光谱与相对光通量 vs. 电流

光谱曲线在270-285纳米的UVC波段显示出典型峰值，在其他波段辐射极弱。相对辐射通量随正向电流变化的曲线在额定电流100毫安以下近乎线性，表明在工作范围内具有良好的电光转换效率。

4.2 热学与电学关系

The Peak Wavelength vs. Current curve shows minimal shift (<5nm) across the operating current range, indicating stable chromaticity. The 正向电流 vs. 正向电压 (I-V) curve demonstrates the diode's characteristic exponential relationship, crucial for driver design. The Relative Radiant Flux vs. Ambient Temperature curve shows output decreasing as temperature rises, a typical behavior for LEDs that must be compensated for in thermal management.

4.3 降额曲线

降额曲线对于可靠性而言或许最为关键，它描绘了最大允许正向电流与环境温度的关系。随着环境温度升高，必须降低最大允许电流，以防止结温超过90°C。例如，在85°C环境温度下，最大电流相比150mA的绝对最大值被显著降额。

5. 机械与封装信息

5.1 物理尺寸

封装尺寸为3.5毫米（长）x 3.5毫米（宽）x 0.99毫米（高），除非另有说明，公差为±0.2毫米。此3535封装是常见的行业标准，便于PCB布局和贴片组装。

5.2 焊盘配置与极性

该器件有三个焊盘：焊盘1为阳极（+），焊盘2为阴极（-），焊盘3为专用散热焊盘。散热焊盘对于将热量从LED结高效传导至PCB至关重要，必须正确焊接到电路板上相应的铜箔区域，以达到规定的热性能（R_th 20°C/W）。错误的极性连接将导致LED无法点亮，并可能损坏内部齐纳保护二极管。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接工艺

UVC3535CZ0215适用于标准的表面贴装技术（SMT）工艺。数据手册强调，为避免对陶瓷封装和内部芯片粘接材料造成过度的热应力，回流焊接不应超过两次。在加热过程中，必须避免对LED本体施加机械应力。焊接后，不应弯曲PCB，否则可能导致陶瓷封装开裂或焊点断裂。

6.2 储存条件

虽然未明确详述储存湿度等级，但产品采用防潮包装系统运输（参见包装章节），表明其对吸湿敏感。如果包装袋已被打开，建议遵循针对陶瓷封装的标准JEDEC潮湿敏感等级（MSL）处理程序，通常包括若暴露时间超过特定限制，则在回流前进行烘烤。

7. 封装与订购信息

7.1 卷带封装

LED 以压纹载带卷盘形式提供。标准包装数量为每卷盘 1,000 片。提供载带尺寸以确保与自动化组装设备供料器的兼容性。

7.2 防潮运输

卷盘与干燥剂一同密封在铝箔防潮袋内，以在存储和运输过程中控制湿度。袋上贴有相关产品信息标签。

7.3 产品命名规则解析

完整订货代码 UVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1T 结构如下：

UVC3535CZ0215：基础部件编号，表示UVC系列、3.5x3.5毫米陶瓷封装带齐纳二极管、2芯片、150°角度。
H：芯片类型（水平）。
UC: 显色指数（UVC专用代码）。
7085波长范围：270-285纳米。
008最小辐射通量：8毫瓦。
X80：正向电压范围 5.0-8.0V。
100：正向电流 100mA。
1包装数量代码（1千片）。
T卷带包装。

8. 应用设计注意事项

8.1 驱动电路设计

恒流驱动器是确保稳定运行和延长寿命的必要条件。驱动器必须能够提供高达100mA（或选定工作点）的电流，并能承受每颗LED最高8.0V的正向电压。当多颗LED串联连接时，驱动器的顺从电压必须超过所有LED最大V_F 所有LED的总电流加上裕量。由于电压差异，通常不建议在没有独立电流平衡的情况下采用并联连接。_F 分箱变异。

8.2 热管理

有效的散热措施是必须的。使用热阻（R_th）为20°C/W和功耗（P_D = V_F * I_F），可以计算从焊盘到结温的温升：ΔT = R_th * P_D。PCB必须具有足够大且连接良好的散热焊盘（Pad 3），并将其焊接至铜平面，可能还需要通过散热过孔连接至内层或底层。必须查阅降额曲线，以确保在预期工作电流和最高环境温度下，结温保持在90°C以下。

8.3 光学与安全考量

UVC辐射对人体皮肤和眼睛有害。最终产品设计必须包含安全功能，如联锁开关、屏蔽装置和警告标签，以防止暴露。150°视角提供宽广的覆盖范围，但可能需要反射器或外壳来有效地将光线导向目标表面。暴露于UVC的材料必须能够抵抗长期紫外线照射导致的降解（例如，某些塑料可能会变黄或变脆）。

9. 技术对比与差异化

UVC3535CZ0215通过其陶瓷封装和集成齐纳二极管实现差异化。与塑料封装的UVC LED相比，陶瓷本体具有更优异的热导率，从而在相同驱动电流下可能获得更低的结温，这意味着更长的寿命（L70/B50）和更稳定的输出。2KV的ESD保护是一个显著的可靠性优势，可降低组装和操作过程中的故障率。对波长、光通量和电压的明确分档为设计人员提供了可预测的性能参数，从而实现更严格的系统容差。

10. 常见问题解答 (FAQ)

10.1 这款 LED 的典型寿命是多久？

虽然数据手册未提供L70/B50寿命曲线，但UVC LED的寿命在很大程度上受工作结温影响。通过有效的热设计将结温维持在远低于90°C最高限值的水平（理想情况下低于60-70°C），是实现数千小时工作寿命的主要因素。

10.2 我可以用恒压源驱动这款LED吗？

不可以。LED是电流驱动器件。恒压源无法调节电流，由于LED正向电压的负温度系数，将导致热失控并迅速失效。务必使用恒流驱动器或能主动调节电流的电路。

10.3 如何为我的灭菌应用解读辐射通量（mW）规格？

辐射通量（以毫瓦为单位）是指在UVC波段发射的总光功率。所需通量取决于目标病原体的紫外线剂量（以mJ/cm²为单位）、到目标的距离、曝光时间以及光学系统效率。您必须计算目标处所需的辐照度（μW/cm²），并根据系统的光学效率反向推算出所需的LED通量。

11. 设计与使用案例研究

场景：设计一款手持式表面消毒棒。 该设计需要紧凑的外形、电池供电，以及每次划过表面时能在5-10秒内实现有效消毒。选择UVC3535CZ0215是因为其小巧的3535封装尺寸和150°发光角度，仅需3-5颗LED组成的简单阵列即可覆盖消毒棒的头部区域。设计采用锂离子电池配合升压恒流驱动器，为每颗LED提供80mA电流（在手持设备中略作降额以预留热余量）。PCB采用2盎司铜层，并在LED阵列下方设有大面积散热焊盘，通过导热硅脂连接到设备的铝制外壳上，该外壳充当散热器。基于加速度计的安全开关确保LED仅在消毒棒朝下对准表面时激活，防止意外照射。选择U27B波长分档（275-280nm）是基于其对常见病原体的消杀效力与材料兼容性之间的平衡。

12. 工作原理

UVC LED基于半导体材料（特别是氮化铝镓（AlGaN）结构）的电致发光原理工作。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。通过精确调控AlGaN层中的铝含量来控制其带隙能量，从而获得270-285nm的特定波长。这种短波长、高能量的UV-C光被微生物的DNA和RNA吸收，导致胸腺嘧啶二聚体的形成，从而抑制其复制并导致微生物失活或细胞死亡。

13. 技术趋势

UVC LED市场的重点在于提升电光转换效率（即光输出功率与电输入功率之比），该指标历来低于可见光LED。外延生长、芯片设计和封装光提取效率的改进正推动效能提升。另一趋势是开发波长更短的LED（例如220-230纳米，称为远紫外光），这类光源可在保持杀菌特性的同时提升人体接触安全性。此外，更高功率的单芯片发射器与多芯片封装技术正在兴起，以增加辐照度并减少系统所需元件数量。持续的成本降低努力使UVC LED解决方案在越来越多应用领域与传统汞蒸气灯相比更具竞争力。

LED规格术语

LED技术术语完整解释

光电性能

术语	单位/表示法	简要说明	重要性
发光效能	lm/W (流明每瓦)	每瓦电力产生的光输出，数值越高表示能效越高。	直接决定能效等级和电费成本。
光通量	lm (流明)	光源发出的总光量，通常称为“亮度”。	判断光线是否足够明亮。
Viewing Angle	°（度），例如：120°	光强降至一半时的角度，决定了光束宽度。	影响照明范围与均匀性。
CCT (色温)	K (开尔文)，例如 2700K/6500K	光的冷暖度，数值越低越偏黄/暖，数值越高越偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
CRI / Ra	无量纲，0–100	准确呈现物体颜色的能力，Ra≥80为良好。	影响色彩真实性，用于商场、博物馆等高要求场所。
SDCM	MacAdam椭圆阶数，例如“5阶”	颜色一致性指标，步长越小表示颜色一致性越高。	确保同一批次LED的颜色均匀一致。
主波长	nm (纳米)，例如：620nm (红色)	对应彩色LED颜色的波长。	决定红、黄、绿单色LED的色调。
Spectral Distribution	波长-强度曲线	显示各波长的强度分布。	影响显色性和质量。

电气参数

术语	符号	简要说明	设计考量
正向电压	Vf	点亮LED所需的最小电压，类似于“启动阈值”。	驱动器电压必须≥Vf，串联LED的电压会累加。
正向电流	If	常规LED工作电流值。	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
最大脉冲电流	Ifp	短时可耐受的峰值电流，用于调光或闪烁。	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
Reverse Voltage	Vr	LED可承受的最大反向电压，超过此值可能导致击穿。	电路必须防止反接或电压尖峰。
Thermal Resistance	Rth (°C/W)	芯片到焊点的热传递阻力，数值越低越好。	高热阻需要更强的散热能力。
ESD Immunity	V (HBM), e.g., 1000V	抗静电放电能力，数值越高表示越不易受损。	生产中需采取防静电措施，特别是对于敏感LED。

Thermal Management & Reliability

术语	关键指标	简要说明	影响
结温	Tj (°C)	LED芯片内部实际工作温度。	每降低10°C可能使寿命翻倍；温度过高会导致光衰、色偏。
Lumen Depreciation	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需的时间。	直接定义LED“使用寿命”。
光通维持率	%（例如：70%）	使用一段时间后保留的亮度百分比。	表示长期使用下的亮度保持情况。
色偏	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中的颜色变化程度。	影响照明场景中的色彩一致性。
Thermal Aging	材料性能退化	因长期高温导致的劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路故障。

Packaging & Materials

术语	Common Types	简要说明	Features & Applications
封装类型	EMC, PPA, Ceramic	封装材料保护芯片，提供光学/热学界面。	EMC：耐热性好，成本低；陶瓷：散热更佳，寿命更长。
芯片结构	正面，倒装芯片	芯片电极排列。	倒装芯片：散热更佳，效能更高，适用于大功率。
Phosphor Coating	YAG, Silicate, Nitride	覆盖蓝色芯片，将部分蓝光转换为黄/红光，混合形成白光。	不同的荧光粉会影响光效、色温（CCT）和显色指数（CRI）。
透镜/光学器件	平面型、微透镜型、全内反射型	表面光学结构控制光分布。	决定视角与光分布曲线。

Quality Control & Binning

术语	分箱内容	简要说明	目的
光通量分档	代码，例如：2G, 2H	按亮度分组，每组有最小/最大流明值。	确保同批次亮度均匀。
Voltage Bin	代码，例如 6W, 6X	按正向电压范围分组。	便于驱动器匹配，提高系统效率。
Color Bin	5-step MacAdam ellipse	按色坐标分组，确保范围紧密。	保证颜色一致性，避免灯具内部颜色不均。
CCT Bin	2700K、3000K等	按相关色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

Testing & Certification

术语	Standard/Test	简要说明	显著性
LM-80	光通维持率测试	恒温长期点亮，记录亮度衰减。	用于估算LED寿命（采用TM-21标准）。
TM-21	寿命估算标准	基于LM-80数据估算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA	照明工程协会	涵盖光学、电学、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环境认证	确保不含有害物质（铅、汞）。	国际市场的准入要求。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	照明产品的能效与性能认证。	用于政府采购、补贴项目，提升竞争力。