目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 技术参数：深度客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 在Ta=25°C下的光电特性
- 2.3 热特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 正向电压分档
- 3.2 辐射通量分档
- 3.3 峰值波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对辐射通量 vs. 正向电流
- 4.2 相对光谱分布
- 4.3 正向电流 vs. 正向电压
- 4.4 相对辐射通量 vs. 结温
- 4.5 辐射模式
- 4.6 正向电流降额曲线
- 4.7 正向电压 vs. 结温
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 极性识别与焊盘设计
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 手工焊接与通用注意事项
- 6.3 清洁
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 载带与卷盘规格
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计考量
- 9. 可靠性与寿命
- 9.1 可靠性测试计划
- 9.2 失效标准
- 10. 常见问题解答
- 11. 设计及使用案例
- 12. 技术介绍与发展趋势
- 12.1 工作原理
- 12.2 发展趋势
1. 产品概述
LTPL-G35UVC产品系列代表了一款专为杀菌和医疗应用设计的高能效先进固态光源。该技术将发光二极管固有的长寿命、高可靠性特点与有效的杀菌输出相结合，对传统紫外光源构成了有力挑战。它为UVC消毒解决方案提供了设计灵活性，并开启了新的可能性。
1.1 核心优势与目标市场
这款UVC LED专为需要有效灭活微生物的应用而设计。其主要优势在于，相较于传统的汞蒸气灯，凭借更高的能效和更长的使用寿命，显著降低了运行和维护成本。该器件符合RoHS标准且无铅，符合全球环保法规。同时，它兼容集成电路，便于集成到现代电子控制系统中。目标市场涵盖医疗器械灭菌、水和空气净化系统以及表面消毒设备。
2. 技术参数：深度客观解读
2.1 绝对最大额定值
超出这些极限操作可能导致器件永久性损坏。最大功耗为1.1 W。绝对最大直流正向电流为150 mA。器件工作环境温度范围为-40°C至+80°C，存储温度为-40°C至+100°C。最大允许结温为105°C。不建议在反向偏压条件下长时间工作，否则可能导致器件失效。
2.2 在Ta=25°C下的光电特性
关键性能参数在120mA标准测试电流下测得。正向电压典型值为5.7V，最小5.0V，最大7.5V。代表总光功率输出的辐射通量典型值为19 mW，最小值为14 mW。峰值波长位于UVC光谱范围内，介于265 nm至280 nm之间，旨在针对DNA/RNA的吸收峰以实现有效消毒。结到焊点的热阻典型值为24 K/W，表明需要适当的散热管理。视角典型值为120度。器件可承受高达2000V（人体模型）的静电放电。
2.3 热特性
有效的散热对于性能和寿命至关重要。指定的24 K/W热阻值是使用2.0 x 2.0 x 0.17 cm铝基金属芯印刷电路板测得的。超过105°C的最大结温将加速光衰并可能导致灾难性故障。设计人员必须根据施加的功率和环境条件计算所需的散热方案，以确保结温保持在安全范围内。
3. 分档系统说明
为确保应用设计的一致性，LED会根据性能进行分档。
3.1 正向电压分档
在120mA下，LED被分为五个电压档，从V1到V5，每档覆盖0.5V，范围从5.0V到7.5V。每档的容差为±0.1V。这使得设计人员可以选择具有相似压降的LED，以便在并联配置中稳定运行，或准确预测驱动器要求。
3.2 辐射通量分档
在120mA下，光输出被分为四个通量档，从X1到X4。X1覆盖14-17 mW，X2覆盖17-20 mW，X3覆盖20-23 mW，X4包含23 mW及以上的器件。容差为±7%。对于需要精确剂量控制的应用，此分档至关重要，因为辐射通量直接影响杀菌效果。
3.3 峰值波长分档
所有器件均属于单一波长档W1，范围从265 nm到280 nm，测量容差为±3 nm。档位代码标记在包装袋上以便追溯。
4. 性能曲线分析
4.1 相对辐射通量 vs. 正向电流
光输出随电流增加呈超线性增长。虽然在更高电流下驱动可获得更多输出，但同时也会产生显著更多的热量，必须加以管理以避免热失控和加速老化。
4.2 相对光谱分布
光谱输出曲线显示了一个集中在UVC范围内的窄发射带。在265-280 nm档内的确切峰值波长会影响微生物灭活效率，因为不同病原体的吸收光谱略有差异。
4.3 正向电流 vs. 正向电压
该曲线展示了二极管的电压与电流之间的指数关系。这对于设计恒流驱动器至关重要，因为电压的微小变化会导致电流的巨大变化，从而影响光输出和器件温度。
4.4 相对辐射通量 vs. 结温
UVC LED的效率对温度高度敏感。辐射通量随结温升高而降低。此图量化了降额情况，强调了在整个器件寿命期间保持低结温对于稳定光学性能的极端重要性。
4.5 辐射模式
极坐标图展示了典型的120度视角，显示了发射的UVC辐射的空间分布。这对于设计光学元件或反射器以有效地将杀菌光引导到目标表面或体积上非常重要。
4.6 正向电流降额曲线
该曲线定义了最大允许正向电流与环境温度的函数关系。随着环境温度升高，必须降低最大安全工作电流以防止结温超过105°C。
4.7 正向电压 vs. 结温
正向电压具有负温度系数；它随结温升高而降低。这一特性有时可用于闭环热管理系统中进行间接温度监测。
5. 机械与封装信息
5.1 外形尺寸
封装尺寸约为3.5mm x 3.5mm。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.2mm。PCB焊盘设计应参考精确的机械图纸。
5.2 极性识别与焊盘设计
提供了推荐的印刷电路板焊接焊盘布局，以确保可靠的焊接和热连接。阳极和阴极焊盘已明确标示。遵循此焊盘布局对于确保LED与PCB的正确对位、电气连接以及从LED结到PCB的热传递至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
推荐使用无铅回流焊温度曲线。关键参数包括：峰值温度最高260°C，时间在217°C以上介于60-150秒之间。预热温度应在150-200°C之间，持续60-120秒。升温速率不应超过3°C/秒，降温速率不应超过6°C/秒。从25°C到峰值温度的总时间应少于8分钟。不建议使用快速冷却过程。
6.2 手工焊接与通用注意事项
如果必须进行手工焊接，烙铁头温度不应超过300°C，接触时间应限制在最多2秒，且仅限一次操作。回流焊不应超过三次。所有温度参考值均针对封装体顶部。不保证浸焊的适用性。焊接温度曲线可能需要根据所使用的特定焊膏进行调整。
6.3 清洁
如果焊接后需要清洁，只能使用酒精类溶剂，如异丙醇。未指定的化学清洁剂可能会损坏LED封装材料和光学性能。
7. 包装与订购信息
7.1 载带与卷盘规格
LED以载带包装提供，载带带有压纹并用盖带密封，卷绕在7英寸卷盘上。标准卷盘最多包含500片，剩余部分最小包装数量为100片。包装符合EIA-481-1-B规范。允许载带中最多连续缺失两个元件。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
这款UVC LED适用于多种杀菌应用，包括：医疗和实验室设备表面消毒、工具灭菌、使用点或小规模应用的水净化系统，以及暖通空调系统或便携式设备中的空气净化。其固态特性使其成为电池供电或紧凑型设计的理想选择，在这些应用中汞灯不切实际。
8.2 设计考量
驱动方式：LED是电流驱动器件。必须使用恒流驱动器以确保稳定的光输出并防止热失控。连接多个LED时，优先采用串联连接以保证电流一致性。如果必须并联，强烈建议为每个支路使用单独的限流电阻或独立的驱动器，以补偿器件间微小的Vf差异。
热管理：这是最关键的设计因素。应使用合适的金属芯PCB或其他有效的散热方法，尽可能降低结温，理想情况下低于85°C，以实现最长寿命和输出稳定性。必须精心设计从焊点到环境的热通路。
光学设计：需考虑120度的视角。对于需要聚焦的应用，可能需要使用石英或特种塑料等UVC透明材料制成的二次光学元件。确保光路中的所有材料都能抵抗UVC引起的降解。
安全性：UVC辐射对人体皮肤和眼睛有害。外壳必须防止UVC光在操作期间任何泄漏。根据需要加入安全联锁装置和警告标签。
9. 可靠性与寿命
9.1 可靠性测试计划
产品经过全面的可靠性测试，包括：在120mA下进行3000小时室温工作寿命测试，在150mA下进行1000小时测试；在100°C和-40°C下各进行1000小时的高低温存储寿命测试；在60°C/90% RH下进行1000小时的高温高湿存储测试；以及从-30°C到85°C进行100个循环的非工作热冲击测试。寿命测试将LED安装在90x70x4mm的金属散热器上进行。
9.2 失效标准
如果测试后，在120mA下的正向电压相对于初始值变化超过±10%，或在120mA下的辐射通量降至其初始值的50%以下，则该器件被视为失效。
10. 常见问题解答
问：典型的光功率输出是多少？
答：在120mA驱动电流和25°C下，典型辐射通量为19 mW，器件分档范围从14 mW到23 mW及以上。
问：如何驱动这款LED？
答：必须使用恒流驱动器。绝对最大电流为150mA。典型工作点为120mA，对应的典型正向电压为5.7V。切勿在没有限流的情况下将其直接连接到电压源。
问：为什么热管理如此重要？
答：UVC LED的效率随温度升高显著下降。高结温也会急剧缩短器件的使用寿命。适当的散热对于可靠性能是不可妥协的。
问：我可以将其用于水消毒吗？
答：可以，它适用于水净化。265-280 nm波长对细菌、病毒和原生动物有效。设计必须确保UVC光能有效穿透水，并且LED封装必须与环境适当隔离密封。
问：我可以对此元件进行多少次回流焊？
答：建议最多进行三次回流焊循环。手工焊接应仅进行一次，并严格控制时间和温度。
11. 设计及使用案例
场景：设计一款便携式表面消毒棒。
1. 电气设计：使用标称电压为3.7V的锂离子电池，搭配升压恒流驱动电路，设定为120mA。驱动器必须高效地将电池电压转换为LED所需的约5.7V。热设计：将LED安装在一个小型带鳍片的铝制散热器上。必须计算整个热通路的热阻，以确保在典型的30-60秒工作周期内，结温保持在85°C以下。如果消毒棒设计用于长时间使用，可考虑主动冷却。机械/光学设计：将LED和散热器置于消毒棒头部。使用石英透镜将120度光束聚焦到更小的光斑上，以提高目标表面的辐照度。外壳必须完全阻挡任何UVC光泄漏给用户。安全功能：集成接近传感器或物理防护装置，确保LED仅在接触表面时才能开启。包含定时器以限制每次激活的照射时长。
12. 技术介绍与发展趋势
12.1 工作原理
UVC LED是半导体器件，当电流通过时，会发射200-280纳米范围的光。这种发射发生在电子与器件有源区内的空穴复合时，以光子的形式释放能量。特定波长由所用半导体材料的带隙能量决定，对于UVC LED，通常基于氮化铝镓化合物。发射的UVC辐射通过破坏微生物的DNA和RNA，阻止其复制，从而实现灭活。
12.2 发展趋势
UVC LED市场正致力于提高电光转换效率，该效率历史上一直低于可见光LED。外延生长、芯片设计和封装出光效率的改进正稳步推动效率提升。另一个关键趋势是提高单芯片和单封装的输出功率，从而实现更紧凑、更强大的消毒系统。研究也在持续进行，以改善器件在高电流、高温工作条件下的寿命和可靠性。通过扩大制造规模和提升良率来降低成本，仍然是推动其更广泛地替代传统汞灯技术的关键驱动力。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |