ELUA3535NU6 4W 系列 UVA LED 數據手冊 - 3.75x3.75x2.6mm - 3.6-4.8V - 4W - 英文技術文件

1. 產品概述

ELUA3535NU6產品系列代表一種高可靠性、陶瓷基底嘅LED解決方案，專為要求嚴格嘅紫外線A（UVA）應用而設計。該系列旨在喺耐用性同光輸出穩定性至關重要嘅環境中提供穩定性能。

1.1 核心優勢與目標市場

The primary advantages of this series stem from its robust construction and electrical design. The use of an Aluminum Nitride (AlN) ceramic substrate provides superior thermal conductivity, which is essential for managing the heat generated by high-power UV operation and ensuring long-term reliability. The device incorporates built-in Electrostatic Discharge (ESD) protection rated up to 2KV (Human Body Model), significantly enhancing its handling robustness during assembly. Furthermore, the product is fully compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free regulations (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm), making it suitable for global markets with strict environmental standards. The target applications are primarily in industrial and commercial sectors requiring UVA irradiation, including but not limited to UV sterilization systems for air and water purification, UV photocatalyst activation for surface treatment, and specialized UV sensor lighting.

2. 技術參數深入剖析

本部分對數據表中指定嘅關鍵技術參數提供詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

「絕對最大額定值」定義了器件的應力極限，超出此極限可能會對器件造成永久性損壞。對於385nm、395nm及405nm型號，最大連續正向電流（I_F）為1250mA。值得注意的是，365nm型號的最大額定電流較低，為700mA，這是一個關鍵的設計考量因素。最大接面溫度（T_J）為105°C。由接面至散熱焊盤的熱阻（R_th) 指定為 4°C/W。此參數對熱管理設計至關重要；例如，在最大額定電流下，可以計算從焊盤到結點的溫升。該器件可在 -10°C 至 +100°C 的環境溫度範圍內工作。

2.2 Photometric and Electrical Characteristics

訂貨代碼表提供咗唔同波長區間嘅關鍵性能指標。輻射通量，即係衡量UV光譜總光功率輸出嘅指標，會因型號而異。對於365nm版本（ELUA3535NU6-P6070U23648700-V41G），典型輻射通量喺700mA下為1300mW。至於385nm、395nm同405nm版本，典型輻射通量喺1000mA下為1475mW。所有型號嘅正向電壓（V_F）喺各自測試電流下測量，規定範圍為3.6V至4.8V。驅動電路設計必須考慮此範圍，以確保電流調節正常。

3. 分檔系統說明

本產品根據三個關鍵參數進行分檔，以確保終端用戶使用嘅一致性。

3.1 峰值波長分檔

發射出的紫外光被分為四個不同的波長檔：U36 (360-370nm)、U38 (380-390nm)、U39 (390-400nm) 及 U40 (400-410nm)。峰值波長量測的容差為 ±1nm。這種精確的分檔讓設計師能夠根據其應用選擇所需的光譜輸出，例如匹配特定光催化劑的活化光譜。

3.2 輻射通量分檔

輻射通量輸出亦會進行分檔。對於365nm波長，分檔範圍由U1 (900-1000mW) 至 U4 (1400-1600mW)。對於385-405nm波長，分檔為U51 (1350-1600mW) 及 U52 (1600-1850mW)。量測容差為±10%。此系統可根據所需光功率密度進行選擇。

3.3 順向電壓分檔

正向電壓分為三個檔位：3640 (3.6-4.0V)、4044 (4.0-4.4V) 及 4448 (4.4-4.8V)，測量條件為指定測試電流（365nm 為 700mA，其他為 1000mA），容差為 ±2%。了解 V_F 分檔有助於優化電源效率及預測熱負載。

4. 性能曲線分析

典型特性曲線有助於深入了解器件在不同工作條件下的行為表現。

4.1 Spectrum and Relative Radiant Flux vs. Current

光譜圖顯示不同波長型號（365nm、385nm、395nm、405nm）均有明顯的峰值，其光譜帶寬相對較窄，屬LED光源的典型特徵。相對輻射通量與正向電流曲線顯示，在達到額定電流前，驅動電流與光輸出呈近乎線性的關係，表明在工作範圍內具有良好效率。365nm曲線於700mA處終止，反映其額定最大電流較低。

4.2 熱特性

相對輻射通量與環境溫度關係圖至關重要。圖表顯示，隨著環境溫度（測量點為散熱焊盤）上升，輻射通量會下降。這種熱衰減效應係LED嘅基本特性。不同波長嘅下降速率略有差異，但幅度顯著，強調有效散熱對維持輸出嘅必要性。正向電壓與環境溫度曲線顯示負溫度係數，即V_F 會隨溫度上升而下降，呢點對於恆流驅動器嘅穩定性非常重要。

4.3 正向電壓與峰值波長偏移

正向電壓與正向電流曲線呈現二極管的標準指數形狀。峰值波長與正向電流及環境溫度的關係曲線顯示，峰值發射波長會隨驅動電流和溫度的變化而輕微偏移。這種偏移通常在幾納米的量級，對於需要精確光譜定位的應用而言是一個重要因素。

5. 機械與封裝資料

5.1 實體尺寸

該LED採用表面貼裝器件（SMD）封裝，尺寸為3.75毫米（長）x 3.75毫米（闊）x 2.6毫米（高）。尺寸圖標明所有關鍵長度，包括透鏡拱頂高度及焊盤位置。一般公差為±0.1毫米，厚度公差為±0.15毫米。

5.2 焊盤配置與極性

底部視圖清晰顯示焊盤佈局。該封裝配有多個散熱/電氣焊盤。中央焊盤主要用於將熱量高效傳導至PCB的銅平面。周圍焊盤用於電氣連接。圖中標示了極性，陽極和陰極焊盤有明確標記，以防止組裝時反向安裝。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接製程

本器件適用於標準表面貼裝技術 (SMT) 製程。數據手冊包含回流焊接溫度曲線圖，標明建議的升溫、恆溫、峰值及冷卻速率。主要指示包括：回流焊接製程不應進行超過兩次，以避免對內部晶片及接合點造成過度熱應力。加熱期間應避免對LED本體施加機械應力。焊接後應避免彎曲PCB，以防焊點或陶瓷封裝破裂。

6.2 儲存與處理

雖然提供的摘錄中未有明確詳述，但根據其操作及儲存溫度額定值（T_Stg工作温度範圍（-40°C 至 +100°C）以外時，器件應存放於乾燥及溫度受控的環境中。儘管內置2KV ESD保護，操作時仍須遵循標準的靜電防護措施。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

喺設計上，恆流驅動器係穩定運作嘅必要條件。必須揀選能夠提供所需電流（365nm波長需700mA，其他波長可高達1000mA或以上，但唔可以超過絕對最大限值）嘅驅動器，並且要配合所選檔位嘅正向電壓範圍。充足嘅散熱措施係不容妥協嘅。PCB應該採用熱優化佈局，設有大面積銅區，並透過多個過孔連接中央散熱焊盤，將熱力散逸到其他層或外部散熱器。

7.2 設計考慮因素

熱管理： 使用公式 T_J = T_PCB + (R_th * P_diss), where P_diss ≈ V_F * I_F. 確保 T_J 維持低於 105°C。
Optical Design: 60°視角提供相對較寬的光束。對於聚焦應用，需要使用由紫外線透明材料（例如石英、特殊塑料）製成的二次光學元件（透鏡、反射器）。
安全： UVA輻射可能對眼睛和皮膚有害。最終產品設計必須包含適當的防護外殼、警告標籤和安全互鎖裝置。

8. 技術比較與區別

相比標準塑膠封裝或低功率UV LED，ELUA3535NU6系列透過其陶瓷封裝實現差異化，該封裝在高驅動條件下提供卓越的熱性能與使用壽命。針對三個參數（波長、光通量、電壓）的明確分檔，提供了對於製程重複性至關重要的工業應用所必需的一致性和可選擇性。緊湊封裝內的高輻射通量輸出，使得系統設計能夠更為緊湊且高效。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q: 點解365nm版本嘅最大電流（700mA）比其他版本（1250mA）低？
A: 通常係因為波長較短時，半導體材料特性同效率特性唔同。365nm芯片可能有較高嘅工作電壓或唔同嘅熱特性，為確保可靠性同防止加速老化，所以限制咗安全工作電流。

Q: 我應該點樣理解「典型輻射通量」嘅數值？
A: 「典型」值是生產中具有代表性或平均值的數值。為保證最低性能，設計師在進行電路計算和系統性能保證時，應使用訂單代碼表中的「最低輻射通量」值或所選輻射通量區間的下限值。

Q: 我可以用恆壓源驅動這款LED嗎？
A: 強烈不建議這樣做。LED是電流驅動器件。其正向電壓具有容差和負溫度係數。使用恆壓源可能導致熱失控，即電流增加導致發熱，從而降低V_F，導致更多電流流過，可能損壞LED。務必使用恆流驅動器。

10. 實際應用案例示例

場景：設計用於黏合劑的UV固化站。
一間製造商需要固化一種對395nm波長敏感嘅紫外光固化膠。佢哋揀選咗ELUA3535NU6-P9000U5136481K0-V41G（390-400nm波長分檔，U51光通量分檔）。為咗達到最佳散熱效果，佢哋設計咗一個由10粒LED組成嘅陣列，安裝喺鋁基印刷電路板（MCPCB）上。每粒LED都由獨立嘅恆流驅動模組以1000mA驅動。散熱設計確保LED下方嘅PCB溫度維持喺85°C以下，以保持結溫喺安全範圍內，並維持高輻射輸出。60°嘅寬廣發光角度為固化區域提供良好覆蓋。而分檔帶來嘅一致波長，確保所有生產出嚟嘅組件都具有均勻嘅固化性能。

11. 工作原理簡介

UVA LED嘅基本工作原理同可見光LED一樣，都係基於半導體p-n接面嘅電致發光現象。當施加正向電壓時，電子同電洞喺發光區複合，以光子形式釋放能量。呢啲光子嘅特定波長（喺UVA範圍，即315-400nm）由芯片結構中使用嘅半導體材料（例如氮化鋁鎵（AlGaN）或類似化合物半導體）嘅帶隙能量決定。陶瓷封裝作為堅固嘅機械外殼、電絕緣體，同時係高效嘅熱傳導路徑，用於將熱量從半導體晶片移除。

12. 行業趨勢與發展

UVA LED市場嘅增長動力，嚟自於喺消毒同固化等應用中取代傳統汞蒸氣燈，其優勢包括即開即關、使用壽命更長、體積更細，以及唔含有害物質。行業趨勢包括持續提升「電光轉換效率」（WPE），更有效地將電能轉化為光能，從而降低系統熱負荷。同時，業界亦不斷開發以提高單一封裝嘅輸出功率密度，並改善喺更高工作溫度下嘅可靠性。此外，光譜調校以匹配特定光引發化學過程係一個活躍嘅研究領域，旨在實現更高效、更具針對性嘅工業流程。