目錄
- 1. 產品概覽
- 2.1 光度與電氣特性
- ELUA2016OGB系列嘅正向電流(I_F)工作範圍,最大直流額定值為100mA,典型工作點為60mA。喺呢個60mA驅動電流下,正向電壓(V_F)規定喺3.0V至4.0V之間,呢個係驅動電路設計嘅關鍵參數。輻射通量(以毫瓦mW為單位嘅光功率輸出)因型號而異。例如,360-370nm型號嘅最小輻射通量為50mW,典型值80mW,最大值110mW。380-390nm型號由65mW起,390-400nm同400-410nm型號由70mW起。峰值波長分組清晰定義:U36組(360-370nm)、U38組(380-390nm)、U39組(390-400nm)同U40組(400-410nm),測量公差為±1nm。
- 產品採用全面嘅分級系統,根據關鍵性能參數對LED進行分類,確保最終用戶獲得一致性。
- 4. 性能曲線分析
- 提供嘅光譜曲線顯示咗四種峰值波長變體(365nm、385nm、395nm、405nm)喺唔同波長下嘅相對發射強度。每條曲線喺其分組範圍內顯示出一個明顯嘅峰值,具有氮化物基UVA LED典型嘅半高全寬(FWHM)特性。365nm LED嘅發射主要喺350-380nm範圍內,而405nm LED嘅發射則進一步延伸到可見紫色區域。
- 相對輻射通量與正向電流嘅曲線顯示出亞線性關係。輸出隨電流增加而增加,但喺較高電流下可能由於效率下降同熱效應而出現飽和現象。正向電壓與正向電流嘅曲線顯示出典型嘅二極管特性,電壓隨電流對數增加。必須喺指定電流範圍內操作,以避免結溫過度升高。
- 性能與環境溫度嘅曲線對於實際設計至關重要。相對輻射通量隨環境溫度升高而降低,呢個係所有LED嘅常見現象。例如,喺60mA下,當環境溫度達到85°C時,輸出可能降至其25°C時數值嘅約82%。峰值波長亦會隨溫度發生輕微偏移,通常喺工作範圍內增加幾納米。正向電壓隨溫度升高而線性下降,呢點必須喺恆流驅動器設計中考慮。
- 降額曲線定義咗最大允許正向電流作為環境溫度嘅函數。為咗將結溫維持喺105°C以下,喺高環境溫度下工作時必須降低最大允許電流。呢條曲線對於確保長期可靠性同防止熱失控至關重要。
- 5. 機械與封裝信息
- 6. 焊接與組裝指南
- 7. 訂購信息與型號命名
- 8. 應用建議
- 規格書列出咗幾個關鍵應用:UV美甲固化、UV防偽檢測同UV蚊蟲誘捕器。喺UV固化中,通常使用365nm或385nm變體來引發凝膠同粘合劑中嘅光聚合。對於防偽檢測,使用特定波長(通常為365nm或395nm)來激發喺紫外光下會發出熒光嘅安全油墨或材料。喺昆蟲誘捕器中,約365nm嘅較短UVA波長對許多飛蟲具有高度吸引力。
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 問:我可以連續以100mA驅動呢款LED嗎?
- 答:唔可以。最大直流正向電流係一個絕對最大額定值。典型工作條件係60mA。除非提供特殊冷卻(如降額曲線所示),否則連續以100mA工作會超過結溫額定值。呢樣會嚴重縮短壽命並可能導致立即故障。
- 答:最小值係該分級嘅保證下限。典型值係平均值或預期性能。最大值係上限。設計師應使用最小值進行最壞情況計算,以確保其應用獲得足夠嘅UV強度。
- 答:唔係。規格書明確指出散熱焊盤與陰極電氣統一。呢點必須喺PCB佈局中考慮,以避免短路。
- 示例1:便攜式UV固化筆:
- . Practical Design and Usage Examples
- . Operating Principle Introduction
- . Technology Trends and Developments
1. 產品概覽
ELUA2016OGB產品系列係一款高可靠性、採用陶瓷基板嘅LED解決方案,專為紫外線(UVA)應用而設計。呢個系列旨在喺嚴苛環境下提供穩定性能,利用堅固嘅氧化鋁陶瓷封裝,實現卓越嘅熱管理同長壽命。呢款產品主要定位喺中低功率UVA市場,針對需要細小尺寸、高可靠性同特定光譜輸出嘅應用。佢嘅核心優勢包括非常細嘅佔位面積(2.04mm x 1.64mm),適合空間有限嘅設計;內置ESD保護增強耐用性;以及符合RoHS、REACH同無鹵素等主要環保同安全標準。目標市場多元化,涵蓋消費電子、工業固化系統同專業檢測設備。2O32. 技術參數深入分析
2.1 光度與電氣特性
ELUA2016OGB系列嘅正向電流(I_F)工作範圍,最大直流額定值為100mA,典型工作點為60mA。喺呢個60mA驅動電流下,正向電壓(V_F)規定喺3.0V至4.0V之間,呢個係驅動電路設計嘅關鍵參數。輻射通量(以毫瓦mW為單位嘅光功率輸出)因型號而異。例如,360-370nm型號嘅最小輻射通量為50mW,典型值80mW,最大值110mW。380-390nm型號由65mW起,390-400nm同400-410nm型號由70mW起。峰值波長分組清晰定義:U36組(360-370nm)、U38組(380-390nm)、U39組(390-400nm)同U40組(400-410nm),測量公差為±1nm。
2.2 絕對最大額定值與熱特性F為確保器件可靠性,絕對唔可以超過絕對最大額定值。最高結溫(T_j)為105°C。器件嘅工作溫度(T_opr)範圍為-40°C至+85°C,儲存溫度(T_stg)範圍相同。最大ESD耐壓(人體模型)為2000V,為處理同組裝期間提供良好嘅靜電放電保護。適當嘅熱設計對於將結溫維持喺最高限值以下至關重要,因為超過呢個溫度會加速性能衰退並縮短使用壽命。F3. 分級系統說明
產品採用全面嘅分級系統,根據關鍵性能參數對LED進行分類,確保最終用戶獲得一致性。
3.1 輻射通量分級J輻射通量根據峰值波長組進行分級。對於365nm組(U36),分級代碼R1涵蓋50-75mW,R2涵蓋75-110mW。對於385nm組(U38),R4涵蓋65-85mW,R5涵蓋85-110mW。對於395-405nm組(U39/U40),R5涵蓋70-90mW,R6涵蓋90-110mW。測量公差為±10%。3.2 峰值波長分級如前所述,峰值波長分為四個主要組別:U36、U38、U39同U40,對應從360nm開始嘅10nm範圍。咁樣設計師就可以根據應用需要(例如特定樹脂嘅最佳固化或檢測器嘅峰值靈敏度)選擇具有精確光譜輸出嘅LED。3.3 正向電壓分級正向電壓以0.2V為增量從3.0V分級到4.0V(例如,3032代表3.0-3.2V,3234代表3.2-3.4V,等等)。此分級係喺60mA標準工作電流下定義,測量公差為±2%。選擇來自緊密電壓分級嘅LED有助於設計更均勻嘅驅動電路,並喺LED陣列中實現一致性能。
4. 性能曲線分析
4.1 光譜分佈
提供嘅光譜曲線顯示咗四種峰值波長變體(365nm、385nm、395nm、405nm)喺唔同波長下嘅相對發射強度。每條曲線喺其分組範圍內顯示出一個明顯嘅峰值,具有氮化物基UVA LED典型嘅半高全寬(FWHM)特性。365nm LED嘅發射主要喺350-380nm範圍內,而405nm LED嘅發射則進一步延伸到可見紫色區域。
4.2 電流 vs. 輻射通量與電壓
相對輻射通量與正向電流嘅曲線顯示出亞線性關係。輸出隨電流增加而增加,但喺較高電流下可能由於效率下降同熱效應而出現飽和現象。正向電壓與正向電流嘅曲線顯示出典型嘅二極管特性,電壓隨電流對數增加。必須喺指定電流範圍內操作,以避免結溫過度升高。
4.3 溫度依賴性
性能與環境溫度嘅曲線對於實際設計至關重要。相對輻射通量隨環境溫度升高而降低,呢個係所有LED嘅常見現象。例如,喺60mA下,當環境溫度達到85°C時,輸出可能降至其25°C時數值嘅約82%。峰值波長亦會隨溫度發生輕微偏移,通常喺工作範圍內增加幾納米。正向電壓隨溫度升高而線性下降,呢點必須喺恆流驅動器設計中考慮。
4.4 降額曲線
降額曲線定義咗最大允許正向電流作為環境溫度嘅函數。為咗將結溫維持喺105°C以下,喺高環境溫度下工作時必須降低最大允許電流。呢條曲線對於確保長期可靠性同防止熱失控至關重要。
5. 機械與封裝信息
LED封裝喺一個細小嘅表面貼裝器件(SMD)封裝內,尺寸為2.04mm(長)x 1.64mm(寬)x 0.75mm(高)。封裝採用氧化鋁陶瓷(Al2O3)製成,與塑料封裝相比具有優異嘅導熱性,有助於芯片散熱。透鏡提供典型120度視角。陰極喺封裝上有標識。規格書中提供詳細嘅尺寸圖,指定焊盤位置同公差(通常為±0.2mm)。一個重要注意事項係散熱焊盤與陰極電氣連接。機械設計強調唔應該透過透鏡處理器件,因為機械應力可能導致故障。
6. 焊接與組裝指南
ELUA2016OGB適用於標準表面貼裝技術(SMT)工藝,包括回流焊接。關鍵指南包括:回流焊接工藝唔應該執行超過兩次,以最小化對封裝同內部連接嘅熱應力。焊接加熱階段期間,必須避免對LED施加機械應力。焊接過程完成後,應避免彎曲印刷電路板(PCB),以防止焊點或陶瓷封裝本身開裂。如果使用粘合劑固化,必須遵循標準工藝流程。呢啲預防措施對於保持LED嘅結構完整性同長期可靠性至關重要。
7. 訂購信息與型號命名
產品訂購代碼遵循詳細結構:ELUA2016OGB-PXXXXYY3040060-V21M。每個部分都有特定含義:"EL"代表製造商,"UA"表示UVA類型,"2016"表示2.0x1.6mm封裝尺寸,"O"指定氧化鋁陶瓷材料,"G"表示銀塗層,"B"表示120度光束角。"PXXXX"部分定義峰值波長範圍(例如,6070代表360-370nm)。"YY"部分指定最小輻射通量分級(例如,R1代表50mW)。"3040"表示正向電壓範圍3.0-4.0V,"060"指定正向電流60mA。後綴"V21M"表示垂直芯片類型、20mil芯片尺寸、單芯片同成型工藝類型。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
規格書列出咗幾個關鍵應用:UV美甲固化、UV防偽檢測同UV蚊蟲誘捕器。喺UV固化中,通常使用365nm或385nm變體來引發凝膠同粘合劑中嘅光聚合。對於防偽檢測,使用特定波長(通常為365nm或395nm)來激發喺紫外光下會發出熒光嘅安全油墨或材料。喺昆蟲誘捕器中,約365nm嘅較短UVA波長對許多飛蟲具有高度吸引力。
8.2 設計考慮因素2O3使用呢款LED進行設計時,有幾個因素至關重要。熱管理係關鍵;確保足夠嘅PCB銅面積或散熱裝置來散熱,特別係喺接近或達到最大電流工作時。使用恆流驅動電路以確保穩定嘅光輸出並保護LED免受電流尖峰影響。設計多LED陣列嘅驅動電路時,考慮正向電壓分級以確保均勻嘅電流分佈。考慮最終應用環境中輸出同波長嘅溫度依賴性。始終遵守絕對最大額定值以保證可靠性。
9. 技術比較與差異化
與標準塑料封裝UVA LED相比,ELUA2016OGB嘅陶瓷封裝提供顯著更好嘅熱性能,從而喺高溫或高功率密度應用中具有更高嘅最大驅動電流潛力、更好嘅光通維持率同更長嘅壽命。集成2kV ESD保護係提高製造同現場使用穩健性嘅顯著優勢。與未分級或寬鬆分級嘅產品相比,喺波長、通量同電壓方面嘅精確分級允許應用性能具有更高嘅一致性。細小嘅2016佔位面積實現咗較大封裝類型無法實現嘅小型化。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:唔同波長型號(例如365nm vs 405nm)有咩區別?2O3答:主要區別係峰值發射波長。365nm發射喺較短嘅UVA範圍,通常用於固化特定化學物質同吸引昆蟲。405nm位於UVA同可見紫色嘅邊界,適用於需要某啲可見提示或特定材料對較長波長反應更好嘅應用。
問:我可以連續以100mA驅動呢款LED嗎?
答:唔可以。最大直流正向電流係一個絕對最大額定值。典型工作條件係60mA。除非提供特殊冷卻(如降額曲線所示),否則連續以100mA工作會超過結溫額定值。呢樣會嚴重縮短壽命並可能導致立即故障。
問:我應該點樣理解輻射通量值(最小/典型/最大)?
答:最小值係該分級嘅保證下限。典型值係平均值或預期性能。最大值係上限。設計師應使用最小值進行最壞情況計算,以確保其應用獲得足夠嘅UV強度。
問:散熱焊盤係電氣隔離嘅嗎?
答:唔係。規格書明確指出散熱焊盤與陰極電氣統一。呢點必須喺PCB佈局中考慮,以避免短路。
11. 實際設計與使用示例
示例1:便攜式UV固化筆:
設計師創建一款用於固化牙科填充物或指甲凝膠嘅手持設備。佢哋選擇ELUA2016OGB-P8090R43040060-V21M(385nm,最小65mW),因為其輸出同波長適用性平衡。佢哋設計一個細小PCB,喺LED下方鋪銅作為散熱器,由3.7V鋰離子電池嘅升壓轉換器驅動,提供恆定60mA電流。LED嘅細小尺寸允許時尚嘅筆形設計。
示例2:鈔票驗證器模塊:
對於防偽檢測系統,工程師需要穩定嘅UV光源。佢哋選擇ELUA2016OGB-P6070R13040060-V21M(365nm),因為其對安全特徵有效。佢哋喺一個細小模塊上設計一個由4個LED組成嘅陣列。通過選擇來自相同正向電壓分級(例如3234)嘅LED,將佢哋串聯連接,使用單個設定為60mA嘅恆流驅動器,確保陣列亮度均勻並簡化驅動器設計。
12. 工作原理介紹
UVA LED,如ELUA2016OGB,係基於氮化鋁鎵(AlGaN)材料系統嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,電子同空穴被注入有源區。佢哋嘅復合以光子形式釋放能量。呢啲光子嘅特定波長(喺UVA範圍,315-400nm)由有源區半導體材料嘅帶隙能量決定,呢個係喺外延生長過程中設計嘅。陶瓷封裝用於提取光線、提供機械保護,最重要嘅係將熱量從半導體芯片傳導到外部環境,呢個對於維持效率同壽命至關重要。
13. 技術趨勢與發展
UVA LED市場嘅驅動趨勢包括更高效率(每電瓦更多輻射通量)、更長器件壽命同每毫瓦成本降低。目前正喺進行研究以提高AlGaN材料嘅內部量子效率(IQE)同增強芯片嘅光提取。封裝趨勢包括開發更高效熱嘅基板同針對特定光束模式嘅新型透鏡設計。此外,對於需要非常特定光子能量嘅應用(例如先進醫療同工業固化過程),正推動更嚴格嘅波長控制同更窄嘅光譜發射。由2016等封裝體現嘅小型化趨勢,繼續推動可穿戴同超緊湊設備中嘅新應用。
A: No. The datasheet explicitly states the thermal pad is electrically unified with the cathode. This must be considered during PCB layout to avoid short circuits.
. Practical Design and Usage Examples
Example 1: Portable UV Curing Pen:A designer creates a handheld device for curing dental fillings or nail gel. They select the ELUA2016OGB-P8090R43040060-V21M (385nm, 65mW min) for its balance of output and wavelength suitability. They design a small PCB with a copper pour under the LED as a heatsink, driven by a boost converter from a 3.7V Li-ion battery providing a constant 60mA. The compact size of the LED allows for a sleek pen design.
Example 2: Banknote Validator Module:For a counterfeit detection system, an engineer needs a stable UV source. They choose the ELUA2016OGB-P6070R13040060-V21M (365nm) for its effectiveness on security features. They design an array of 4 LEDs on a small module. By selecting LEDs from the same forward voltage bin (e.g., 3234), they connect them in series with a single constant-current driver set to 60mA, ensuring uniform brightness across the array and simplifying the driver design.
. Operating Principle Introduction
UVA LEDs, like the ELUA2016OGB, are semiconductor devices based on aluminum gallium nitride (AlGaN) material systems. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes are injected into the active region. Their recombination releases energy in the form of photons. The specific wavelength of these photons (in the UVA range, 315-400nm) is determined by the bandgap energy of the semiconductor materials in the active region, which is engineered during the epitaxial growth process. The ceramic package serves to extract the light, provide mechanical protection, and most importantly, conduct heat away from the semiconductor chip to the external environment, which is critical for maintaining efficiency and lifespan.
. Technology Trends and Developments
The UVA LED market is driven by trends towards higher efficiency (more radiant flux per electrical watt), longer device lifetimes, and reduced cost per milliwatt. There is ongoing research into improving the internal quantum efficiency (IQE) of AlGaN materials and enhancing light extraction from the chip. Packaging trends include the development of even more thermally efficient substrates and novel lens designs for specific beam patterns. Furthermore, there is a push for tighter wavelength control and narrower spectral emission for applications requiring very specific photon energies, such as advanced medical and industrial curing processes. The miniaturization trend, exemplified by packages like the 2016, continues to enable new applications in wearable and ultra-compact devices.
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |