目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術規格詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性 (Ta=25°C)
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 順向電壓 (Vf) 分級
- 3.2 輻射通量 (mW) 分級
- 3.3 峰值波長 (Wp) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對輻射通量 vs. 順向電流
- 4.2 相對光譜分佈
- 4.3 輻射模式
- 4.4 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)
- 4.5 相對輻射通量 vs. 接面溫度
- 4.6 順向電流降額曲線
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 建議PCB焊接焊盤佈局
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 手動焊接
- 6.3 清潔
- 7. 包裝同訂購資料
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 可靠性同測試
- 10. 技術比較同趨勢
- 10.1 對比傳統UV光源嘅優勢
- 10.2 發展趨勢
- 11. 常見問題 (基於技術數據)
- 11.1 我應該用幾多驅動電流？
- 11.2 點樣解讀分級代碼？
- 11.3 散熱管理有幾重要？
- 11.4 可唔可以用電壓源嚟供電俾呢隻LED？
- 12. 實用設計同使用案例
- 13. 工作原理
1. 產品概覽
呢款產品係一隻高功率紫外光 (UV) 發光二極管 (LED)，專為需要固態UV光源嘅高要求應用而設計。佢代表咗一種比傳統UV技術更慳電嘅替代方案，結合咗LED技術固有嘅長使用壽命同可靠性，以及顯著嘅輻射輸出。
核心優勢：
- IC兼容性：設計上易於整合到電子電路同控制系統。
- 環保合規：產品符合RoHS標準，並採用無鉛製程生產。
- 運作效率：同傳統嘅水銀燈等UV光源相比，運作成本更低。
- 減少維護：固態特性同長壽命顯著降低咗維護需求同相關成本。
- 設計自由度：能夠實現以往受傳統UV燈技術限制嘅新外形同應用設計。
目標市場：呢隻LED主要針對UV固化應用，例如油墨、黏合劑同塗層，以及工業、醫療同分析設備中其他常見嘅UV應用，呢啲應用都需要可靠、長壽嘅365nm UV光源。
2. 技術規格詳解
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。唔建議長時間喺呢啲極限或接近極限嘅情況下運作。
- 直流順向電流 (If)：1000 mA (最大連續電流)。
- 功耗 (Po)：4.4 W (最大功率損耗)。
- 工作溫度範圍 (Topr)：-40°C 至 +85°C (正常運作嘅環境溫度範圍)。
- 儲存溫度範圍 (Tstg)：-55°C 至 +100°C (非運作狀態下嘅儲存溫度範圍)。
- 接面溫度 (Tj)：125°C (半導體接面允許嘅最高溫度)。
重要注意：長時間喺反向偏壓條件下運作可能導致組件故障。
2.2 電光特性 (Ta=25°C)
呢啲係喺標準測試條件下 (順向電流，If = 700mA) 測量嘅典型性能參數。
- 順向電壓 (Vf)：3.8 V (典型值)，範圍由 3.2 V (最小) 到 4.4 V (最大)。呢個參數對驅動器設計至關重要。
- 輻射通量 (Φe)：1300 mW (典型值)，範圍由 1050 mW (最小) 到 1545 mW (最大)。呢個數值量度咗UV光譜中嘅總光功率輸出。
- 峰值波長 (λp)：中心位於365nm區域，分級範圍由360nm到370nm。呢個定義咗主要嘅UV發射峰值。
- 視角 (2θ1/2)：130° (典型值)。呢個表示一個寬廣嘅輻射模式。
- 熱阻 (Rthjs)：5.1 °C/W (典型值，接面到焊點)。數值越低，表示從晶片到電路板嘅熱傳遞越好，對於保持性能同壽命至關重要。
2.3 熱特性
有效嘅散熱管理對LED性能同可靠性至關重要。5.1°C/W嘅熱阻指定咗每損耗一瓦功率，接面溫度會上升幾多。要將接面溫度保持喺安全極限內 (低於125°C)，適當嘅散熱同PCB熱設計係必不可少嘅，特別係喺以最大電流700mA或1000mA運作時。
3. 分級系統說明
為確保應用性能嘅一致性，LED會根據關鍵參數進行分類 (分級)。分級代碼會標示喺包裝上。
3.1 順向電壓 (Vf) 分級
LED根據佢哋喺700mA時嘅順向電壓降進行分組。
- V1級：3.2V 至 3.6V
- V2級：3.6V 至 4.0V
- V3級：4.0V 至 4.4V
3.2 輻射通量 (mW) 分級
LED根據佢哋喺700mA時嘅光功率輸出進行分類。呢個對於需要穩定UV強度嘅應用至關重要。
- PR級：1050 mW 至 1135 mW
- RS級：1135 mW 至 1225 mW
- ST級：1225 mW 至 1325 mW
- TU級：1325 mW 至 1430 mW
- UV級：1430 mW 至 1545 mW
3.3 峰值波長 (Wp) 分級
LED根據佢哋嘅峰值發射波長進行分類。
- P3M級：360 nm 至 365 nm
- P3N級：365 nm 至 370 nm
4. 性能曲線分析
4.1 相對輻射通量 vs. 順向電流
呢條曲線顯示輻射通量隨順向電流增加而增加，但並非線性。喺較高電流下，由於熱效應增加同效率下降，會趨向飽和。喺典型嘅700mA下運作，可以提供輸出同效率之間良好嘅平衡。
4.2 相對光譜分佈
光譜圖確認咗LED嘅窄帶發射特性，主要峰值喺365nm附近，旁瓣發射極少。呢個對於需要特定UV活化而無過多熱量或不需要波長嘅製程係有利嘅。
4.3 輻射模式
輻射特性圖說明咗130度嘅寬廣視角，顯示咗強度分佈作為與LED中心軸夾角嘅函數。呢個模式對於設計均勻覆蓋嘅照明光學系統好重要。
4.4 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)
呢條基本曲線展示咗二極管電流同電壓之間嘅指數關係。"膝點"電壓大約喺3V。驅動器必須係一個電流源，以確保穩定運作，因為電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化。
4.5 相對輻射通量 vs. 接面溫度
呢條關鍵曲線顯示咗接面溫度上升對光輸出嘅負面影響。隨著Tj增加，輻射通量會減少。呢個強調咗有效散熱管理對於喺LED壽命期間保持穩定性能嘅必要性。
4.6 順向電流降額曲線
呢個圖表指定咗最大允許順向電流作為環境或外殼溫度嘅函數。為防止超過最大接面溫度，喺較高溫度環境下運作時，必須降低驅動電流。
5. 機械同封裝資料
5.1 外形尺寸
器件有一個特定嘅表面貼裝封裝佔位面積。關鍵尺寸公差係：
- 一般尺寸：±0.2mm
- 透鏡高度同陶瓷基板長度/寬度：±0.1mm
5.2 建議PCB焊接焊盤佈局
提供咗一個建議嘅PCB焊盤圖案 (佔位面積)，以確保正確焊接、熱傳遞同機械穩定性。建議遵循呢個佈局以實現可靠組裝。
5.3 極性識別
規格書包含標記或圖表以識別陽極同陰極端子。正確嘅極性連接對於器件運作至關重要。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
提供咗回流焊接嘅詳細溫度-時間曲線。關鍵參數包括峰值封裝體溫度同特定升溫/降溫速率。注意事項強調：
- 避免快速冷卻過程。
- 使用盡可能低嘅焊接溫度。
- 溫度曲線可能需要根據所用嘅焊膏進行調整。
- 不建議或保證浸焊。
6.2 手動焊接
如果需要手動焊接，建議嘅最大條件係300°C，最多2秒，而且每個器件只應進行一次。
6.3 清潔
只應使用酒精類溶劑，例如異丙醇 (IPA) 進行清潔。未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝。
7. 包裝同訂購資料
7.1 載帶同捲盤規格
LED以凸紋載帶同捲盤形式供應，用於自動組裝。
- 提供咗載帶袋同捲盤嘅詳細尺寸。
- 空袋用覆蓋膠帶密封。
- 一個7英寸捲盤最多可容納500件。
- 包裝符合EIA-481-1-B標準。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- UV固化：印刷、電子組裝同牙科應用中嘅油墨、塗層、黏合劑同樹脂固化。
- 螢光激發：使材料發出螢光，用於檢查、驗證或分析。
- 消毒：雖然365nm唔係最佳嘅殺菌波長 (UVC)，但可以用於一啲光化學過程。
- 醫療治療：特定嘅光療治療。
8.2 設計考慮因素
- 電流驅動：務必使用恆流驅動器，唔係恆壓源，以確保穩定運作並防止熱失控。
- 散熱管理：設計PCB時要有足夠嘅散熱通孔、銅面積，如果喺高電流或高環境溫度下運作，要考慮外部散熱器。
- 光學：可能需要透鏡或反射器，將寬光束角準直或塑形以適應特定應用。
- ESD保護：LED對靜電放電敏感。組裝期間要實施標準嘅ESD處理預防措施。
- 眼睛同皮膚安全：365nm UV-A輻射可能有害。喺最終產品中實施適當嘅屏蔽、聯鎖裝置同用戶警告。
9. 可靠性同測試
產品經過一系列全面嘅可靠性測試，測試樣本結果顯示零故障。測試包括：
- 低溫、室溫同高溫工作壽命 (LTOL, RTOL, HTOL)。
- 濕熱工作壽命 (WHTOL)。
- 熱衝擊 (TMSK)。
- 耐焊接熱 (回流)。
- 可焊性測試。
10. 技術比較同趨勢
10.1 對比傳統UV光源嘅優勢
同水銀蒸氣UV燈相比，呢隻LED提供：
- 即開即關：無需預熱或冷卻時間。
- 更長壽命：數萬小時對比燈嘅數千小時。
- 更高效率：每輸入一瓦電能產生更多UV輸出。
- 緊湊尺寸同設計靈活性：實現更細、更具創新性嘅設備。
- 無水銀：處置對環境更安全。
- 精確波長：窄光譜輸出針對特定光引發劑。
10.2 發展趨勢
UV LED市場嘅驅動趨勢包括：
- 更高輻射通量：單個發射器同模組嘅功率密度不斷提高。
- 改善電光轉換效率 (WPE)：對於給定光輸出，減少熱量產生。
- 每輻射瓦特成本降低：使LED解決方案喺經濟上對更多應用可行。
- 擴展到UVC波段：用於直接殺菌 (265nm-280nm) 應用，雖然呢款產品屬於UV-A波段。
11. 常見問題 (基於技術數據)
11.1 我應該用幾多驅動電流？
電光特性係喺700mA下指定嘅，呢個係建議嘅典型工作電流，用於平衡性能同壽命。可以驅動到絕對最大值1000mA，但呢個需要極佳嘅散熱管理，並可能縮短壽命。務必參考降額曲線以了解與溫度相關嘅電流限制。
11.2 點樣解讀分級代碼？
分級代碼確保你收到性能一致嘅LED。例如，訂購"TU"通量級同"P3N"波長級，保證器件具有1325-1430 mW輸出同365-370 nm峰值波長。為你嘅應用指定所需嘅分級，以保證系統性能。
11.3 散熱管理有幾重要？
極度重要。接面溫度直接影響光輸出 (參見相對通量 vs. Tj曲線) 同長期可靠性。超過125°C嘅最大接面溫度會加速性能衰減，並可能導致快速故障。5.1°C/W嘅熱阻值係計算所需散熱嘅關鍵。
11.4 可唔可以用電壓源嚟供電俾呢隻LED？
唔可以。LED係電流驅動器件。佢哋嘅順向電壓有容差，並且隨溫度變化。恆壓源會導致電流不受控制，很可能超過最大額定值並損壞LED。必須使用恆流驅動器或限流電路。
12. 實用設計同使用案例
場景：設計一個UV點固化系統
- 要求：一個用於固化牙科黏合劑嘅手持設備，需要一個聚焦嘅365nm UV光點，強度穩定，用於10秒週期。
- LED選擇：選擇呢款365nm LED，因為佢具有高輻射通量同合適嘅波長。
- 驅動器設計：開發一個緊湊、電池供電嘅恆流驅動器，設定為700mA，並帶有一個用於10秒脈衝嘅計時電路。
- 熱設計：LED安裝喺手持工具機身內嘅一個小型金屬核心PCB (MCPCB) 上，該PCB充當散熱器。工作週期 (開10秒，關50秒) 有助於管理熱量積聚。
- 光學設計：喺LED上方放置一個簡單嘅準直透鏡，將寬130°嘅光束聚焦成一個更細、更強嘅光點，喺工作距離處。
- 結果：一個可靠、即開即用嘅固化工具，喺尺寸、速度同壽命方面都優於舊式燈泡系統，而且無需牙醫等待預熱延遲。
13. 工作原理
呢個器件係一個半導體光源。當順向電壓施加喺陽極同陰極之間時，電子同電洞會喺半導體晶片 (通常基於AlGaN或InGaN等用於UV發射嘅材料) 嘅有源區域內複合。呢個複合過程以光子 (光) 嘅形式釋放能量。所用半導體材料嘅特定帶隙能量決定咗發射光子嘅波長，喺呢個情況下係喺大約365納米嘅紫外光-A (UV-A) 光譜內。寬廣嘅視角係封裝設計同晶片上嘅主透鏡嘅結果。
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。 |