UVA LED 2835 SMD 數據手冊 - 2.8x3.5mm 封裝 - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm - 英文技術文件

1. 產品概覽

本文件提供一系列採用緊湊型表面貼裝器件（SMD）封裝的高性能紫外線A（UVA）發光二極管（LED）的完整技術規格。這些元件主要應用於需要在365-370納米範圍內控制紫外線發射的系統。

此系列產品的核心優勢包括高輻射效能（即每單位電能輸入可轉換更多光學輸出）以及低功耗特性。該器件具備120度的寬視角，確保在目標應用中實現廣泛且均勻的照射。其外形尺寸為長2.8毫米、寬3.5毫米，適合集成到空間受限的現代電子組件中。

The product is designed to comply with major international environmental and safety standards. It is confirmed to be RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant, is manufactured using lead-free (Pb-free) processes, and adheres to the EU REACH regulation. Furthermore, it meets halogen-free requirements, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content kept below specified limits (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).

1.1 目標應用

特定嘅波長同輸出特性令呢個LED系列非常適合多種專門應用：

• UV指甲固化： 用於固化凝膠指甲油嘅設備中。
• UV防偽檢測： 應用於掃描器及檢測器，以顯示在UVA光下會產生螢光的鈔票、文件或產品上的防偽特徵。
• UV滅蚊燈： 整合於捕蟲裝置中，利用UVA光線吸引飛蟲。

2. 技術參數深入探討

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。在此等條件下操作並無保證。

• 最大直流正向電流 (I_F): 120 mA
• 最高抗靜電能力（人體模型）： 2000 V
• 熱阻（R_th): 25 °C/W。此參數表示熱量從LED接合點傳遞到焊盤的效率。數值越低，散熱管理效果越好。
• Maximum Junction Temperature (T_J): 110 °C。半導體晶片本身的溫度不可超過此限值。
• Operating Temperature Range (T_Opr): -40 °C 至 +85 °C。
• Storage Temperature Range (T_Stg): -40 °C 至 +100 °C。

2.2 電氣及光學特性

以下定義所列訂單代碼的典型工作點及性能。除非另有說明，所有測量通常均在焊盤溫度為25°C下進行。

• 正向電流 (I_F): 60 mA (典型工作點)
• 正向電壓 (V_F): 3.2 V 至 3.8 V (於 I_F = 60mA)
• 峰值波長 (λ_P): 365 nm 至 370 nm
• 輻射通量 (Φ_e):
  • 最小值：70 mW
  • 典型：90 mW
  • 最高：130 mW

3. 分級系統解說

為確保量產一致性，LED會按性能分級。這讓設計師能為其應用選擇符合特定最低標準的元件。

3.1 輻射通量分級

LED根據其在工作電流下的最小輻射通量輸出進行分類。分級代碼（R5、R6、R7、R8、R9、S1）代表遞增的輸出水平，從最低70mW（R5）到最高130mW（S1）。測量公差為±10%。

3.2 峰值波長分檔

波長受到嚴格控制。此系列所有器件均歸入單一級別「U36」，保證峰值波長介乎365nm至370nm之間，量測公差為±1nm。

3.3 正向電壓分檔

器件亦會按其於60mA下的順向壓降進行分類。共定義三個級別：

• 3234: V_F = 3.2V - 3.4V
• 3436: V_F = 3.4V - 3.6V
• 3638: V_F = 3.6V - 3.8V

The measurement tolerance for forward voltage is ±2%.

4. 性能曲線分析

4.1 正向電壓與正向電流 (IV曲線)

所提供嘅曲線闡明咗施加喺LED兩端嘅電壓與所產生電流之間嘅非線性關係。對於設定為60mA嘅恆流驅動器，預期壓降將處於電氣特性中定義嘅3.2V-3.8V範圍內。該曲線顯示電壓如何隨電流增加，強調咗需要適當嘅電流調節（而非電壓調節）來控制光輸出並防止熱失控。

4.2 相對輻射通量與正向電流

此圖表顯示光學輸出（輻射通量）大致與正向電流成正比。增加驅動電流將提高光輸出。然而，若操作超過建議嘅60mA，會產生更多熱量，可能降低效能同使用壽命，如降額曲線所示。

4.3 相對輻射通量 vs. 接面溫度

此為熱管理之關鍵特性。曲線顯示，隨著接面溫度 (T_J) 升高，輻射通量輸出會下降。此負溫度係數凸顯了有效熱設計（例如使用帶有散熱通孔、足夠銅箔面積，並可能加裝散熱器的PCB）的重要性，以在運作時盡可能維持LED接面溫度於低水平，從而確保穩定且最大的光輸出。

4.4 峰值波長 vs. 接面溫度

LED嘅峰值發射波長對溫度有輕微依賴性。此圖量化咗呢款UVA器件嘅波長偏移。對於波長精度至關重要嘅應用（例如某啲固化或熒光過程），理解呢種偏移非常重要。

4.5 光譜分佈

相對光譜分佈圖顯示咗唔同波長下發出嘅光強度。對於呢款UVA LED嚟講，其發射光譜集中喺365-370nm峰值附近，並具有特定嘅光譜寬度。呢啲資訊對於對特定紫外光譜波段敏感嘅應用至關重要。

4.6 降額曲線

降額曲線根據喺焊盤（陽極側）量度到嘅溫度，提供最大允許連續正向電流。隨住焊盤溫度上升，必須降低最大安全工作電流，以防止超出110°C嘅最高結溫。呢條曲線對於設計可靠系統（特別係喺高環境溫度下）至關重要。

5. 機械與封裝資料

5.1 機械尺寸

LED封裝嘅矩形佔位面積為2.8mm x 3.5mm。詳細尺寸圖標明咗焊盤嘅準確位置、透鏡幾何形狀同散熱焊盤嘅位置。散熱焊盤註明係同陰極電氣連接。除非另有註明，標準尺寸公差為±0.2mm。一項重要嘅操作注意事項警告切勿對透鏡施加壓力，否則可能導致器件故障。

5.2 銲接焊盤設計及極性

焊接圖案清晰標示出陽極同陰極焊盤。組裝時必須注意正確嘅極性。設計包含一個中央散熱焊盤，以促進熱量從LED晶片傳遞到印刷電路板（PCB）。

6. 銲接與組裝指引

6.1 回流焊接工艺

此UVA LED系列適用於標準表面貼裝技術（SMT）組裝流程。主要指引包括：

• 為避免熱應力，同一器件不應進行超過兩次回流焊接。
• 必須盡量減少焊接加熱階段對LED本體造成的機械應力。
• 當LED焊接好之後，電路板唔應該被彎曲或屈曲。
• 如果使用黏合劑，其固化過程必須遵循與元件相容嘅標準烘爐溫度曲線。

建議採用典型嘅回流焊接溫度曲線，展示預熱、保溫、回流同冷卻階段嘅建議時間-溫度關係，以確保焊點可靠同時唔損壞LED。

7. 封装与订购资料

7.1 發射極帶狀與捲盤封裝

為配合自動化貼片組裝，LED以壓紋載帶包裝並捲於捲盤上供應。標準包裝數量為每捲2000件。載帶凹穴及捲盤本身的詳細尺寸圖均已提供，典型公差為±0.1毫米。

7.2 濕度敏感度與儲存

元件採用防潮阻隔袋包裝，以防止吸收空氣中的濕氣，避免在高溫回流焊接過程中出現「爆米花」現象（封裝開裂）。一旦打開密封袋，應在指定時間內使用元件，或根據標準 IPC/JEDEC 指引進行烘烤後再進行焊接。

7.3 產品命名（訂購代碼）

完整訂貨代碼為結構化字串，包含所有關鍵規格。例如： UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2T 細分如下：

• UVA2835TZ0112： 基本零件編號 (UVA, 2835封裝, PCT物料, 帶齊納二極管, 1晶片, 120°角度)。
• P: 晶片方向 (P面向上)。
• UA: 色彩還原指數代碼 (UVA)。
• 6570: 波長範圍代碼。
• 120: 最大辐射通量规格代码。
• X38: 正向電壓範圍 (3.2V-3.8V)。
• 060: 額定正向電流 (60mA)。
• 2: 包裝類型（每卷2,000件）。
• T: 帶裝包裝代碼。

7.4 標籤說明

捲盤標籤包含多個用於追溯和識別的欄位：

• P/N: 製造商生產編號。
• 數量： 捲盤上之元件數量。
• CAT / HUE / REF： 分別代表輻射通量分檔、顏色（波長）分檔及正向電壓分檔的代碼。
• LOT No: 用於追溯的生產批次編號。

8. 應用建議與設計考量

8.1 散熱管理

考慮到25°C/W的熱阻以及溫度對輸出功率和波長的負面影響，有效的散熱設計至關重要。設計人員應：

• 使用具有專用散熱焊盤連接至內部接地層或大面積銅箔的PCB。
• 在LED的散熱焊盤下方設置多個散熱通孔，以將熱量傳導至其他PCB層或外部散熱器。
• 請參考降額曲線，以確保操作電流適合應用中預期的最高焊盤溫度。

8.2 電氣驅動

LED係電流驅動器件。強烈建議使用恆流驅動電路，而非簡單嘅串聯電阻或電壓源，尤其為咗輸出穩定同使用壽命。驅動器應設計為提供穩定嘅60mA（或根據降額要求提供更低電流），並且必須能夠承受3.2V至3.8V嘅正向電壓範圍。

8.3 光學設計

120度視角提供寬廣光束。對於需要聚焦或準直紫外光嘅應用，必須使用二次光學元件（透鏡或反射器）。呢啲光學元件嘅材料必須對UVA波長透明（例如，專用玻璃或UV穩定塑料如PMMA）。

9. 技術比較與差異化

與舊式通孔UV燈或較大SMD封裝相比，此款2835 UVA LED具有顯著優勢：

• 尺寸與集成度： 緊湊的2835封裝尺寸允許更高密度的佈局，並能整合到更細小、現代的裝置中。
• 效率： 高光效意味著在特定光輸出下，能降低功耗並減少熱量產生。
• 使用壽命： 固態LED通常比傳統UV燈泡擁有更長嘅操作壽命。
• 即時開關： LED燈可以瞬間達到全光輸出，唔似某啲燈膽需要預熱時間。
• 環境： 符合RoHS、無鹵同REACH要求，滿足全球嚴格嘅環保法規。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 輻射通量（mW）與光通量（lm）有何區別？

光通量（以流明為單位）是根據人眼（明視覺）的敏感度加權計算。輻射通量（以瓦特為單位）則是發射出的總光功率，與可見度無關。由於UVA光對人眼基本不可見，因此其性能應以輻射通量（mW）正確標示。

10.2 為何需要恆流驅動器？

LED嘅正向電壓會隨溫度同唔同器件而變化（如分檔所示）。恆壓源會導致電流大幅波動，造成光輸出唔穩定同潛在嘅過流損壞。恆流源則能確保穩定、可預測嘅性能。

10.3 我可唔可以用佢嘅最大電流120mA嚟驅動呢粒LED？

絕對最大額定值120mA係一個壓力極限，並非推薦工作條件。喺呢個電流下連續工作會產生過多熱量，除非使用特殊冷卻方案，否則好可能超過最高結溫。推薦工作電流為60mA，正如電氣特性表中所定義。任何高於室溫嘅操作都必須參考降額曲線。

10.4 訂購時應如何解讀分級代碼？

根據您應用嘅最低要求選擇光學等級。例如，如果您的系統需要至少90mW紫外線輸出，您應該指定R7、R8、R9或S1等級。如果您的驅動電路有嚴格嘅電壓限制，您可能需要指定特定嘅正向電壓等級（例如3234）。完整訂貨編號已包含這些等級選擇。

11. 設計與使用案例研究

11.1 案例：便攜式紫外線防偽檢測儀

設計目標： 設計一款手持式、電池供電的貨幣檢測裝置。

實施方案： 一個由3.7V鋰離子電池供電的小型高效升壓轉換器/恆流驅動器，可驅動4至6顆此類UVA LED串聯工作。其120°的寬廣光束角無需複雜光學元件，只需將其簡單置於紫外透射窗後即可。緊湊的2835封裝尺寸使PCB保持小巧。由於此類設備通常為間歇性短時間使用，散熱管理在此並不關鍵。設計師會選擇特定的輻射通量等級（例如R7或更高），以確保足夠的照明強度。

12. 技術原理介紹

UVA LED基於半導體材料中的電致發光原理工作。當在LED晶片的p-n結上施加正向電壓時，電子和電洞在發光區複合，以光子形式釋放能量。這些光子的特定波長（此處為365-370nm）由晶片結構中所用半導體材料（通常涉及氮化鋁鎵或類似III族氮化物）的帶隙能量決定。發射出的UVA輻射人眼不可見，但能使某些材料產生熒光並引發光化學反應，此乃其用於固化與檢測應用的基礎。

13. 技術趨勢

UV LED領域正迅速發展。主要趨勢包括：

• 提升效能： 現時嘅研究旨在提升UVA LED嘅電光轉換效率（光功率輸出／電功率輸入），從而降低能耗同熱負荷。
• 更短波長： 為咗用喺消毒、醫療同感測方面，可靠同高效嘅UVB同UVC LED嘅研發工作持續進行緊。
• 更高功率密度： 晶片設計同封裝散熱管理嘅改進，令單一器件能夠輸出更高嘅輻射通量。
• 更長壽命同更高可靠性： 材料與封裝技術嘅進步，正延長紫外線LED嘅使用壽命，令佢哋能夠應用於更嚴苛嘅工業領域。
• 成本降低： 隨住生產規模擴大同製程成熟，每毫瓦紫外線輸出嘅成本持續下降，為新市場應用開闢道路。