ELUC3535NUB UVC LED 數據表 - 3.45x3.45x1.1mm - 5.0-7.0V - 0.7W - 270-285nm - English Technical Documentation

1. 產品概述

ELUC3535NUB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（UVC）應用而設計。此產品旨在喺殺菌效能至關重要嘅環境中提供穩定性能。其核心優勢在於堅固嘅陶瓷封裝，提供卓越嘅熱管理，對於維持UVC應用中LED嘅使用壽命同輸出穩定性至關重要。主要目標市場包括水、空氣同表面殺菌系統製造商，以及需要可靠UV-C光源嘅醫療同實驗室設備製造商。

1.1 主要特點與應用

The ELUC3535NUB is characterized by several defining features that make it suitable for professional UV-C applications. It is a high-power UVC LED emitter. The physical dimension is a compact 3.45mm x 3.45mm with a height of 1.1mm, making it suitable for space-constrained designs. It incorporates ESD protection rated up to 2KV (HBM), enhancing its robustness against electrostatic discharge during handling and assembly. The device offers a typical wide viewing angle of 120 degrees, providing broad irradiation coverage. It is fully compliant with RoHS (Restriction of Hazardous Substances), is lead-free (Pb-free), adheres to EU REACH regulations, and meets halogen-free standards with strict limits on Bromine and Chlorine content (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). The primary application for this LED series is UV sterilization, encompassing disinfection of water, air, and surfaces.

2. 技術參數深入探討

本節對數據表中列出的關鍵技術參數提供客觀而詳細的詮釋，並闡明其對設計工程師的重要性。

2.1 Absolute Maximum Ratings

Absolute Maximum Ratings 定義了可能導致器件永久損壞的極限值。對於 ELUC3535NUB，最大連續正向電流 (I_F) 為 150 mA。最大靜電放電 (ESD) 耐壓 (人體模型) 為 2000 V。最大允許結溫 (T_J) 為 90°C。從結到焊盤的熱阻 (R_th) 規定為 20 °C/W，這表明了熱量從半導體結傳導出去的效率。工作溫度範圍 (T_Opr) 為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍 (T_Stg) 為 -40°C 至 +100°C。讓 LED 在這些極限內運作對確保可靠性至關重要。

2.2 光度與電氣特性

主要光度輸出以輻射通量（mW）而非光通量（lm）量度，因為此為不可見紫外光發射器。以示例型號ELUC3535NUB-P7085Q15070100-S22Q為例，最小輻射通量為8mW，典型值為10mW，最大值為15mW，所有測量均在正向電流100mA下進行。此示例的峰值波長區間為270-285 nm，使其明確屬於以其殺菌特性而聞名的UVC光譜。在100mA下的正向電壓（V_F）範圍規定為5.0V至7.0V。用於測試和分檔的標稱正向電流為100mA。

3. Binning System Explanation

產品根據關鍵性能參數進行分檔，以確保同一生產批次內的一致性。這讓設計師能夠選取特性受嚴格控制的LED。

3.1 Radiant Flux Bins

輻射通量分為兩個級別：級別 Q1 涵蓋最小值 8mW 至最大值 10mW。級別 Q2 涵蓋最小值 10mW 至最大值 15mW。輻射通量的量測公差為 ±10%。

3.2 峰值波長分級

峰值波長對於殺菌效率至關重要。分級為：U27A (270nm 至 275nm)、U27B (275nm 至 280nm) 及 U28 (280nm 至 285nm)。測量公差為 ±1nm。

3.3 正向電壓分級

正向電壓分級有助於設計一致的驅動電路。分級定義於 I_F=100mA：5055 (5.0V 至 5.5V)、5560 (5.5V 至 6.0V)、6065 (6.0V 至 6.5V) 及 6570 (6.5V 至 7.0V)。測量公差為 ±2%。

4. 性能曲線分析

典型特性曲線提供咗LED喺唔同操作條件下行為嘅深入理解。

4.1 光譜

光譜曲線顯示，在25°C焊盤溫度下，有一個狹窄的發射峰，其中心位於270-285nm範圍內。該曲線表明LED能純淨地發射UVC光，幾乎不含其他無用波長，這對於針對性的殺菌作用而言非常理想。

4.2 相對輻射通量 vs. 正向電流

此曲線顯示，在達到最大額定電流前，正向電流與相對輻射通量之間呈近乎線性關係。這表明可透過調節驅動電流來適度調整輸出，但必須管理熱效應。

4.3 峰值波長與電流關係

峰值波長隨正向電流增加而變化極微，顯示出良好穩定性。這點非常重要，因為殺菌效果高度依賴於波長。

4.4 正向電流與正向電壓關係（IV曲線）

IV曲線展示了二極管的典型指數關係特性。圖中顯示正向電壓隨電流增加而上升，在額定100mA工作點通常介乎5.0V至7.0V之間。

4.5 相對輻射通量 vs. 環境溫度

呢條曲線對於熱管理設計至關重要。佢顯示輻射通量輸出會隨環境溫度上升而下降。需要有效嘅散熱裝置以維持輸出功率，尤其係最高結溫限制喺90°C嘅情況下。

4.6 降額曲線

降額曲線提供咗唔同環境溫度下嘅最大允許正向電流。為咗防止超出最高結溫，驅動電流必須隨住環境溫度升高而降低。呢幅圖對於設計可靠系統至關重要。

4.7 典型輻射圖

輻射模式圖確認了120°視角（此處強度降至峰值一半）。該模式通常為朗伯型，提供寬廣且均勻的覆蓋範圍，有利於消毒艙的應用。

5. 機械與封裝資訊

5.1 機械尺寸

該LED的方形佔位面積為3.45mm x 3.45mm，高度為1.1mm。尺寸圖標明了所有關鍵長度，包括透鏡圓頂。除非另有註明，公差一般為±0.2mm。

5.2 焊盤配置與極性

焊盤圖案清晰定義。焊盤1為陽極（+），焊盤2為陰極（-），焊盤3為大型散熱焊盤。該散熱焊盤對於將熱量從陶瓷封裝傳遞至PCB至關重要，必須妥善焊接以達至最佳散熱性能。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接製程

ELUC3535NUB 適用於標準 SMT（表面貼裝技術）製程。應遵循特定的回流焊接溫度曲線，該曲線通常由組裝設備或焊膏製造商提供。主要建議包括：根據標準製程固化任何黏合劑、避免超過兩次回流焊接循環以防止熱應力、在加熱期間盡量減少對 LED 的機械應力，以及焊接後避免彎曲 PCB 以防止焊點或晶片破裂。

7. 封裝與訂購資料

7.1 發射器帶裝及捲盤包裝

LED以壓紋載帶包裝，並捲繞於捲盤上供應。標準捲盤包含1000件。提供載帶凹槽及捲盤的詳細尺寸，以便自動化貼片機設置。

7.2 防潮包裝

為儲存及運輸，捲盤會連同乾燥劑密封於鋁質防潮袋內，以保護LED免受環境濕氣影響，此舉對保持可焊性及器件完整性至關重要。

7.3 產品標籤

卷盤標籤包含用於追溯和識別的基本資料，包括零件編號 (P/N)、數量 (QTY) 和批次編號 (LOT No.)。它亦可能包含輻射通量 (CAT)、波長 (HUE) 和正向電壓 (REF) 的分級代碼。

7.4 產品命名規則解碼

零件編號係一個結構化代碼：ELUC3535NUB-P7085Q15070100-S22Q。解碼如下：EL（製造商代碼）、UC（UVC）、3535（封裝尺寸）、N（AIN陶瓷封裝）、U（Au鍍層）、B（120°角度）、P（峰值波長）、7085（270-285nm）、Q1（輻射通量分級）、5070（正向電壓分級5.0-7.0V）、100（100mA電流）、S（次基板芯片類型）、2（20mil芯片尺寸）、2（2顆芯片）、Q（石英玻璃透鏡）。此系統可精確指定LED嘅特性。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

主要應用是紫外線消毒。這包括終端用水淨化器、暖通空調空氣消毒系統、消費電子產品或醫療工具的表面消毒器，以及殺菌裝置。270-285nm波長通過破壞微生物的DNA/RNA，能高效滅活細菌、病毒及其他微生物。

8.2 關鍵設計考量

散熱管理： 這是最關鍵的設計因素。由於最高接面溫度極低（90°C），且輸出性能受溫度影響顯著，必須建立有效的散熱路徑。建議採用具備散熱孔的PCB，將散熱焊盤連接到大面積銅箔或外部散熱器。 驅動電路： 選用適合目標工作電流（通常為100mA）下正向電壓範圍（5.0-7.0V）的恆流驅動器。可考慮使用調光或脈衝操作以延長使用壽命。 Optical Materials: 確保光路中的任何透鏡、視窗或外殼均採用紫外光C波段可穿透的材料製成，例如石英玻璃或特定紫外線級塑膠。普通玻璃及多種塑膠會阻隔紫外光C。 Safety: UVC輻射對眼睛和皮膚有害。設計必須包含聯鎖裝置、屏蔽及警告標示，以防止使用者暴露於輻射。

9. Technical Comparison and Differentiation

相比傳統的汞蒸氣紫外光燈，此LED具備顯著優勢：即開即關、無需預熱時間、體積小巧、堅固耐用（無玻璃、無汞）、設計靈活，以及若熱管理得當，可能擁有更長的使用壽命。與其他UVC LED相比，ELUC3535NUB系列的主要區別可能在於其採用陶瓷AIN封裝以提供卓越的散熱性能、集成2KV ESD保護，以及符合嚴格的環保標準（RoHS、無鹵）。其120°視角比窄光束的替代方案提供更廣的覆蓋範圍。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: 呢款LED嘅典型使用壽命係幾長？
A: 雖然此數據表未有明確說明，但UVC LED嘅使用壽命極受操作條件影響，主要取決於接面溫度同驅動電流。若喺建議電流或以下操作並配合優良散熱，可達數千小時壽命。有關L70/B50數據（輻射通量輸出降至70%所需時間），請參閱獨立嘅壽命報告。

Q: 我可以用恆壓源驅動呢款LED嗎？
A: 唔建議咁做。LED係電流驅動器件。由於正向電壓具有負溫度係數，使用恆壓源可能導致熱失控。請務必使用恆流驅動器。

Q: 我應該點樣為應用選擇正確嘅分檔？
A: 為確保消毒效能，請根據目標微生物的吸收峰值優先選擇波長級別（U27A、U27B、U28）。若要在陣列中的多個LED之間保持穩定的光輸出，請指定嚴格的輻射通量級別（例如Q1）。為提高驅動器設計效率，更嚴格的正向電壓級別可減少功率變化。

Q: 是否需要透鏡？
A: 該裝置配備集成石英玻璃透鏡，提供120°光束。可根據特定應用添加二次光學元件以準直或聚焦光束，但該元件必須能透射UVC。

11. 實用設計與應用案例

案例：設計一款緊湊型水質消毒模組
一位設計師正在開發一款集成UVC消毒功能的即時用水過濾器。他們選擇ELUC3535NUB，因為其緊湊的3535封裝尺寸和陶瓷封裝。該模組配有一個小型石英流水腔。設計師使用4顆LED組成陣列，以確保所有水流均受到照射。他們設計了一塊雙層鋁基PCB（MCPCB），同時作為電氣基板和散熱器。每顆LED的散熱焊盤直接焊接在MCPCB上。一個恆流驅動器為每顆並聯的LED提供100mA電流（為安全起見，每路配有獨立限流電阻）。LED採用脈衝模式驅動（例如50%佔空比），以降低平均結溫並延長使用壽命。外殼設計為完全遮光，防止任何UVC洩漏，並設有安全聯鎖裝置，當流水腔被打開時會切斷電源。

12. 運作原理簡介

UVC LEDs 與可見光 LED 的基本運作原理相同：半導體中的電致發光。當在 p-n 接面施加正向電壓時，電子和電洞重新結合，以光子的形式釋放能量。發射光的波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。對於 UVC LEDs（發射波長低於 280nm），其發光層通常由氮化鋁鎵 (AlGaN) 合金製成。由於材料質量和光提取困難，要在深紫外線範圍實現高效發射在技術上具有挑戰性，這就是為什麼與可見光 LED 相比，UVC LEDs 具有更高的正向電壓和較低的電光轉換效率。

13. 技術趨勢與發展

UVC LED市場嘅發展，係受到全球逐步淘汰汞燈，以及對更安全、更靈活消毒方案嘅需求所推動。主要趨勢包括： 提升輸出功率同效率： Continuous R&D aims to improve the radiant flux per LED and the wall-plug efficiency (optical power out / electrical power in), reducing system cost and size. 較長波長： 針對發射約260-280nm波長LED的研究持續進行，因為此範圍接近多種病原體的DNA吸收峰值。 提升可靠性與使用壽命： 包裝材料（例如本文所用嘅AIN陶瓷）、晶片設計同熱管理技術嘅進步，正延長LED嘅使用壽命，令其更適合用於需要24/7持續運作嘅應用。 成本降低： 隨住生產規模擴大同良率提升，每毫瓦UVC輸出嘅成本持續下降，為消費同工業應用開拓新嘅可能性。