UVC3535CZ0215 LED 數據手冊 - 3.5x3.5x0.99mm - 5.0-8.0V - 0.7W - 270-285nm

1. 產品概述

UVC3535CZ0215系列代表一種高可靠性、陶瓷基底嘅UVC LED解決方案，專為要求嚴格嘅紫外線應用而設計。此產品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

The primary advantages of this LED series stem from its material construction and electrical design. The ceramic package offers superior thermal management compared to plastic alternatives, directly contributing to longer operational lifespan and stable radiant flux output. The integrated Zener diode provides electrostatic discharge (ESD) protection rated up to 2,000V (Human Body Model), significantly enhancing the component's robustness against handling and environmental electrical transients. Furthermore, the product is compliant with major environmental and safety directives including RoHS, is lead-free, and adheres to EU REACH and halogen-free standards (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm), making it suitable for global markets with strict regulatory requirements.

1.2 目標應用

呢個UVC LED系列嘅主要應用係紫外線殺菌同消毒。270-285nm波長範圍透過破壞微生物（例如細菌、病毒同霉菌）嘅DNA同RNA，對滅活呢類微生物特別有效。具體應用場景包括水淨化系統、空氣消毒裝置、醫療環境中嘅表面消毒設備，以及消費級別嘅消毒產品。150°寬視角方便需要廣闊區域覆蓋而無需複雜光學二次透鏡嘅設計。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣、光學及熱學參數，對於成功整合至終端產品至關重要。

2.1 絕對最大額定值

此等額定值定義了可能導致永久損壞的應力極限。最大連續正向電流（I_F）為150mA。絕對最高結溫（T_J）為90°C。該器件可在-40°C至+85°C的環境溫度範圍內工作，並可在-40°C至+100°C的溫度下儲存。從結點到焊接墊的熱阻（R_th) 指定為20°C/W，係散熱器設計嘅一個關鍵數值。

2.2 光度與電氣特性

對於特定訂單編號 UVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1T，最小輻射通量為8mW，典型值為10mW，最大值為15mW，所有數值均喺順向電流 (I_F) 為100mA。在此電流下，正向電壓 (V_F) 範圍為5.0V至8.0V。峰值波長發射範圍在270nm至285nm之間。設計師在選擇恆流驅動器時必須考慮此V_F 範圍。

3. Binning System Explanation

產品會進行分級，以確保同一生產批次內的一致性。共有三個關鍵參數會進行分級。

3.1 輻射通量分級

輻射通量分為兩個級別：Q1 (8-10mW) 和 Q2 (10-15mW)。此分級讓設計師能根據應用所需的光功率輸出選擇LED，測量容差為 ±10%。

3.2 峰值波長分級

峰值波長對殺菌效能至關重要。等級分為：U27A (270-275nm)、U27B (275-280nm) 同 U28 (280-285nm)，測量公差為 ±1nm。針對特定病原體滅活光譜嘅應用可以揀選相應等級。

3.3 順向電壓分檔

順向電壓以0.5V為增量，從5.0V至8.0V進行分檔（例如，5055代表5.0-5.5V，5560代表5.5-6.0V，以此類推），在100mA電流下的量測容差為±2%。此分檔有助於設計高效的驅動電路，並管理多個串聯或並聯LED的熱負荷。

4. 性能曲線分析

該數據表提供了幾條對於預測實際性能至關重要的特性曲線。

4.1 光譜及相對光通量 vs. 電流

光譜曲線顯示喺270-285nm UVC波段有一個典型峰值，其他波段嘅發射極少。相對輻射通量對正向電流曲線喺額定100mA內幾乎呈線性，表明喺工作範圍內有良好嘅電流-光轉換效率。

4.2 Thermal and Electrical Relationships

The Peak Wavelength vs. Current curve shows minimal shift (<5nm) across the operating current range, indicating stable chromaticity. The 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V) curve demonstrates the diode's characteristic exponential relationship, crucial for driver design. The Relative Radiant Flux vs. Ambient Temperature curve shows output decreasing as temperature rises, a typical behavior for LEDs that must be compensated for in thermal management.

4.3 降額曲線

降額曲線或許對可靠性最為關鍵，它繪製了最大允許正向電流與環境溫度的關係。隨著環境溫度升高，必須降低最大允許電流，以防止結溫超過90°C。例如，在85°C環境溫度下，最大電流需從150mA的絕對最大值大幅降額。

5. 機械及封裝資料

5.1 實體尺寸

封裝尺寸為3.5毫米（長）x 3.5毫米（闊）x 0.99毫米（高），除非另有說明，公差為±0.2毫米。此3535佔位面積是業界常用標準，有助於PCB佈局及貼片組裝。

5.2 焊盤配置與極性

該器件有三個焊盤：焊盤1為陽極（+），焊盤2為陰極（-），焊盤3為專用散熱焊盤。散熱焊盤對於將熱量從LED結高效傳導至PCB至關重要，必須妥善焊接至電路板上對應的銅箔區域，以達到指定的熱性能（R_th 20°C/W）。極性連接錯誤將導致LED無法點亮，並可能損壞內部齊納保護二極管。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接製程

UVC3535CZ0215 適用於標準表面貼裝技術 (SMT) 製程。數據手冊強調，回流焊接不應進行超過兩次，以避免陶瓷封裝及內部晶片貼合材料承受過度熱應力。加熱期間，必須避免對 LED 本體施加機械應力。焊接後，不應彎曲 PCB，否則可能導致陶瓷封裝破裂或焊點斷裂。

6.2 儲存條件

雖然未明確詳述儲存濕度水平，但產品採用防潮包裝系統運輸（參見包裝章節），表明其對吸濕敏感。建議若包裝袋已打開，應遵循標準JEDEC濕度敏感等級（MSL）針對陶瓷封裝的處理程序，通常若暴露時間超過特定時限，需在回流前進行烘烤。

7. 封裝及訂購資料

7.1 帶裝及捲盤封裝

LED 以壓紋載帶包裝，並捲繞於捲盤上供應。標準包裝數量為每捲盤 1,000 件。提供載帶尺寸以確保與自動化組裝設備的送料器兼容。

7.2 防潮運輸

卷盤與乾燥劑一同密封於鋁質防潮袋內，以控制儲存及運輸期間的濕度。袋上標有相關產品資料。

7.3 產品命名規則解碼

完整訂單編號 UVC3535CZ0215-HUC7085008X80100-1T 結構如下：

UVC3535CZ0215：基礎型號表示UVC，3.5x3.5毫米陶瓷封裝帶齊納管，2芯片，150°角度。
H：芯片類型（水平）。
UC: 色彩還原指數 (UVC專用代碼)。
7085: 波長範圍 270-285nm。
008: 最小輻射通量 8mW。
X80: 正向電壓範圍 5.0-8.0V。
100: 正向電流 100mA。
1包裝數量代碼（1K件）。
T捲帶包裝。

8. 應用設計注意事項

8.1 驅動電路設計

恆流驅動器對於穩定運作及延長壽命至關重要。該驅動器必須能夠提供高達100mA（或選定工作點）的電流，並能承受每顆LED最高8.0V的正向電壓。當多顆LED串聯時，驅動器的順應電壓必須高於所有LED最大V_F 所有LED的總和加上餘量。由於V_F 分箱變異。

8.2 熱能管理

有效的散熱是必須的。使用熱阻（R_th）為20°C/W及功耗（P_D = V_F * I_F), 由焊盤至結點的溫升可計算為：ΔT = R_th * P_D. PCB必須具備足夠大且連接良好的散熱焊盤（Pad 3），並將其焊接至銅平面，可考慮使用熱通孔連接至內層或底層。必須參考降額曲線，以確保在預期工作電流及最高環境溫度下，結點溫度維持低於90°C。

8.3 光學與安全考量

UVC輻射對人體皮膚同眼睛有害。終端產品設計必須包含安全功能，例如互鎖開關、屏蔽同警告標籤，以防止接觸。150°視角提供廣泛覆蓋，但可能需要反射器或外殼將光線有效引導至目標表面。暴露喺UVC下嘅材料必須能夠抵抗長時間紫外線照射引起嘅降解（例如，某啲塑膠可能會變黃或變脆）。

9. Technical Comparison and Differentiation

UVC3535CZ0215透過其陶瓷封裝同集成齊納二極管嚟突顯差異。同塑膠封裝嘅UVC LED相比，陶瓷主體提供更優異嘅導熱性，從而可能喺相同驅動電流下降低結溫，轉化為更長壽命（L70/B50）同更穩定嘅輸出。2KV ESD保護係一個重要嘅可靠性優勢，可以降低組裝同處理過程中嘅故障率。明確嘅波長、光通量同電壓分檔為設計師提供可預測嘅性能參數，從而實現更嚴格嘅系統公差。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 此LED的典型使用壽命是多久？

雖然數據表並未提供L70/B50壽命曲線，但UVC LED嘅使用壽命極受工作結溫影響。透過有效嘅散熱設計，將結溫維持喺最高90°C以下，理想情況下低於60-70°C，係實現數千小時運作壽命嘅主要因素。

10.2 我可以用恆壓源驅動呢隻LED嗎？

唔可以。LED係電流驅動器件。恆壓源無法調節電流，由於LED正向電壓具有負溫度係數，會導致熱失控並迅速損壞。請務必使用恆流驅動器或能夠主動調節電流嘅電路。

10.3 點樣解讀用於我嘅消毒應用嘅輻射通量（mW）規格？

輻射通量（以毫瓦計）係指UVC波段內發出嘅總光功率。所需通量取決於目標病原體嘅UV劑量（以mJ/cm²量度）、與目標距離、照射時間同光學系統效率。你必須計算目標位置所需嘅輻照度（μW/cm²），並根據你系統嘅光學效率反向推算所需嘅LED通量。

11. 設計與使用案例研究

場景：設計一款手持式表面消毒棒。 該設計要求外形緊湊、電池供電，並能在每次掃過時於5-10秒內有效消毒。選擇UVC3535CZ0215是因為其細小的3535封裝尺寸和150°發光角度，僅需3-5顆LED組成的簡單陣列即可覆蓋消毒棒的頭部區域。設計採用鋰離子電池配搭升壓恆流驅動器，為每顆LED提供80mA電流（在手持裝置中略為降額以保留熱餘量）。PCB採用2盎司銅層，並在LED陣列下方設有大型散熱焊盤，透過散熱膏連接到裝置的鋁製外殼。此外殼充當散熱器。一個基於加速度計的安全開關確保LED僅在消毒棒朝下對準表面時啟動，防止意外照射。選擇波長分檔U27B（275-280nm）是因為其在對抗常見病原體的效能與材料相容性之間取得平衡。

12. 運作原理

UVC LED 基於半導體材料（特別是氮化鋁鎵 (AlGaN) 結構）的電致發光原理運作。當施加正向電壓時，電子和電洞在半導體晶片的活性區域內複合，以光子形式釋放能量。通過精確控制 AlGaN 層的鋁成分來調節其能隙能量，從而實現 270-285nm 的特定波長。這種短波長、高能量的 UV-C 光會被微生物的 DNA 和 RNA 吸收，導致胸腺嘧啶二聚體的形成，從而抑制其複製並導致失活或細胞死亡。

13. 技術趨勢

UVC LED市場正致力於提升「牆插效率」（光學輸出功率與電輸入功率之比），此效率歷來較可見光LED為低。透過改善外延生長技術、晶片設計及封裝取光效率，正推動效能提升。另一趨勢是開發波長更短嘅LED（例如220-230nm，稱為遠紫外光），喺保持殺菌特性嘅同時，可能提高人體接觸嘅安全性。此外，更高功率嘅單晶發射器同多晶片封裝技術亦逐漸出現，以增加輻照度並減少系統所需元件數量。持續推動成本降低，正令UVC LED解決方案喺更多應用領域中，越嚟越具競爭力，足以同傳統汞蒸氣燈匹敵。

LED規格術語

LED技術術語完整解釋

光電性能

術語	單位/表示方式	簡易解釋	為何重要
發光效能	lm/W (流明每瓦)	每瓦特電力嘅光輸出，數值越高代表越慳電。	直接決定能源效益級別同電費開支。
光通量	lm (流明)	光源發出嘅總光量，俗稱「光亮度」。	判斷光線係咪夠光。
Viewing Angle	° (度數)，例如：120°	光強度降至一半時的角度，決定光束寬度。	影響照明範圍及均勻度。
CCT (色溫)	K (開爾文)，例如 2700K/6500K	光線嘅冷暖度，數值越低越偏黃/暖，越高越偏白/冷。	決定照明氛圍同適用場景。
CRI / Ra	無單位，0–100	準確呈現物件顏色的能力，Ra≥80為良好。	影響色彩真實度，用於商場、博物館等高要求場所。
SDCM	MacAdam橢圓步階，例如「5步階」	色彩一致性指標，步階數值越小代表色彩越一致。	確保同一批次LED的顏色均勻一致。
主導波長	nm (納米)，例如：620nm (紅色)	對應彩色LED顏色的波長。	決定紅、黃、綠單色LED的色調。
Spectral Distribution	波長對強度曲線	顯示不同波長嘅強度分佈。	影響顯色性同品質。

Electrical Parameters

術語	Symbol	簡易解釋	設計考量
正向電壓	Vf	啟動LED所需嘅最低電壓，類似「起始閾值」。	驅動器電壓必須≥Vf，串聯LED嘅電壓會累加。
正向電流	If	正常LED運作之電流值。	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
Max Pulse Current	Ifp	可短時間承受嘅峰值電流，用於調光或閃爍。	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
反向電壓	Vr	LED可承受嘅最大反向電壓，超出可能導致擊穿。	電路必須防止反接或電壓尖峰。
Thermal Resistance	Rth (°C/W)	由晶片傳熱至焊料的阻力，數值越低越好。	高熱阻需要更強嘅散熱能力。
ESD Immunity	V (HBM), e.g., 1000V	抵禦靜電放電嘅能力，數值愈高代表愈唔易受損。	生產過程中需要採取防靜電措施，尤其係對於敏感嘅LED。

Thermal Management & Reliability

術語	關鍵指標	簡易解釋	影響
接面溫度	Tj (°C)	LED晶片內部實際工作溫度。	每降低10°C可能令壽命倍增；過高會導致光衰、色偏。
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「使用壽命」。
光通維持率	%（例如：70%）	使用一段時間後保留嘅亮度百分比。	表示長期使用下嘅亮度保持能力。
色偏移	Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓	使用期間的顏色變化程度。	影響照明場景中嘅顏色一致性。
Thermal Aging	物料降解	因長期高溫而導致嘅劣化。	可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。

Packaging & Materials

術語	Common Types	簡易解釋	Features & Applications
封裝類型	EMC, PPA, Ceramic	外殼材料保護晶片，提供光學/熱介面。	EMC：良好耐熱性，低成本；陶瓷：更好散熱，更長壽命。
晶片結構	正面，倒裝晶片	晶片電極排列。	倒裝晶片：散熱更佳，效能更高，適用於高功率。
Phosphor Coating	YAG, Silicate, Nitride	覆蓋藍光晶片，將部分轉換為黃/紅光，混合成白光。	不同熒光粉會影響光效、CCT及CRI。
透鏡/光學元件	平面、微透鏡、全內反射	表面光學結構控制光線分佈。	決定視角與光線分佈曲線。

Quality Control & Binning

術語	分類內容	簡易解釋	目的
光通量分級	代碼，例如 2G, 2H	按亮度分組，每組有最小/最大流明值。	確保同一批次亮度均勻。
Voltage Bin	代碼，例如 6W、6X	按正向電壓範圍分組。	有助於驅動器匹配，提升系統效率。
Color Bin	5-step MacAdam ellipse	按色座標分組，確保範圍緊密。	保證顏色一致性，避免燈具內顏色不均。
CCT Bin	2700K、3000K等	按色溫分組，每組有相應的坐標範圍。	滿足不同場景嘅色溫要求。

Testing & Certification

術語	Standard/Test	簡易解釋	顯著性
LM-80	光通量維持測試	恆溫長期點亮，記錄亮度衰減。	用於估算LED壽命（配合TM-21）。
TM-21	壽命估算標準	根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。	提供科學的壽命預測。
IESNA	照明工程學會	涵蓋光學、電學、熱學測試方法。	業界認可嘅測試基準。
RoHS / REACH	環保認證	確保不含有害物質（鉛、汞）。	國際市場准入要求。
ENERGY STAR / DLC	能源效益認證	照明設備的能源效益及性能認證。	用於政府採購、補貼計劃，提升競爭力。