LTPL-C16FUVD405 UV LED 資料手冊 - 3.2x1.6x1.6mm - 3.3V - 1.75W - 405nm - 英文技術文件

1. 產品概述

LTPL-C16F系列代表了固態照明技術的重大進步，專為紫外線（UV）應用而設計。這款產品是一種革命性的節能超緊湊光源，成功融合了發光二極體（LED）固有的卓越壽命和可靠性，以及傳統照明系統通常具備的高亮度水平。這種結合為設計工程師提供了無與倫比的自由度，使其能夠創造出新的緊湊外形，同時提供必要的光功率，以在要求嚴苛的環境中有效取代老舊、低效的照明技術。

1.1 主要特點

• 完全兼容標準自動貼裝和取放設備，適用於大批量生產。
• 設計可承受紅外線（IR）與氣相迴焊製程，確保組裝穩固可靠。
• 採用標準化EIA（Electronic Industries Alliance）外型規格封裝，便於整合至現有設計。
• 輸入特性與標準積體電路（IC）驅動位準相容。
• 產品製造符合綠色環保標準，遵循RoHS指令，且不含鉛（Pb）及其他限制物質。

1.2 目標應用

此UV LED專為需要405nm紫外線聚焦光源的應用而設計。主要使用情境包括：

• UV Curing： 黏合劑、塗層和油墨的快速聚合與硬化。
• UV Marking & Coding: 在各種基材上進行永久性標記。
• UV黏合： 快速固化黏著製程。
• 印刷油墨乾燥： 加速專用UV反應油墨的乾燥與固化。

2. 機械與封裝資訊

該元件採用超小型表面黏著封裝。關鍵外型尺寸如下（所有數值單位為毫米，除非另有說明，標準公差為±0.1mm）：封裝本體長度約3.2mm，寬度約1.6mm，高度為1.6mm。數據手冊中提供了詳細的機械圖紙，包括針對紅外線與氣相迴焊的焊墊佈局建議，以確保正確的PCB焊盤設計，從而滿足熱與機械可靠性的要求。

3. 絕對最大額定值

超出這些限制的應力可能會對裝置造成永久性損壞。所有額定值均在環境溫度 (Ta) 為 25°C 時指定。

• 功率消耗 (Po): 1.75 W
• 直流順向電流 (If): 500 mA
• 操作溫度範圍 (Topr): -40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍 (Tstg): -40°C 至 +100°C
• 最大接面溫度 (Tj): 115°C

4. Electro-Optical Characteristics

關鍵性能參數均在Ta=25°C、測試條件If=350mA下量測，除非另有說明。

• 輻射通量 (Φe): 440 mW (最小), 500 mW (典型), 590 mW (最大)。量測容差為±10%。
• 視角 (2θ1/2): 135° (典型值).
• 峰值波長 (λp): 395 nm (最小值), 405 nm (典型值), 415 nm (最大值)。此定義了近紫外光譜的中心發射波長。公差為 ±3nm。
• 順向電壓 (Vf): 於 350mA 下為 3.1 V (最小值), 3.3 V (典型值), 3.5 V (最大值)。量測公差為 ±0.1V。
• 逆向電壓 (Vr): 在逆向電流 (Ir) 為10µA時，最大為1.2 V。 重要注意事項: 此參數僅用於測試齊納二極體功能特性。此LED並非設計用於逆向偏壓下操作。長時間暴露於逆向電流可能導致元件故障。

ESD 注意事項： 此元件對靜電放電（ESD）敏感。為防止潛在或災難性損壞，必須遵循正確的操作程序，包括使用接地手腕帶、防靜電墊和設備。

5. Bin Code and Classification System

為確保生產中的性能一致性，裝置會根據關鍵參數進行分檔。分檔代碼標示於包裝上。

5.1 順向電壓 (Vf) 分檔

• Bin V3: Vf = 3.1V 至 3.3V @ 350mA
• Bin V4: Vf = 3.3V 至 3.5V @ 350mA

5.2 輻射通量 (Φe) 分箱

• 分箱 R1： Φe = 440 mW 至 470 mW
• Bin R2: Φe = 470 mW to 500 mW
• Bin R3: Φe = 500 mW 至 530 mW
• Bin R4: Φe = 530 mW 至 560 mW
• Bin R5: Φe = 560 mW 至 590 mW

5.3 峰值波長 (λp) 分檔

• Bin P3U： λp = 395 nm 至 400 nm
• Bin P4A: λp = 400 nm 至 405 nm
• Bin P4B: λp = 405 nm to 410 nm
• Bin P4C: λp = 410 nm 至 415 nm

6. 性能曲線分析

該資料表提供了數條對設計優化至關重要的特性曲線。

6.1 相對發射光譜

光譜分佈曲線顯示出一個以405nm為中心的主峰（典型值），具有LED技術特有的相對較窄的光譜帶寬。這種單色性對於需要特定光引發的應用是有利的。

6.2 相對輻射通量 vs. 順向電流

此曲線展示了光學輸出與驅動電流之間的關係。在較低電流水平下，輻射通量隨電流呈超線性增長；而在較高電流下，由於熱效應與效率下降效應，輻射通量趨於飽和。為達到最佳效率與使用壽命，建議在典型值350mA或更低電流下操作。

6.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)

I-V特性對於驅動器設計至關重要。它顯示了二極體典型的指數關係。在350mA電流下，典型正向電壓為3.3V。驅動電路必須採用電流調節而非電壓調節，以確保穩定的光輸出。

6.4 相對輻射通量 vs. 接面溫度

這條關鍵曲線說明了接面溫度（Tj）上升對光輸出的負面影響。UV LED的效率通常隨溫度升高而降低。透過適當的PCB佈局（使用散熱孔和足夠的銅箔面積）進行有效的熱管理，對於維持高輸出和長期可靠性至關重要。

7. 組裝與製造指南

7.1 迴焊溫度曲線

提供了一個適用於無鉛（Pb-free）焊接製程的建議迴焊溫度曲線。關鍵參數包括：

• 預熱： 150-200°C，持續時間最長120秒。
• 峰值體溫： 最高260°C。
• 高於液相線時間： 建議在10秒內完成（最多允許兩次回流循環）。
• 建議採用受控的漸進冷卻速率，不建議快速冷卻。
• 使用烙鐵進行手工焊接應限制在300°C，最多3秒，且僅限一次。

7.2 清潔

若組裝後需要清潔，僅應使用指定的化學藥劑。將LED在室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用未指定的化學藥劑可能會損壞封裝環氧樹脂或透鏡。

7.3 濕度敏感性

根據 JEDEC J-STD-020 標準，本產品歸類為濕度敏感等級 (MSL) 3。需採取預防措施，以防止迴焊過程中發生「爆米花」現象。

• 密封包裝袋： 儲存於≤30°C且≤90%相對濕度環境中。請於包裝袋密封日期起一年內使用。
• 已開封包裝袋： 儲存於≤30°C且≤60%相對濕度環境中。暴露於工廠環境條件後，必須在168小時（7天）內完成焊接。
• 若濕度指示卡顯示10%或以上的粉紅色，或超過車間壽命，使用前需在60°C下烘烤至少48小時。

8. 包裝規格

元件以壓紋載帶包裝供應，便於自動化處理。

• 膠帶尺寸： 符合 EIA-481-1-B 規範。
• 捲盤尺寸： 標準7英吋（178公釐）捲盤。
• 每捲盤數量： 最多1500件。
• 空置料袋以封裝膠帶密封。連續缺失元件的最大允許數量為兩個。

9. 應用設計考量

9.1 驅動方法

LED本質上是一種電流驅動元件。為了確保穩定且一致的性能，必須使用恆流源而非恆壓源來驅動。在基礎應用中，可採用電壓源串聯電阻的簡單方式，但為了實現精確控制（尤其是管理熱效應並確保使用壽命），建議使用專用的LED驅動IC或電路。

9.2 Thermal Management

如性能曲線所示，接面溫度直接影響輸出效率與使用壽命。設計人員必須建立有效的熱傳導路徑，包括使用具有足夠銅箔厚度的PCB、在LED的散熱墊正下方佈置陣列式散熱孔，若在高電流或高環境溫度下工作，還可能需要增加外部散熱措施。

9.3 光學設計

135度的視角提供了寬廣的發光模式。對於需要聚焦或準直光束的應用，必須使用透鏡或反射器等二次光學元件。這些光學元件的材料必須對405nm紫外光透明；標準的聚碳酸酯或壓克力可能不適用，並在長時間紫外線照射下可能劣化。建議使用紫外光級玻璃或專用塑料。

10. 可靠性與應用說明

此LED元件適用於標準電子設備。對於故障可能危及安全、健康或關鍵基礎設施（航空、醫療生命維持、交通控制）的應用，在設計導入前，必須進行特定的可靠性評估並諮詢元件製造商。嚴格遵守絕對最大額定值、焊接指南和儲存條件，對於達到額定壽命和可靠性至關重要。