LTPL-C16FUVM385 UV LED 資料手冊 - 3.2x1.6x1.9mm - 3.3V - 23mW - 385nm - 英文技術文件

1. 產品概述

LTPL-C16系列代表固態照明技術的重大進展，專為紫外線（UV）應用而設計。此產品為高能效、超緊湊的光源，結合了發光二極體（LED）固有的長使用壽命與高可靠性，其性能水平足以取代傳統的UV照明系統。其小巧的外形與表面黏著相容性為設計師提供了極大的自由度，使其能夠整合到空間受限與自動化生產環境中。

1.1 主要特點

• 完全相容於標準自動取放設備，適用於大批量組裝。
• 設計可承受紅外線（IR）與氣相迴焊製程。
• 採用標準EIA相容封裝格式，具備廣泛相容性。
• 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指令且為無鉛（Pb-free）產品。

1.2 目標應用

此款UV LED專為各種需要受控紫外線照射的工業與製造製程所設計。主要應用領域包括用於接著劑與樹脂的UV固化、UV標記與編碼、UV活化黏合製程，以及特殊印刷油墨的乾燥或固化。其385nm波長在啟動光化學反應方面特別有效。

2. 機械與封裝資訊

該元件採用緊湊型表面黏著封裝。關鍵外型尺寸詳見資料手冊，所有單位均為毫米。典型封裝本體尺寸長約3.2毫米、寬約1.6毫米、高約1.9毫米。除非另有說明，大多數尺寸的公差為±0.1毫米。資料手冊包含詳細的尺寸圖，顯示頂視、側視和底視圖，並提供建議的印刷電路板（PCB）焊接墊布局，以確保正確的焊接與熱管理。陰極通常可透過封裝上的視覺標記來識別。

3. 絕對最大額定值

這些額定值定義了應力極限，超過此極限可能對元件造成永久性損壞。不保證在達到或處於這些極限下的操作，為確保可靠性能應予以避免。所有額定值均在環境溫度（Ta）為25°C下指定。

• 功率耗散 (Po)： 160 mW
• 直流順向電流 (If)： 40 mA
• 逆向電壓 (Vr): 5 V
• 工作溫度範圍 (Topr): -40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍 (Tstg): -40°C 至 +100°C
• 接面溫度 (Tj): 100°C

4. Electro-Optical Characteristics

以下參數定義了LED在Ta=25°C標準測試條件下的典型性能。多數參數的測試電流為20mA。

*注意：在Ir=10µA條件下進行反向電壓測試僅用於驗證保護性齊納二極體功能。本元件並非設計用於在反向偏壓下持續工作，否則可能導致故障。

4.1 重要量測注意事項

• ESD Sensitivity: 該裝置對靜電放電（ESD）敏感。在操作過程中必須採取適當的靜電防護措施，包括使用接地手腕帶和防靜電墊。
• 測試標準： 輻射通量和峰值波長是根據CAS140B標準進行測量的。
• 公差： 輻射通量測量公差為 ±10%。正向電壓測量公差為 ±0.1V。峰值波長測量公差為 ±3nm。

5. Bin Code and Classification System

為確保應用的一致性，LED 會根據關鍵性能參數進行分選（分檔）。分檔代碼標示於包裝上。

5.1 順向電壓 (Vf) 分檔

量測容差：±0.1V @ If=20mA.

5.2 輻射通量 (Φe) 分級

量測容差：±10% @ If=20mA。

5.3 峰值波長 (λp) 分選

容差：±3nm @ If=20mA。

6. 性能曲線分析

該數據手冊提供了數條特性曲線，對於設計及理解元件在不同條件下的行為至關重要。

6.1 相對發射光譜

圖表顯示了以385nm峰值波長為中心的光譜功率分佈。該曲線展現了UV LED典型的窄頻帶發射特性，這對於需要特定光子能量來啟動固化反應的應用至關重要。

6.2 相對輻射通量 vs. 順向電流

此曲線說明了光學輸出與驅動電流之間的關係。在較低電流時，輻射通量隨電流呈超線性增加；而在較高電流時，由於熱效應與效率下降效應，其趨於飽和。這有助於選擇一個平衡輸出與使用壽命的最佳工作點。

6.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

I-V 曲線顯示了二極體典型的指數關係。膝點電壓約在典型的 3.3V 左右。此曲線對於設計限流電路至關重要，以確保穩定運行並防止熱失控。

6.4 相對輻射通量 vs. 接面溫度

此圖表描繪了接面溫度（Tj）上升對光學輸出的負面影響。隨著Tj增加，輻射通量隨之下降。這凸顯了在PCB設計中實施有效熱管理的至關重要性，以維持穩定的輸出性能與設備長期可靠性。

7. Assembly and Process Guidelines

7.1 Reflow Soldering Profile

本文提供適用於無鉛迴流焊接製程的詳細溫度-時間曲線。關鍵參數包括：

• 預熱： 150-200°C，最長持續120秒。
• 峰值溫度： 封裝體表面測量最高溫度為260°C。
• 液相線以上時間： 建議控制在標準製程範圍內。
• 冷卻速率： 不建議採用快速冷卻製程。

根據特定錫膏特性，可能需要調整溫度曲線。建議始終採用能形成可靠焊點的最低焊接溫度，以盡量減少LED的熱應力。

7.2 Cleaning

若組裝後需要清洗，僅應使用指定的化學品。未指定的化學品可能會損壞封裝環氧樹脂。可接受的方法包括在室溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。

7.3 手工焊接

若無法避免手工焊接，必須極度謹慎：

• 烙鐵溫度： 最高 300°C。
• 焊接時間： 每條導線最多3秒。
• 頻率： 此操作僅應執行一次，以避免熱損傷。

8. Packaging Specifications

元件以適用於自動化組裝設備的帶狀與捲盤包裝形式提供。

• 載帶尺寸： 詳細圖紙標明了料袋間距、寬度以及蓋帶放置位置。
• 捲盤規格： 標準7英吋（178毫米）捲盤。
• 每捲數量： 通常為1500件。
• 缺失元件： 最多允許連續兩個空置料袋。
• 標準： 包裝符合 EIA-481-1-B 規範。

9. 可靠性與操作注意事項

9.1 應用範圍

本產品適用於標準商業及工業電子設備。其並非為設計或認證可用於故障可能危及生命或健康的安全關鍵應用（例如：航空、醫療生命維持系統、交通控制）。若用於此類應用，需諮詢製造商。

9.2 濕度敏感度與儲存

本封裝依據 JEDEC J-STD-020 標準，濕度敏感等級 (MSL) 評定為 3 級。

• 密封袋： 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，請於168小時（7天）內完成焊接。
• 烘烤： 若濕度指示卡轉為粉紅色（≥10% RH）或超過168小時車間壽命，請在使用前將LED以60°C烘烤至少48小時。未使用的部分需重新密封並放入乾燥劑。

9.3 驅動方法

LED是電流驅動元件。為確保亮度均勻並防止多顆LED並聯驅動時的電流搶奪現象，每顆LED或並聯串列必須搭配專屬的限流電阻。建議採用恆流驅動器以實現最佳效能與穩定性，因其能補償順向電壓的變異，並在溫度導致Vf漂移時提供一致的光學輸出。

10. 設計考量與應用備註

10.1 熱管理

考慮到接面溫度與輻射通量之間的負相關性，有效的散熱措施至關重要。建議的PCB焊盤佈局旨在輔助散熱。使用具有熱導孔將焊盤連接到內部接地層或外部散熱器的PCB，能透過保持低接面溫度，顯著提升性能與使用壽命。

10.2 Optical Design

135度的視角提供了寬廣的發光模式。對於需要聚焦或準直紫外光的應用，將需要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385nm紫外輻射透明（例如，特殊玻璃或紫外穩定性塑料如PMMA）。

10.3 電氣設計

電路設計必須考量順向電壓分檔。電源供應器必須能夠提供LED所需的電壓，加上限流電阻或驅動電路的壓降，即使是來自最高Vf分檔（V3，最高4.0V）的LED亦然。也建議提供防止反接和瞬態電壓尖峰的保護。

10.4 與傳統紫外線光源的比較

相較於汞蒸氣燈等傳統紫外線光源，此LED具備顯著優勢：即時開關能力、無需預熱時間、更長的操作壽命（數萬小時）、體積顯著更小、產熱更低，且不含汞等有害物質。其385nm的窄頻發射對於固化製程中使用的特定光起始劑也更為高效，能減少能源浪費。

11. 常見問題 (FAQ)

11.1 典型工作電流是多少？

標準測試條件與典型工作點為20mA直流電。絕對最大連續電流為40mA，但在或接近此極限下工作將縮短使用壽命並提高接面溫度。為達最佳可靠性，建議對電流進行降額使用。

11.2 如何解读袋子上的分档代码？

分档代码（例如 V2R6P3S）表示该批次 LED 的具体性能组别。V2 表示 Vf 介于 3.2-3.6V 之间，R6 表示辐射通量介于 20-22mW 之间，P3S 表示峰值波长介于 385-390nm 之间。使用相同分档的 LED 可确保设计的一致性。

11.3 我可以用恒压源驱动这颗 LED 吗？

強烈不建議這樣做。LED的正向電壓具有負溫度係數，且每個元件之間存在差異。使用恆定電壓驅動可能導致熱失控，即電流增加會產生更多熱量，從而降低Vf，導致電流進一步增加，最終損壞元件。請務必使用恆定電流源或帶有串聯限流電阻的電壓源。

11.4 預期壽命是多久？

雖然資料手冊並未明確標示L70或L50壽命（即光輸出降至初始值70%或50%的時間），但LED在規格範圍內運作並配合適當的熱管理時，其壽命通常可超過25,000至50,000小時。壽命主要由接面溫度決定；較低的Tj意味著更長的使用壽命。

12. 結論

LTPL-C16FUVM385是一款高性能且可靠的UV LED光源，專為現代化自動化製造環境設計。其超緊湊尺寸、表面黏著設計及特定的385nm輸出，使其成為在固化、標記和黏合應用中取代體積龐大、效率較低的傳統UV燈的理想選擇。成功整合此元件需仔細注意驅動電流控制、PCB上的熱管理，並遵循指定的迴流焊接與濕度處理程序。遵循本資料手冊中的指南，設計師可充分利用其優勢，打造高效、持久且緊湊的UV照明系統。