UV LED SMD 6650 陶瓷封裝 - 尺寸 6.6x6.6x3.85mm - 電壓 6.4-7.6V - 波長 365-410nm - 英文技術規格書

1. 產品概述

本文件詳述一款高功率表面黏著裝置 (SMD) 紫外光發光二極體 (LED) 的規格。此產品專為需要穩固性能與可靠紫外光譜輸出的工業級應用所設計。其核心結構採用先進材料，以確保在嚴苛的工作條件下具備穩定性與長壽命。

1.1 概述

此LED採用緊湊型陶瓷基板，並搭配石英玻璃鏡片進行封裝。此種材料組合兼具了陶瓷優異的熱管理特性，以及石英對紫外光的高透光性與耐用性。整體封裝尺寸為長 6.6 mm、寬 6.6 mm、高 3.85 mm，適用於自動化SMT組裝生產線。

1.2 核心特性與優勢

• 優越封裝：陶瓷基板可實現高效散熱，石英鏡片則能確保最佳紫外光傳輸與環境耐受性。
• 廣視角：120度的半強度角提供廣泛的照射覆蓋範圍，有利於區域固化或消毒。
• SMT相容性：完全相容於標準表面黏著技術組裝與回焊製程。
• 自動化處理：提供捲帶包裝，兼容高速取放機器。
• 濕度敏感度：濕度敏感等級 (MSL) 為 3 級，若開封後超過 168 小時未進行回焊，則需進行烘烤。
• 環保規範符合性：本產品符合RoHS有害物質限制指令。

1.3 目標應用

此UV LED專為利用紫外光進行化學反應或殺菌效果的應用而設計。主要應用領域包括：

• UV固化：印刷、電子組裝及3D列印中，用於膠水、塗料及油墨的瞬間固化。
• UV油墨固化：專用於工業印刷製程中油墨的乾燥與聚合。
• 紫外線消毒：用於空氣、水體或表面淨化設備，以殺滅微生物。
• 一般用途：其他需要可靠UVA或近紫外光源的應用。

2. 深度技術參數分析

2.1 電氣與光學特性

所有參數均於焊點溫度(Ts) 25°C下定義。關鍵性能指標根據特定特性分為不同的產品編碼。

• 順向電壓(VF)：在驅動電流1400 mA下量測。本產品提供三種電壓分級：B28 (6.4V至6.8V)、B30 (6.8V至7.2V) 及 B32 (7.2V至7.6V)。此設計有助於考量電源供應需求。
• 輻射通量(Φe)：以毫瓦為單位的光功率輸出，這是衡量紫外光強度的主要指標。性能依據通量分為三個等級(1B42、1B43、1B44)，在1400mA電流下，典型值範圍約從3550 mW至超過7100 mW，視特定波長型號而定。
• 波長型號：本產品系列涵蓋多個峰值波長範圍：365-370 nm、380-390 nm、390-400 nm及400-410 nm。選擇取決於固化應用中光起始劑的敏感度，或消毒應用的殺菌效能曲線。
• 熱阻(RthJ-S)：接面至焊點的典型熱阻為4.5 °C/W。此低數值直接受益於陶瓷封裝，顯示LED晶片至電路板的高效熱傳導能力。
• 逆向電流(IR)：施加10V逆向偏壓時，最大漏電流為5 μA。

2.2 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致永久損壞的應力極限。在此極限下或超出此極限的操作不予保證。

• 最大功耗(PD)：15.2 瓦特。
• 峰值順向電流(IFP)：2000 mA，允許在脈衝條件下(脈衝寬度0.1ms，工作週期1/10)使用。
• 逆向電壓(VR)：10 伏特。
• 靜電放電(ESD)：可承受2000V人體模型電壓。操作時仍需注意靜電防護。
• 溫度範圍：
  • 操作溫度(TOPR)：-40°C 至 +80°C。
  • 儲存溫度(TSTG)：-40°C 至 +100°C。
  • 最高接面溫度(TJ)：105°C。

2.3 分級系統說明

本產品採用標準化分級系統以確保性能一致性：

• 順向電壓(VF)分級：編碼B28、B30、B32讓設計者能選擇具相近壓降的LED，以利於並聯陣列中實現均勻的電流分佈。
• 輻射通量(Φe)分級：編碼1B42、1B43、1B44依據LED的光功率輸出進行分類。這有助於在最終應用中實現可預測的光強度。
• 波長分級：產品型號標示了主導波長範圍(例如365-370nm)。此精確分類對於針對特定光化學反應的應用至關重要。

3. 性能曲線分析

3.1 順向電壓對順向電流曲線 (IV 曲線)

本規格書提供典型的IV特性曲線參考。對於此類高功率UV LED，預期曲線會在極低電流時呈現指數關係，在額定操作電流1400mA時，則會轉變為具有串聯電阻的近似線性區域。此操作區域的斜率與LED的動態電阻相關。理解此曲線對於設計合適的定電流驅動器至關重要，以確保穩定的光輸出並防止熱失控。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸與圖示

機械外型嚴格定義，佔位面積為6.60 mm x 6.60 mm，總高度為3.85 mm。封裝底部包含一個散熱焊墊，以增強焊錫附著與散熱效果。鏡片位於頂部表面中央。除非另有說明，所有尺寸公差通常為±0.2 mm。

4.2 極性辨識與焊墊佈局

陰極(-)與陽極(+)接腳在封裝底部有明確標示。文件中提供了建議的焊墊佈局圖案，顯示了兩個電氣焊墊以及較大中心散熱焊墊的尺寸。遵循此建議對於實現可靠的電氣連接、最大化散熱性能以及確保回焊時的正確對位至關重要。

5. 焊接與組裝指南

5.1 SMT回焊溫度曲線

本產品適用於紅外線或對流回焊製程。必須遵循特定的溫度曲線，通常包含預熱、恆溫、回焊及冷卻區。焊料峰值溫度不得超過最大額定溫度，以避免損壞LED晶片、內部接合點或石英鏡片。由於其MSL等級為3級，若拆封的防潮袋於168小時內未使用，則需對元件進行烘烤。

5.2 手工焊接與返修

若需進行手工焊接或返修，必須極為謹慎。應使用溫控烙鐵，盡可能降低烙鐵頭溫度(建議低於350°C)並縮短接觸時間，以避免對元件造成熱衝擊。必須避免直接接觸石英鏡片。

6. 包裝、儲存與訂購

6.1 包裝規格

LED採用凸印式載帶捲盤包裝，以利自動化組裝。提供載帶口袋及捲盤的詳細尺寸(包括軸心直徑、法蘭直徑與寬度)，以確保與SMT設備相容。捲盤上標示有產品資訊、數量及批次追溯資料。

6.2 防潮與乾燥包裝

為維持MSL 3等級，捲盤會與濕度指示卡一同密封於防潮袋中。防潮袋採用真空密封或充填乾燥氮氣，以保護元件在儲存與運輸期間免受環境濕氣影響。

7. 應用建議與設計考量

7.1 實現最佳性能的設計考量

• 熱管理：實現長壽命與穩定輸出的關鍵在於有效的散熱。低至4.5 °C/W的熱阻只有在印刷電路板具備足夠的熱導孔與銅箔面積以散熱時才能發揮效用。不得超過最高接面溫度105°C。
• 驅動電流：操作於建議的1400mA直流電流或更低。使用定電流驅動器對於防止影響光輸出與壽命的電流波動至關重要。順向電壓分級有助於設計驅動器的電壓餘裕。
• 光學與材料：對於消毒或固化系統，須確保任何二次光學元件或覆蓋材料對所發射的特定紫外波長具備透光性。許多標準塑膠在紫外光照射下會劣化。

7.2 技術比較與差異化

相較於塑膠封裝的UV LED，此陶瓷與石英封裝提供顯著更佳的熱性能、更高的最高操作溫度，以及對封裝體受紫外光誘導劣化(黃化)的卓越抵抗能力。這使得產品壽命更長、持續輸出功率更高，並能在惡劣環境中保持可靠性。

8. 常見問題解答

8.1 不同波長型號之間有什麼差異？(例如365nm對比400nm)

365-370nm型號發射UVA波段的光，由於其匹配常見的光起始劑，是大多數工業UV固化應用的理想選擇。400-410nm型號屬於近可見光紫外線，可用於需要更深入穿透或不同化學起始的應用，或是在較低能量紫外光即足以消毒的場合。

8.2 應如何根據我的應用來解讀輻射通量(mW)數值？

輻射通量是指發射的光功率總和。對於固化應用，這關係到所傳遞的劑量。您必須根據距離、光學配置以及此通量數值，計算目標位置上的輻照度。對於消毒應用，殺菌效能與波長相關，因此必須根據作用光譜對通量進行加權計算。

8.3 我可以用定電壓源驅動這款LED嗎？

強烈不建議此做法。LED是電流驅動裝置。使用搭配簡單串聯電阻的定電壓源效率不佳，且難以調節因溫度及個體間VF差異造成的影響。為求穩定可靠的操作，需要使用專用的定電流LED驅動器。

9. 可靠度與測試

本產品經過一系列可靠度測試，以確保其在壓力下的性能。標準測試項目可能包括高溫操作壽命測試、熱循環測試、濕度測試及耐焊熱測試。定義了特定的測試條件與合格/不合格標準，以確保產品的穩健性。