LTPL-C034UVG405 紫外光LED規格書 - 405nm峰值波長 - 3.6V典型順向電壓 - 4.4W最大功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTPL-C034UVG405是一款專為嚴苛應用設計的高功率紫外光發光二極體，例如UV固化及其他常見的紫外光製程。本產品作為傳統紫外光源的節能替代方案，結合了固態照明固有的長使用壽命、高可靠性與高輻射輸出。它提供了更大的設計彈性，並為固態紫外光技術取代傳統紫外光系統創造了新的契機。

1.1 主要特色

• 相容積體電路驅動。
• 符合RoHS指令且為無鉛製程。
• 相較於傳統紫外光源，營運成本更低。
• 得益於固態元件的可靠性，維護需求大幅降低。

2. 絕對最大額定值

以下額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。所有參數均在環境溫度25°C下指定。

• 直流順向電流 (If)：1000 mA
• 功耗 (Po)：4.4 W
• 操作溫度範圍 (Topr)：最小值3.2V，典型值3.6V，最大值4.4V。
• 儲存溫度範圍 (Tstg)：-55°C 至 +100°C
• 接面溫度 (Tj)：125°C

重要注意事項：長時間在逆向偏壓條件下操作LED，可能導致元件損壞或失效。

3. 電光特性

以下特性是在環境溫度25°C、順向電流700mA的典型操作條件下量測。

• 順向電壓 (Vf)：Minimum 3.2V, Typical 3.6V, Maximum 4.4V.
• 輻射通量 (Φe)：最小值1225 mW，典型值1415 mW，最大值1805 mW。此為使用積分球量測的總輻射功率輸出。
• 峰值波長 (λp)：最小值400 nm，最大值410 nm。
• 視角 (2θ1/2)：典型值130度。
• 接面至焊點熱阻 (Rthjs)：典型值4.1 °C/W。量測公差為±10%。

4. 分級代碼系統

為確保應用的一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。分級代碼標示於每個包裝袋上。

4.1 順向電壓 (Vf) 分級

• V1：3.2V 至 3.6V
• V2：3.6V 至 4.0V
• V3：4.0V 至 4.4V
• 公差：±0.1V

4.2 輻射通量 (mW) 分級

• ST：1225 mW 至 1325 mW
• TU：1325 mW 至 1430 mW
• UV：1430 mW 至 1545 mW
• VW：1545 mW 至 1670 mW
• WX：1670 mW 至 1805 mW
• 公差：±10%

4.3 峰值波長 (Wp) 分級

• P4A：400 nm 至 405 nm
• P4B：405 nm 至 410 nm
• 公差：±3 nm

5. 性能曲線分析

以下典型曲線提供了元件在不同條件下的行為分析（除非註明，否則環境溫度為25°C）。

5.1 相對輻射通量 vs. 順向電流

此曲線顯示輻射輸出隨順向電流增加而增加，但在較高電流下可能因熱效應與效率下降而呈現非線性行為。

6. 可靠性測試摘要

光譜圖確認了以405nm峰值波長為中心的窄發射波段，這是UV LED的特性，適用於固化特定的光起始劑。

5.3 輻射圖樣 (視角)

輻射特性圖說明了典型的130度視角，顯示了強度隨光軸角度變化的分佈情況。

5.4 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)

I-V曲線展示了二極體電流與電壓之間的指數關係，對於設計合適的恆流驅動器至關重要。

5.5 相對輻射通量 vs. 接面溫度

此圖表強調了接面溫度上升對光輸出的負面影響。輻射通量隨溫度升高而降低，凸顯了有效熱管理的重要性。

5.6 順向電流降額曲線

此曲線規定了最大允許順向電流與外殼溫度的函數關係。為確保可靠性並防止超過最大接面溫度，在較高環境溫度下操作時，必須降低驅動電流。

. Reliability Test Summary

本元件已通過一系列完整的可靠性測試，樣本中未報告任何失效。測試項目包括：

• 低溫操作壽命 (LTOL)：外殼溫度-10°C，700mA，1000小時。
• 室溫操作壽命 (RTOL)：25°C，1000mA，1000小時。
• 高溫操作壽命 (HTOL)：外殼溫度85°C，700mA，1000小時。
• 濕熱操作壽命 (WHTOL)：60°C/90%相對濕度，700mA，500小時。
• 熱衝擊 (TMSK)：-40°C 至 125°C，100次循環。
• 迴焊耐熱性：峰值260°C，10秒，2次循環。
• 可焊性測試：245°C，5秒，無鉛焊料。

失效判定標準：若測試後，順向電壓偏移超過初始值的±10%，或輻射通量衰減超過初始值的-30%，則判定元件失效。初始值在典型電流下量測。

7. 機械與組裝資訊

7.1 外型尺寸與PCB焊墊佈局

規格書提供詳細的機械圖面，尺寸單位為毫米。重點註記包括：

• 一般尺寸公差：±0.2mm。
• 透鏡高度與陶瓷基板長度/寬度公差：±0.1mm。
• 散熱焊墊與陽極、陰極焊墊電氣隔離（中性）。
• 提供建議的印刷電路板焊墊佈局，以確保正確焊接與熱傳導。

7.2 焊接指南

迴焊溫度曲線：提供建議的溫度曲線，元件本體峰值溫度不得超過260°C。不建議從峰值溫度快速冷卻。

手動焊接：最高300°C，最多2秒，僅限一次。

一般注意事項：

• 所有溫度參考值均為元件本體上表面溫度。
• 應盡可能使用最低的焊接溫度。
• 迴焊次數最多不超過三次。
• 不建議或保證使用浸焊法。

7.3 包裝

LED以捲帶包裝供應，適用於自動化組裝，符合EIA-481-1-B規範。

• 捲帶尺寸：詳細圖面標明了凹槽尺寸與捲帶結構。
• 捲盤尺寸：提供7英吋捲盤規格。
• 包裝：每7英吋捲盤最多500顆。空凹槽以蓋帶密封。最多允許連續兩個元件缺失。

8. 應用指南與注意事項

8.1 驅動方式

LED是電流驅動元件。為確保穩定操作與長壽命，必須使用恆流源驅動，而非恆壓源。適當的限流電路或專用LED驅動IC至關重要。

8.2 熱管理

考慮到最大功耗4.4W，以及輸出與壽命對接面溫度的敏感性，有效的散熱至關重要。從接面到焊點的低熱阻（典型值4.1 °C/W）有助於熱傳導，但從PCB到環境的整體系統熱路徑必須謹慎設計，特別是在高電流或溫暖環境下操作時。

8.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅可使用酒精類溶劑，如異丙醇。使用未指定的化學清潔劑可能會損壞LED封裝材料。

9. 技術比較與設計考量

9.1 相較於傳統紫外光源的優勢

與汞蒸氣燈或其他傳統紫外光技術相比，此UV LED提供：

• 即時開關：無需暖機或冷卻時間，可實現更快的製程週期。
• 長壽命：顯著更長的操作壽命，降低更換頻率與維護成本。
• 能源效率：更高的電光轉換效率，降低營運電力成本。
• 體積小巧與設計自由：小型化封裝允許整合到更緊湊的空間，並為固化系統創造新穎的外型。
• 低溫操作：幾乎不發射紅外線輻射，減少對目標基材的熱負荷。
• 環境安全：不含汞，符合RoHS及其他環保法規。

9.2 UV固化系統設計考量

• 光學設計：可能需要透鏡或反射器，將130度光束聚焦成更集中的光點或光線，以提高固化效率。
• 驅動器選擇：需要能夠提供高達1000mA並具備適當調光/脈衝功能的恆流驅動器。驅動器必須考量順向電壓的分級範圍（3.2V至4.4V）。
• 散熱片設計：PCB應設計足夠的散熱孔與銅箔面積。對於高功率陣列，通常需要外部鋁製散熱片。
• 波長匹配：確保405nm峰值波長最適合用於固化接著劑、油墨或塗料中的光起始劑。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 此LED的典型操作電流為何？

電光特性與分級代碼是在順向電流700mA下指定的，此為平衡輸出與壽命的典型操作點。絕對最大連續電流為1000mA，但在此電流下操作需要極佳的熱管理。

10.2 輻射通量如何量測？

輻射通量（單位為毫瓦）是LED發射的總光功率，使用積分球量測，可捕捉所有角度的光線。這與光通量（流明）不同，後者經過人眼靈敏度加權，不適用於紫外光源。

10.3 可以將多顆LED串聯或並聯嗎？

使用恆流驅動器時，通常首選串聯連接，因為它能確保通過每顆LED的電流相同。不建議直接並聯連接，除非為每個LED串聯添加獨立的電流平衡電阻，因為元件間的順向電壓差異會導致電流分配不均，可能造成過驅動。

10.4 接面溫度對性能有何影響？

如性能曲線所示，接面溫度升高會導致輻射通量輸出下降（效率下降），並可能加速長期劣化，縮短元件壽命。透過適當的散熱維持低接面溫度，對於保持一致的性能與可靠性至關重要。

11. 工作原理與技術趨勢

11.1 基本工作原理

此UV LED是一種半導體元件。當施加順向電壓時，電子與電洞在半導體晶片的主動區內復合，以光子形式釋放能量。特定的材料（例如氮化鎵基化合物）與量子井結構經過設計，可在紫外光譜（特別是405nm附近）產生光子。

11.2 產業趨勢

UV LED市場的驅動力來自於印刷、接著劑、塗料與消毒等產業對汞燈的替代。主要趨勢包括：單一發光體輸出功率（輻射通量）不斷提升、電光轉換效率改善、用於殺菌的短波長UVC LED發展，以及每毫瓦成本的降低。LTPL-C034UVG405符合為工業固化應用提供穩健、高功率解決方案的趨勢。