UV LED COB 模組 RT25E9 系列規格書 - 尺寸 25x50x5.9mm - 電壓 30-50V - 功率 12-25.5W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用板上晶片（COB）配置之高功率紫外線（UV）LED模組的規格。此模組專為需要強烈紫外線輻射的工業級應用而設計。其核心結構採用銅基板以實現卓越的熱管理，並以石英玻璃封裝確保耐用性與光學性能，使其適用於嚴苛的環境。

1.1 核心優勢與目標市場

此模組的主要優勢源於其堅固的設計。銅基板確保了高效的散熱，這對於在高驅動電流下維持LED性能與壽命至關重要。石英玻璃封裝提供了優異的紫外線透射率，並保護半導體晶片免受環境因素影響。本模組目標市場為工業領域，特別適用於油墨、接著劑與樹脂的紫外線固化製程，以及空氣與水淨化系統中的紫外線殺菌應用。其通用設計也允許整合至其他各種基於紫外線的檢測或分析設備中。

2. 技術參數：深入客觀分析

模組的性能由一系列全面的電氣、光學與熱學參數所定義。理解這些參數對於正確的系統設計至關重要。

2.1 光度與電氣特性

模組的輸出以其總輻射通量（單位為瓦特，W）為特徵，表示在紫外光譜範圍內發射的總光功率。此參數被分選為不同的代碼（例如 1A13, 1A14, 1A15, 1A16），對應於標準測試電流5.5A下的最低輸出等級。具體的輻射通量值取決於模組變體的峰值波長（365-370nm, 380-390nm, 390-400nm, 400-410nm）。在5.5A電流下，順向電壓（Vf）通常介於30V至50V之間，這反映了個別LED晶片的串並聯排列方式（10S10P）。視角指定為60度（半峰全寬），定義了光束的擴散範圍。

2.2 絕對最大額定值與熱特性

在超出其絕對最大額定值的條件下操作可能導致永久性損壞。關鍵限制包括最大功耗260W、峰值順向電流7A（脈衝條件下）以及最高接面溫度（Tj）115°C。從接面到焊點的熱阻（Rth j-s）指定為0.4 °C/W，這是散熱器設計的關鍵數據。較低的熱阻表示從LED晶片傳遞熱量的效率更高，這對於維持性能與可靠性至關重要。

3. 分選系統說明

本產品採用分選系統，根據關鍵性能指標對單元進行分類，以確保最終用戶使用的一致性。

3.1 波長與輻射通量分選

本模組提供四個主要波長波段：365-370nm、380-390nm、390-400nm 以及 400-410nm。在每個波長波段內，輻射通量會進一步分選為如 1A13、1A14 等代碼表示的等級。每個代碼對應一個保證的最低輻射輸出（例如，365-370nm 變體的 1A13 等級最低為 12W）。這讓設計師能根據其應用所需的光功率精確選擇模組。

3.2 順向電壓分選

順向電壓也進行分選，以代碼 C02（30-40V）和 C03（40-50V）表示。這對於驅動器的選擇很重要，因為電源供應器必須能夠在此電壓範圍內提供所需電流，以確保穩定運作。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供了在不同條件下模組行為的更深入見解。

4.1 IV 曲線與相對功率

順向電壓對順向電流（IV）曲線顯示了驅動電流與模組兩端電壓降之間的關係。它是非線性的，這是半導體元件的典型特性。順向電流對相對功率曲線展示了光學輸出如何隨電流增加而增加，但在極高電流下可能因熱效應而飽和或下降，凸顯了熱管理的重要性。

4.2 溫度依賴性與光譜分佈

焊點溫度對相對功率曲線說明了溫度升高對光輸出的負面影響。隨著焊點溫度（Ts）升高，輻射輸出會降低。光譜分佈曲線繪製了發射光的相對強度與波長的關係，顯示了UV LED的特徵峰值與光譜寬度（典型容差為 ±2nm）。

4.3 輻射圖案

輻射圖是一個極座標圖，顯示了光強度的角度分佈，確認了60度的視角。強度通常在0度（垂直於發光表面）時最高，並隨著接近視角邊緣而降低。

5. 機械與封裝資訊

5.1 尺寸與公差

模組的外形尺寸為寬度25.0mm、長度50.0mm、高度5.9mm（不包含焊墊）。除非另有說明，所有尺寸公差均為 ±0.2mm。規格書中提供了詳細的頂視圖與側視圖，包括焊墊位置與關鍵半徑。

5.2 焊墊設計與極性

機械圖標示了陽極（+）與陰極（-）焊墊的位置。安裝時必須注意正確的極性，以防止損壞元件。焊墊設計適用於表面黏著焊接製程。

6. 焊接與組裝指南

6.1 一般操作注意事項

由於採用玻璃封裝且對靜電放電（ESD）敏感，需要小心操作。在所有操作與組裝過程中，應採取ESD防護措施（例如，接地工作站、手腕帶）。模組應存放在其原始保護包裝中，直到準備使用。

6.2 儲存條件

模組應儲存在溫度範圍為 -40°C 至 +100°C 且濕度低的環境中，以防止吸濕以及在迴焊焊接過程中造成潛在損壞。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

模組為單獨包裝（每袋1個），以防止物理損壞與污染。包裝可能包含防靜電特性以抵禦ESD。

7.2 型號編碼規則

型號（例如 RT25E9-COBU※P-1010）編碼了關鍵屬性。"RT25E9" 可能表示系列與尺寸。"COBU" 代表UV COB產品。後續代碼（例如 ※P-1010）指定了波長分選等級與輻射通量分選等級。"1010" 可能指10S10P的晶片排列方式。確切的解碼應參考完整的產品資料表或與製造商確認。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 紫外線固化：用於印刷、電子組裝與木材塗裝中，即時固化油墨、塗料、接著劑與樹脂。
• 殺菌消毒：用於空氣清淨機、水殺菌器與表面消毒設備中的殺菌應用，主要使用365-370nm或380-390nm變體。
• 檢測與分析：用於鑑識、醫療或工業檢測系統中的螢光激發。

8.2 設計考量

• 熱管理：這是最關鍵的方面。必須使用具有足夠熱質量與表面積的散熱器，以確保焊點溫度（Ts）以及隨之而來的接面溫度（Tj）遠低於最高115°C。0.4 °C/W的熱阻是散熱器規格的指導依據。
• 驅動電流：在建議的5.5A連續電流或以下操作。使用與模組電壓範圍（30-50V）相容的恆定電流LED驅動器。
• 光學：60度的視角可能適用於許多無需二次光學元件的應用。對於光束整形（準直或聚焦），必須使用透紫外線的透鏡或反射器。
• 眼睛與皮膚安全：紫外線輻射具有危害性。最終產品設計必須納入適當的屏蔽、連鎖裝置與個人防護裝備（PPE）。

9. 技術比較與差異化

與傳統紫外線燈（汞蒸氣燈）相比，此LED模組提供了顯著優勢：即時開關、更長壽命、無有害物質（汞）、更窄的光譜輸出，以及因其緊湊尺寸而帶來的更大設計靈活性。在UV LED市場中，其關鍵差異化特點是高功率輸出（輻射通量高達25.5W）、採用銅基板實現優異的熱性能，以及堅固的石英玻璃封裝，相較於高功率紫外線應用的矽膠或塑膠替代方案更為耐用。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 如何選擇正確的波長？

根據您應用的光起始劑或吸收光譜來選擇。對於大多數固化應用，365nm、385nm、395nm或405nm是常見的。對於殺菌效果，約265nm的波長最為有效，但UVA（315-400nm）用於表面消毒，並對某些病原體有效。

10.2 為什麼熱管理如此重要？

高接面溫度會加速LED的劣化，導致光輸出永久性下降（光衰），並可能導致災難性故障。它也會在元件發熱時造成輸出暫時性降低（參見溫度曲線）。有效的冷卻對於可靠性是不可妥協的。

10.3 我可以用恆壓電源驅動此模組嗎？

強烈不建議。LED是電流驅動元件。如果順向電壓隨溫度升高而下降，恆壓電源可能導致熱失控，造成電流不受控制地增加。請務必使用恆流驅動器。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計用於PCB防焊漆的UV固化站。一位設計師需要固化一種在395nm下反應最佳的防焊漆油墨。他會選擇RT25E9-COBUHP-1010變體，並挑選1A16通量等級以獲得最大強度。他設計了一個鋁製散熱器，其熱阻足夠低，以確保在機殼內以5.5A驅動時，Tj能保持在100°C以下。選擇了一個額定為5.5A且最高50V的恆流驅動器。將多個模組排列成陣列以覆蓋所需的固化區域。安全連鎖裝置會在固化站門打開時切斷電源。與舊式的熱固化方法相比，此系統提供了快速、高效且可靠的固化。

12. 原理介紹

UV LED是一種當電流通過時會發射紫外線的半導體元件。這是通過電致發光實現的：電子在元件的活性區域內與電洞重新結合，以光子的形式釋放能量。光的特定波長（顏色）由所用半導體材料（例如，AlGaN、InGaN）的能帶隙決定。COB（板上晶片）模組將多個LED晶片直接整合到一個共同的基板上（此處為導熱用的銅基板），並在單一主透鏡（石英玻璃）下進行封裝，從而形成一個高功率、緊湊的光源。

13. 發展趨勢

UV LED市場的驅動力來自全球逐步淘汰汞燈。主要趨勢包括：提高電光轉換效率（光功率輸出/電功率輸入），使得更小的封裝能提供更高的輻射通量；改善壽命與可靠性，特別是應用於殺菌的深紫外線（UVC）LED；降低每輻射瓦的成本；以及開發波長更短、殺菌效果更佳的LED（例如，265-280nm）。此外，也有朝向更智慧模組的趨勢，整合感測器以監控溫度與輸出。