LTPL-C036UVG395 紫外光LED規格書 - 395nm峰值波長 - 3.7V典型值 - 4.4W最大值 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本產品系列代表一種為紫外光（UV）固化製程及其他常見UV應用所設計的先進、節能光源。它成功融合了發光二極體（LED）技術固有的長使用壽命與高可靠性，以及傳統紫外光源所具備的強度水準。此種結合提供了顯著的設計靈活性，並為固態紫外光照明取代較舊、效率較低的紫外光技術開闢了新途徑。

1.1 主要特性與優勢

• 積體電路（I.C.）相容性：設計易於整合至現代電子電路與控制系統。
• 環保合規性：本產品完全符合有害物質限制（RoHS）指令，並採用無鉛製程製造。
• 降低營運成本：由於更高的電氣效率與降低的能耗，相較於傳統紫外光源，提供更低的整體營運成本。
• 節省維護成本：LED的固態特性，在其使用壽命期間，顯著減少了維護需求及相關成本。
• 設計自由度：實現了以往受傳統紫外燈技術限制的新型態與應用設計。

2. 技術規格深入解析

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限條件。在此條件下操作不保證正常，在可靠的設計中應予以避免。

• 直流順向電流（If）：1000 mA（最大值）
• 功耗（Po）：4.4 W（最大值）
• 操作溫度範圍（Topr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍（Tstg）：-55°C 至 +100°C
• 接面溫度（Tj）：110°C（最大值）

重要注意事項：LED在逆向偏壓條件下長時間操作，可能導致元件劣化或災難性故障。適當的電路保護至關重要。

2.2 電光特性（Ta=25°C）

這些參數是在標準測試條件下（If = 700mA，Ta=25°C）量測，定義了LED的核心性能。

• 順向電壓（Vf）：典型值為3.7V，範圍從2.8V（最小值）到4.4V（最大值）。
• 輻射通量（Φe）：紫外光譜中的總光功率輸出。典型值為1240 mW，範圍從最小值1050 mW到最大值1545 mW。
• 峰值波長（λp）：光譜發射最強的波長。對於此元件，其規格介於390 nm（最小值）和400 nm（最大值）之間，中心約為395nm。
• 輻射強度為最大強度一半時的全角（通常指0°方向）。典型值為55°。熱阻（Rthjs）：
• 此參數（典型值為5.0 °C/W）量化了從半導體接面到焊點的熱流阻力。數值越低表示散熱能力越好。3. 分級系統說明

為確保生產一致性，LED會根據性能進行分級。分級代碼標示於每個包裝袋上。

3.1 順向電壓（Vf）分級

LED根據其在700mA下的順向電壓降進行分類。

V0: 2.8V - 3.2V
V1: 3.2V - 3.6V
V2: 3.6V - 4.0V
V3: 4.0V - 4.4V
容差：±0.1V
3.2 輻射通量（mW）分級

LED根據其在700mA下的光功率輸出進行分類。

PR: 1050 mW - 1135 mW
RS: 1135 mW - 1225 mW
ST: 1225 mW - 1325 mW
TU: 1325 mW - 1430 mW
UV: 1430 mW - 1545 mW
容差：±10%
3.3 峰值波長（Wp）分級

LED根據其峰值發射波長進行分組。

P3T: 390 nm - 395 nm
P3U: 395 nm - 400 nm
容差：±3nm
4. 性能曲線分析

4.1 相對輻射通量 vs. 順向電流

此曲線顯示光學輸出（輻射通量）隨順向電流增加而增加，但並非線性關係。由於接面溫度升高和效率下降，在較高電流下趨於飽和。設計者必須選擇一個能平衡輸出強度、效率與壽命的工作電流。

4.2 相對光譜分佈

光譜圖確認了以395nm為中心的窄頻紫外光發射。這是基於InGaN的紫外光LED的特性。窄頻譜對於需要特定波長激發的應用（例如紫外光固化樹脂中的某些光起始劑）具有優勢。

4.3 輻射圖型（視角）

輻射特性圖說明了光的空間分佈。典型的55°視角表示光束寬度適中，適用於需要區域照明而非高度聚焦光點的應用。

4.4 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）

此基本曲線展示了二極體典型的指數關係。順向電壓隨電流增加而增加。在工作區域的曲線斜率與元件的動態電阻有關。

4.5 相對輻射通量 vs. 接面溫度

這是熱管理的關鍵曲線。它顯示LED的光學輸出隨著接面溫度（Tj）升高而降低。有效的散熱對於維持穩定、高輸出並確保長期可靠性至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外型尺寸

本元件採用表面黏著封裝。關鍵尺寸註記包括：

- 所有線性尺寸單位為毫米（mm）。
- 一般尺寸容差為±0.2mm。
- 透鏡高度與陶瓷基板長度/寬度具有更嚴格的容差±0.1mm。
- 散熱焊墊（通常位於下方的中央焊墊）與陽極和陰極電氣焊墊電氣隔離（中性）。這允許將其連接到接地層或散熱器進行熱管理，而不會造成電氣短路。
5.2 建議的PCB焊接墊佈局

提供了建議的印刷電路板（PCB）設計焊盤佈局。這包括陽極、陰極和散熱焊墊的尺寸與間距。遵循此佈局可確保正確的焊接、電氣連接，最重要的是，實現從LED接面到PCB的最佳熱傳遞。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

提供了迴焊的詳細溫度與時間曲線。關鍵參數包括：

- 預熱升溫速率。
- 均熱（預熱）溫度與時間。
- 峰值迴焊溫度（不得超過LED的最大額定溫度）。
- 冷卻速率。不建議使用快速冷卻過程，因為可能導致熱應力。
重要注意事項：
1. 所有溫度規格均指LED封裝的頂部表面。
2. 溫度曲線可能需要根據所使用的特定錫膏進行調整。
3. 為盡量減少LED的熱應力，應始終使用能實現可靠焊點的最低可能焊接溫度。
4. 若需手動焊接，烙鐵溫度應限制在最高300°C，時間不超過2秒，且僅能進行一次。
5. 同一元件上的迴焊次數不應超過三次。
6.2 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用酒精類溶劑，如異丙醇（IPA）。未指定或具侵蝕性的化學清潔劑可能損壞LED的封裝材料、透鏡或內部元件。

6.3 驅動方法

LED是電流驅動元件。為確保電路中多個LED並聯時的亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個獨立的限流電阻。這可以補償個別元件之間順向電壓（Vf）的微小差異，防止電流不均，確保整個陣列的性能與壽命一致。

7. 包裝與處理

7.1 載帶與捲盤規格

LED以業界標準的凸版載帶和捲盤供應，適用於自動化取放組裝。

- 載帶尺寸（凹槽尺寸、間距）有詳細規格。
- 提供捲盤尺寸（7英吋直徑），每捲最大容量為500件。
- 載帶上的空凹槽以蓋帶密封。
- 包裝符合EIA-481-1-B規範。
- 根據包裝標準，允許最多連續兩個缺失元件（空凹槽）。
8. 可靠性數據

執行了全面的可靠性測試計畫，展示了產品的穩健性。所有測試在十個樣品中均顯示零失效，表明在各種應力條件下具有高可靠性。

低溫操作壽命（LTOL）：

• -10°C 外殼溫度，700mA，持續1000小時。室溫操作壽命（RTOL）：
• 25°C 環境溫度，1000mA，持續1000小時。高溫操作壽命（HTOL）：
• 85°C 外殼溫度，60mA，持續1000小時。濕熱高溫操作壽命（WHTOL）：
• 60°C / 90% 相對濕度，350mA，持續500小時。熱衝擊（TMSK）：
• -40°C 至 +125°C，100個循環。高溫儲存：
• 100°C 環境溫度，持續1000小時。失效標準：

若測試後，元件的順向電壓（Vf）偏移超過初始典型值的±10%，或其輻射通量（Φe）劣化超過±15%，則視為失效。9. 應用註記與設計考量

9.1 主要應用：紫外光固化

此LED非常適合紫外光固化應用，包括：

- 接著劑固化（例如，在電子組裝、醫療設備中）。
- 油墨與塗層固化（例如，印刷、保形塗層）。
- 3D列印樹脂固化（槽式光聚合）。
395nm波長對於啟動工業配方中使用的多種常見光起始劑非常有效。
9.2 其他紫外光應用

- 貨幣與文件驗證。

- 非破壞性檢測（螢光滲透檢測）。
- 醫療與美容光療（需在適當的醫療指導與設備認證下進行）。
- 空氣與水淨化（與適當的催化劑結合使用時）。
9.3 關鍵設計考量

熱管理：

1. 這是影響性能與壽命的單一最重要因素。僅有當LED正確安裝到足夠的散熱器上時，低熱阻（5°C/W）才會有效。必須盡可能降低接面溫度（Tj），理想情況下應遠低於110°C的最大額定值。恆定電流驅動：
2. 始終使用恆定電流LED驅動器，而非恆定電壓源。這可確保穩定的光輸出，並保護LED免於熱失控。靜電放電（ESD）保護：
3. 雖然此功率LED未明確說明，但對所有半導體元件而言，採取適當的靜電放電預防措施進行處理是良好的實務做法。光學設計：
4. 若需要特定的光束圖型，請考慮二次光學元件（透鏡、反射器），因為其原生視角為55°。10. 技術比較與市場背景

此LED代表了紫外光源的演進。相較於傳統技術（如汞蒸氣燈），它具有明顯優勢：

即時開關：
- 無需暖機或冷卻時間。長壽命：
- 數萬小時，而燈具僅數千小時。效率：
- 更高的電光轉換效率，降低能源成本。緊湊尺寸與設計靈活性：
- 實現更小、更具創新性的產品設計。環保：
- 不含汞，符合RoHS，並減少有害廢棄物。光譜純度：
- 在約395nm處發射窄頻峰值，沒有燈具的寬頻譜和紅外線（熱）輻射，這對敏感基材有益。11. 常見問題（FAQ）

Q1：此LED的典型工作電流是多少？

A1：雖然它可以處理高達1000mA的電流，但其電光特性與分級是在700mA下指定的，這是一個平衡輸出與效率的常見建議工作點。
Q2：為什麼散熱焊墊是電氣中性的？

A2：這允許設計者將焊墊直接連接到PCB上的大面積銅箔（散熱接地層），以實現最大散熱效果，而無需擔心與陽極或陰極造成電氣短路。
Q3：我可以從一個電流源並聯驅動多個LED嗎？

A3：不建議在沒有為每個LED串聯獨立電阻的情況下這樣做。由於Vf的自然差異，並聯的LED將無法均勻分配電流，導致亮度不匹配，並可能使某些元件過電流。
Q4：如何解讀分級代碼？

A4：包裝袋上的代碼（例如，V1/ST/P3U）告訴您該LED的特定性能組別：其順向電壓分級（V1）、輻射通量分級（ST）和峰值波長分級（P3U）。這使得在需要嚴格參數匹配的應用中能夠進行精確選擇。
12. 工作原理與技術

這是一種基於半導體的光源。當施加超過其能隙能量的順向電壓時，電子和電洞在晶片的活性區域中復合，以光子（光）的形式釋放能量。395nm的特定波長是通過調整所用半導體材料（通常是特定組成的氮化鋁鎵（AlGaN）或氮化銦鎵（InGaN））的能隙來實現的。紫外光透過包含透鏡以塑形輸出光束的透明封裝發射出來。

13. 產業趨勢與未來展望

紫外光LED市場正經歷顯著增長，驅動因素包括：

淘汰汞燈：
1. 《水俁公約》等全球法規正在加速無汞替代品的採用。效率與功率的進步：
2. 持續的研發正在改善UV-C、UV-B和UV-A LED的電光轉換效率（WPE）和最大輸出功率，使其能夠應用於更嚴苛的領域。小型化與整合：
3. 紫外光LED實現了用於消毒、固化和感測的便攜式、電池供電設備，開闢了新的消費和專業市場。智慧與連網系統：
4. 與感測器和物聯網平台的整合，使得在固化與淨化系統中能夠實現精確的劑量控制和遠端監控。本文檔所記錄的產品，正是邁向高效、可靠且可控的固態紫外光解決方案這一更廣泛趨勢的一部分。Integration with sensors and IoT platforms allows for precise dose control and remote monitoring in curing and purification systems. The product documented here is part of this broader trend towards efficient, reliable, and controllable solid-state UV solutions.