UV LED PLCC-2 2.8x3.5x0.65mm 規格書 - 典型順向電壓 3.2V - 功率 0.7W - 峰值波長 365-375nm

1. 產品概述

此紫外線（UV）LED採用標準PLCC-2（塑膠引腳晶片載體）表面貼裝封裝，尺寸緊湊為2.8 mm × 3.5 mm × 0.65 mm。它在UVA光譜中發射，峰值波長介於365 nm至375 nm之間，適用於紫外線消毒、紫外線固化油墨與黏合劑、以及指甲護理等應用。該元件具有120°的寬廣視角，可在目標區域提供均勻的照明。它相容於傳統的SMT組裝製程，並以編帶與捲盤包裝供應（每捲4,000件）。產品符合RoHS要求，且濕度敏感等級為3級。

此元件在指定限制內使用時，具有高輻射效率與長使用壽命。它依照順向電壓、輻射通量及峰值波長分為多個分檔，讓設計者能為其應用選擇最佳的性能等級。PLCC-2封裝提供良好的散熱能力與機械強度，適合自動化組裝。

1.1 主要特色

• PLCC-2 表面貼裝封裝
• 視角：120°
• 適用於所有SMT組裝與迴焊焊接
• 濕度敏感等級：第3級
• 符合RoHS標準
• 提供編帶與捲盤包裝（4,000件/捲）
• 靜電放電防護：1000 V (HBM)

1.2 目標應用

• 紫外線消毒（表面、水、空氣）
• 紫外線固化黏合劑與塗層
• 紫外線油墨固化（印刷業）
• 指甲護理（凝膠固化）
• 一般紫外線照明與光療

2. 技術參數分析

2.1 電氣與光學特性（在 Ts = 25°C，IF = 150 mA 條件下）

此LED以典型的順向電流150 mA驅動。順向電壓（VF）分為四個檔位：B11（3.0–3.2 V）、B12（3.2–3.4 V）、B13（3.4–3.6 V）及B14（3.6–3.8 V）。B12檔位的典型順向電壓約為3.2 V，這是150 mA操作時的常見選擇。逆向電流（IR）在VR = 5 V時限制為10 µA，顯示出良好的整流接面特性。

總輻射通量（Φe）分為多個檔位：1B26（90–112 mW）、1B27（112–140 mW）、1B28（140–180 mW）、1B29（180–224 mW）。峰值波長（λp）分為UA54（365–370 nm）及UA55（370–375 nm）。視角規格為120°（半角±60°）。接面至焊點熱阻（RthJ-S）典型值為45 °C/W。

2.2 絕對最大額定值

為避免損壞，不得在絕對最大額定值以上操作此LED：最大功率消耗為0.7 W，峰值順向電流為180 mA（未指定脈衝寬度條件，但典型適用於短脈衝），逆向電壓為5 V，ESD耐受性（HBM）為1000 V。操作溫度範圍為–40至+85 °C，儲存溫度為–40至+100 °C，最高接面溫度為95 °C。必須將接面溫度保持在95 °C以下以確保可靠性；應仔細考慮散熱設計。

3. 分檔系統說明

此產品依順向電壓、輻射通量及峰值波長進行分檔，讓客戶能選擇適當的性能等級。分檔代碼標示於捲盤標籤上（例如VF 3.0–3.2 V的B11、通量90–112 mW的1B26、波長365–370 nm的UA54）。標籤格式包含料號、規格編號、批號、分檔代碼以及VF、Φe和WLP的具體數值。這確保了可追溯性並簡化庫存管理。

4. 性能曲線分析

4.1 順向電壓與順向電流關係（I-V曲線）

典型的I-V曲線顯示，在150 mA時，順向電壓範圍為3.2–3.6 V。此曲線是基於GaN的UV LED的特性。隨著電流增加，VF呈非線性上升；在較低電流（例如30 mA）時，VF約為3.3 V。該曲線有助於設計限流電阻或恆流驅動器。

4.2 相對功率與順向電流關係

相對輻射功率隨順向電流增加而增加，直至最大額定電流。在150 mA時，相對功率約為100%（歸一化）。在較低電流時，由於熱衰減較小，效率略高。此線性關係有助於調光應用。

4.3 溫度效應

焊點溫度（Ts）會影響相對輻射功率。當Ts從25°C上升至125°C時，相對功率下降約40%。此熱衰減必須透過適當的熱管理來補償。連續操作允許的最大焊點溫度受接面溫度限制（95 °C）。降額曲線（Ts vs. 順向電流）顯示，在較高環境溫度下，必須降低驅動電流以維持在安全範圍內。

4.4 光譜分佈

光譜分佈顯示峰值約在365–375 nm，半高全寬（FWHM）約為10–15 nm。發射主要在UVA範圍內，對固化中的光起始劑激活以及殺菌應用有效。請注意，本元件不產生UV-C波長（低於280 nm）；在適當遮蔽下，此裝置對許多消費性應用是安全的。

4.5 輻射圖案

輻射圖顯示類似朗伯分佈，半功率角為±60°（共120°）。中心區域的強度相對均勻，適合泛光照明。側向發射特性有利於需要寬廣覆蓋範圍的應用。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

PLCC-2封裝本體尺寸為2.80 mm × 3.50 mm，高度（厚度）為0.65 mm。底部視圖顯示兩個接觸焊盤：陽極與陰極。極性由封裝上的凹口或標記指示。建議的焊接圖案（足跡）尺寸：每個焊盤2.10 mm × 2.10 mm，間距2.08 mm。整體建議焊盤長度為2.80 mm，寬度為3.50 mm（與封裝相符）。除非另有說明，所有公差為±0.2 mm。

5.2 極性與操作

此元件有極性；陰極側通常有標記。應小心避免施加逆向電壓，否則可能導致遷移和損壞。操作時，使用鑷子夾住側面，避免接觸頂部的矽膠透鏡，因其質地柔軟且容易吸附灰塵或受損。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊焊接曲線

此LED設計用於無鉛迴焊焊接。建議的曲線包含：預熱區（150–200 °C）持續60–120秒，升溫速率最大3 °C/s，高於217 °C的時間最多60秒，峰值溫度260 °C持續最多10秒，以及冷卻速率最大6 °C/s。從25 °C到峰值的總時間應在8分鐘內。迴焊不得超過兩次；若兩次焊接間隔超過24小時，LED可能吸收水分而受損；建議在第二次迴焊前進行烘烤。

6.2 手工焊接與維修

若需手工焊接，請使用溫度設定低於300 °C的烙鐵，焊接時間不超過3秒。僅允許一次手工焊接操作。不建議在迴焊後進行維修；若無法避免，請使用雙頭烙鐵，並事先確認LED特性未受影響。

6.3 注意事項

• 焊接期間或焊接後（尤其是封裝仍高溫時）請勿對LED施加機械應力。
• 避免將LED安裝在翹曲的PCB上，且焊接後請勿彎曲電路板。
• 迴焊後請勿快速冷卻元件；應讓其自然冷卻至室溫。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤

LED以壓紋載帶供應，帶寬8.00 mm，間距4.00 mm，並附有上蓋帶。捲盤直徑為178 mm ±1 mm，輪轂直徑60 mm ±1 mm，帶寬12 mm。每捲含4,000件。捲盤標籤包含料號、規格編號、批號、分檔代碼（VF、Φe、WLP）、數量及日期代碼。

7.2 濕度敏感度與儲存

本元件濕度敏感等級為第3級。在打開密封防潮袋前，儲存條件為≤30 °C且≤75% RH，最長一年。打開後，若儲存在≤30 °C且≤60% RH條件下，必須在24小時內使用LED。若濕度指示卡顯示過度濕氣或儲存時間已超過，使用前需在60 ±5 °C下烘烤≥24小時。

8. 應用說明與設計考量

8.1 散熱管理

由於LED的效率與壽命高度依賴接面溫度，因此充分的散熱至關重要。接面至焊點的熱阻為45 °C/W。以功率消耗0.7 W為例（例如VF=3.5 V × IF=200 mA，但最大電流180 mA，典型150 mA約0.525 W），接面溫度相對於焊點的上升約為0.525 × 45 = 23.6 °C。若環境溫度為85 °C，則接面溫度約為109 °C，超過了95 °C的限制。因此，在高溫環境下，必須降低電流或使用更大的散熱片。

8.2 電路設計

務必使用限流電阻或恆流驅動器，以防止因順向電壓變化而導致的過電流。請勿施加逆向電壓。ESD敏感度為1000 V (HBM)；操作與組裝時請使用ESD防護設備。燈具材質中的硫化合物含量不得超過100 ppm，鹵素含量（溴與氯各自低於900 ppm，總量低於1500 ppm），以防止LED腐蝕。<900 ppm，總量<1500 ppm）以防止LED腐蝕。

8.3 清潔

若需在焊接後進行清潔，請使用異丙醇（IPA）。避免使用超音波清潔，因為可能損壞焊線。其他溶劑應測試與矽膠封裝材料及封裝材質的相容性。矽膠表面柔軟且易吸附灰塵；必要時請輕柔清潔。

9. 技術比較

與標準可見光LED相比，此UV LED具有較高的順向電壓（3.0–3.8 V，可見光約2.0–3.0 V）和較低的效率（輻射功率 vs. 輻射通量）。然而，它提供窄頻寬的UVA發射光譜，最適合光化學製程。PLCC-2封裝廣泛使用，且相容於現有的貼片與迴焊設備。此產品與其他同功率的UV LED競爭；其優勢在於緊湊的尺寸、寬廣的視角以及多種分檔選項以實現性能匹配。

10. 常見問題

Q1：如何選擇合適的順向電壓檔位？
選擇符合驅動器順向電壓範圍的檔位。對於輸出電壓為3.4 V的150 mA恆流驅動器，B12（3.2–3.4 V）或B13（3.4–3.6 V）較為適合。務必考慮驅動器與串聯電阻上的電壓降。

Q2：此LED的預期壽命為何？
規格書中未明確給出壽命，但在適當的散熱管理下（接面溫度低於85 °C），典型的UV LED可達到L70壽命10,000–20,000小時。高接面溫度會大幅縮短壽命。

Q3：是否可以更高的電流進行脈衝驅動？
最大峰值順向電流為180 mA。若以低工作週期（<10%）進行脈衝，可能允許更高的脈衝電流，但不得超過絕對最大額定值。請諮詢製造商以取得指導。

Q4：紫外線輸出對人體有害嗎？
UVA輻射（365–375 nm）若長時間暴露，可能導致皮膚老化及眼睛損傷。應使用適當的遮蔽或防護眼鏡。此LED並非UV-C光源，但仍需採取預防措施。

11. 實際使用案例

案例1 – PCB UV固化：一種阻焊油墨固化系統使用此類LED陣列。憑藉120°的視角，單排LED可均勻照亮10 cm寬的傳送帶。每個LED（1B28檔位）的總輻射通量為180 mW，可在5 mm距離下實現快速固化。

案例2 – 指甲燈：在指甲固化燈中，多個LED以半圓形排列。365–370 nm的峰值波長與凝膠指甲油中光起始劑的吸收波長匹配。緊湊的尺寸使燈具設計更纖薄。

案例3 – 消毒：針對小型物體（例如手機殼）的表面消毒，單顆LED在150 mA驅動下，經過數分鐘照射，即可提供足夠的UVA強度來滅活10 cm²面積上的細菌。可加裝反射器以集中光束。

12. UV LED的工作原理

此LED採用氮化鎵（GaN）為基礎的半導體結構，當電子與電洞在主動區複合時會發光。PLCC-2封裝包含一個帶有整合反射杯的引腳框架、晶片黏著、焊線以及對UVA透明的矽膠封裝。矽膠透鏡保護晶片並塑造光輸出。封裝底部的散熱焊盤允許熱量傳導至PCB。此元件設計用於恆流操作；順向電壓由主動層的能隙決定（365 nm約3.4 eV）。

13. 市場與技術趨勢

UV LED正逐漸取代傳統汞燈，應用於固化、消毒及醫療領域，因其體積小、即開即關、無需預熱且環保（無汞）。趨勢朝向更高功率密度（例如每晶片1 W）及更短波長（用於消毒的UV-C）。然而，UVA LED（例如本產品）仍然是固化領域的主力，因為它們比UV-C LED效率更高且壽命更長。未來發展包括提高提取效率（透過圖案化基板或倒裝晶片設計）以及整合光學元件（例如準直透鏡）。本產品的PLCC-2封裝是一項成熟技術，可實現低成本、高產量生產。