LTPL-C034UVD405 紫外LED規格書 - 3.5x3.5x1.6mm - 典型電壓3.5V - 輻射通量460-700mW - 峰值波長405nm - 中文技術文件

1. 產品概述

C03 UV產品系列代表了一種專為UV固化及通用紫外線應用而設計的高級、節能光源。該技術融合了發光二極體固有的長壽命和高可靠性，以及傳統紫外線光源所具備的高亮度水平。這種融合提供了顯著的設計靈活性，並為固態紫外線照明替代老舊、低效的紫外線技術開闢了新途徑。

1.1 核心優勢與目標市場

本產品專為需要精確、可靠且高效的紫外線發射的應用而設計。其主要優勢包括：與積體電路驅動系統完全相容；符合RoHS指令和無鉛製造標準，這有助於降低產品生命週期內的營運和維護成本。目標市場涵蓋工業固化製程、醫療與科學儀器、防偽檢測，以及任何需要受控紫外線照射的關鍵應用。

2. 技術參數：深度客觀解讀

以下部分根據標準測試條件 (Ta=25°C) 對器件的關鍵技術參數進行詳細、客觀的分析。

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性損壞的極限。不建議在接近或達到這些極限的條件下長時間工作。最大直流順向電流為500 mA。最大功耗為2瓦。元件的工作環境溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度為-55°C至+100°C。最大允許接面溫度為110°C。至關重要的是，應避免LED在長時間逆向偏壓條件下工作，因為這可能導致元件失效。

2.2 光電特性

這些特性定義了元件在典型工作條件下的性能。正向電壓範圍從最小2.8V到最大4.4V，典型值為3.5V。使用積分球測量的總輻射通量輸出範圍從460mW到700mW，典型值為620mW。峰值波長指定在400nm至410nm之間，屬於近紫外光譜。視角通常為130度，表明其具有寬廣的輻射模式。結到外殼的熱阻典型值為14.7 °C/W，測量公差為±10%。

2.3 熱特性

有效的熱管理對於LED的性能和壽命至關重要。指定的熱阻值為14.7 °C/W，表示半導體結與封裝外殼之間每瓦功耗引起的溫升。該值越低越好。此參數與最大結溫110°C共同決定了任何特定應用所需的散熱要求，以確保LED在其安全工作區內運行，並維持其額定輸出和壽命。

3. 分檔代碼系統說明

為確保最終用戶的一致性，產品根據關鍵性能參數進行分類分檔。分檔代碼標註在每個包裝袋上。

3.1 順向電壓 (Vf) 分檔

LED在350mA測試電流下被分為四個電壓檔位。V0檔電壓在2.8V至3.2V之間，V1檔在3.2V至3.6V之間，V2檔在3.6V至4.0V之間，V3檔在4.0V至4.4V之間。此分類的公差為±0.1V。這使得設計人員可以為並聯連接或精確電流調節選擇正向電壓匹配度高的LED。

3.2 輻射通量 (Φe) 分檔

光輸出功率被分為六個檔位。R1代表最低輸出範圍，R6代表最高輸出範圍，所有測量均在350mA下進行。輻射通量的公差為±10%。這種分檔使得可以根據應用所需的光強進行選擇。

3.3 峰值波長 (Wp) 分檔

發射波長被分為兩個主要檔位：P4A和P4B，公差為±3nm。這對於對特定紫外線波長敏感的應用至關重要，例如在固化製程中引發特定的光化學反應。

4. 性能曲線分析

圖表數據提供了元件在不同條件下的行為洞察。

4.1 相對輻射通量 vs. 正向電流

該曲線通常顯示一種亞線性關係，即輻射通量隨正向電流增加而增加，但在較高電流下可能出現飽和或效率下降。應選擇精確的工作點，以平衡輸出和效率，同時保持在絕對最大額定值範圍內。

4.2 相對光譜分佈

此圖描繪了圍繞峰值波長在不同波長下發射的光強度。它顯示了光譜頻寬，這對於需要光譜純度或特定波長相互作用的應用非常重要。

4.3 輻射特性

此極座標圖說明了光強度的空間分佈，與130度視角相關。它顯示了光如何從LED封裝中發射出來，這對於光學系統設計以確保目標區域得到適當照明至關重要。

4.4 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)

這條基本曲線顯示了典型的二極體指數關係。正向電壓隨電流增加而增加。曲線的形狀對於設計適當的驅動電路至關重要，無論是簡單的限流電阻還是恆流驅動器。

4.5 相對輻射通量 vs. 接面溫度

這條關鍵曲線展示了結溫升高對光輸出的負面影響。隨著結溫升高，輻射通量下降。這強調了有效熱管理對於在不同環境條件下長期保持穩定光學性能的重要性。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外形尺寸

該元件採用緊湊的表面貼裝封裝。關鍵尺寸包括主體尺寸和透鏡輪廓。所有線性尺寸均以毫米為單位。一般尺寸公差為±0.2mm，而透鏡高度和陶瓷基板長度/寬度的公差更嚴格，為±0.1mm。元件底部的散熱焊盤與陽極和陰極焊盤電氣隔離，這意味著它可以直接連接到PCB的散熱層以進行散熱，而不會造成電氣短路。

5.2 極性識別與焊盤設計

提供了推薦的印刷電路板焊盤佈局，以確保正確的焊接和熱性能。該設計包括獨立的陽極和陰極焊盤，以及一個用於熱連接的大焊盤。組裝時正確的極性方向對於器件工作至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊參數

建議使用詳細規定的迴流焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱、保溫、迴流峰值溫度和冷卻速率。應控制最高峰值溫度。不建議使用快速冷卻過程。建議使用能實現可靠焊點的盡可能低的焊接溫度。該器件最多可承受三次迴流焊循環。如有必要進行手工焊接，溫度不得超過300°C，時間不超過2秒，且僅限一次。

6.2 清潔與操作注意事項

若焊接後需要清潔，僅能使用酒精類溶劑。未指定的化學清潔劑可能會損壞LED封裝。操作過程中應遵守一般的靜電放電預防措施。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 編帶與捲盤規格

LED以帶有壓紋的載帶形式提供，並用頂封帶密封。載帶纏繞在捲盤上。標準的7英吋捲盤最多可容納500顆器件。包裝符合EIA-481-1-B規範。規定載帶上連續的空組件袋不得超過兩個。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

這款UV LED適用於多種應用，包括但不限於：黏合劑、油墨和塗料的UV固化；用於分析或檢測的螢光激發；醫療和生物儀器；空氣和水淨化系統；以及防偽檢測。

8.2 設計考量與驅動方法

LED是電流驅動元件。為確保在同一應用中並聯的多個LED亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個獨立的限流電阻。這可以補償單個元件之間正向電壓的微小差異，防止電流不均導致亮度不一致和潛在的過度應力。恆流驅動電路是驅動一個或多個串聯LED的最佳解決方案，無論正向電壓如何變化都能提供穩定的性能。

9. 可靠性與測試

該元件經過全面的可靠性測試計畫以確保其穩健性。測試包括低溫工作壽命、室溫工作壽命、高溫工作壽命、濕高溫工作壽命、熱衝擊、耐焊接熱以及可焊性測試。根據測試後正向電壓和輻射通量的變化定義了具體的合格/不合格標準。所有壽命測試均在元件安裝在散熱器上的條件下進行。

10. 技術對比與差異化

與傳統紫外線光源相比，這種固態LED解決方案具有顯著優勢：無需預熱即可瞬時開關；工作壽命顯著延長；能源效率更高；不含汞等有害物質；尺寸緊湊可實現新的外形設計；以及精確的光譜輸出。歷史上主要的權衡是總光功率較低，但像本系列這樣的現代高功率UV LED正在許多應用中縮小這一差距。

11. 常見問題解答 (基於技術參數)

11.1 輻射通量 (mW) 與光通量 (lm) 有何區別？

輻射通量測量的是所有方向發射的總光功率，單位為瓦特。這是衡量UV LED的正確指標，因為它量化了實際的紫外線能量。光通量測量的是人眼感知的亮度，經過明視覺響應曲線加權，不適用於不可見的紫外線光源。

11.2 如何為我的應用選擇正確的分檔？

根據您的驅動電路設計以及並聯串中電流匹配的需求選擇電壓檔位。根據目標所需的光強或輻照度選擇輻射通量檔位。如果您的製程對特定的光譜峰值敏感，則選擇波長檔位。

11.3 為何熱管理如此關鍵？

高結溫會直接降低光輸出，並加速半導體內部的退化機制，從而大幅縮短器件的使用壽命。為了實現可靠、長期的性能，適當的散熱是必不可少的。

12. 實際設計與使用案例

案例：為多LED UV固化點設計PCB。設計人員需要為一個小面積固化應用建立一個包含10顆LED的陣列。根據規格書：1) 他們選擇相同Vf和Φe檔位的LED以確保一致性。2) 他們使用推薦的焊盤佈局設計PCB，將散熱焊盤連接到PCB上的大面積覆銅區域，並透過過孔將熱量散發到底層或外部散熱器。3) 他們決定使用設定為350mA的恆流驅動器來驅動LED。由於他們希望將所有10顆LED並聯以實現均勻照明，因此按照建議，為每個LED串聯一個小的獨立限流電阻以補償Vf差異。4) 他們在組裝過程中遵循迴流焊曲線指南。5) 如果環境條件可變，他們可以在最終產品韌體中，基於「相對輻射通量 vs. 接面溫度」曲線實現溫度監控或降額演算法。

13. 工作原理簡介

該器件是一種半導體發光二極體。當在陽極和陰極之間施加正向電壓時，電子和電洞被注入半導體晶片的有源區。這些載流子復合，以光子的形式釋放能量。發射光子的特定波長由晶片結構中使用的半導體材料的能隙能量決定。產生的光隨後通過封裝整合的透鏡進行整形和發射。

14. 技術發展趨勢

UV LED領域的特點是持續的研究與開發，旨在提高電光轉換效率、實現單個器件或更小封裝更高的輸出功率、延長工作壽命，並以更高的效率將發射波長推向更深的UV-C光譜。另一個趨勢是採用更先進的封裝技術以增強光提取和熱性能。在環境法規和固態照明性能優勢的支持下，在所有應用中替代含汞紫外線燈的努力仍然是主要的市場驅動力。