LTPL-C034UVG365 紫外LED规格书 - 365nm峰值波长 - 3.8V典型值 - 4.4W最大功率 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

本产品是一款大功率紫外（UV）发光二极管（LED），专为需要固态紫外光源的严苛应用而设计。它代表了传统紫外技术的高能效替代方案，将LED技术固有的长寿命和高可靠性，与显著的辐射输出相结合。

核心优势：

• 集成电路兼容性：设计便于集成到电子电路和控制系统中。
• 环保合规：产品符合RoHS标准，采用无铅工艺制造。
• 运行效率：与汞灯等传统紫外光源相比，运行成本更低。
• 维护需求低：固态特性和长寿命显著降低了维护需求及相关成本。
• 设计自由度：能够实现以往受传统紫外灯技术限制的新型外形和应用设计。

目标市场：这款LED主要面向需要可靠、长效的365nm紫外光源的应用，例如油墨、粘合剂和涂料的紫外固化，以及工业、医疗和分析设备中的其他常见紫外应用。

2. 技术规格详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不建议在接近或达到这些极限的条件下长时间运行。

• 直流正向电流 (If)：1000 mA (最大连续电流)。
• 功耗 (Po)：4.4 W (最大功耗)。
• 工作温度范围 (Topr)：-40°C 至 +85°C (正常工作的环境温度范围)。
• 存储温度范围 (Tstg)：-55°C 至 +100°C (非工作状态下的存储温度范围)。
• 结温 (Tj)：125°C (半导体结允许的最高温度)。

重要提示：在反向偏压条件下长时间运行可能导致器件失效。

2.2 电光特性 (Ta=25°C)

这些是在标准测试条件下（正向电流 If = 700mA）测得的典型性能参数。

• 正向电压 (Vf)：3.8 V (典型值)，范围从 3.2 V (最小值) 到 4.4 V (最大值)。此参数对驱动器设计至关重要。
• 辐射通量 (Φe)：1300 mW (典型值)，范围从 1050 mW (最小值) 到 1545 mW (最大值)。这衡量了紫外光谱中的总光功率输出。
• 峰值波长 (λp)：中心位于365nm区域，分档范围从360nm到370nm。这定义了主要的紫外发射峰值。
• 视角 (2θ_1/2)：130° (典型值)。这表明其具有宽广的辐射模式。
• 热阻 (R_thjs)：5.1 °C/W (典型值，结到焊点)。数值越低，表明从芯片到电路板的热传递越好，这对于维持性能和寿命至关重要。

2.3 热特性

有效的热管理对于LED的性能和可靠性至关重要。5.1°C/W的热阻值指定了每消耗一瓦功率，结温将上升多少度。为使结温保持在安全限值内（低于125°C），尤其是在700mA或1000mA的最大电流下运行时，适当的散热和PCB热设计是必不可少的。

3. 分档系统说明

为确保应用性能的一致性，LED会根据关键参数进行分类（分档）。分档代码标记在包装上。

3.1 正向电压 (Vf) 分档

LED根据其在700mA下的正向压降进行分组。

• V1 档：3.2V 至 3.6V
• V2 档：3.6V 至 4.0V
• V3 档：4.0V 至 4.4V

容差：±0.1V。选择特定的分档有助于设计更均匀的驱动电路。

3.2 辐射通量 (mW) 分档

LED根据其在700mA下的光功率输出进行分选。这对于需要稳定紫外强度的应用至关重要。

• PR 档：1050 mW 至 1135 mW
• RS 档：1135 mW 至 1225 mW
• ST 档：1225 mW 至 1325 mW
• TU 档：1325 mW 至 1430 mW
• UV 档：1430 mW 至 1545 mW

容差：±10%。

3.3 峰值波长 (Wp) 分档

LED根据其峰值发射波长进行分类。

• P3M 档：360 nm 至 365 nm
• P3N 档：365 nm 至 370 nm

容差：±3nm。这允许为对特定紫外波长敏感的应用进行选择。

4. 性能曲线分析

4.1 相对辐射通量 vs. 正向电流

该曲线显示，辐射通量随正向电流增加而增加，但并非线性关系。由于热效应增加和效率下降，在较高电流下趋于饱和。在典型的700mA下工作，可以在输出和效率之间取得良好平衡。

4.2 相对光谱分布

光谱图证实了LED的窄带发射特性，主峰在365nm附近，边带发射极少。这对于需要特定紫外激活而无需过多热量或不必要波长的工艺是有利的。

4.3 辐射模式

辐射特性图展示了130度的宽视角，显示了强度随LED中心轴角度变化的分布。这种模式对于设计实现均匀覆盖的照明光学器件非常重要。

4.4 正向电流 vs. 正向电压 (I-V曲线)

这条基本曲线展示了二极管的电流与电压之间的指数关系。“拐点”电压约为3V。驱动器必须是电流源以确保稳定运行，因为电压的微小变化会导致电流的巨大变化。

4.5 相对辐射通量 vs. 结温

这条关键曲线显示了结温升高对光输出的负面影响。随着Tj升高，辐射通量下降。这强调了有效热管理的必要性，以在LED的整个寿命期间保持一致的性能。

4.6 正向电流降额曲线

此图规定了最大允许正向电流与环境温度或外壳温度的函数关系。为防止超过最大结温，在较高温度环境下运行时，必须降低驱动电流。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

该器件具有特定的表面贴装封装尺寸。关键尺寸公差为：

• 一般尺寸：±0.2mm
• 透镜高度和陶瓷基板长度/宽度：±0.1mm

散热焊盘（通常用于散热）与阳极和阴极电气焊盘是电气隔离的（中性）。

5.2 推荐PCB焊盘布局

提供了建议的PCB焊盘图形（封装），以确保正确的焊接、热传递和机械稳定性。建议遵循此布局以实现可靠的组装。

5.3 极性识别

规格书包含用于识别阳极和阴极端子的标记或图表。正确的极性连接对于器件运行至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

提供了详细的回流焊温度-时间曲线。关键参数包括峰值封装体温度和特定的升温/降温速率。注意事项强调：

• 避免快速冷却过程。
• 使用尽可能低的焊接温度。
• 曲线可能需要根据所用焊膏进行调整。
• 不建议或保证浸焊。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，推荐的最大条件是300°C，最长2秒，并且每个器件只能进行一次。

6.3 清洗

清洗应仅使用异丙醇（IPA）等酒精类溶剂。未指定的化学品可能会损坏LED封装。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以凸起式载带和卷盘形式提供，用于自动化组装。

• 提供了载带凹槽和卷盘的详细尺寸。
• 空置的凹槽用盖带密封。
• 一个7英寸卷盘最多可容纳500片。
• 包装符合EIA-481-1-B标准。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 紫外固化：在印刷、电子组装和牙科应用中固化油墨、涂料、粘合剂和树脂。
• 荧光激发：使材料发出荧光，用于检测、防伪或分析。
• 消毒：虽然365nm不是最佳的杀菌波长（UVC），但它可用于一些光化学过程。
• 医疗治疗：某些光疗治疗。

8.2 设计考量

• 电流驱动：始终使用恒流驱动器，而非恒压源，以确保稳定运行并防止热失控。
• 热管理：设计PCB时需配备足够的散热过孔和铜箔面积，如果在大电流或高环境温度下运行，需考虑外部散热器。
• 光学器件：对于特定应用，可能需要透镜或反射器来准直或整形宽光束角。
• ESD防护：LED对静电放电敏感。在组装过程中应采取标准的ESD处理预防措施。
• 眼睛和皮肤安全：365nm的UV-A辐射可能有害。在最终产品中应实施适当的屏蔽、联锁装置和用户警告。

9. 可靠性与测试

产品经过一系列全面的可靠性测试，测试样本结果显示零失效。测试包括：

• 低温、室温和高温工作寿命 (LTOL, RTOL, HTOL)。
• 湿高温工作寿命 (WHTOL)。
• 热冲击 (TMSK)。
• 耐焊接热 (回流焊)。
• 可焊性测试。

失效标准定义为正向电压（±10%）和辐射通量（±30%）相对于初始值的变化。这些测试验证了产品在工业应用中的稳健性。

10. 技术对比与发展趋势

10.1 与传统紫外光源的优势对比

与汞蒸气紫外灯相比，这款LED提供：

• 即时开关：无需预热或冷却时间。
• 更长寿命：数万小时 vs. 灯管的数千小时。
• 更高效率：每瓦电输入产生更多的紫外输出。
• 紧凑尺寸与设计灵活性：可实现更小、更具创新性的设备。
• 无汞：环境处置更安全。
• 精确波长：窄光谱输出针对特定的光引发剂。

10.2 发展趋势

紫外LED市场的发展趋势包括：

• 更高辐射通量：提高单个发射器和模块的功率密度。
• 提高电光转换效率 (WPE)：在给定光输出下减少发热。
• 降低每辐射瓦成本：使LED解决方案在经济上适用于更多应用。
• 向UVC波段扩展：用于直接杀菌（265nm-280nm）应用，尽管本产品属于UV-A波段。

11. 常见问题解答 (基于技术数据)

11.1 我应该使用多大的驱动电流？

电光特性是在700mA下指定的，这是推荐的典型工作电流，可在性能和寿命之间取得平衡。它可以驱动到绝对最大值1000mA，但这需要极佳的热管理，并可能缩短寿命。始终参考降额曲线以了解与温度相关的电流限制。

11.2 如何解读分档代码？

分档代码确保您获得性能一致的LED。例如，订购“TU”通量档和“P3N”波长档，可保证器件具有1325-1430 mW的输出和365-370 nm的峰值波长。请根据您的应用指定所需的分档，以保证系统性能。

11.3 热管理有多关键？

极其关键。结温直接影响光输出（参见相对通量 vs. Tj曲线）和长期可靠性。超过125°C的最大结温会加速性能衰减，并可能导致快速失效。5.1°C/W的热阻值是计算所需散热的关键。

11.4 我可以用电压源为这颗LED供电吗？

不可以。LED是电流驱动器件。其正向电压存在容差，并随温度变化。恒压源会导致电流失控，很可能超过最大额定值并损坏LED。必须使用恒流驱动器或限流电路。

12. 实际设计与使用案例

场景：设计一个紫外点固化系统

1. 需求：一款用于固化牙科粘合剂的手持设备，需要聚焦的、强度稳定的365nm紫外光斑，工作周期为10秒。
2. LED选择：选择这款365nm LED，因其具有高辐射通量和合适的波长。
3. 驱动器设计：开发了一个紧凑的、电池供电的恒流驱动器，设定为700mA，并带有用于10秒脉冲的定时电路。
4. 热设计：LED安装在手持工具机身内的一块小型金属基板PCB（MCPCB）上，该PCB充当散热器。占空比（开10秒，关50秒）有助于管理热量积累。
5. 光学设计：在LED上方放置一个简单的准直透镜，将130°的宽光束聚焦到工作距离处更小、更集中的光斑。
6. 结果：一款可靠、即开即用的固化工具，在尺寸、速度和寿命方面均优于旧式灯泡系统，且无需牙医等待预热。

13. 工作原理

本器件是一种半导体光源。当在阳极和阴极之间施加正向电压时，电子和空穴在半导体芯片（通常基于AlGaN或InGaN等紫外发射材料）的有源区内复合。这种复合过程以光子（光）的形式释放能量。所用半导体材料的特定带隙能量决定了发射光子的波长，在本例中为约365纳米的紫外A（UV-A）光谱。宽视角是封装设计和芯片上方主透镜的结果。