1. 产品概述
UVC3535CZ0315系列代表了一款高可靠性、基于陶瓷封装的LED解决方案，专为要求严苛的紫外线（UVC）应用而设计。该产品旨在杀菌效能至关重要的环境中提供稳定一致的性能。其核心优势在于坚固的陶瓷封装，相比传统塑料封装提供了更优异的热管理能力，直接有助于延长工作寿命并保持稳定输出。主要目标市场包括专业级和消费级消毒设备、水净化系统以及空气杀菌装置的制造商，这些应用均对可靠的UVC发射有严格要求。
2. 技术参数深度解析
2.1 光度与电气特性
该LED在300mA的正向电流（IF）下工作。其正向电压（VF）的规定范围为5.0V至8.0V，这是驱动电路设计以确保电流正确调节的关键参数。辐射通量，即总光功率输出的度量，在规定测试条件下的最小值为20mW，典型值为25mW，最大值为30mW。峰值波长集中在270nm至285nm范围内，此波段对于破坏微生物的DNA/RNA最为有效。
2.2 绝对最大额定值与热特性
遵守绝对最大额定值对于器件寿命至关重要。最大允许直流正向电流为300mA。该器件可承受高达2000V（人体模型）的静电放电（ESD），这是处理和组装过程中的一项重要可靠性特性。最高结温（TJ）额定值为90°C。从结到焊点的热阻（Rth) 为20°C/W。该值对散热器设计至关重要；例如，在300mA满额驱动电流下，功耗可能高达2.4W (8.0V * 0.3A)，这可能导致结温比焊点温度升高48°C。因此，保持较低的焊点温度对于将TJ 维持在安全限值内至关重要。
工作温度范围为-40°C至+85°C，存储温度范围为-40°C至+100°C，表明其适用于多种环境条件。
3. Binning System Explanation
产品被分档归类，以确保应用的一致性。理解这些分档对于设计和采购至关重要。
3.1 辐射通量分档
辐射通量被分为两个等级：Q4（20-25mW）和Q5（25-30mW）。设计人员必须根据其应用所需的辐照剂量选择合适的等级。
3.2 峰值波长分档
峰值波长受到严格控制，并分档如下：U27A（270-275nm）、U27B（275-280nm）和U28（280-285nm）。在此范围内，杀菌效果可能略有差异，因此分档选择对于优化系统性能可能很重要。
3.3 正向电压分档
正向电压以0.5V为增量从5.0V到8.0V进行分档（例如，5055代表5.0-5.5V，5560代表5.5-6.0V，依此类推）。这主要是出于驱动效率的考虑，以及在阵列应用中将具有相似电气特性的LED进行分组。
4. 性能曲线分析
4.1 光谱与相对辐射通量 vs. 电流
光谱曲线显示，在指定波长（例如270-285nm）附近有一个狭窄的发射峰，边带发射极少，这证实了其作为UVC光源的纯度。相对辐射通量 vs. 正向电流曲线在额定电流300mA以下几乎呈线性，表明其效率良好，且输出随电流变化的规律可预测。
4.2 正向电流 vs. 正向电压 & Peak Wavelength vs. Current
I-V曲线呈现出典型的二极管指数特性。正向电压随电流增加而升高，这在恒流驱动器的设计中必须予以考虑。峰值波长随电流变化的曲线在工作电流范围内偏移极小（通常仅为几纳米），表明其光谱性能稳定。
4.3 热降额与相对辐射通量随温度变化关系
相对辐射通量随环境温度变化曲线展示了LED输出的负温度系数特性。随着环境（以及结）温度升高，辐射通量下降。降额曲线以图形方式定义了最大允许正向电流与环境温度的函数关系，以防止超过TJ(max)在高环境温度下运行时，必须降低驱动电流。例如，在85°C的环境温度下，最大允许电流显著低于300mA。
5. 机械与封装信息
5.1 尺寸与焊盘配置
封装尺寸为3.5毫米（长）x 3.5毫米（宽）x 0.99毫米（高），公差为±0.2毫米。焊盘配置定义明确：焊盘1为阳极（+），焊盘2为阴极（-），焊盘3为专用散热焊盘。该散热焊盘对于将热量从LED芯片高效传导至印刷电路板（PCB）至关重要。PCB布局必须具有相应的导热焊盘，并连接到接地层或散热器，以最大化散热效果。
6. 焊接与组装指南
本器件适用于表面贴装技术（SMT）工艺。回流焊接不应超过两次，以避免对陶瓷封装和内部连接造成热应力。在回流过程中，必须避免对LED本体施加机械应力。焊接后，请勿弯曲PCB，否则可能导致陶瓷封装或焊点开裂。标准的无铅回流焊温度曲线适用，但必须根据陶瓷封装的规格控制峰值温度及液相线以上时间（若未提供特定曲线，请参考陶瓷元件通用的IPC/JEDEC指南）。
7. 包装与订购信息
7.1 发射器卷带包装
LED以卷盘形式提供，采用压纹载带缠绕。标准包装数量为每卷1000颗。提供卷盘和载带尺寸，以便自动贴片机设置。
7.2 湿度敏感度与标签要求
由于陶瓷封装可能对湿度敏感，卷盘密封在含干燥剂的铝箔防潮袋中以保持干燥。卷盘上的产品标签包含关键信息，包括零件编号（P/N）、数量（QTY），以及辐射通量（CAT）、波长（HUE）和正向电压（REF）的具体分档代码。
7.3 产品命名规则解析
完整的订购代码，例如 UVC3535CZ0315-HUC7085020X80300-1T，是一个详细的描述符： UVC (UVC类型), 3535 (3.5x3.5毫米封装), C (陶瓷材料), Z (集成用于ESD保护的齐纳二极管), 03 (3芯片), 15 (150° 视角), H (水平芯片), UC (UVC颜色), 7085 (270-285纳米波长), 020 (最小辐射通量20mW), X80 (5.0-8.0V 正向电压), 300 (300mA 正向电流), 1 (1K pcs 包装), T (磁带包装)。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
主要应用是紫外线杀菌消毒。这包括：固定式空气净化器、HVAC盘管处理、使用点或小型系统的水消毒装置、消费电子产品或医疗设备的表面消毒器，以及杀菌灯具。150°宽视角使其适用于需要区域覆盖而非聚焦光束的应用。
8.2 设计考量
Driver Design: 必须使用恒流驱动器。该驱动器需能提供高达300mA的电流，并适应5.0-8.0V的电压范围。过流或电压尖峰会严重缩短LED的使用寿命。F 热管理：
热管理： 这是设计中最关键的环节。应采用厚铜层PCB（例如2盎司），并在热焊盘下方设置连接到大型接地层或外部散热器的散热过孔。需主动监控焊点温度，必要时依据降额曲线调整驱动电流。
光学设计： UVC辐射对人眼和皮肤有害。终端产品必须具备适当的屏蔽结构，以防止任何直接暴露。外壳材料必须透UVC（例如熔融石英、特种UVC级玻璃），因为普通玻璃和多数塑料会阻挡UVC。
安全合规： 使用此LED的产品必须符合相关激光产品和辐射安全标准。
9. 技术对比与差异化
与传统低功率UVC LED或汞灯相比，UVC3535CZ0315系列提供了一种固态、瞬时启动且无汞的解决方案。陶瓷封装使其与塑料3535 LED形成关键差异化，可实现更高的功率密度以及在高温运行下更优异的长期可靠性。集成的齐纳二极管提供高达2KV的ESD保护，增强了产品坚固性，这在竞品中并不常见，从而简化了供应链处理和组装流程。
10. 常见问题解答 (FAQ)
问：这款LED的典型寿命是多久？
A: LED的寿命通常定义为光通量衰减至初始值70%时的工作小时数（L70）。对于UVC LED而言，该指标高度依赖于驱动电流和结温。在推荐条件或更低条件下运行，并配合优异的热管理，可实现数千小时的使用寿命。
Q: 我可以用恒压源驱动这款LED吗？
A: 不可以。LED是电流驱动器件。由于Vf具有负温度系数，恒压源将导致热失控并迅速损坏器件。F务必使用恒流驱动器或能够主动调节电流的电路。
问：如何解读标签上的分档代码？
答：标签显示了该卷带上LED的具体分档信息。例如，CAT:Q5, HUE:U27B, REF:6570 表示LED的光通量在25-30mW（Q5）档，峰值波长为275-280nm（U27B），正向电压为6.5-7.0V（6570）。
11. 实际设计案例研究
考虑设计一个紧凑型水消毒模块。目标是在流经腔室中实现大肠杆菌3个数量级（99.9%）的灭活。所需UVC剂量根据水流量、水的紫外透射率和病原体敏感性计算得出。基于该剂量，确定LED数量及其驱动电流。例如，使用4个来自Q5分档（每个最小25mW）的LED，在250mA电流下驱动（为可靠性略作降额），可能提供所需的辐照度。采用一块4层PCB，其内部专设一个2盎司铜层作为热扩散层。LED围绕一个石英套管排列，水流经该套管。选择一个提供1A电流的恒流驱动器（4个LED并联，每个250mA，各自配有均流限流电阻），其输入电压需满足最高VF（正向电压）分档值加上驱动器开销的总和。F PCB上靠近LED处的一个温度传感器向微控制器提供反馈，如果检测到温度过高，微控制器可以降低驱动电流，从而确保长期可靠性。
12. 原理介绍
UVC光，特别是在260-280nm范围内的光，会被微生物的核酸（DNA和RNA）吸收。这种吸收会导致DNA中形成胸腺嘧啶二聚体，从而破坏微生物的复制和合成关键蛋白质的能力，有效地使其失活（杀灭）。该LED通过半导体材料（通常是氮化铝镓 - AlGaN）中的电致发光产生这种UVC辐射。当施加正向电压时，电子和空穴在半导体芯片的有源区复合，以光子的形式释放能量。特定波长由半导体材料的带隙能量决定。
13. 发展趋势
UVC LED市场受到全球对无汞、紧凑和即时消毒解决方案需求的推动。主要趋势包括： 不断提高的插墙效率（WPE）： 持续的研究旨在降低电光功率转换损耗，从而在相同光输出下实现更低的功耗和发热。 更高输出功率： 芯片设计和封装技术的持续改进，使得单芯片LED能够实现更高的辐射通量，从而减少每个系统所需的LED数量。 更长使用寿命： 材料和封装技术的进步正稳步提升器件可靠性及使用寿命，尤其在高温运行条件下表现显著。 成本降低： 随着生产规模的扩大和工艺的成熟，每毫瓦UVC输出的成本正在下降，这使得该技术能够应用于更多的消费级领域。 波长稳定性提升： 研究重点在于最小化波长随温度和使用寿命的漂移，以实现更可预测的杀菌性能。
LED Specification Terminology
LED 技术术语完整解析
光电性能
| 术语 | 单位/表示法 | 简要说明 | 重要性原因 |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (流明每瓦) | 每瓦电力产生的光输出，数值越高表示能效越高。 | 直接决定能效等级和电费成本。 |
| 光通量 | lm (流明) | 光源发出的总光量，通常称为“亮度”。 | 判断光线是否足够明亮。 |
| Viewing Angle | °（度），例如：120° | 光强降至一半时的角度，决定了光束宽度。 | 影响照明范围与均匀度。 |
| CCT (色温) | K (开尔文)，例如 2700K/6500K | 光的冷暖度，数值越低越偏黄/暖，数值越高越偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| CRI / Ra | 无量纲，0–100 | 准确呈现物体颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，适用于商场、博物馆等高要求场所。 |
| SDCM | MacAdam椭圆步长，例如“5步” | 颜色一致性指标，步长越小表示颜色一致性越高。 | 确保同一批次LED的颜色均匀一致。 |
| 主波长 | nm（纳米），例如：620nm（红色） | 彩色LED对应颜色的波长。 | 决定红色、黄色、绿色单色LED的色调。 |
| Spectral Distribution | 波长-强度曲线 | 显示各波长上的强度分布。 | 影响色彩还原与画质。 |
Electrical Parameters
| 术语 | Symbol | 简要说明 | 设计考量 |
|---|---|---|---|
| 正向电压 | Vf | 点亮LED所需的最小电压，类似于“启动阈值”。 | 驱动电压必须≥Vf，串联LED的电压会累加。 |
| 正向电流 | If | 正常LED工作电流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | 可短时耐受的峰值电流，用于调光或闪烁。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | LED可承受的最大反向电压，超过此值可能导致击穿。 | 电路必须防止反接或电压尖峰。 |
| 热阻 | Rth (°C/W) | 芯片到焊点的传热阻力，数值越低越好。 | 高热阻需要更强的散热能力。 |
| ESD Immunity | V (HBM)，例如，1000V | 抗静电放电能力，数值越高意味着越不易受损。 | 生产中需采取防静电措施，尤其是对于敏感的LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 术语 | 关键指标 | 简要说明 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温 | Tj (°C) | LED芯片内部实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；温度过高会导致光衰、色偏。 |
| 光通维持率 | L70 / L80 (小时) | 亮度衰减至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义了LED的“使用寿命”。 |
| Lumen Maintenance | %（例如，70%） | 经过一段时间后保留的亮度百分比。 | 表示长期使用下的亮度保持率。 |
| 色偏移 | Δu′v′ 或 MacAdam 椭圆 | 使用过程中的颜色变化程度。 | 影响照明场景中的颜色一致性。 |
| Thermal Aging | 材料退化 | 因长期高温导致的劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路故障。 |
Packaging & Materials
| 术语 | Common Types | 简要说明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC, PPA, 陶瓷 | 外壳材料，用于保护芯片并提供光学/热学界面。 | EMC：耐热性好，成本低；陶瓷：散热更佳，寿命更长。 |
| 芯片结构 | 正面，倒装芯片 | 芯片电极排布。 | 倒装芯片：散热更佳，效能更高，适用于大功率。 |
| Phosphor Coating | YAG, 硅酸盐, 氮化物 | 覆盖蓝色芯片，将部分蓝光转换为黄/红光，混合成白光。 | 不同的荧光粉会影响光效、色温和显色指数。 |
| 透镜/光学器件 | 平面型、微透镜型、全内反射型 | 表面光学结构，用于控制光分布。 | 决定视角和光分布曲线。 |
Quality Control & Binning
| 术语 | 分箱内容 | 简要说明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码，例如 2G, 2H | 按亮度分组，每组具有最小/最大流明值。 | 确保同批次产品亮度均匀。 |
| Voltage Bin | 代码，例如：6W, 6X | 按正向电压范围分组。 | 促进司机匹配，提升系统效率。 |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐标分组，确保范围紧密。 | 保证色彩一致性，避免灯具内部颜色不均。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等 | 按CCT分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的CCT要求。 |
Testing & Certification
| 术语 | 标准/测试 | 简要说明 | 显著性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通维持率测试 | 恒温长期点亮，记录亮度衰减。 | 用于估算LED寿命（采用TM-21标准）。 |
| TM-21 | 寿命估算标准 | 基于LM-80数据估算实际工况下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA | 照明工程学会 | 涵盖光学、电学、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环境认证 | 确保不含（铅、汞等）有害物质。 | 国际市场的准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 照明能效与性能认证。 | 用于政府采购、补贴项目，提升竞争力。 |