مواصفات LED أحمر بعيد PLCC 2835 - الحجم 2.8x3.5x0.65 مم - جهد أمامي 1.8-2.6 فولت - طاقة 468 ملي واط - وثيقة تقنية

1. نظرة عامة على المنتج

تغطي هذه المواصفات مصباح LED عالي الأداء ذو اللون الأحمر البعيد في حزمة PLCC-2 القياسية (2.8 مم × 3.5 مم × 0.65 مم). يستخدم الجهاز طبقات فوقية من AlGaAs (أرسينيد الألومنيوم والغاليوم) على ركيزة GaAs لتحقيق انبعاث فعال في المنطقة الحمراء العميقة (730-740 نانومتر). صُمم هذا المصباح بشكل أساسي للإضاءة الزراعية، وزراعة الأنسجة، والإضاءة الخارجية، ويجمع بين زاوية رؤية واسعة (120 درجة) وموثوقية قوية مناسبة للتجميع الآلي بـ SMT.

تشمل الميزات الرئيسية:

• الحزمة: PLCC-2، 2.8 مم × 3.5 مم × 0.65 مم
• طول الموجة الذروة: 730-740 نانومتر (أحمر بعيد)
• التدفق الإشعاعي الكلي: 40-140 ملي واط عند 150 مللي أمبير
• الجهد الأمامي: 1.8-2.6 فولت عند 150 مللي أمبير
• زاوية الرؤية: 120 درجة
• مستوى حساسية الرطوبة: MSL 3
• متوافق مع RoHS

2. تفسير المعايير الفنية المتعمق

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية (Ts=25°م)

تُجرى جميع القياسات في بيئة موحدة مع درجة حرارة نقطة اللحام 25°م. يتم اختبار المصباح عند تيار أمامي 150 مللي أمبير ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.8 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى) عند 150 مللي أمبير. لم تُذكر القيمة النموذجية صراحةً ولكنها تقع ضمن نطاق التصنيف. تفاوت القياس هو ±0.1 فولت.
• تيار الانعكاس (IR):أقل من 10 ميكرو أمبير عند VR = 5 فولت، مما يشير إلى جودة تقاطع ممتازة.
• التدفق الإشعاعي الكلي (Φe):40-140 ملي واط عند 150 مللي أمبير. هذا هو إجمالي خرج الطاقة الضوئية المقاس بواسطة كرة مدمجة. التفاوت: ±10%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة نموذجية (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى)، مما يوفر نمط انبعاث واسع مناسب للإضاءة الموحدة.
• طول الموجة الذروة (λp):730-740 نانومتر، متمركز في المنطقة الحمراء البعيدة الحرجة لتكوّن النبات الضوئي (امتصاص الفيتوكروم Pfr). التفاوت: ±1 نانومتر.
• المقاومة الحرارية (RTHJ-S):35°م/واط نموذجية من التقاطع إلى نقطة اللحام، ضرورية لحسابات الإدارة الحرارية.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

تجاوز هذه الحدود قد يسبب ضررًا دائمًا. يجب تشغيل الجهاز ضمن منطقة التشغيل الآمنة المحددة.

• تبديد الطاقة (PD): 468 ملي واط
• التيار الأمامي (IF): 180 مللي أمبير (تيار مستمر)
• التيار الأمامي الذروة (IFP): 300 مللي أمبير (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)
• الجهد العكسي (VR): 5 فولت
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD HBM): 2000 فولت
• درجة حرارة التشغيل (TOPR): -40 إلى +85°م
• درجة حرارة التخزين (TSTG): -40 إلى +100°م
• درجة حرارة التقاطع (TJ): 115°م كحد أقصى

التخفيض: في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، يجب تقليل التيار الأمامي وفقًا لمنحنى درجة حرارة اللحام مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-10) لضمان بقاء درجة حرارة التقاطع أقل من 115°م.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات للجهد الأمامي وطول الموجة الذروة والتدفق الإشعاعي الكلي عند 150 مللي أمبير. وهذا يمكن العملاء من اختيار أجهزة ذات انتشار ضيق للمعلمات للحصول على أداء ثابت للنظام.

3.1 مجموعات الجهد الأمامي (VF)

ثماني مجموعات من B1 إلى E2 تغطي النطاق 1.8-2.6 فولت بزيادات 0.1 فولت:

• B1: 1.8-1.9 فولت
• B2: 1.9-2.0 فولت
• C1: 2.0-2.1 فولت
• C2: 2.1-2.2 فولت
• D1: 2.2-2.3 فولت
• D2: 2.3-2.4 فولت
• E1: 2.4-2.5 فولت
• E2: 2.5-2.6 فولت

3.2 مجموعات طول الموجة الذروة (λp)

تم تحديد مجموعتين:

• R25: 730-735 نانومتر
• R26: 735-740 نانومتر

3.3 مجموعات التدفق الإشعاعي الكلي (Φe)

مجموعتان للتدفق الإشعاعي:

• FR: 40-90 ملي واط
• FR2: 90-140 ملي واط

ملاحظة: يتم إدراج مجموعة الجهد الأمامي وطول الموجة والتدفق على كل ملصق بكرة لتتبعها.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-7)

يظهر الرسم البياني خاصية I-V أسية نموذجية. عند 150 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي حوالي 2.0-2.2 فولت (المدى المتوسط). المنحنى حاد، مما يؤكد الحاجة إلى تشغيل بتيار منظم لتجنب الهروب الحراري.

4.2 الكثافة النسبية مقابل التيار الأمامي (الشكل 1-8)

يزداد خرج الضوء بشكل شبه خطي مع التيار حتى حوالي 120 مللي أمبير، ثم يشبع قليلاً عند التيارات الأعلى بسبب تسخين التقاطع. عند 150 مللي أمبير، تبلغ الكثافة النسبية حوالي 90% من القيمة عند 120 مللي أمبير.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة (الشكل 1-9، 1-10، 1-11، 1-12)

• التدفق النسبي مقابل درجة حرارة اللحام:مع ارتفاع درجة الحرارة من 20°م إلى 100°م، ينخفض التدفق الضوئي النسبي بنحو 30% (نموذجي لمصابيح AlGaAs).
• التيار الأمامي الأقصى مقابل درجة الحرارة:للحفاظ على TJ ≤ 115°م، يجب تقليل التيار الأمامي المسموح به فوق 60°م. على سبيل المثال، عند 85°م، يجب ألا يتجاوز IF 120 مللي أمبير.
• الجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة:يتناقص VF خطيًا مع درجة الحرارة (حوالي -2 مللي فولت/°م)، وهو أمر نموذجي لمصابيح LED.
• طول الموجة مقابل درجة الحرارة:يتحول طول الموجة الذروة قليلاً إلى أطوال موجية أطول (انزياح أحمر) مع زيادة درجة الحرارة، حوالي +0.03 نانومتر/°م.

4.4 توزيع الطيف (الشكل 1-13)

طيف الانبعاث ضيق (عرض كامل بنصف أقصى حوالي 20-25 نانومتر) متمركز عند 730-740 نانومتر. تتطابق الذروة مع ذروة امتصاص فيتوكروم النبات Pfr (730 نانومتر)، مما يجعله مثالياً للتحكم في فترة الضوء في الزراعة.

4.5 مخطط الإشعاع (الشكل 1-14)

نمط الانبعاث يشبه لامبرت، حيث تنخفض الكثافة النسبية إلى 50% عند ±60 درجة انحراف عن المحور، مما يؤكد زاوية الرؤية 120 درجة.

5. معلومات ميكانيكية عن الحزمة والتغليف

5.1 أبعاد الحزمة

حزمة PLCC-2 لها بصمة علوية 2.80 مم × 3.50 مم، مع ارتفاع 0.65 مم. تظهر الرؤية السفلية وسادتي أنود/كاثود (A: أنود، C: كاثود) مع علامة قطبية في الأعلى. التفاوتات ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 نمط اللحام

يتم توفير وسادات لحام موصى بها في الشكل 1-5. يتضمن النمط وسادتين مستطيلتين بأبعاد 1.90 مم × 2.10 مم (الأنود) و 2.10 مم × 1.90 مم (الكاثود) لتتناسب مع الأطراف السفلية.

5.3 تحديد القطبية

علامة قطبية واضحة (شق أو نقطة) موجودة على السطح العلوي. الكاثود عادةً هو الوسادة الأكبر (انظر الشكل 1-4).

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 منحنى إعادة التدفق للحام

منحنى إعادة التدفق الموصى به (الشكل 3-1) يتوافق مع معايير JEDEC. المعايير الرئيسية:

• معدل الارتفاع: 3°م/ثانية كحد أقصى
• التسخين المسبق: 150-200°م لمدة 60-120 ثانية
• الوقت فوق 217°م (TL): 60 ثانية كحد أقصى
• درجة الحرارة الذروة (TP): 260°م لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى
• معدل التبريد: 6°م/ثانية كحد أقصى
• الوقت الكلي من 25°م إلى TP: ≤ 8 دقائق

يسمح بدورتي إعادة تدفق فقط. اللحام اليدوي: درجة حرارة المكواة<300°م،<3 ثوانٍ، مرة واحدة فقط.

6.2 التعامل مع الرطوبة

مصابيح LED حساسة للرطوبة (MSL 3). قبل فتح الكيس الألومنيوم: تخزين عند<30°م / 75% رطوبة نسبية، استخدم خلال سنة واحدة. بعد الفتح:<30°م / 60% رطوبة نسبية، استخدم خلال 24 ساعة. إذا تجاوزت المدة، قم بالخبز عند 60±5°م لمدة ≥ 24 ساعة قبل الاستخدام.

6.3 احتياطات التنظيف والتعامل

غلاف السيليكون ناعم؛ تجنب الضغط الميكانيكي على العدسة. استخدم فقط كحول الأيزوبروبيل للتنظيف؛ لا يُوصى بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية. يجب تجنب المواد اللاصقة التي تطلق أبخرة عضوية. احتياطات مكافحة الكهرباء الساكنة إلزامية (حساسية ESD 2000 فولت HBM).

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

تحتوي كل بكرة على 4000 قطعة (كحد أقصى). أبعاد شريط الحامل موضحة في الشكل 2-1 مع مؤشر اتجاه التغذية وعلامة قطبية. أبعاد البكرة: قطر 178 مم (مع محور 13.5 مم)، عرض 10.5 مم. تغليف كيس مضاد للكهرباء الساكنة وصندوق كرتون (الشكل 2-2 إلى 2-5).

7.2 معلومات الملصق

يتم وضع ملصق على كل بكرة يتضمن رقم القطعة، رقم المواصفات، رقم الدفعة، رمز التصنيف (بما في ذلك مجموعة VF، مجموعة طول الموجة، مجموعة التدفق)، الكمية، ورمز التاريخ.

مثال على رقم القطعة:RF-AL-T28352H0FR-00(ترمز للحزمة واللون وتدفق/طول الموجة).

8. اقتراحات التطبيق

مصباح LED الأحمر البعيد هذا مناسب بشكل مثالي لـ:

• مصانع النباتات:إضاءة تكميلية في المزارع الرأسية لتعزيز الإزهار والإثمار (تفاعل الفيتوكروم).
• زراعة الأنسجة:مصادر ضوء أحادي اللون للتكاثر المخبري دون ضرر حراري.
• إضاءة المناظر الطبيعية:إضاءة مميزة بلون أحمر عميق للحدائق أو العناصر المعمارية.
• الإضاءة العامة:تُستخدم مع مصابيح LED زرقاء/حمراء عميقة لإنشاء تركيبات زراعية واسعة الطيف.

اعتبارات التصميم:

• استخدم دائمًا مقاومة محددة للتيار أو مشغل تيار ثابت لمنع التيار الزائد.
• تأكد من وجود تبديد حراري كافٍ على وسادات اللحام للحفاظ على درجة حرارة التقاطع أقل من 115°م.
• بالنسبة للمصفوفات، ضع في اعتبارك انخفاض الجهد عبر المسارات الطويلة وعدم تطابق مشاركة التيار بسبب انتشار مجموعة VF.
• تجنب تعريض عدسة السيليكون لتركيزات عالية من الكبريت أو الكلور أو البروم (الحدود: S<100 جزء في المليون، Br/Cl منفرد<900 جزء في المليون، Br+Cl الإجمالي<1500 جزء في المليون).

9. مقارنة تقنية مع التقنيات المنافسة

بالمقارنة مع مصابيح LED الحمراء القياسية AlGaInP (630-660 نانومتر)، فإن مصباح AlGaAs الأحمر البعيد يوفر كفاءة إشعاعية أعلى في النطاق 730-740 نانومتر. هذا الطول الموجي مطلوب بشكل خاص لاستجابة الفيتوكروم Pfr، وهو غير قابل للتحقيق مع مصابيح LED الحمراء القياسية. كما يُظهر AlGaAs ثباتًا حراريًا أفضل من AlGaInP في المنطقة الحمراء البعيدة، على الرغم من أن الإدارة الحرارية تظل حرجة.

10. الأسئلة الشائعة

1. هل يمكنني تشغيل هذا المصباح عند 200 مللي أمبير؟الحد الأقصى المطلق هو 180 مللي أمبير مستمر. قد يؤدي التشغيل عند 200 مللي أمبير إلى تجاوز تصنيف درجة حرارة التقاطع إذا لم تُؤخذ المقاومة الحرارية بعين الاعتبار. غير موصى به.
2. ما هي الكفاءة النموذجية (ملي واط/مللي أمبير)؟عند 150 مللي أمبير، يكون التدفق الإشعاعي حوالي 90 ملي واط (منتصف المجموعة النموذجية)، مما يعطي حوالي 0.6 ملي واط/مللي أمبير. تقل الكفاءة مع التيار بسبب الانخفاض.
3. كيف أختار المجموعة الصحيحة لتصميمي؟للحصول على طول موجة دقيق، اختر R25 أو R26. للحصول على سطوع ثابت، اختر FR أو FR2. لمطابقة الجهد في السلاسل المتسلسلة، اختر مجموعة VF ضيقة.
4. هل هذا المصباح متوافق مع معدات التجميع الآلي SMT الشائعة؟نعم، حزمة PLCC-2 قياسية ويمكن التعامل معها بواسطة معظم الآلات باستخدام فوهة مناسبة (تجنب الضغط على عدسة السيليكون).

11. دراسة حالة تطبيقية عملية

الحالة: إنتاج الخس الداخلي
مصنع نباتي يستخدم 20% أزرق (450 نانومتر) و 80% أحمر بعيد (730 نانومتر) عند PPFD إجمالي 200 ميكرومول/م²/ثانية زاد إنتاج الخس بنسبة 15% مقارنة بطيف 70% أحمر (660 نانومتر) + 30% أزرق. ساهم المكون الأحمر البعيد في تعزيز توسع الأوراق وتسريع دورة النمو. تم تشغيل مصابيح LED عند 120 مللي أمبير (للبقاء ضمن الحدود الحرارية) وتركيبها على لوحات PCB ذات قلب ألومنيوم مع فتحات حرارية. لم تُلاحظ أي أعطال بعد 10,000 ساعة.

12. مبدأ التشغيل

يعتمد مصباح LED على تقاطع p-n من نوع AlGaAs مزدوج الهيكل غير المتجانس (DH) مزروع على ركيزة GaAs. عند التحيز الأمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب إشعاعيًا في المنطقة النشطة، وتصدر فوتونات ذات طاقة تقابل فجوة الحزمة لـ AlGaAs (~1.7 إلكترون فولت، مما يعطي ~730 نانومتر). توفر حزمة PLCC تجويفًا عاكسًا لاستخراج الضوء من الأعلى، بينما تحمي عدسة السيليكون الشريحة وتعزز استخراج الضوء. فجوة الحزمة الواسعة للطبقات المكسوة تحصر الحاملات بكفاءة، مما يعطي كفاءة كمومية داخلية عالية.

13. اتجاهات التكنولوجيا والتوقعات

ينمو الطلب على مصابيح LED الحمراء البعيدة بسرعة مع توسع الزراعة في البيئات الخاضعة للرقابة. تركز الابتكارات على تحسين كفاءة الجدار (حوالي 25-35% حاليًا) وتقليل المقاومة الحرارية من خلال التغليف المتقدم (مثل الركائز الخزفية، والرقاقة المقلوبة). تشمل الاتجاهات المستقبلية التكامل مع أجهزة الاستشعار للتحكم في الطيف في حلقة مغلقة والهياكل متعددة التقاطعات التي تجمع بين باعثات زرقاء وحمراء بعيدة في حزمة واحدة. يظل نظام المواد AlGaAs مهيمناً للأحمر العميق، مع توقعات بتحسينات إضافية في سلوك الانخفاض.