مشخصات LED قرمز دور PLCC 2835 - اندازه 2.8x3.5x0.65mm - ولتاژ پیشرو 1.8-2.6V - توان 468mW - سند فنی فارسی

1. نمای کلی محصول

این مشخصات یک ال‌ای‌دی با عملکرد بالا در محدوده نور قرمز دور را در بسته استاندارد PLCC-2 (2.8mm x 3.5mm x 0.65mm) پوشش می‌دهد. این قطعه از لایه‌های اپی‌تاکسی AlGaAs (آرسنید گالیم آلومینیوم) بر روی زیرلایه GaAs برای دستیابی به انتشار کارآمد در ناحیه قرمز عمیق (730-740 nm) استفاده می‌کند. این ال‌ای‌دی که عمدتاً برای نورپردازی کشاورزی، کشت بافت و روشنایی منظر طراحی شده است، زاویه دید گسترده (120 درجه) را با قابلیت اطمینان بالا مناسب برای مونتاژ خودکار SMT ترکیب می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی عبارتند از:

• بسته: PLCC-2، 2.8mm x 3.5mm x 0.65mm
• طول موج پیک: 730-740 nm (قرمز دور)
• شار تابشی کل: 40-140 mW در جریان 150 mA
• ولتاژ پیشرو: 1.8-2.6 V در جریان 150 mA
• زاویه دید: 120 درجه
• سطح حساسیت به رطوبت: MSL 3
• مطابق با RoHS

2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات الکتریکی و نوری (Ts=25°C)

تمام اندازه‌گیری‌ها در یک محیط استاندارد با دمای نقطه لحیم 25 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. ال‌ای‌دی در جریان پیشرو 150 mA آزمایش می‌شود، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

• ولتاژ پیشرو (VF):از 1.8 V (حداقل) تا 2.6 V (حداکثر) در جریان 150 mA متغیر است. مقدار معمول به صراحت داده نشده است اما در محدوده دسته‌بندی قرار دارد. تلورانس اندازه‌گیری ±0.1 V است.
• جریان معکوس (IR):کمتر از 10 µA در VR = 5 V، که نشان‌دهنده کیفیت عالی اتصال است.
• شار تابشی کل (Φe):40-140 mW در جریان 150 mA. این کل توان نوری خروجی است که توسط یک کره یکپارچه‌ساز اندازه‌گیری شده است. تلورانس: ±10%.
• زاویه دید (2θ1/2):120 درجه معمول (عرض کامل در نصف حداکثر)، که الگوی انتشار گسترده‌ای را برای روشنایی یکنواخت فراهم می‌کند.
• طول موج پیک (λp):730-740 nm، متمرکز در ناحیه قرمز دور که برای فتومورفوژنز گیاه (جذب فیتوکروم Pfr) حیاتی است. تلورانس: ±1 nm.
• مقاومت حرارتی (RTHJ-S):35°C/W معمول از محل اتصال تا نقطه لحیم، که برای محاسبات مدیریت حرارتی ضروری است.

2.2 حداکثر مقادیر مطلق

تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود. دستگاه باید در محدوده عملیاتی ایمن مشخص شده کار کند.

• اتلاف توان (PD): 468 mW
• جریان پیشرو (IF): 180 mA (DC)
• جریان پیشرو پیک (IFP): 300 mA (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 ms)
• ولتاژ معکوس (VR): 5 V
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD HBM): 2000 V
• دمای عملیاتی (TOPR): 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (TSTG): 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (TJ): حداکثر 115 درجه سانتی‌گراد

کاهش ظرفیت: در دماهای محیط بالا، جریان پیشرو باید مطابق با منحنی دمای لحیم در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-10) کاهش یابد تا دمای اتصال زیر 115 درجه سانتی‌گراد باقی بماند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

ال‌ای‌دی‌ها برای ولتاژ پیشرو، طول موج پیک و شار تابشی کل در جریان 150 mA به دسته‌هایی (Bins) تقسیم می‌شوند. این به مشتریان امکان می‌دهد تا دستگاه‌هایی با گستره پارامتری باریک برای عملکرد سازگار سیستم انتخاب کنند.

3.1 دسته‌های ولتاژ پیشرو (VF)

هشت دسته از B1 تا E2 محدوده 1.8-2.6 V را با افزایش 0.1 V پوشش می‌دهند:

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

3.2 دسته‌های طول موج پیک (λp)

دو دسته تعریف شده است:

• R25: 730-735 nm
• R26: 735-740 nm

3.3 دسته‌های شار تابشی کل (Φe)

دو دسته شار نوری:

• FR: 40-90 mW
• FR2: 90-140 mW

توجه: ترکیبی از دسته‌های VF، طول موج و شار بر روی هر برچسب قرقره برای قابلیت ردیابی ذکر شده است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-7)

نمودار یک مشخصه نمایی I-V معمولی را نشان می‌دهد. در جریان 150 mA، VF حدود 2.0-2.2 V (محدوده میانی) است. منحنی تند است و بر نیاز به رانش با جریان تنظیم‌شده برای جلوگیری از فرار حرارتی تأکید دارد.

4.2 شدت نسبی در مقابل جریان پیشرو (شکل 1-8)

خروجی نور با افزایش جریان تا حدود 120 mA به صورت شبه خطی افزایش می‌یابد، سپس در جریان‌های بالاتر به دلیل گرمایش اتصال کمی اشباع می‌شود. در جریان 150 mA، شدت نسبی تقریباً 90% مقدار در جریان 120 mA است.

4.3 وابستگی به دما (شکل‌های 1-9، 1-10، 1-11، 1-12)

• شار نسبی در مقابل دمای لحیم:با افزایش دما از 20°C به 100°C، شار نوری نسبی حدود 30% کاهش می‌یابد (معمول برای ال‌ای‌دی‌های AlGaAs).
• حداکثر جریان پیشرو در مقابل دما:برای حفظ TJ ≤ 115°C، جریان پیشرو مجاز باید در بالای 60°C کاهش یابد. به عنوان مثال، در 85°C، IF نباید از 120 mA تجاوز کند.
• ولتاژ پیشرو در مقابل دما:VF با دما به صورت خطی کاهش می‌یابد (تقریباً 2- mV/°C)، که برای ال‌ای‌دی‌ها معمول است.
• طول موج در مقابل دما:طول موج پیک با افزایش دما کمی به سمت طول موج‌های بلندتر (تغییر به سمت قرمز) جابه‌جا می‌شود، حدود 0.03+ nm/°C.

4.4 توزیع طیف (شکل 1-13)

طیف انتشار باریک است (FWHM تقریباً 20-25 nm) که در 730-740 nm متمرکز شده است. پیک با پیک جذب فیتوکروم Pfr گیاه (730 nm) مطابقت دارد، که آن را برای کنترل فتوپریود در کشاورزی ایده‌آل می‌کند.

4.5 نمودار تابش (شکل 1-14)

الگوی انتشار شبه لمبرتین است، با شدت نسبی که در ±60 درجه از محور به 50% کاهش می‌یابد، که زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

بسته PLCC-2 دارای ردپای نمای بالا 2.80 mm x 3.50 mm با ارتفاع 0.65 mm است. نمای پایین دو پد آند/کاتد (A: آند، C: کاتد) با علامت قطبیت در بالا نشان می‌دهد. تلورانس‌ها ±0.2 mm هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

5.2 الگوی لحیم‌کاری

پدهای لحیم‌کاری توصیه‌شده در شکل 1-5 ارائه شده است. الگو شامل دو پد مستطیلی با ابعاد 1.90 mm x 2.10 mm (آند) و 2.10 mm x 1.90 mm (کاتد) برای مطابقت با ترمینال‌های پایینی است.

5.3 شناسایی قطبیت

یک علامت قطبیت واضح (بریدگی یا نقطه) روی سطح بالایی وجود دارد. کاتد معمولاً پد بزرگتر است (شکل 1-4 را ببینید).

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

پروفیل ریفلو توصیه‌شده (شکل 3-1) مطابق با استانداردهای JEDEC است. پارامترهای کلیدی:

• نرخ افزایش دما: حداکثر 3°C/s
• پیش‌گرمایش: 150-200°C به مدت 60-120 s
• زمان بالای 217°C (TL): حداکثر 60 s
• دمای پیک (TP): 260°C به مدت حداکثر 10 s
• نرخ خنک‌سازی: حداکثر 6°C/s
• زمان کل از 25°C تا TP: ≤8 دقیقه

فقط دو چرخه ریفلو مجاز است. لحیم‌کاری دستی: دمای هویه<300°C،<3 ثانیه، فقط یک بار.

6.2 مدیریت رطوبت

ال‌ای‌دی‌ها حساس به رطوبت هستند (MSL 3). قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی: نگهداری در<30°C / 75% RH، استفاده ظرف 1 سال. پس از باز کردن:<30°C / 60% RH، استفاده ظرف 24 ساعت. در صورت تجاوز، قبل از استفاده به مدت ≥24 ساعت در 60±5°C پخت کنید.

6.3 نکات احتیاطی تمیزکاری و جابجایی

محفظه سیلیکونی نرم است؛ از اعمال فشار مکانیکی روی لنز خودداری کنید. فقط از الکل ایزوپروپیل برای تمیزکاری استفاده کنید؛ تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود. چسب‌هایی که بخارات آلی آزاد می‌کنند باید اجتناب شوند. اقدامات ضد الکتریسیته ساکن اجباری است (حساسیت ESD 2000 V HBM).

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

هر قرقره حاوی 4000 قطعه (حداکثر) است. ابعاد نوار حامل در شکل 2-1 مشخص شده است، با نشانگر جهت تغذیه و علامت قطبیت. ابعاد قرقره: قطر 178 mm (با هاب 13.5 mm)، عرض 10.5 mm. بسته‌بندی کیسه ضد الکتریسیته ساکن و جعبه مقوایی (شکل‌های 2-2 تا 2-5).

7.2 اطلاعات برچسب

هر قرقره با شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته (شامل دسته VF، دسته طول موج، دسته شار)، مقدار و کد تاریخ برچسب‌گذاری می‌شود.

مثال شماره قطعه:RF-AL-T28352H0FR-00(کدگذاری بسته، رنگ و دسته شار/طول موج).

8. پیشنهادات کاربردی

این ال‌ای‌دی قرمز دور به طور ایده‌آل برای موارد زیر مناسب است:

• کارخانه‌های گیاهی:نورپردازی تکمیلی در مزارع عمودی برای ترویج گلدهی و میوه‌دهی (تعامل فیتوکروم).
• کشت بافت:منابع نوری تک‌رنگ برای تکثیر درون‌شیشه‌ای بدون آسیب حرارتی.
• نورپردازی منظر:نورپردازی تاکیدی با رنگ قرمز عمیق برای باغ‌ها یا ویژگی‌های معماری.
• روشنایی عمومی:استفاده ترکیبی با ال‌ای‌دی‌های آبی/قرمز عمیق برای ایجاد چراغ‌های باغبانی با طیف گسترده.

ملاحظات طراحی:

• همیشه از مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت برای جلوگیری از جریان بیش از حد استفاده کنید.
• از اتلاف حرارت کافی روی پدهای لحیم برای حفظ دمای اتصال زیر 115°C اطمینان حاصل کنید.
• برای آرایه‌ها، افت ولتاژ در مسیرهای طولانی و عدم تطابق تقسیم جریان ناشی از گسترش دسته VF را در نظر بگیرید.
• از قرار دادن لنز سیلیکونی در معرض غلظت بالای گوگرد، کلر یا برم خودداری کنید (محدودیت‌ها: S<100 ppm، Br/Cl منفرد<900 ppm، Br+Cl کل<1500 ppm).

9. مقایسه فنی با فناوری‌های رقیب

در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های قرمز استاندارد AlGaInP (630-660 nm)، ال‌ای‌دی قرمز دور AlGaAs راندمان تابشی بالاتری در باند 730-740 nm ارائه می‌دهد. این طول موج به طور خاص برای پاسخ فیتوکروم Pfr مورد نیاز است که با ال‌ای‌دی‌های قرمز استاندارد قابل دستیابی نیست. AlGaAs همچنین پایداری دمایی بهتری نسبت به AlGaInP در ناحیه قرمز دور نشان می‌دهد، اگرچه مدیریت حرارتی همچنان حیاتی است.

10. سوالات متداول

1. آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با جریان 200 mA راه‌اندازی کنم؟حداکثر مطلق 180 mA پیوسته است. راه‌اندازی با جریان 200 mA ممکن است در صورت عدم محاسبه مقاومت حرارتی از رتبه‌بندی دمای اتصال تجاوز کند. توصیه نمی‌شود.
2. راندمان معمول (mW/mA) چقدر است؟در جریان 150 mA، شار تابشی ~90 mW (دسته میانی معمول) است که حدود 0.6 mW/mA را به دست می‌دهد. راندمان با افزایش جریان به دلیل افت کاهش می‌یابد.
3. چگونه دسته مناسب را برای طراحی خود انتخاب کنم؟برای طول موج دقیق، R25 یا R26 را انتخاب کنید. برای روشنایی یکنواخت، FR یا FR2 را انتخاب کنید. برای تطبیق ولتاژ در رشته‌های سری، یک دسته VF باریک انتخاب کنید.
4. آیا این ال‌ای‌دی با تجهیزات معمول SMT Pick-and-Place سازگار است؟بله، بسته PLCC-2 استاندارد است و توسط اکثر ماشین‌ها با نازل مناسب (با اجتناب از فشار روی لنز سیلیکونی) قابل جابجایی است.

11. مطالعه موردی کاربردی

مورد: تولید کاهوی داخلی
یک کارخانه گیاهی با استفاده از 20% آبی (450 nm) و 80% قرمز دور (730 nm) ال‌ای‌دی با PPFD کل 200 µmol/m²/s، بازده کاهو را 15% در مقایسه با طیف 70% قرمز (660 nm) + 30% آبی افزایش داد. جزء قرمز دور باعث گسترش برگ و تسریع چرخه رشد شد. ال‌ای‌دی‌ها با جریان 120 mA (برای ماندن در محدوده حرارتی) راه‌اندازی شدند و بر روی PCBهای هسته آلومینیومی با ویای حرارتی نصب شدند. پس از 10,000 ساعت هیچ خرابی مشاهده نشد.

12. اصل عملکرد

ال‌ای‌دی بر اساس اتصال p-n دوگانه ناهمگون (DH) AlGaAs که بر روی زیرلایه GaAs رشد کرده است، کار می‌کند. هنگامی که بایاس مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال به صورت تابشی ترکیب می‌شوند و فوتون‌هایی با انرژی متناظر با گاف انرژی AlGaAs (~1.7 eV، که حدود 730 nm می‌دهد) ساطع می‌کنند. بسته PLCC یک حفره بازتابنده برای استخراج نور از بالا فراهم می‌کند، در حالی که لنز سیلیکونی از تراشه محافظت کرده و استخراج نور را افزایش می‌دهد. گاف انرژی عریض لایه‌های پوششی، حامل‌ها را به طور کارآمد محدود می‌کند و بازده کوانتومی داخلی بالایی را به دست می‌دهد.

13. روندهای فناوری و چشم‌انداز

تقاضا برای ال‌ای‌دی‌های قرمز دور با گسترش کشاورزی محیط کنترل‌شده به سرعت در حال رشد است. نوآوری‌ها بر بهبود راندمان دیواره (در حال حاضر ~25-35%) و کاهش مقاومت حرارتی از طریق بسته‌بندی پیشرفته (مانند زیرلایه‌های سرامیکی، تراشه معکوس) متمرکز هستند. روندهای آینده شامل ادغام با حسگرها برای کنترل طیف حلقه بسته و ساختارهای چند اتصالی است که گسیلنده‌های آبی و قرمز دور را در یک بسته ترکیب می‌کند. سیستم ماده AlGaAs برای رنگ‌های قرمز عمیق غالب باقی می‌ماند و انتظار می‌رود پیشرفت‌های بیشتری در رفتار افت داشته باشد.