Fiche technique du LED bleu PLCC-2 450nm pour la croissance des plantes (2,8x3,5x0,65mm, 3,4V, 0,3W)

1. Aperçu du produit

Ce produit utilise un boîtier PLCC-2 avec des dimensions compactes de 2,8 x 3,5 x 0,65 mm. Il s'agit d'une LED bleue conçue pour la croissance des plantes, avec une longueur d'onde de crête de 450 nm et un large angle de vue de 120°. La LED est optimisée pour un flux radiant élevé à un courant direct de 100 mA, ce qui la rend adaptée à l'éclairage horticole, à la culture de tissus et aux systèmes de serre industrielle. Les principales caractéristiques incluent la compatibilité avec tous les procédés d'assemblage et de soudure CMS, la disponibilité en conditionnement sur bande et bobine, le niveau de sensibilité à l'humidité 3 et la conformité RoHS. La conception de ce dispositif équilibre efficacité et fiabilité, permettant un fonctionnement prolongé dans des environnements agricoles exigeants.

1.1 Caractéristiques

• Boîtier PLCC-2 pour un design compact.
• Large angle de vue de 120° pour une distribution uniforme de la lumière.
• Compatible avec les procédés d'assemblage CMS standard.
• Disponible en conditionnement sur bande et bobine (4 000 pièces/bobine).
• Niveau de sensibilité à l'humidité 3 (MSL 3).
• Conforme RoHS pour la sécurité environnementale.

1.2 Applications

• Éclairage pour la production de fleurs.
• Culture de tissus et micropropagation.
• Agriculture verticale et serres industrielles.
• Éclairage d'appoint pour serres.
• Éclairage horticole général.

2. Paramètres techniques et analyse approfondie

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (à Ts=25°C, IF=100mA)

Le tableau ci-dessous résume les principaux paramètres électriques et optiques mesurés à une température de soudure de 25°C et un courant direct de 100 mA (sauf indication contraire).

• Tension directe (VF) :Typique 3,4 V, minimale 2,8 V, maximale 3,6 V. Tolérance de mesure ±0,1 V.
• Courant inverse (IR) :À VR=5 V, le courant inverse est très faible (généralement négligeable), maximum 10 μA.
• Flux radiant total (Φe) :Minimum 140 mW, typique 180 mW, maximum 224 mW. Tolérance ±10%.
• Longueur d'onde de crête (λp) :Minimum 440 nm, typique 450 nm, maximum 455 nm. Tolérance ±2 nm.
• Angle de vue (2θ½) :120° typique, offrant une large distribution lumineuse.
• Résistance thermique (RthJ-S) :15 °C/W typique, indiquant un bon transfert de chaleur de la jonction au point de soudure.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs ne doivent pas être dépassées pour éviter des dommages permanents :

• Dissipation de puissance (PD) :0,3 W
• Courant direct (IF) :100 mA (CC) ; Courant direct de crête (IFP) 150 mA à rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms.
• Tension inverse (VR) :5 V
• Décharge électrostatique (DES, HBM) :2000 V (rendement >90%)
• Température de fonctionnement (TOPR) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (TSTG) :-40°C à +100°C
• Température de jonction (TJ) :115°C maximum

Il faut veiller à ce que la température de jonction ne dépasse pas la valeur nominale. Le courant maximal doit être déterminé après avoir mesuré la température du boîtier dans les conditions réelles de fonctionnement.

2.3 Système de classement en lots

Les produits sont classés en lots en fonction de la tension directe (VF), du flux radiant total (Φe) et de la longueur d'onde de crête (WLP). L'étiquette sur chaque bobine indique le code du lot, permettant aux clients de sélectionner des LED avec des caractéristiques appariées pour des performances constantes dans les réseaux. Les plages typiques des lots pour VF sont de 2,8 à 3,6 V ; pour le flux radiant, de 140 à 224 mW ; et pour la longueur d'onde, de 440 à 455 nm. Ce classement garantit l'uniformité de la couleur et du rendement pour des systèmes d'éclairage de haute qualité.

3. Analyse des courbes de performance

3.1 Tension directe en fonction du courant direct

La figure 1 montre la relation entre la tension directe et le courant direct à température ambiante. Lorsque le courant augmente de 0 à 150 mA, la tension directe augmente approximativement de 2,9 V à 3,4 V. Cette courbe est essentielle pour concevoir des pilotes à courant régulé afin de maintenir une sortie lumineuse stable.

3.2 Intensité relative en fonction du courant direct

La figure 2 illustre la puissance rayonnante relative en fonction du courant direct. La sortie augmente linéairement avec le courant jusqu'à environ 80 mA, puis sature progressivement à des courants plus élevés en raison des effets thermiques. Le fonctionnement près de 100 mA offre un bon équilibre entre efficacité et flux.

3.3 Dépendance à la température

La figure 3 montre la puissance relative en fonction de la température de soudure (Ts). À des températures plus élevées, l'intensité relative diminue ; par exemple, à 85°C, la sortie chute à environ 80% de la valeur à 25°C. Cette diminution thermique doit être prise en compte dans la gestion thermique du système.

La figure 4 présente le courant direct maximal admissible en fonction de Ts. Pour éviter la surchauffe, le courant doit être réduit lorsque la température ambiante augmente. À Ts=85°C, le courant maximal est réduit à environ 80 mA.

3.4 Répartition spectrale

La figure 5 présente la courbe d'émission spectrale. La longueur d'onde de crête est centrée à 450 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) d'environ 20 nm. Cette bande bleue étroite est idéale pour déclencher des photorécepteurs spécifiques dans les plantes tels que les cryptochromes et les phototropines, favorisant la photosynthèse et la photomorphogenèse.

3.5 Diagramme de rayonnement

La figure 6 décrit le diagramme de rayonnement en champ lointain. À ±60° par rapport à l'axe optique, l'intensité chute à 50% du pic, confirmant l'angle de vue de 120°. Cette large distribution est bénéfique pour un éclairage uniforme dans les canopées végétales.

4. Informations mécaniques et sur le conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier PLCC-2 de dimensions 2,8 mm (longueur) x 3,5 mm (largeur) x 0,65 mm (hauteur). Toutes les tolérances sont de ±0,2 mm sauf indication contraire. La vue de dessus montre un diamètre de lentille de 2,48 mm. La vue de dessous indique une disposition rectangulaire des plots avec deux électrodes : l'anode (plot plus long) et la cathode (plot plus court). La polarité est marquée avec le symbole « + » sur le boîtier.

4.2 Schémas de soudure

Les dimensions recommandées des plots de soudure sont fournies dans le dessin mécanique (Fig. 1-5). La surface totale du plot est d'environ 2,1 mm x 2,1 mm par électrode, avec un pas de 3,5 mm. Une empreinte de soudure appropriée garantit une connexion mécanique et thermique fiable.

5. Directives de soudure et d'assemblage

5.1 Profil de soudure par refusion

Un profil de refusion standard sans plomb est recommandé. Paramètres clés : préchauffage de 150°C à 200°C pendant 60 à 120 secondes ; temps au-dessus du liquidus (217°C) jusqu'à 60 secondes ; température de crête 260°C pendant au maximum 10 secondes ; taux de refroidissement inférieur à 6°C/s. Le temps total de 25°C à la température de crête ne doit pas dépasser 8 minutes. Ne refusionnez pas plus de deux fois. Si plus de 24 heures s'écoulent entre les refusions, les LED peuvent être endommagées.

5.2 Soudure manuelle

Si une soudure manuelle est nécessaire, maintenez la température du fer en dessous de 300°C et le temps de contact en dessous de 3 secondes. Une seule tentative de soudure est autorisée. Après la soudure, évitez les contraintes mécaniques ou le refroidissement rapide.

5.3 Réparation

La réparation n'est généralement pas recommandée. Si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double tête pour chauffer les deux plots simultanément, et vérifiez le fonctionnement de la LED par la suite.

5.4 Précautions

Le matériau d'encapsulation est du silicone, qui est souple. Évitez d'appuyer sur la surface de la lentille. Utilisez des buses de prélèvement appropriées avec une force contrôlée. Ne montez pas les LED sur des circuits imprimés voilés et évitez de plier la carte après la soudure.

6. Informations sur le conditionnement et la commande

6.1 Spécifications du conditionnement

Chaque bobine contient 4 000 pièces. La bande de transport a un pas de 4 mm et une largeur de 12 mm, avec des marques de polarité pour l'orientation. Le diamètre de la bobine est de 178 mm, le diamètre du moyeu de 60 mm et la largeur de la bande de 12 mm. Une étiquette sur la bobine fournit le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de lot pour le flux radiant, la plage de tension directe, le lot de longueur d'onde, la quantité et la date.

6.2 Sac barrière à l'humidité

Les bobines sont scellées dans un sac barrière à l'humidité avec un dessiccant et une carte indicatrice d'humidité. Conditions de stockage avant ouverture : température ≤30°C, humidité ≤75% HR, durée de conservation jusqu'à un an. Après ouverture, les LED doivent être utilisées dans les 24 heures à ≤30°C/≤60% HR. Si ce délai est dépassé, faites cuire à 60°C pendant 24 heures avant utilisation.

7. Recommandations d'application

Cette LED bleue est spécialement conçue pour l'éclairage de la croissance des plantes. Sa longueur d'onde de crête de 450 nm correspond aux pics d'absorption de la chlorophylle a, de la chlorophylle b et des caroténoïdes, améliorant l'efficacité photosynthétique. Pour des performances optimales, utilisez un pilote à courant constant avec une ondulation inférieure à 5%. Le courant de fonctionnement maximal doit être réduit en fonction de la température ambiante et de la résistance thermique. Assurez un bon refroidissement en montant la LED sur un circuit imprimé à noyau métallique ou en utilisant des vias thermiques à proximité. Évitez l'exposition à des composés contenant du soufre et aux composés organiques volatils (COV) qui peuvent provoquer une décoloration ou une perte de flux lumineux. Maintenez un environnement propre lors de l'assemblage pour éviter l'attraction de poussière sur la lentille en silicone.

8. Comparaison technique

Comparée aux LED SMD 2835 standard, le boîtier PLCC-2 offre une empreinte plus petite (2,8x3,5 mm contre 2,8x3,5 mm pour le 2835, mais à noter que le PLCC-2 est de taille similaire) mais avec un flux radiant par boîtier plus élevé (180 mW typique à 100 mA) par rapport aux LED bleues 2835 typiques (~100 mW). Le large angle de vue de 120° offre également une meilleure uniformité spatiale. La faible résistance thermique (15°C/W) facilite la dissipation thermique, ce qui rend cette LED adaptée aux réseaux à haute densité dans les serres industrielles. La capacité de résistance aux décharges électrostatiques de 2000V (HBM) est comparable aux normes de l'industrie.

9. Foire aux questions

Q1 : Quel est le courant direct maximal que je peux appliquer ?R : La valeur maximale absolue est de 100 mA CC, mais il faut envisager une réduction à des températures ambiantes élevées. Pour un fonctionnement fiable, 80-90 mA est recommandé pour équilibrer la durée de vie et le rendement.

Q2 : Comment dois-je manipuler la LED pour éviter les dommages dus aux décharges électrostatiques ?R : Utilisez un équipement de protection contre les décharges électrostatiques approprié (bracelet antistatique, tables conductrices, ioniseurs) lors de la manipulation. La LED peut supporter jusqu'à 2000V HBM, mais la prudence reste nécessaire.

Q3 : Puis-je utiliser cette LED pour l'éclairage général ?R : Oui, mais elle émet uniquement de la lumière bleue. Pour de la lumière blanche, combinez-la avec du phosphore ou d'autres LED de couleur.

Q4 : Quelle est la condition de stockage recommandée pour les bobines non ouvertes ?R : Température ≤30°C, humidité ≤75% HR. La durée de conservation est d'un an à compter de la date d'emballage.

10. Études de cas pratiques

Dans une installation d'agriculture verticale, un panneau de 200 de ces LED bleues a été utilisé pour fournir un éclairage d'appoint à la culture de laitue. À un courant de commande de 80 mA, le flux radiant total a atteint 36 W (200*0,18 W). Le panneau LED a été placé à 20 cm au-dessus de la canopée, atteignant un PPFD (densité de flux photonique photosynthétique) d'environ 150 μmol/m²/s au niveau de la canopée. La biomasse de laitue résultante a augmenté de 30% par rapport à la lumière ambiante seule. Les LED ont fonctionné à une température de jonction de 45°C, bien en dessous de la limite de sécurité.

Autre cas : dans un laboratoire de culture de tissus, des réseaux de ces LED ont été utilisés pour la micropropagation d'orchidées. Le spectre bleu pur a minimisé l'étiolement et favorisé le développement racinaire. L'angle de vue de 120° a permis un éclairage uniforme sur les étagères de culture sans points chauds.

11. Principe de fonctionnement

Cette LED est une diode électroluminescente bleue à base de nitrure de gallium (GaN). Lorsqu'une polarisation directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons de la couche de type n se recombinent avec les trous de la couche de type p dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons. L'énergie de bande interdite de la structure de puits quantique InGaN est adaptée pour produire une lumière à environ 450 nm (bleu). Le boîtier PLCC-2 encapsule la puce et fournit les contacts électriques et les chemins thermiques. La lentille en silicone protège la puce et extrait la lumière efficacement.

12. Tendances de développement

Le marché des LED horticoles évolue rapidement. Les tendances futures incluent une efficacité plus élevée (>3 μmol/J), des spectres accordables combinant plusieurs longueurs d'onde, et une intégration avec des commandes intelligentes. Les boîtiers PLCC-2 devraient encore se réduire tout en augmentant la densité de puissance. La génération actuelle de LED bleues atteint déjà des flux radiants supérieurs à 200 mW par boîtier à 100 mA. La recherche sur les matériaux InGaN et les conceptions de puces promet des performances encore meilleures. De plus, les efforts pour réduire les coûts et améliorer la fiabilité favoriseront l'adoption dans les serres industrielles à grande échelle.