Spécification LED Rouge Lointain PLCC 2835 - Taille 2,8x3,5x0,65mm - Tension directe 1,8-2,6V - Puissance 468mW - Document Technique FR

1. Présentation du produit

Cette spécification couvre une diode électroluminescente (LED) haute performance Rouge Lointain dans un boîtier standard PLCC-2 (2,8 mm x 3,5 mm x 0,65 mm). Le composant utilise des couches épitaxiées d'AlGaAs (Arséniure de Gallium-Aluminium) sur un substrat GaAs pour obtenir une émission efficace dans la région rouge profond (730-740 nm). Conçue principalement pour l'éclairage horticole, la culture tissulaire et l'illumination paysagère, cette LED combine un large angle de vision (120 degrés) avec une fiabilité robuste adaptée à l'assemblage SMT automatisé.

Les principales caractéristiques incluent :

• Boîtier : PLCC-2, 2,8 mm x 3,5 mm x 0,65 mm
• Longueur d'onde de crête : 730-740 nm (Rouge Lointain)
• Flux radiant total : 40-140 mW à 150 mA
• Tension directe : 1,8-2,6 V à 150 mA
• Angle de vision : 120 degrés
• Niveau de sensibilité à l'humidité : MSL 3
• Conforme RoHS

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électriques et optiques (Ts=25°C)

Toutes les mesures sont effectuées dans un environnement normalisé avec une température du point de soudure de 25°C. La LED est testée à un courant direct de 150 mA sauf indication contraire.

• Tension directe (VF) :Varie de 1,8 V (min) à 2,6 V (max) à 150 mA. La valeur typique n'est pas explicitement donnée mais se situe dans la plage de classement. La tolérance de mesure est de ±0,1 V.
• Courant inverse (IR) :Inférieur à 10 µA à VR = 5 V, indiquant une excellente qualité de jonction.
• Flux radiant total (Φe) :40-140 mW à 150 mA. Il s'agit de la puissance optique totale mesurée par une sphère intégratrice. Tolérance : ±10 %.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés typique (largeur totale à mi-hauteur), offrant un motif d'émission large adapté à un éclairage uniforme.
• Longueur d'onde de crête (λp) :730-740 nm, centrée dans la région rouge lointain essentielle pour la photomorphogenèse des plantes (absorption du phytochrome Pfr). Tolérance : ±1 nm.
• Résistance thermique (RTHJ-S) :35°C/W typique de la jonction au point de soudure, essentielle pour les calculs de gestion thermique.

2.2 Valeurs maximales absolues

Le dépassement de ces limites peut entraîner des dommages permanents. Le composant doit être utilisé dans la zone de fonctionnement sécurisé spécifiée.

• Dissipation de puissance (PD) : 468 mW
• Courant direct (IF) : 180 mA (CC)
• Courant direct de crête (IFP) : 300 mA (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms)
• Tension inverse (VR) : 5 V
• Décharge électrostatique (ESD HBM) : 2000 V
• Température de fonctionnement (TOPR) : -40 à +85°C
• Température de stockage (TSTG) : -40 à +100°C
• Température de jonction (TJ) : 115°C max

Déclassement : À des températures ambiantes élevées, le courant direct doit être réduit conformément à la courbe température de soudure vs courant direct (Fig. 1-10) pour garantir que la température de jonction reste inférieure à 115°C.

3. Explication du système de classement

Les LEDs sont triées en catégories pour la tension directe, la longueur d'onde de crête et le flux radiant total à 150 mA. Cela permet aux clients de sélectionner des composants avec des dispersions paramétriques étroites pour des performances système cohérentes.

3.1 Catégories de tension directe (VF)

Huit catégories de B1 à E2 couvrant la plage 1,8-2,6 V par incréments de 0,1 V :

• 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 Catégories de longueur d'onde de crête (λp)

Deux catégories sont définies :

• R25 : 730-735 nm
• R26 : 735-740 nm

3.3 Catégories de flux radiant total (Φe)

Deux catégories de flux lumineux :

• FR : 40-90 mW
• FR2 : 90-140 mW

Remarque : La combinaison des catégories VF, longueur d'onde et flux est inscrite sur chaque étiquette de bobine pour la traçabilité.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Tension directe en fonction du courant direct (Fig. 1-7)

Le graphique montre une caractéristique I-V exponentielle typique. À 150 mA, VF est d'environ 2,0-2,2 V (milieu de gamme). La courbe est abrupte, soulignant la nécessité d'une commande à courant régulé pour éviter l'emballement thermique.

4.2 Intensité relative en fonction du courant direct (Fig. 1-8)

La sortie lumineuse augmente quasi-linéairement avec le courant jusqu'à environ 120 mA, puis sature légèrement à des courants plus élevés en raison de l'échauffement de la jonction. À 150 mA, l'intensité relative est d'environ 90 % de la valeur à 120 mA.

4.3 Dépendance à la température (Fig. 1-9, 1-10, 1-11, 1-12)

• Flux relatif en fonction de la température de soudure :Lorsque la température passe de 20°C à 100°C, le flux lumineux relatif diminue d'environ 30 % (typique pour les LEDs AlGaAs).
• Courant direct maximal en fonction de la température :Pour maintenir TJ ≤ 115°C, le courant direct admissible doit être réduit au-dessus de 60°C. Par exemple, à 85°C, IF ne doit pas dépasser 120 mA.
• Tension directe en fonction de la température :VF diminue linéairement avec la température (environ -2 mV/°C), ce qui est typique pour les LEDs.
• Longueur d'onde en fonction de la température :La longueur d'onde de crête se déplace légèrement vers des longueurs d'onde plus longues (décalage vers le rouge) avec l'augmentation de la température, environ +0,03 nm/°C.

4.4 Distribution spectrale (Fig. 1-13)

Le spectre d'émission est étroit (FWHM environ 20-25 nm) centré à 730-740 nm. Le pic correspond au pic d'absorption du phytochrome Pfr des plantes (730 nm), ce qui le rend idéal pour le contrôle photopériodique en horticulture.

4.5 Diagramme de rayonnement (Fig. 1-14)

Le motif d'émission est de type lambertien, avec une intensité relative tombant à 50 % à ±60 degrés hors axe, confirmant l'angle de vision de 120 degrés.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier PLCC-2 a une empreinte en vue de dessus de 2,80 mm x 3,50 mm, avec une hauteur de 0,65 mm. La vue de dessous montre deux pastilles anode/cathode (A : Anode, C : Cathode) avec un marquage de polarité sur le dessus. Tolérances ±0,2 mm sauf indication contraire.

5.2 Patron de soudure

Les pastilles de soudure recommandées sont fournies à la Fig. 1-5. Le motif comprend deux pastilles rectangulaires de dimensions 1,90 mm x 2,10 mm (anode) et 2,10 mm x 1,90 mm (cathode) pour correspondre aux bornes inférieures.

5.3 Identification de polarité

Une marque de polarité claire (encoche ou point) est présente sur la surface supérieure. La cathode est généralement la pastille la plus grande (voir Fig. 1-4).

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le profil de refusion recommandé (Fig. 3-1) est conforme aux normes JEDEC. Paramètres clés :

• Vitesse de montée en température : 3°C/s max
• Préchauffage : 150-200°C pendant 60-120 s
• Temps au-dessus de 217°C (TL) : 60 s max
• Température de crête (TP) : 260°C pendant 10 s max
• Vitesse de refroidissement : 6°C/s max
• Temps total de 25°C à TP : ≤8 minutes

Seuls deux cycles de refusion sont autorisés. Soudage manuel : température du fer<300°C,<3 secondes, une seule fois.

6.2 Gestion de l'humidité

Les LEDs sont sensibles à l'humidité (MSL 3). Avant ouverture du sachet aluminium : stockage<30°C / 75 % HR, utilisation dans l'année. Après ouverture :<30°C / 60 % HR, utilisation dans les 24 heures. Si dépassé, cuisson à 60±5°C pendant ≥24 heures avant utilisation.

6.3 Précautions de nettoyage et de manipulation

L'encapsulant silicone est souple ; éviter toute pression mécanique sur la lentille. Utiliser uniquement de l'alcool isopropylique pour le nettoyage ; le nettoyage par ultrasons est déconseillé. Les adhésifs qui émettent des vapeurs organiques doivent être évités. Des précautions antistatiques sont obligatoires (sensibilité ESD 2000 V HBM).

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications d'emballage

Chaque bobine contient 4000 pièces (max). Les dimensions du ruban de transport sont spécifiées à la Fig. 2-1, avec un indicateur de sens d'alimentation et un marquage de polarité. Dimensions de la bobine : diamètre 178 mm (avec moyeu 13,5 mm), largeur 10,5 mm. Emballage en sachet antistatique et carton ondulé (Fig. 2-2 à 2-5).

7.2 Informations sur l'étiquette

Chaque bobine est étiquetée avec le numéro de pièce, le numéro de spécification, le numéro de lot, le code de catégorie (incluant catégorie VF, catégorie de longueur d'onde, catégorie de flux), la quantité et le code date.

Exemple de numéro de pièce :RF-AL-T28352H0FR-00(encodage du boîtier, de la couleur et de la catégorie de flux/longueur d'onde).

8. Suggestions d'application

Cette LED Rouge Lointain est idéalement adaptée pour :

• Fermes végétales :Éclairage d'appoint dans les fermes verticales pour favoriser la floraison et la fructification (interaction avec le phytochrome).
• Culture tissulaire :Sources lumineuses monochromatiques pour la propagation in vitro sans dommage thermique.
• Éclairage paysager :Éclairage d'accentuation avec une teinte rouge profond pour les jardins ou les éléments architecturaux.
• Éclairage général :Utilisé en combinaison avec des LEDs bleues/rouge profond pour créer des luminaires horticoles à large spectre.

Considérations de conception :

• Toujours utiliser une résistance de limitation de courant ou un driver à courant constant pour éviter les surintensités.
• Assurer un dissipateur thermique adéquat sur les pastilles de soudure pour maintenir la température de jonction en dessous de 115°C.
• Pour les matrices, tenir compte de la chute de tension le long des pistes longues et des déséquilibres de partage de courant dus à la dispersion des catégories VF.
• Éviter d'exposer la lentille silicone à des concentrations élevées de soufre, chlore ou brome (limites : S<100 ppm, Br/Cl seul<900 ppm, Br+Cl total<1500 ppm).

9. Comparaison technique avec les technologies concurrentes

Comparée aux LEDs rouges standard AlGaInP (630-660 nm), la LED Rouge Lointain AlGaAs offre un rendement radiant plus élevé dans la bande 730-740 nm. Cette longueur d'onde est spécifiquement requise pour la réponse du phytochrome Pfr, ce qui n'est pas réalisable avec les LEDs rouges standard. L'AlGaAs présente également une meilleure stabilité en température que l'AlGaInP dans la région rouge lointain, bien que la gestion thermique reste cruciale.

10. Foire aux questions

1. Puis-je alimenter cette LED à 200 mA ?Le maximum absolu est de 180 mA en continu. Alimenter à 200 mA peut dépasser la température de jonction nominale si la résistance thermique n'est pas prise en compte. Déconseillé.
2. Quel est le rendement typique (mW/mA) ?À 150 mA, le flux radiant est d'environ 90 mW (milieu de catégorie typique), soit environ 0,6 mW/mA. Le rendement diminue avec le courant en raison de l'effet de chute (droop).
3. Comment sélectionner la bonne catégorie pour ma conception ?Pour une longueur d'onde précise, choisir R25 ou R26. Pour une luminosité constante, sélectionner FR ou FR2. Pour l'adaptation de tension dans des chaînes en série, choisir une catégorie VF étroite.
4. Cette LED est-elle compatible avec les équipements de pick-and-place SMT courants ?Oui, le boîtier PLCC-2 est standard et peut être manipulé par la plupart des machines avec une buse appropriée (en évitant toute pression sur la lentille silicone).

11. Étude de cas d'application pratique

Cas : Production de laitue en intérieur
Une ferme végétale utilisant 20 % de LEDs bleues (450 nm) et 80 % de LEDs rouge lointain (730 nm) avec un PPFD total de 200 µmol/m²/s a augmenté le rendement de la laitue de 15 % par rapport à un spectre 70 % rouge (660 nm) + 30 % bleu. Le composant rouge lointain a favorisé l'expansion foliaire et accéléré le cycle de croissance. Les LEDs étaient alimentées à 120 mA (pour rester dans les limites thermiques) et montées sur des PCB à noyau aluminium avec des vias thermiques. Aucune défaillance n'a été observée après 10 000 heures.

12. Principe de fonctionnement

La LED est basée sur une jonction p-n AlGaAs à double hétérostructure (DH) développée sur un substrat GaAs. En polarisation directe, les électrons et les trous se recombinent de manière radiative dans la région active, émettant des photons dont l'énergie correspond à la bande interdite de l'AlGaAs (~1,7 eV, donnant ~730 nm). Le boîtier PLCC fournit une cavité réfléchissante pour extraire la lumière par le haut, tandis que la lentille silicone protège la puce et améliore l'extraction lumineuse. La large bande interdite des couches de confinement confine efficacement les porteurs, produisant un rendement quantique interne élevé.

13. Tendances technologiques et perspectives

La demande de LEDs Rouge Lointain croît rapidement avec l'expansion de l'agriculture en environnement contrôlé. Les innovations se concentrent sur l'amélioration du rendement de conversion (actuellement ~25-35 %) et la réduction de la résistance thermique grâce à des boîtiers avancés (substrats en céramique, flip-chip). Les tendances futures incluent l'intégration avec des capteurs pour un contrôle spectral en boucle fermée et des structures multi-jonctions combinant émetteurs bleus et rouge lointain dans un seul boîtier. Le système de matériaux AlGaAs reste dominant pour les rouges profonds, avec des améliorations supplémentaires attendues dans le comportement de chute.