नीला LED 2.8x3.5x0.65mm 3.4V 0.3W पौध वृद्धि PLCC-2 तकनीकी डेटाशीट गाइड

1. उत्पाद अवलोकन

यह उत्पाद PLCC-2 पैकेज का उपयोग करता है जिसमें 2.8 x 3.5 x 0.65 मिमी के कॉम्पैक्ट बाहरी आयाम हैं। यह पौधों की वृद्धि के लिए डिज़ाइन किया गया एक नीला LED है, जिसमें 450 nm का पीक तरंगदैर्ध्य और 120° का विस्तृत देखने का कोण है। LED को 100 mA की अग्र धारा पर उच्च विकिरण प्रवाह आउटपुट के लिए अनुकूलित किया गया है, जो इसे बागवानी प्रकाश, ऊतक संवर्धन और पादप कारखाना प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है। मुख्य विशेषताओं में सभी SMT असेंबली और सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता, टेप और रील पैकेजिंग पर उपलब्धता, नमी संवेदनशीलता स्तर 3, और RoHS अनुपालन शामिल हैं। उपकरण का डिज़ाइन दक्षता और विश्वसनीयता को संतुलित करता है, जो मांग वाले कृषि वातावरण में विस्तारित संचालन को सक्षम बनाता है।

1.1 विशेषताएँ

• कॉम्पैक्ट डिज़ाइन के लिए PLCC-2 पैकेज।
• समान प्रकाश वितरण के लिए विस्तृत 120° देखने का कोण।
• मानक SMT असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगत।
• टेप और रील पैकेजिंग में उपलब्ध (4000 पीस/रील)।
• नमी संवेदनशीलता स्तर 3 (MSL 3)।
• पर्यावरण सुरक्षा के लिए RoHS अनुपालन।

1.2 अनुप्रयोग

• फूल उत्पादन प्रकाश।
• ऊतक संवर्धन और सूक्ष्म प्रसार।
• ऊर्ध्वाधर खेती और पादप कारखाने।
• ग्रीनहाउस के लिए पूरक प्रकाश।
• सामान्य बागवानी प्रकाश।

2. तकनीकी पैरामीटर और गहन विश्लेषण

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ (Ts=25°C, IF=100mA पर)

नीचे दी गई तालिका मुख्य विद्युत और प्रकाशीय मापदंडों का सारांश प्रस्तुत करती है, जो 25°C के सोल्डर तापमान और 100 mA की अग्र धारा पर मापा गया (जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो)।

• अग्र वोल्टेज (VF):सामान्य 3.4 V, न्यूनतम 2.8 V, अधिकतम 3.6 V। माप सहनशीलता ±0.1 V है।
• प्रतिलोम धारा (IR):VR=5 V पर, प्रतिलोम धारा बहुत कम (सामान्यतः नगण्य), अधिकतम 10 μA।
• कुल विकिरण प्रवाह (Φe):न्यूनतम 140 mW, सामान्य 180 mW, अधिकतम 224 mW। सहनशीलता ±10%।
• पीक तरंगदैर्ध्य (λp):न्यूनतम 440 nm, सामान्य 450 nm, अधिकतम 455 nm। सहनशीलता ±2 nm।
• देखने का कोण (2θ½):120° सामान्य, व्यापक प्रकाश वितरण प्रदान करता है।
• तापीय प्रतिरोध (RthJ-S):15 °C/W सामान्य, जो जंक्शन से सोल्डर बिंदु तक अच्छा ऊष्मा स्थानांतरण दर्शाता है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

स्थायी क्षति से बचने के लिए इन मानों को पार नहीं किया जाना चाहिए:

• शक्ति अपव्यय (PD):0.3 W
• अग्र धारा (IF):100 mA (DC); पीक अग्र धारा (IFP) 150 mA 1/10 ड्यूटी चक्र, 0.1 ms पल्स चौड़ाई पर।
• प्रतिलोम वोल्टेज (VR):5 V
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD, HBM):2000 V (उपज >90%)
• संचालन तापमान (TOPR):-40°C से +85°C
• भंडारण तापमान (TSTG):-40°C से +100°C
• जंक्शन तापमान (TJ):115°C अधिकतम

सावधानी बरतनी चाहिए कि जंक्शन तापमान रेटेड मान से अधिक न हो। अधिकतम धारा वास्तविक संचालन स्थितियों के तहत पैकेज तापमान मापने के बाद निर्धारित की जानी चाहिए।

2.3 बिनिंग प्रणाली

उत्पादों को अग्र वोल्टेज (VF), कुल विकिरण प्रवाह (Φe), और पीक तरंगदैर्ध्य (WLP) के आधार पर बिन में क्रमबद्ध किया जाता है। प्रत्येक रील पर लेबल बिन कोड निर्दिष्ट करता है, जिससे ग्राहक सरणियों में सुसंगत प्रदर्शन के लिए मेल खाने वाली विशेषताओं वाले LED का चयन कर सकते हैं। VF के लिए सामान्य बिन रेंज 2.8–3.6 V; विकिरण प्रवाह के लिए 140–224 mW; और तरंगदैर्ध्य के लिए 440–455 nm है। यह बिनिंग उच्च गुणवत्ता वाली प्रकाश प्रणालियों के लिए रंग और आउटपुट में एकरूपता सुनिश्चित करती है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

3.1 अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा

चित्र 1 कमरे के तापमान पर अग्र वोल्टेज और अग्र धारा के बीच संबंध दिखाता है। जैसे-जैसे धारा 0 से 150 mA तक बढ़ती है, अग्र वोल्टेज लगभग 2.9 V से 3.4 V तक बढ़ जाता है। यह वक्र स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए वर्तमान-नियंत्रित ड्राइवरों को डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।

3.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम अग्र धारा

चित्र 2 अग्र धारा के फलन के रूप में सापेक्ष विकिरण शक्ति को दर्शाता है। आउटपुट लगभग 80 mA तक धारा के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, फिर तापीय प्रभावों के कारण उच्च धाराओं पर धीरे-धीरे संतृप्त होता है। 100 mA के आसपास संचालन दक्षता और प्रवाह के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

3.3 तापमान निर्भरता

चित्र 3 सोल्डर तापमान (Ts) के सापेक्ष शक्ति आउटपुट दिखाता है। अधिक तापमान पर, सापेक्ष तीव्रता कम हो जाती है; उदाहरण के लिए, 85°C पर आउटपुट 25°C पर मान का लगभग 80% तक गिर जाता है। इस तापीय मंदी को सिस्टम तापीय प्रबंधन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।

चित्र 4 Ts के फलन के रूप में अधिकतम स्वीकार्य अग्र धारा प्रदर्शित करता है। अति ताप को रोकने के लिए, परिवेश तापमान बढ़ने पर धारा को कम किया जाना चाहिए। Ts=85°C पर, अधिकतम धारा घटकर लगभग 80 mA हो जाती है।

3.4 स्पेक्ट्रम वितरण

चित्र 5 वर्णक्रमीय उत्सर्जन वक्र प्रस्तुत करता है। पीक तरंगदैर्ध्य 450 nm पर केंद्रित है, जिसकी पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) लगभग 20 nm है। यह संकीर्ण नीला बैंड पौधों में क्रिप्टोक्रोम और फोटोट्रोपिन जैसे विशिष्ट फोटोरिसेप्टर को ट्रिगर करने के लिए आदर्श है, जो प्रकाश संश्लेषण और फोटोमॉर्फोजेनेसिस को बढ़ावा देता है।

3.5 विकिरण पैटर्न

चित्र 6 दूर-क्षेत्र विकिरण पैटर्न दर्शाता है। ऑप्टिकल अक्ष के सापेक्ष ±60° पर, तीव्रता चरम के 50% तक गिर जाती है, जो 120° देखने के कोण की पुष्टि करती है। यह व्यापक वितरण पौधों की छतरियों में समान रोशनी के लिए फायदेमंद है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

LED 2.8 मिमी (लंबाई) x 3.5 मिमी (चौड़ाई) x 0.65 मिमी (ऊंचाई) आयाम वाले PLCC-2 पैकेज में रखा गया है। जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, सभी सहनशीलताएं ±0.2 मिमी हैं। शीर्ष दृश्य 2.48 मिमी का लेंस व्यास दिखाता है। निचला दृश्य दो इलेक्ट्रोड के साथ एक आयताकार पैड लेआउट दर्शाता है: एनोड (लंबा पैड) और कैथोड (छोटा पैड)। पैकेज पर "+" प्रतीक के साथ ध्रुवता चिह्नित है।

4.2 सोल्डरिंग पैटर्न

अनुशंसित सोल्डर पैड आयाम यांत्रिक ड्राइंग (चित्र 1-5) में प्रदान किए गए हैं। कुल पैड क्षेत्र प्रति इलेक्ट्रोड लगभग 2.1 मिमी x 2.1 मिमी है, जिसमें 3.5 मिमी की पिच है। उचित सोल्डरिंग फुटप्रिंट विश्वसनीय यांत्रिक और तापीय कनेक्शन सुनिश्चित करता है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है। मुख्य पैरामीटर: 150°C से 200°C तक 60–120 सेकंड के लिए प्रीहीट; लिक्विडस (217°C) से ऊपर का समय 60 सेकंड तक; पीक तापमान 260°C अधिकतम 10 सेकंड के लिए; शीतलन दर 6°C/s से कम। 25°C से पीक तक कुल समय 8 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए। दो बार से अधिक रीफ्लो न करें। यदि रीफ्लो के बीच 24 घंटे से अधिक समय बीत जाता है, तो LED को नुकसान हो सकता है।

5.2 हाथ से सोल्डरिंग

यदि मैनुअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो आयरन का तापमान 300°C से कम रखें और संपर्क समय 3 सेकंड से कम रखें। केवल एक सोल्डरिंग प्रयास की अनुमति है। सोल्डरिंग के बाद, यांत्रिक तनाव या तेजी से ठंडा करने से बचें।

5.3 मरम्मत

मरम्मत आमतौर पर अनुशंसित नहीं है। यदि अपरिहार्य है, तो दोनों पैड को एक साथ गर्म करने के लिए डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें, और बाद में LED की कार्यक्षमता सत्यापित करें।

5.4 सावधानियाँ

एनकैप्सुलेशन सामग्री सिलिकॉन है, जो नरम होता है। लेंस की सतह पर दबाने से बचें। नियंत्रित बल के साथ उपयुक्त पिकअप नोजल का उपयोग करें। मुड़े हुए PCB पर LED माउंट न करें और सोल्डरिंग के बाद बोर्ड को मोड़ने से बचें।

6. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

6.1 पैकेजिंग विशिष्टता

प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप की पिच 4 मिमी और चौड़ाई 12 मिमी है, जिसमें अभिविन्यास के लिए ध्रुवता चिह्न हैं। रील का व्यास 178 मिमी, हब व्यास 60 मिमी, और टेप की चौड़ाई 12 मिमी है। रील पर एक लेबल भाग संख्या, विनिर्देश संख्या, लॉट संख्या, विकिरण प्रवाह के लिए बिन कोड, अग्र वोल्टेज सीमा, तरंगदैर्ध्य बिन, मात्रा और तारीख प्रदान करता है।

6.2 नमी अवरोध बैग

रीलों को डेसिकैंट और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ नमी अवरोध बैग में सील किया जाता है। खोलने से पहले भंडारण की स्थिति: तापमान ≤30°C, आर्द्रता ≤75% RH, शेल्फ लाइफ एक वर्ष तक। खोलने के बाद, LED का उपयोग 24 घंटे के भीतर ≤30°C/≤60% RH पर किया जाना चाहिए। यदि अधिक हो, तो उपयोग से पहले 60°C पर 24 घंटे के लिए बेक करें।

7. अनुप्रयोग अनुशंसाएँ

यह नीला LED विशेष रूप से पौधों की वृद्धि प्रकाश के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका 450 nm पीक क्लोरोफिल ए, क्लोरोफिल बी और कैरोटीनॉयड के अवशोषण शिखरों से मेल खाता है, जिससे प्रकाश संश्लेषण दक्षता बढ़ जाती है। इष्टतम प्रदर्शन के लिए, 5% से कम तरंग के साथ एक स्थिर धारा ड्राइवर का उपयोग करें। अधिकतम संचालन धारा को परिवेश तापमान और तापीय प्रतिरोध के आधार पर कम किया जाना चाहिए। LED को मेटल-कोर PCB पर माउंट करके या पास के थर्मल वियास का उपयोग करके अच्छी ऊष्मा निकासी सुनिश्चित करें। सल्फर युक्त यौगिकों और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) के संपर्क से बचें जो मलिनकिरण या लुमेन हानि का कारण बन सकते हैं। असेंबली के दौरान एक साफ वातावरण बनाए रखें ताकि सिलिकॉन लेंस पर धूल आकर्षित न हो।

8. तकनीकी तुलना

मानक 2835 SMD LED की तुलना में, PLCC-2 पैकेज एक छोटा पदचिह्न प्रदान करता है (2.8x3.5 मिमी बनाम 2835 के लिए 2.8x3.5 मिमी, लेकिन ध्यान दें कि PLCC-2 आकार में समान है) लेकिन सामान्य 2835 नीले LED (~100 mW) की तुलना में प्रति पैकेज उच्च विकिरण प्रवाह (100 mA पर सामान्य 180 mW) के साथ। विस्तृत 120° देखने का कोण भी बेहतर स्थानिक एकरूपता प्रदान करता है। कम तापीय प्रतिरोध (15°C/W) ऊष्मा अपव्यय को सुविधाजनक बनाता है, जिससे यह LED प्लांट फैक्ट्रियों में उच्च-घनत्व सरणियों के लिए उपयुक्त होता है। 2000V (HBM) की ESD सहनशीलता उद्योग मानकों के बराबर है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न 1: मैं अधिकतम कितनी अग्र धारा लगा सकता हूँ?उत्तर: पूर्ण अधिकतम रेटिंग 100 mA DC है, लेकिन उच्च परिवेश तापमान पर कम करने पर विचार करें। विश्वसनीय संचालन के लिए, जीवनकाल और आउटपुट को संतुलित करने के लिए 80-90 mA की सिफारिश की जाती है।

प्रश्न 2: ESD क्षति से बचने के लिए मुझे LED को कैसे संभालना चाहिए?उत्तर: हैंडलिंग के दौरान उचित ESD सुरक्षा उपकरण (ग्राउंडेड कलाई का पट्टा, प्रवाहकीय टेबल, आयनाइज़र) का उपयोग करें। LED 2000V HBM तक सहन कर सकता है, लेकिन फिर भी सावधानी की आवश्यकता है।

प्रश्न 3: क्या मैं इस LED का उपयोग सामान्य प्रकाश के लिए कर सकता हूँ?उत्तर: हाँ, लेकिन यह केवल नीली रोशनी उत्सर्जित करता है। सफेद रोशनी के लिए, फॉस्फोर या अन्य रंग के LED के साथ मिलाएं।

प्रश्न 4: न खोली गई रीलों के लिए अनुशंसित भंडारण की स्थिति क्या है?उत्तर: तापमान ≤30°C, आर्द्रता ≤75% RH। शेल्फ जीवन पैकेजिंग की तारीख से एक वर्ष है।

10. व्यावहारिक केस स्टडी

एक ऊर्ध्वाधर खेती सेटअप में, लेट्यूस की खेती के लिए पूरक प्रकाश प्रदान करने के लिए 200 ऐसे नीले LED का एक पैनल उपयोग किया गया था। 80 mA की ड्राइव धारा पर, कुल विकिरण प्रवाह 36 W (200*0.18 W) तक पहुंच गया। LED पैनल को कैनोपी से 20 सेमी ऊपर रखा गया था, जिससे कैनोपी स्तर पर लगभग 150 μmol/m²/s का PPFD (प्रकाश संश्लेषक फोटॉन फ्लक्स घनत्व) प्राप्त हुआ। परिणामी लेट्यूस बायोमास में अकेले परिवेश प्रकाश की तुलना में 30% की वृद्धि हुई। LED 45°C जंक्शन तापमान पर संचालित हुए, जो सुरक्षित सीमा के भीतर है।

एक अन्य मामला: ऊतक संवर्धन प्रयोगशाला में, ऑर्किड के सूक्ष्म प्रसार के लिए इन LED की सरणियों का उपयोग किया गया। शुद्ध नीला स्पेक्ट्रम एटिओलेशन को कम करता है और जड़ विकास को बढ़ावा देता है। 120° देखने के कोण ने हॉट स्पॉट के बिना कल्चर शेल्फ में समान रोशनी की अनुमति दी।

11. संचालन सिद्धांत

यह LED गैलियम नाइट्राइड (GaN) आधारित नीला प्रकाश उत्सर्जक डायोड है। जब p-n जंक्शन पर अग्र बायस लगाया जाता है, तो n-प्रकार की परत से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में p-प्रकार की परत में छिद्रों के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन के रूप में ऊर्जा जारी करता है। InGaN क्वांटम वेल संरचना की बैंडगैप ऊर्जा लगभग 450 nm (नीला) पर प्रकाश उत्पन्न करने के लिए अनुकूलित है। PLCC-2 पैकेज चिप को समाहित करता है और विद्युत संपर्क और तापीय पथ प्रदान करता है। सिलिकॉन लेंस चिप की रक्षा करता है और कुशलतापूर्वक प्रकाश निकालता है।

12. विकास प्रवृत्तियाँ

बागवानी LED बाजार तेजी से विकसित हो रहा है। भविष्य के रुझानों में उच्च दक्षता (>3 μmol/J), कई तरंगदैर्ध्य को मिलाकर ट्यूनेबल स्पेक्ट्रा, और स्मार्ट नियंत्रणों के साथ एकीकरण शामिल हैं। PLCC-2 पैकेजों के शक्ति घनत्व में वृद्धि के साथ और छोटे होने की उम्मीद है। नीले LED की वर्तमान पीढ़ी 100 mA पर प्रति पैकेज 200 mW से अधिक विकिरण प्रवाह प्राप्त करती है। InGaN सामग्री और चिप डिजाइनों में अनुसंधान और भी बेहतर प्रदर्शन का वादा करता है। इसके अतिरिक्त, लागत कम करने और विश्वसनीयता में सुधार के प्रयास बड़े पैमाने पर पादप कारखानों में अपनाने को बढ़ावा देंगे।