LED 에미터 3030 사양서 - 크기 3.0x3.0x2.53mm - 전압 1.8-2.6V - 전력 1.3W - 730nm 적외선

1. 제품 개요

이 섹션은 적외선 LED 에미터에 대한 포괄적인 개요를 제공하며, 그 설계, 주요 특징 및 현대 원예 조명 시스템에서의 주요 응용 분야를 상세히 설명합니다.

1.1 일반 설명

본 제품은 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 패키지를 사용하는 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 패키징 기술은 향상된 신뢰성, 우수한 열 관리 및 까다로운 환경에서의 견고한 성능을 제공합니다. 컴팩트한 크기는 길이 3.00mm, 너비 3.00mm, 높이 2.53mm로, 고밀도 PCB 레이아웃에 적합합니다. 주요 기능은 730나노미터(nm)의 피크 파장으로 빛을 방출하는 것으로, 이는 식물의 광형태형성 반응에 중요한 원적외선 스펙트럼 영역에 속합니다.

1.2 주요 특징

• 컴팩트한 크기:3.00mm x 3.00mm x 2.53mm 크기.
• 특정 파장:피토크롬 수용체를 대상으로 하는 730nm의 피크 방출 파장(λp).
• RoHS 준수:납 또는 기타 제한된 유해 물질 없이 제조됨.
• 납땜성:무연 리플로우 납땜 공정에 맞게 설계됨.
• 습기 감도:습기 감도 등급(MSL) 3으로 평가되며, 노출 시 적절한 처리 및 베이킹이 필요함.
• 포장:릴에 공급되며, 표준 수량은 릴당 3000개입니다.
• 높은 신뢰성:EMC 패키지는 다양한 작동 조건에서 안정적인 성능을 보장합니다.

1.3 응용 시나리오

이 LED는 원적외선이 필수적인 원예 및 농업 조명 응용 분야를 위해 특별히 설계되었습니다. 주요 사용 사례는 다음과 같습니다:

• 상업용 꽃 생산:개화 주기 및 식물 형태 조절.
• 조직 배양 실험실:무균 환경에서 특정 생장 단계 촉진.
• 수직 농장 및 식물 공장:연중 최적화된 작물 생산을 위한 다중 스펙트럼 조명 레시피에 통합.
• 온실 보조 조명:광주기 연장 또는 식물 생장 및 발달 향상을 위한 특정 스펙트럼 품질 제공.
• 수확 후 보존:신선도 및 유통 기한에 영향을 미칠 수 있는 냉장 응용 분야에서 사용되며, 이는 새로운 연구 분야입니다.

2. 심층 기술 매개변수 분석

표준 테스트 조건(Ts=25°C)에서 정의된 전기, 광학 및 열적 특성에 대한 상세 검토.

2.1 전기 및 광학 특성

아래 표는 주요 성능 매개변수를 설명합니다. 대부분의 광학 사양에 대한 테스트 전류는 350mA입니다.

• 순방향 전압(VF):350mA에서 최소 1.8V부터 최대 2.6V까지 범위. 전형적인 값은 명시되지 않았으나, 이 범위는 장치 전체의 예상 전압 강하를 나타냅니다.
• 피크 파장(λp):730nm에서 740nm 사이로 정의됨. 이 좁은 빈닝은 정밀 농업 응용을 위한 일관된 스펙트럼 출력을 보장합니다.
• 총 복사 플럭스(Φe):방출된 총 광학 전력을 측정하며, 180mW에서 480mW까지 범위. 이 넓은 범위는 응용 설계를 위한 신중한 빈닝이 필요합니다.
• 시야각(2θ1/4):약 60도로, 방출된 빛의 각도 분포를 정의합니다.
• 열저항(R_THJ-S):접합부에서 납땜 지점까지의 열저항은 14°C/W입니다. 이 값은 과열 방지를 위한 열 관리 설계에 중요합니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압 5V에서 최대 10µA로, 다이오드의 누설 특성을 나타냅니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 근처에서 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• 전력 소산(P_D):최대 1.3와트. 이는 패키지가 소산할 수 있는 총 전력입니다.
• 순방향 전류(I_F):최대 연속 DC 전류 500mA. 펄스 전류 정격은 더 높을 수 있으나 여기서는 명시되지 않음.
• 역방향 전압(V_R):최대 5V. 이를 초과하면 항복이 발생할 수 있습니다.
• 정전기 방전(ESD):2000V(인체 모델) 견디며, 적절한 처리 강건성을 나타냅니다.
• 온도 범위:작동 온도 -40°C ~ +85°C; 보관 온도 -40°C ~ +100°C.
• 최대 접합 온도(T_J):절대 최대 115°C. 시스템은 작동 중 접합 온도가 이 한계보다 훨씬 낮게 유지되도록 설계되어야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

문서에서 공식적인 빈닝 코드가 명시적으로 제공되지는 않지만, 지정된 매개변수 범위는 효과적으로 빈닝 구조를 구성합니다. 설계자는 회로 및 광 엔진을 설계할 때 이러한 변동을 고려해야 합니다.

• 파장 빈닝:730-740nm 범위는 원적외선 LED에 대해 상대적으로 좁아, 식물의 피토크롬 활성화에 중요한 스펙트럼 일관성을 보장합니다.
• 복사 플럭스 빈닝:넓은 출력 범위(180-480mW)는 균일한 광도가 필요한 응용 분야에서 LED를 선택하거나 제조사 또는 조립자가 하위 그룹으로 빈닝해야 할 수 있음을 시사합니다.
• 순방향 전압 빈닝:1.8-2.6V 범위는 드라이버 설계, 특히 직렬 연결 배열에서 전류 균일성을 보장하기 위해 고려되어야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

전형적인 특성 곡선은 다양한 조건에서 장치의 동작을 이해하는 데 도움을 줍니다.

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류(IV 곡선)

이 곡선은 다이오드의 전형적인 비선형 관계를 보여줍니다. 권장 작동 전류 350mA에서 순방향 전압은 1.8-2.6V 범위의 중앙 근처에 있을 것으로 예상됩니다. 이 곡선은 적절한 드라이버 전압 준수를 선택하는 데 도움이 됩니다.

4.2 상대 강도 대 순방향 전류

이 곡선은 광학 출력 포화 특성을 보여줍니다. 강도는 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않을 수 있으며, 특히 높은 전류에서 열 효과가 중요해집니다. 350mA 근처에서 작동하는 것이 효율적인 영역으로 보입니다.

4.3 상대 강도 대 케이스 온도

출력은 케이스 온도(T_s)가 증가함에 따라 감소합니다. 이 열 하락 효과는 장기간 일관된 광 출력이 필요한 원예 응용 분야에 중요합니다. 출력 손실을 완화하기 위해 적절한 방열이 필수적입니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 730nm에서 지배적인 피크를 확인하며, AlGaAs 기반 LED에 공통적인 전형적인 반값 폭(FWHM)을 가집니다. 가시 스펙트럼에서의 방출은 최소화되어 순수한 원적외선 광원입니다.

4.5 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 60도 시야각을 가진 람베르시안 유사 방사 패턴을 보여주며, 식물 캐노피의 공간 조사 분포 계산에 유용합니다.

4.6 순방향 전류 대 케이스 온도

이 디레이팅 곡선은 주변 또는 케이스 온도가 상승함에 따라 허용 가능한 최대 순방향 전류가 감소함을 나타냅니다. 이는 밀폐형 조명기에서 안전한 작동 조건을 결정하는 중요한 그래프입니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 패키지 치수 및 레이아웃

상세한 기계적 도면이 정확한 풋프린트를 지정합니다.

• 상단/하단 뷰:3.00mm x 3.00mm 외곽선을 보여줍니다. 캐소드 식별자가 표시됨.
• 측면 뷰:돔과 리드를 포함한 2.53mm 높이를 확인합니다.
• 극성 식별:캐소드는 일반적으로 패키지의 노치, 모따기 또는 기타 시각적 표시자로 표시됩니다. 올바른 방향은 PCB 조립에 중요합니다.
• 납땜 패드 패턴:안정적인 납땜 접합 형성과 리플로우 중 적절한 기계적 정렬을 보장하기 위해 권장 PCB 랜드 패턴 치수가 제공됩니다.
• 공차:명시되지 않은 모든 치수 공차는 ±0.2mm입니다.

5.2 자동화 조립을 위한 포장

장치는 표준 SMT 픽 앤 플레이스 장비와 호환되는 테이프 및 릴 포장으로 공급됩니다.

• 캐리어 테이프:피더 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 포켓 크기, 피치 및 테이프 너비 치수가 지정됩니다.
• 릴 치수:물류 및 기계 설정을 위해 표준 릴 직경, 너비 및 허브 크기 세부 정보가 제공됩니다.
• 포장 수량:릴당 3000개가 표준 포장 단위입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 SMT 리플로우 납땜 지침

이 LED는 무연 리플로우 납땜 공정에 적합하게 등급이 매겨졌습니다. 전형적인 리플로우 프로파일을 따라야 합니다:

• 예열 단계:플럭스 활성화 및 열 충격 최소화를 위한 점진적 가열.
• 소킹 영역:PCB 전체의 온도 안정화를 허용합니다.
• 리플로우 영역:피크 온도는 최대 패키지 허용치를 초과해서는 안 됩니다(일반적으로 몇 초 동안 260°C이지만, 정확한 값은 전체 프로파일 데이터에서 확인해야 함). 습기 감도 등급(MSL 3)은 포장이 개봉된 경우 부품을 168시간 이내에 사용하거나 리플로우 전에 베이킹해야 함을 나타냅니다.
• 냉각:안정적인 납땜 접합 형성을 위한 제어된 냉각.

배치 중 과도한 기계적 응력을 피하고, 리플로우 프로파일이 LED의 열 한계를 초과하지 않도록 하여 렌즈 균열 또는 내부 박리 방지가 중요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

지침에 따라 특정 부품 번호는 생략되었지만, 포장 사양은 명확합니다.

• 표준 포장:테이프 및 릴.
• 릴당 수량:3000개.
• 라벨링:릴 라벨에는 일반적으로 추적성을 위한 부품 번호, 수량, 로트 번호 및 날짜 코드가 포함됩니다.
• 카톤 포장:여러 릴이 배송 및 보관을 위해 판지 상자에 포장되며, 상자 치수 및 포장 수량 세부 정보가 제공됩니다.

8. 응용 권장 사항 및 설계 고려 사항

회로 설계:순방향 전압 범위에 적합한 정전류 드라이버를 사용하십시오. 직렬 연결의 경우, 드라이버 전압 준수가 모든 LED의 최대 VF 합계와 여유분을 포함하도록 보장하십시오. 추가 전류 균형 없이는 병렬 연결이 권장되지 않습니다._F열 관리:

14°C/W의 열저항은 효과적인 열 경로를 필요로 합니다. 충분한 열 비아가 있는 PCB를 사용하고, 필요한 경우 외부 방열판을 사용하십시오. 납땜 지점 온도를 모니터링하여 접합 온도가 115°C 미만, 선호적으로 더 낮게 유지되도록 하여 수명을 연장하십시오.광학 통합:_J60도 시야각은 빔 확산과 강도 사이의 좋은 균형을 제공합니다. 집중 응용의 경우 보조 광학 장치가 필요할 수 있습니다. 대상 식물의 스펙트럼 요구를 고려하십시오; 730nm는 종종 레드(660nm) 및 블루 LED와 결합되어 풀 스펙트럼 레시피에 사용됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화표준 가시광 LED 또는 이전 패키지 유형과 비교하여, 이 장치는 특정 이점을 제공합니다:

플라스틱 패키지 LED 대비:

EMC 패키지는 습도 및 열 응력에 대한 우수한 저항성을 제공하여 온실 환경에서 더 긴 수명과 유지된 출력을 이끕니다.

• 넓은 스펙트럼 LED 대비:좁은 730nm 피크는 사용되지 않는 파장에 에너지를 낭비하지 않고 표적 광생물학적 작용을 제공하여 시스템 효율(µmol/J)을 개선합니다.
• 더 큰 패키지 대비:3030 풋프린트는 더 높은 밀도 배열을 가능하게 하여 캐노피 위에 더 균일한 광 분포를 가능하게 합니다.
• 10. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)Q: 전형적인 작동 전류는 무엇입니까?

A: 절대 최대는 500mA이지만, 전기/광학 특성은 350mA에서 테스트되며, 이는 최적의 성능과 수명을 위한 권장 작동 지점일 가능성이 높습니다.

Q: 넓은 복사 플럭스 범위(180-480mW)를 어떻게 해석해야 합니까?

A: 이는 자연적인 제조 변동을 나타냅니다. 조명기에서 일관된 광 출력을 위해, 공급업체에 플럭스 빈닝 옵션을 문의하거나 시스템에 광학 피드백 제어를 구현하십시오.

Q: 이 LED는 펄스 작동에 사용할 수 있습니까?

A: 데이터시트는 펄스 정격을 명시하지 않습니다. 펄스 구동(예: 광합성 연구)의 경우 순간 전류는 더 높을 수 있지만, 평균 전력과 접합 온도는 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다. 특정 테스트를 권장합니다.

Q: 730nm 파장이 식물에 얼마나 중요합니까?

A: 매우 특정합니다. 주요 식물 광수용체인 피토크롬은 두 가지 상호 변환 가능한 형태(Pr 및 Pfr)로 존재합니다. 730nm 빛은 주로 Pfr을 Pr로 변환하여 그늘 회피, 개화 개시 및 종자 발아와 같은 과정에 영향을 미칩니다.

11. 실용적 사용 사례 및 구현 예시

사례 연구 1: 수직 농장 상추 생산

다층 수직 농장에서, 이 730nm LED 배열은 660nm 레드 및 450nm 블루 LED와 결합됩니다. 원적외선은 최종 생장 단계 동안 잎 확장을 촉진하고 신장을 줄여 더 컴팩트하고 시장성 있는 상추 머리를 만드는 데 사용됩니다. 3030 패키지 크기는 선형 모듈에 고밀도 배치를 가능하게 하여 균일한 광 커버리지를 보장합니다.

사례 연구 2: 온실 딸기 개화 조절

전통적인 온실에서, 이 LED는 보조 조명으로 설치됩니다. 하루 끝에 저강도 730nm 빛(하루 종료 조명)을 제공함으로써, 재배자는 피토크롬 균형을 조작하여 딸기 식물에서 개화를 유도 및 동기화하여 더 예측 가능하고 높은 수확량의 수확으로 이끌 수 있습니다.

12. 작동 원리 소개

이것은 반도체 발광 다이오드입니다. 애노드와 캐소드에 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 반도체 칩(이 파장의 경우 일반적으로 알루미늄 갈륨 비소 - AlGaAs 기반)의 활성 영역에서 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 반도체 물질의 특정 밴드갭 에너지는 방출된 빛의 파장을 결정합니다. 730nm의 경우, 밴드갭 에너지는 약 1.7 전자 볼트(eV)입니다. EMC 패키지는 섬세한 반도체 다이를 보호하고, 빔을 형성하는 기본 광학 렌즈를 제공하며, 칩으로부터의 열 발산을 용이하게 합니다.

13. 원예 조명 LED 개발 동향

원예 LED 시장은 빠르게 진화하고 있습니다. 이 제품과 관련된 주요 동향은 다음과 같습니다:

효율성 증가:

지속적인 R&D는 원적외선 LED의 벽면 플러그 효율(전기 와트당 복사 플럭스)을 개선하여 생장등의 운영 비용을 줄이는 것을 목표로 합니다.

• 신뢰성 향상:더 높은 온도와 습도를 견디며 더 긴 수명(종종 50,000시간 이상을 목표로 함)을 위한 EMC 및 기타 패키지 재료의 추가 개선.
• 스펙트럼 조정:이것은 단색 방출기이지만, 단일 패키지에 여러 파장(예: 딥 레드 및 원적외선)을 결합하는 다중 칩 패키지 또는 새로운 형광체에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이는 단순화된 시스템 설계를 가능하게 합니다.
• 스마트 및 동적 조명:센서 및 제어 시스템과의 통합으로 실시간 식물 요구, 작물 단계 또는 환경 조건에 기반한 가변적 빛 스펙트럼 및 강도를 제공합니다. 이 730nm LED와 같은 장치의 일관된 성능은 이러한 정밀 농업 시스템의 기초입니다.
• 표준화:광합성 광자 플럭스 밀도(PPFD) 범위의 광자 플럭스 및 원적외선 복사에 대한 특정 광자 플럭스와 같은 원예 관련 지표 측정 및 보고를 위한 산업 표준 개발.
• Standardization:Development of industry standards for measuring and reporting horticulturally relevant metrics, such as photon flux in the photosynthetic photon flux density (PPFD) range and specific photon flux for far-red radiation.