Panduan Teknikal Datasheet LED Biru PLCC-2 2.8x3.5x0.65mm 3.4V 0.3W untuk Pertumbuhan Tanaman

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Produk ini menggunakan pembungkusan PLCC-2 dengan dimensi luar yang padat 2.8 x 3.5 x 0.65 mm. Ia merupakan LED biru yang direka untuk aplikasi pertumbuhan tanaman, menampilkan panjang gelombang puncak 450 nm dan sudut pandang lebar 120°. LED ini dioptimumkan untuk output fluks sinaran tinggi pada arus hadapan 100 mA, menjadikannya sesuai untuk pencahayaan hortikultur, kultur tisu, dan sistem ladang tanaman. Ciri utama termasuk keserasian dengan semua proses pemasangan dan pematerian SMT, ketersediaan dalam pembungkusan pita dan kekili, tahap kepekaan kelembapan 3, dan pematuhan RoHS. Reka bentuk peranti ini mengimbangkan kecekapan dan kebolehpercayaan, membolehkan operasi berpanjangan dalam persekitaran pertanian yang mencabar.

1.1 Ciri-ciri

• Pembungkusan PLCC-2 untuk reka bentuk padat.
• Sudut pandang lebar 120° untuk taburan cahaya seragam.
• Serasi dengan proses pemasangan SMT standard.
• Tersedia dalam pembungkusan pita dan kekili (4000 pcs/kekili).
• Tahap kepekaan kelembapan 3 (MSL 3).
• Pematuhan RoHS untuk keselamatan alam sekitar.

1.2 Aplikasi

• Pencahayaan pengeluaran bunga.
• Kultur tisu dan mikropenggandaan.
• Pertanian menegak dan ladang tanaman.
• Pencahayaan tambahan untuk rumah hijau.
• Pencahayaan hortikultur umum.

2. Parameter Teknikal dan Analisis Mendalam

2.1 Ciri Elektrik dan Optik (pada Ts=25°C, IF=100mA)

Jadual di bawah meringkaskan parameter elektrik dan optik utama yang diukur pada suhu pematerian 25°C dan arus hadapan 100 mA (kecuali dinyatakan sebaliknya).

• Voltan Hadapan (VF):Biasa 3.4 V, minimum 2.8 V, maksimum 3.6 V. Toleransi pengukuran ±0.1 V.
• Arus Balik (IR):Pada VR=5 V, arus balik sangat rendah (biasanya boleh diabaikan), maksimum 10 μA.
• Jumlah Fluks Sinaran (Φe):Minimum 140 mW, biasa 180 mW, maksimum 224 mW. Toleransi ±10%.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Minimum 440 nm, biasa 450 nm, maksimum 455 nm. Toleransi ±2 nm.
• Sudut Pandang (2θ½):120° biasa, memberikan taburan cahaya yang luas.
• Rintangan Terma (RthJ-S):15 °C/W biasa, menunjukkan pemindahan haba yang baik dari simpang ke titik pematerian.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Nilai ini tidak boleh dilebihi untuk mengelakkan kerosakan kekal:

• Pelupusan Kuasa (PD):0.3 W
• Arus Hadapan (IF):100 mA (DC); Arus Hadapan Puncak (IFP) 150 mA pada kitar tugas 1/10, lebar nadi 0.1 ms.
• Voltan Balik (VR):5 V
• Nyahcas Elektrostatik (ESD, HBM):2000 V (hasil >90%)
• Suhu Operasi (TOPR):-40°C hingga +85°C
• Suhu Penyimpanan (TSTG):-40°C hingga +100°C
• Suhu Simpang (TJ):115°C maksimum

Penjagaan mesti diambil untuk memastikan suhu simpang tidak melebihi nilai yang dinilai. Arus maksimum hendaklah ditentukan selepas mengukur suhu bungkusan di bawah keadaan operasi sebenar.

2.3 Sistem Pengelompokan

Produk diisih ke dalam kelompok berdasarkan voltan hadapan (VF), jumlah fluks sinaran (Φe), dan panjang gelombang puncak (WLP). Label pada setiap kekili menyatakan kod kelompok, membolehkan pelanggan memilih LED dengan ciri yang dipadankan untuk prestasi konsisten dalam tatasusunan. Julat kelompok biasa untuk VF ialah 2.8–3.6 V; untuk fluks sinaran, 140–224 mW; dan untuk panjang gelombang, 440–455 nm. Pengelompokan ini memastikan keseragaman dalam warna dan output untuk sistem pencahayaan berkualiti tinggi.

3. Analisis Lengkung Prestasi

3.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Rajah 1 menunjukkan hubungan antara voltan hadapan dan arus hadapan pada suhu bilik. Apabila arus meningkat dari 0 hingga 150 mA, voltan hadapan meningkat kira-kira dari 2.9 V hingga 3.4 V. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk pemacu terkawal arus untuk mengekalkan output cahaya yang stabil.

3.2 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan

Rajah 2 menggambarkan kuasa sinaran relatif sebagai fungsi arus hadapan. Output meningkat secara linear dengan arus sehingga kira-kira 80 mA, kemudian secara beransur-ansur tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kesan terma. Beroperasi hampir dengan 100 mA memberikan keseimbangan yang baik antara kecekapan dan fluks.

3.3 Kebergantungan Suhu

Rajah 3 menunjukkan output kuasa relatif berbanding suhu pematerian (Ts). Pada suhu yang lebih tinggi, keamatan relatif menurun; contohnya, pada 85°C output menurun kepada kira-kira 80% daripada nilai pada 25°C. Penurunan terma ini mesti diambil kira dalam pengurusan terma sistem.

Rajah 4 memaparkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi Ts. Untuk mengelakkan terlalu panas, arus mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat. Pada Ts=85°C, arus maksimum dikurangkan kepada kira-kira 80 mA.

3.4 Taburan Spektrum

Rajah 5 membentangkan lengkung pelepasan spektrum. Panjang gelombang puncak berpusat pada 450 nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) kira-kira 20 nm. Jalur biru sempit ini sesuai untuk mencetuskan fotoreseptor tertentu dalam tumbuhan seperti kriptokrom dan fototropin, menggalakkan fotosintesis dan fotomorfogenesis.

3.5 Corak Sinaran

Rajah 6 menggambarkan corak sinaran medan jauh. Pada ±60° relatif kepada paksi optik, keamatan menurun kepada 50% daripada puncak, mengesahkan sudut pandang 120°. Taburan luas ini bermanfaat untuk pencahayaan seragam dalam kanopi tumbuhan.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Bungkusan

LED ditempatkan dalam bungkusan PLCC-2 dengan dimensi 2.8 mm (panjang) x 3.5 mm (lebar) x 0.65 mm (tinggi). Semua toleransi adalah ±0.2 mm kecuali dinyatakan sebaliknya. Pandangan atas menunjukkan diameter kanta 2.48 mm. Pandangan bawah menunjukkan susunan pad segi empat tepat dengan dua elektrod: anod (pad lebih panjang) dan katod (pad lebih pendek). Kekutuban ditandai dengan simbol "+" pada bungkusan.

4.2 Corak Pematerian

Dimensi pad pematerian yang disyorkan disediakan dalam lukisan mekanikal (Rajah 1-5). Jumlah luas pad adalah kira-kira 2.1 mm x 2.1 mm setiap elektrod, dengan jarak 3.5 mm. Kesan pematerian yang betul memastikan sambungan mekanikal dan terma yang boleh dipercayai.

5. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

5.1 Profil Pematerian Aliran Semula

Profil aliran semula bebas plumbum standard disyorkan. Parameter utama: prapanas dari 150°C hingga 200°C selama 60–120 saat; masa di atas cecair (217°C) sehingga 60 saat; suhu puncak 260°C sehingga 10 saat; kadar penyejukan kurang daripada 6°C/s. Jumlah masa dari 25°C hingga puncak tidak boleh melebihi 8 minit. Jangan lakukan aliran semula lebih daripada dua kali. Jika lebih daripada 24 jam berlalu antara aliran semula, LED mungkin rosak.

5.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian manual diperlukan, pastikan suhu besi di bawah 300°C dan masa sentuhan di bawah 3 saat. Hanya satu percubaan pematerian dibenarkan. Selepas pematerian, elakkan tekanan mekanikal atau penyejukan pantas.

5.3 Pembaikan

Pembaikan secara umumnya tidak disyorkan. Jika tidak dapat dielakkan, gunakan besi pematerian berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua pad secara serentak, dan sahkan fungsi LED selepas itu.

5.4 Amaran

Bahan enkapsulasi adalah silikon, yang lembut. Elakkan menekan pada permukaan kanta. Gunakan muncung pengambil yang sesuai dengan daya terkawal. Jangan pasang LED pada PCB yang bengkok dan elakkan membengkokkan papan selepas pematerian.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pembungkusan

Setiap kekili mengandungi 4000 keping. Pita pembawa mempunyai jarak 4 mm dan lebar 12 mm, dengan tanda kekutuban untuk orientasi. Diameter kekili ialah 178 mm, diameter pusat 60 mm, dan lebar pita 12 mm. Label pada kekili menyediakan nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod kelompok untuk fluks sinaran, julat voltan hadapan, kelompok panjang gelombang, kuantiti, dan tarikh.

6.2 Beg Penghalang Kelembapan

Kekili dimeterai dalam beg penghalang kelembapan dengan bahan pengering dan kad petunjuk kelembapan. Keadaan penyimpanan sebelum dibuka: suhu ≤30°C, kelembapan ≤75% RH, jangka hayat sehingga satu tahun. Selepas dibuka, LED mesti digunakan dalam masa 24 jam pada ≤30°C/≤60% RH. Jika melebihi, bakar pada 60°C selama 24 jam sebelum digunakan.

7. Cadangan Aplikasi

LED biru ini direka khusus untuk pencahayaan pertumbuhan tanaman. Puncak 450 nm sepadan dengan puncak penyerapan klorofil a, klorofil b, dan karotenoid, meningkatkan kecekapan fotosintesis. Untuk prestasi optimum, gunakan pemacu arus malar dengan riak kurang daripada 5%. Arus operasi maksimum hendaklah dikurangkan berdasarkan suhu ambien dan rintangan terma. Pastikan pelesapan haba yang baik dengan memasang LED pada PCB teras logam atau menggunakan vias terma berdekatan. Elakkan pendedahan kepada sebatian yang mengandungi sulfur dan sebatian organik meruap (VOC) yang boleh menyebabkan perubahan warna atau kehilangan lumen. Kekalkan persekitaran yang bersih semasa pemasangan untuk mengelakkan tarikan habuk pada kanta silikon.

8. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan LED SMD 2835 standard, bungkusan PLCC-2 menawarkan jejak yang lebih kecil (2.8x3.5 mm vs 2.8x3.5 mm untuk 2835, tetapi ambil perhatian bahawa PLCC-2 adalah serupa dari segi saiz) tetapi dengan fluks sinaran yang lebih tinggi setiap bungkusan (180 mW biasa pada 100 mA) berbanding LED biru 2835 biasa (~100 mW). Sudut pandang lebar 120° juga memberikan keseragaman spatial yang lebih baik. Rintangan terma yang rendah (15°C/W) memudahkan pelesapan haba, menjadikan LED ini sesuai untuk tatasusunan ketumpatan tinggi di ladang tanaman. Keupayaan tahan ESD 2000V (HBM) adalah setanding dengan piawaian industri.

9. Soalan Lazim

S1: Apakah arus hadapan maksimum yang boleh saya gunakan?J: Penarafan maksimum mutlak ialah 100 mA DC, tetapi pertimbangkan pengurangan pada suhu ambien yang tinggi. Untuk operasi yang boleh dipercayai, 80-90 mA disyorkan untuk mengimbangi jangka hayat dan output.

S2: Bagaimana saya harus mengendalikan LED untuk mengelakkan kerosakan ESD?J: Gunakan peralatan perlindungan ESD yang sesuai (tali pergelangan tangan dibumikan, meja konduktif, pengion) semasa pengendalian. LED boleh menahan sehingga 2000V HBM, tetapi berhati-hati masih diperlukan.

S3: Bolehkah saya menggunakan LED ini untuk pencahayaan umum?J: Ya, tetapi ia memancarkan cahaya biru sahaja. Untuk cahaya putih, gabungkan dengan fosfor atau LED warna lain.

S4: Apakah keadaan penyimpanan yang disyorkan untuk kekili yang belum dibuka?J: Suhu ≤30°C, kelembapan ≤75% RH. Jangka hayat adalah satu tahun dari tarikh pembungkusan.

10. Kajian Kes Praktikal

Dalam persekitaran pertanian menegak, panel 200 LED biru ini digunakan untuk menyediakan pencahayaan tambahan untuk penanaman selada. Pada arus pemacu 80 mA, jumlah fluks sinaran mencapai 36 W (200*0.18 W). Panel LED diletakkan 20 cm di atas kanopi, mencapai PPFD (ketumpatan fluks foton fotosintetik) kira-kira 150 μmol/m²/s pada aras kanopi. Biojisim selada yang terhasil meningkat sebanyak 30% berbanding dengan cahaya ambien sahaja. LED beroperasi pada suhu simpang 45°C, jauh dalam had selamat.

Kes lain: di makmal kultur tisu, tatasusunan LED ini digunakan untuk mikropenggandaan orkid. Spektrum biru tulen meminimumkan etiolasi dan menggalakkan perkembangan akar. Sudut pandang 120° membolehkan pencahayaan seragam merentasi rak kultur tanpa titik panas.

11. Prinsip Operasi

LED ini adalah diod pemancar cahaya biru berasaskan galium nitrida (GaN). Apabila bias hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari lapisan jenis-n bergabung semula dengan lubang di lapisan jenis-p dalam kawasan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Tenaga jalur struktur telaga kuantum InGaN disesuaikan untuk menghasilkan cahaya pada kira-kira 450 nm (biru). Bungkusan PLCC-2 membungkus cip dan menyediakan sesentuh elektrik serta laluan terma. Kanta silikon melindungi cip dan mengekstrak cahaya dengan cekap.

12. Trend Pembangunan

Pasaran LED hortikultur berkembang pesat. Trend masa depan termasuk kecekapan yang lebih tinggi (>3 μmol/J), spektrum boleh tala yang menggabungkan pelbagai panjang gelombang, dan integrasi dengan kawalan pintar. Bungkusan PLCC-2 dijangka mengecut lagi sambil meningkatkan ketumpatan kuasa. Generasi semasa LED biru sudah mencapai fluks sinaran melebihi 200 mW setiap bungkusan pada 100 mA. Penyelidikan ke dalam bahan InGaN dan reka bentuk cip menjanjikan prestasi yang lebih baik. Selain itu, usaha untuk mengurangkan kos dan meningkatkan kebolehpercayaan akan memacu penggunaan di ladang tanaman berskala besar.