Spesifikasi LED Merah Jauh PLCC 2835 - Saiz 2.8x3.5x0.65mm - Voltan Hadapan 1.8-2.6V - Kuasa 468mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Spesifikasi ini merangkumi diod pemancar cahaya (LED) Merah Jauh berprestasi tinggi dalam pakej PLCC-2 standard (2.8mm x 3.5mm x 0.65mm). Peranti ini menggunakan lapisan epitaxial AlGaAs (Aluminium Gallium Arsenide) pada substrat GaAs untuk mencapai pancaran efisien di kawasan merah dalam (730-740 nm). Direka terutamanya untuk pencahayaan hortikultur, kultur tisu, dan pencahayaan landskap, LED ini menggabungkan sudut tontonan lebar (120 darjah) dengan kebolehpercayaan teguh yang sesuai untuk pemasangan SMT automatik.

Ciri-ciri utama termasuk:

• Pakej: PLCC-2, 2.8mm x 3.5mm x 0.65mm
• Panjang gelombang puncak: 730-740 nm (Merah Jauh)
• Jumlah fluks sinaran: 40-140 mW pada 150 mA
• Voltan hadapan: 1.8-2.6 V pada 150 mA
• Sudut tontonan: 120 darjah
• Tahap kepekaan kelembapan: MSL 3
• Mematuhi RoHS

2. Tafsiran Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Elektrik dan Optik (Ts=25°C)

Semua pengukuran dilakukan di bawah persekitaran piawai dengan suhu titik pateri 25°C. LED diuji pada arus hadapan 150 mA melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Voltan Hadapan (VF):Antara 1.8 V (min) hingga 2.6 V (maks) pada 150 mA. Nilai tipikal tidak diberikan secara eksplisit tetapi berada dalam julat pengelasan. Toleransi pengukuran adalah ±0.1 V.
• Arus Songsang (IR):Kurang daripada 10 µA pada VR = 5 V, menunjukkan kualiti simpang yang sangat baik.
• Jumlah Fluks Sinaran (Φe):40-140 mW pada 150 mA. Ini adalah jumlah keluaran kuasa optik yang diukur oleh sfera penyepaduan. Toleransi: ±10%.
• Sudut Tontonan (2θ1/2):120 darjah tipikal (lebar penuh pada separuh maksimum), memberikan corak pancaran lebar yang sesuai untuk pencahayaan seragam.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):730-740 nm, berpusat di kawasan merah jauh yang kritikal untuk fotomorfogenesis tumbuhan (penyerapan phytochrome Pfr). Toleransi: ±1 nm.
• Rintangan Terma (RTHJ-S):35°C/W tipikal dari simpang ke titik pateri, penting untuk pengiraan pengurusan terma.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Peranti harus dikendalikan dalam kawasan operasi selamat yang ditetapkan.

• Pelupusan Kuasa (PD): 468 mW
• Arus Hadapan (IF): 180 mA (DC)
• Arus Hadapan Puncak (IFP): 300 mA (kitaran tugas 1/10, lebar denyut 0.1 ms)
• Voltan Songsang (VR): 5 V
• Nyahcas Elektrostatik (ESD HBM): 2000 V
• Suhu Operasi (TOPR): -40 hingga +85°C
• Suhu Penyimpanan (TSTG): -40 hingga +100°C
• Suhu Simpang (TJ): 115°C maks

Derating: Pada suhu ambien yang tinggi, arus hadapan mesti dikurangkan mengikut lengkung suhu pateri vs arus hadapan (Rajah 1-10) untuk memastikan suhu simpang kekal di bawah 115°C.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

LED diisih ke dalam tong untuk voltan hadapan, panjang gelombang puncak, dan jumlah fluks sinaran pada 150 mA. Ini membolehkan pelanggan memilih peranti dengan sebaran parameter yang sempit untuk prestasi sistem yang konsisten.

3.1 Tong Voltan Hadapan (VF)

Lapan tong dari B1 hingga E2 meliputi julat 1.8-2.6 V dalam kenaikan 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 Tong Panjang Gelombang Puncak (λp)

Dua tong ditakrifkan:

• R25: 730-735 nm
• R26: 735-740 nm

3.3 Tong Jumlah Fluks Sinaran (Φe)

Dua tong fluks bercahaya:

• FR: 40-90 mW
• FR2: 90-140 mW

Nota: Gabungan tong VF, panjang gelombang, dan fluks disenaraikan pada label setiap gelendong untuk kebolehkesanan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Voltan Hadapan vs Arus Hadapan (Rajah 1-7)

Graf menunjukkan ciri I-V eksponen yang tipikal. Pada 150 mA, VF adalah sekitar 2.0-2.2 V (julat pertengahan). Lengkung curam, menekankan keperluan pemanduan terkawal arus untuk mengelakkan larian terma.

4.2 Keamatan Relatif vs Arus Hadapan (Rajah 1-8)

Keluaran cahaya meningkat secara kuasi-linear dengan arus sehingga kira-kira 120 mA, kemudian sedikit tepu pada arus yang lebih tinggi akibat pemanasan simpang. Pada 150 mA, keamatan relatif adalah kira-kira 90% daripada nilai pada 120 mA.

4.3 Kebergantungan Suhu (Rajah 1-9, 1-10, 1-11, 1-12)

• Fluks Relatif vs Suhu Pateri:Apabila suhu meningkat dari 20°C hingga 100°C, fluks bercahaya relatif berkurang kira-kira 30% (biasa bagi LED AlGaAs).
• Arus Hadapan Maksimum vs Suhu:Untuk mengekalkan TJ ≤ 115°C, arus hadapan yang dibenarkan mesti dikurangkan di atas 60°C. Contohnya, pada 85°C, IF tidak boleh melebihi 120 mA.
• Voltan Hadapan vs Suhu:VF berkurang secara linear dengan suhu (lebih kurang -2 mV/°C), yang biasa bagi LED.
• Panjang Gelombang vs Suhu:Panjang gelombang puncak beralih sedikit ke panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) dengan peningkatan suhu, kira-kira +0.03 nm/°C.

4.4 Taburan Spektrum (Rajah 1-13)

Spektrum pancaran adalah sempit (FWHM kira-kira 20-25 nm) berpusat pada 730-740 nm. Puncak sepadan dengan puncak penyerapan phytochrome Pfr tumbuhan (730 nm), menjadikannya sesuai untuk kawalan fotoperiod dalam hortikultur.

4.5 Gambarajah Sinaran (Rajah 1-14)

Corak pancaran adalah seperti Lambertian, dengan keamatan relatif menurun kepada 50% pada ±60 darjah dari paksi, mengesahkan sudut tontonan 120 darjah.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Pakej PLCC-2 mempunyai tapak pandangan atas 2.80 mm x 3.50 mm, dengan ketinggian 0.65 mm. Pandangan bawah menunjukkan dua pad anod/katod (A: Anod, C: Katod) dengan tanda polariti di atas. Toleransi ±0.2 mm melainkan dinyatakan.

5.2 Corak Pematerian

Pad pematerian yang disyorkan disediakan dalam Rajah 1-5. Corak termasuk dua pad segi empat tepat dengan dimensi 1.90 mm x 2.10 mm (anod) dan 2.10 mm x 1.90 mm (katod) untuk dipadankan dengan terminal bawah.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Tanda polariti yang jelas (takuk atau titik) hadir pada permukaan atas. Katod biasanya pad yang lebih besar (lihat Rajah 1-4).

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Aliran Semula

Profil aliran semula yang disyorkan (Rajah 3-1) mematuhi piawaian JEDEC. Parameter utama:

• Kadar peningkatan: 3°C/s maks
• Prapemanasan: 150-200°C selama 60-120 s
• Masa di atas 217°C (TL): 60 s maks
• Suhu puncak (TP): 260°C selama 10 s maks
• Kadar penyejukan: 6°C/s maks
• Jumlah masa dari 25°C ke TP: ≤8 minit

Hanya dua kitaran aliran semula dibenarkan. Pematerian tangan: suhu besi<300°C,<3 saat, sekali sahaja.

6.2 Pengendalian Kelembapan

LED sensitif kelembapan (MSL 3). Sebelum membuka beg aluminium: simpan<30°C / 75% RH, guna dalam 1 tahun. Selepas dibuka:<30°C / 60% RH, guna dalam 24 jam. Jika melebihi, bakar pada 60±5°C selama ≥24 jam sebelum digunakan.

6.3 Langkah Berjaga-jaga Pembersihan dan Pengendalian

Enkapsulan silikon adalah lembut; elakkan tekanan mekanikal pada kanta. Gunakan hanya isopropil alkohol untuk pembersihan; pembersihan ultrasonik tidak disyorkan. Pelekat yang mengeluarkan wap organik mesti dielakkan. Langkah berjaga-jaga anti-statik adalah wajib (kepekaan ESD 2000 V HBM).

7. Maklumat Pembungkusan dan Pemesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

Setiap gelendong mengandungi 4000 keping (maks). Dimensi pita pembawa dinyatakan dalam Rajah 2-1, dengan penunjuk arah suapan dan tanda polariti. Dimensi gelendong: diameter 178 mm (dengan hub 13.5 mm), lebar 10.5 mm. Beg anti-statik dan pembungkusan kotak kadbod (Rajah 2-2 hingga 2-5).

7.2 Maklumat Label

Setiap gelendong dilabel dengan Nombor Bahagian, Nombor Spesifikasi, Nombor Lot, Kod Tong (termasuk tong VF, tong panjang gelombang, tong fluks), Kuantiti, dan Kod Tarikh.

Contoh nombor bahagian:RF-AL-T28352H0FR-00(pengekodan pakej, warna, dan tong fluks/panjang gelombang).

8. Cadangan Aplikasi

LED Merah Jauh ini sangat sesuai untuk:

• Kilang Tumbuhan:Pencahayaan tambahan di ladang menegak untuk menggalakkan pembungaan dan pembuahan (interaksi phytochrome).
• Kultur Tisu:Sumber cahaya monokromatik untuk pembiakan in-vitro tanpa kerosakan haba.
• Pencahayaan Landskap:Pencahayaan aksen dengan warna merah dalam untuk taman atau ciri seni bina.
• Pencahayaan Am:Digunakan dalam kombinasi dengan LED biru/merah dalam untuk mencipta lekapan hortikultur spektrum luas.

Pertimbangan reka bentuk:

• Sentiasa gunakan perintang pengehad arus atau pemacu arus malar untuk mengelakkan arus berlebihan.
• Pastikan penyerapan haba yang mencukupi pada pad pateri untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 115°C.
• Untuk tatasusunan, pertimbangkan penurunan voltan merentasi jejak panjang dan ketidakpadanan perkongsian arus akibat sebaran tong VF.
• Elakkan mendedahkan kanta silikon kepada kepekatan sulfur, klorin, atau bromin yang tinggi (had: S<100 ppm, Br/Cl tunggal<900 ppm, jumlah Br+Cl<1500 ppm).

9. Perbandingan Teknikal dengan Teknologi Bersaing

Berbanding dengan LED merah standard AlGaInP (630-660 nm), LED Merah Jauh AlGaAs menawarkan kecekapan sinaran yang lebih tinggi dalam jalur 730-740 nm. Panjang gelombang ini diperlukan khusus untuk tindak balas phytochrome Pfr, yang tidak boleh dicapai dengan LED merah standard. AlGaAs juga menunjukkan kestabilan suhu yang lebih baik daripada AlGaInP di kawasan merah jauh, walaupun pengurusan terma tetap kritikal.

10. Soalan Lazim

1. Bolehkah saya memacu LED ini pada 200 mA?Maksimum mutlak ialah 180 mA berterusan. Memacu pada 200 mA mungkin melebihi penarafan suhu simpang jika rintangan terma tidak diambil kira. Tidak disyorkan.
2. Apakah kecekapan tipikal (mW/mA)?Pada 150 mA, fluks sinaran adalah ~90 mW (tong pertengahan biasa), memberikan ~0.6 mW/mA. Kecekapan berkurang dengan arus akibat penurunan (droop).
3. Bagaimana saya memilih tong yang betul untuk reka bentuk saya?Untuk panjang gelombang yang tepat, pilih R25 atau R26. Untuk kecerahan yang konsisten, pilih FR atau FR2. Untuk pemadanan voltan dalam rentetan siri, pilih tong VF yang sempit.
4. Adakah LED ini serasi dengan peralatan pick-and-place SMT biasa?Ya, pakej PLCC-2 adalah standard dan boleh dikendalikan oleh kebanyakan mesin dengan muncung yang sesuai (elakkan tekanan pada kanta silikon).

11. Kajian Kes Aplikasi Praktikal

Kes: Pengeluaran Selada Dalaman
Sebuah kilang tumbuhan yang menggunakan 20% biru (450 nm) dan 80% merah jauh (730 nm) LED pada PPFD total 200 µmol/m²/s meningkatkan hasil selada sebanyak 15% berbanding spektrum 70% merah (660 nm) + 30% biru. Komponen merah jauh menggalakkan pengembangan daun dan mempercepatkan kitaran pertumbuhan. LED dipacu pada 120 mA (untuk kekal dalam had terma) dan dipasang pada PCB teras aluminium dengan vias terma. Tiada kegagalan diperhatikan selepas 10,000 jam.

12. Prinsip Operasi

LED adalah berdasarkan simpang p-n heterostruktur berganda (DH) AlGaAs yang ditanam pada substrat GaAs. Apabila dipincang ke hadapan, elektron dan lubang bergabung semula secara sinaran di kawasan aktif, memancarkan foton dengan tenaga yang sepadan dengan jurang jalur AlGaAs (~1.7 eV, memberikan ~730 nm). Pakej PLCC menyediakan rongga reflektif untuk mengekstrak cahaya dari atas, manakala kanta silikon melindungi cip dan meningkatkan pengekstrakan cahaya. Jurang jalur lebar lapisan klad mengekang pembawa dengan cekap, menghasilkan kecekapan kuantum dalaman yang tinggi.

13. Trend Teknologi dan Prospek

Permintaan untuk LED Merah Jauh berkembang pesat dengan perluasan pertanian persekitaran terkawal. Inovasi memberi tumpuan kepada peningkatan kecekapan dinding-plug (kini ~25-35%) dan pengurangan rintangan terma melalui pembungkusan termaju (contohnya, substrat seramik, flip-chip). Trend masa depan termasuk penyepaduan dengan sensor untuk kawalan spektrum gelung tertutup dan struktur berbilang simpang yang menggabungkan pemancar biru dan merah jauh dalam satu pakej. Sistem bahan AlGaAs kekal dominan untuk merah dalam, dengan penambahbaikan lanjut dalam tingkah laku penurunan (droop) dijangka.