Spesifikasi Lembaran Data LED IR 735nm - Dimensi 2.8x3.5x0.65mm - Voltan 2.2V - Kuasa 0.4W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi terperinci untuk diod pemancar cahaya inframerah (LED) yang menggunakan pakej permukaan PLCC-2. Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan sinaran inframerah dekat, terutamanya dalam persekitaran pertanian dan hortikultur terkawal.

1.1 Penempatan Produk dan Kelebihan Teras

LED ini diposisikan sebagai sumber cahaya inframerah 735nm yang boleh dipercayai, satu panjang gelombang yang sering digunakan dalam kajian fisiologi tumbuhan dan rangsangan pertumbuhan. Kelebihan terasnya datang dari pakej PLCC-2 yang padat, yang menawarkan sudut pandangan luas 120 darjah, keserasian dengan proses pemasangan SMT standard, dan pematuhan kepada piawaian alam sekitar RoHS. Tahap sensitiviti kelembapan dinilai pada Tahap 3, menunjukkan langkah berjaga-jaga pengendalian standard diperlukan.

1.2 Pasaran Sasaran

Pasaran sasaran utama termasuklah hortikultur profesional (contohnya, pengeluaran bunga, makmal kultur tisu, ladang menegak/kilang tumbuhan), dan elektronik am di mana pemancar inframerah diperlukan untuk tujuan penderiaan atau isyarat.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Ciri-ciri elektrik dan optik menentukan skop operasi dan jangkaan prestasi peranti.

2.1 Ciri-Ciri Fotometrik dan Radiometrik

Pada arus hadapan (I_F) 150mA dan suhu simpang (T_s) 25°C, parameter utama adalah:

• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):735nm (tipikal), dengan julat dari 730nm hingga 740nm. Ini meletakkan pancaran dalam spektrum inframerah dekat.
• Fluks Sinaran Jumlah (Φ_e):112mW (tipikal), menjulat dari 90mW hingga 140mW. Ini mengukur jumlah kuasa output optik.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal), menyediakan corak pancaran luas yang sesuai untuk pencahayaan kawasan.

2.2 Ciri-Ciri Elektrik

• Voltan Hadapan (V_F):2.2V (tipikal) pada I_F=150mA, dalam julat 1.8V hingga 2.6V. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar pemacu.
• Arus Balikan (I_R):Kurang daripada 10µA pada voltan balikan (V_R) 5V, menunjukkan integriti diod yang baik.

2.3 Ciri-Ciri Terma dan Kebolehpercayaan

• Rintangan Terma (R_θJ-S):15°C/W (tipikal) dari simpang ke titik pateri. Nilai ini adalah kritikal untuk pengurusan terma bagi mengelakkan terlalu panas.
• Penarafan Mutlak Maksimum:Ini menentukan had di mana kerosakan kekal mungkin berlaku.
  • Pelesapan Kuasa (P_D): 0.4W
  • Arus Hadapan Berterusan (I_F): 150mA
  • Arus Hadapan Puncak (I_FP): 200mA (pada kitar tugas 1/10, lebar nadi 0.1ms)
  • Voltan Balikan (V_R): 5V
  • Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM): 2000V (dengan hasil lebih 90%, tetapi perlindungan semasa pengendalian dinasihatkan)
  • Suhu Operasi (T_OPR): -40°C hingga +85°C
  • Suhu Penyimpanan (T_STG): -40°C hingga +100°C
  • Suhu Simpang Maksimum (T_J): 115°C

3. Penjelasan Sistem Binning

Walaupun kod binning formal tidak diberikan secara jelas dalam dokumen, parameter produk dijamin dalam nilai minimum, tipikal, dan maksimum yang ditetapkan. Ini membentuk sistem binning elektrik dan optik tersirat. Parameter utama tertakluk kepada varians ini termasuk voltan hadapan (V_F), panjang gelombang puncak (λ_p), dan fluks sinaran jumlah (Φ_e). Pereka bentuk harus mengambil kira toleransi ini: ±0.1V untuk V_F, ±2nm untuk λ_p, dan ±10% untuk Φ_e. Bagi aplikasi yang memerlukan konsistensi ketat, pemilihan atau pengujian unit individu mungkin diperlukan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung ciri tipikal memberikan gambaran tentang tingkah laku peranti dalam pelbagai keadaan.

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Lengkung V-I)

Lengkung menunjukkan hubungan tidak linear, tipikal untuk diod. Voltan hadapan meningkat dengan arus, bermula sekitar 1.65V pada arus rendah dan menghampiri 1.9V pada arus maksimum teraraf 150mA. Lengkung ini adalah penting untuk menentukan susut voltan merentasi LED dalam operasi.

4.2 Kuasa Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan

Graf ini menunjukkan bahawa output optik adalah agak linear dengan arus sehingga penarafan maksimum. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin berkurangan pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh peningkatan suhu simpang.

4.3 Kuasa Sinaran Relatif vs. Suhu Titik Pateri

Kuasa output berkurangan apabila suhu titik pateri (T_s) meningkat. Kesan pemadaman terma ini adalah sifat asas LED dan menekankan kepentingan penyingkiran haba yang berkesan untuk mengekalkan output cahaya yang konsisten.

4.4 Arus Hadapan vs. Suhu Titik Pateri

Lengkung ini menggambarkan arus hadapan yang dibenarkan untuk dinyaharafkan apabila suhu ambien meningkat. Untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat, arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan dalam persekitaran suhu tinggi.

4.5 Taburan Spektrum

Plot spektrum mengesahkan puncak dominan pada kira-kira 735nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) tipikal untuk LED inframerah. Pancaran ini cukup monokromatik untuk aplikasi yang menyasarkan tindak balas fotoreseptor tertentu dalam tumbuhan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Fizikal

Peranti menggunakan pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik). Dimensi utama adalah (semua dalam milimeter, toleransi ±0.2mm kecuali dinyatakan):

• Panjang Keseluruhan: 3.5 mm
• Lebar Keseluruhan: 2.8 mm
• Tinggi Keseluruhan: 0.65 mm
• Dimensi pendawaian dan jarak pad adalah seperti lukisan terperinci dalam spesifikasi.

5.2 Reka Bentuk Pad dan Pengenalpastian Polariti

Pandangan bawah menunjukkan dua pad pateri. Polariti ditandakan dengan jelas; pad yang dikaitkan dengan anod (+) biasanya lebih besar atau ditunjukkan dalam rajah tapak kaki. Orientasi yang betul semasa penempatan adalah kritikal untuk fungsi.

5.3 Corak Tapak Pateri yang Disyorkan

Tapak kaki PCB yang dicadangkan (corak pateri) disediakan untuk memastikan fillet pateri yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal selepas reflow. Mengikuti corak ini membantu mencapai sambungan terma dan elektrik yang betul.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Proses Pateri Reflow SMT

Peranti ini sesuai untuk proses pateri reflow bebas plumbum standard. Profil reflow tipikal dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C adalah disyorkan. Masa khusus di atas titik lebur hendaklah dikawal mengikut piawaian industri (contohnya, IPC/JEDEC J-STD-020) untuk mengelakkan kerosakan pakej.

6.2 Pateri Manual dan Kerja Semula

Jika pateri manual diperlukan, gunakan besi pateri terkawal suhu dengan suhu hujung di bawah 350°C. Masa sentuhan hendaklah diminimumkan (kurang daripada 3 saat) untuk mengelakkan pemindahan haba berlebihan ke cip LED. Untuk kerja semula, pemanasan tempatan adalah lebih diutamakan daripada memanaskan semula keseluruhan papan.

6.3 Langkah Berjaga-jaga Kritikal

• Perlindungan ESD:Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Gunakan amalan selamat ESD semasa semua peringkat pengendalian dan pemasangan.
• Sensitiviti Kelembapan:Sebagai komponen MSL Tahap 3, produk mesti digunakan dalam masa 168 jam selepas beg kering dibuka, kecuali dibakar mengikut prosedur standard.
• Tekanan Mekanikal:Elakkan menggunakan daya mekanikal langsung pada kanta atau badan pakej.
• Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, gunakan pelarut serasi yang tidak merosakkan pakej plastik atau kanta.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pembungkusan Standard

Produk dibekalkan dalam pita dan gegelung untuk pemasangan automatik pick-and-place. Lebar pita pembawa, dimensi poket, dan saiz gegelung (contohnya, gegelung 7-inci atau 13-inci) mematuhi spesifikasi piawai EIA untuk memastikan keserasian dengan peralatan SMT.

7.2 Pembeguan Rintangan Kelembapan

Gegelung dimeterai dalam beg halangan kelembapan aluminium dengan bahan pengering dan kad penunjuk kelembapan untuk mengekalkan kekeringan semasa penyimpanan dan pengangkutan, mengikut keperluan MSL Tahap 3.

7.3 Kotak Luar

Berbilang gegelung dibungkus dalam kotak kadbod yang kukuh untuk penghantaran, memberikan perlindungan terhadap kerosakan fizikal.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pertumbuhan Tumbuhan dan Hortikultur:Panjang gelombang 735nm boleh mempengaruhi fotomorfogenesis tumbuhan, berpotensi menggalakkan pemanjangan batang atau pembungaan dalam spesies tertentu apabila digunakan bersama spektrum cahaya lain.
• Peralatan Bioperubatan dan Saintifik:Digunakan sebagai sumber cahaya dalam spektroskopi, penderiaan zarah, atau peranti perubatan yang memerlukan pencahayaan tidak kelihatan.
• Pencahayaan Inframerah Am:Untuk sistem penglihatan malam, kamera pengawasan, atau penderia jarak dekat di mana cahaya kelihatan tidak dikehendaki.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemacu Arus:Gunakan pemacu arus malar untuk output optik yang stabil. Variasi voltan hadapan mesti dipertimbangkan semasa mereka bentuk litar pemacu.
• Pengurusan Terma:Pastikan PCB mempunyai pelepasan terma yang mencukupi dan, jika perlu, gunakan penyadap haba untuk mengekalkan suhu titik pateri serendah mungkin, memaksimumkan output cahaya dan jangka hayat.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120 darjah memberikan liputan luas. Untuk pancaran fokus, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan.

9. Perbandingan Teknikal dengan Produk Serupa

Berbanding dengan LED inframerah generik dalam pakej berbeza (contohnya, 5mm through-hole atau pakej skala cip yang lebih kecil), peranti PLCC-2 ini menawarkan keseimbangan kemudahan pengendalian untuk pemasangan SMT, laluan terma yang baik melalui pendawaiannya, dan tapak kaki yang piawai. Fluks sinaran tipikalnya 112mW pada 150mA adalah kompetitif untuk saiz pakejnya. Pembeza utama adalah gabungan panjang gelombang spesifik 735nm, pakej yang kukuh sesuai untuk pemasangan automatik, dan ciri terma yang jelas ditakrifkan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah tujuan utama LED ini?

LED ini terutamanya direka untuk memancarkan cahaya inframerah pada 735nm, menjadikannya sesuai untuk aplikasi dalam pertanian persekitaran terkawal dan penderiaan/pencahayaan inframerah am di mana panjang gelombang khusus ini memberi manfaat.

10.2 Bolehkah saya memandunya dengan sumber voltan malar?

Tidak disyorkan. LED adalah peranti dipacu arus. Sumber voltan malar dengan hanya perintang bersiri boleh digunakan untuk persediaan mudah, tetapi pemacu arus malar khusus adalah lebih baik untuk mengekalkan prestasi konsisten merentasi variasi suhu dan unit ke unit.

10.3 Sejauh mana kritikalnya pengurusan terma?

Sangat kritikal. Suhu simpang yang berlebihan akan mengurangkan kecekapan output cahaya, mengalihkan panjang gelombang sedikit, dan dengan ketara memendekkan jangka hayat operasi. Nilai rintangan terma yang diberikan (15°C/W) harus digunakan untuk mengira kenaikan suhu yang dijangka di bawah keadaan operasi anda.

10.4 Adakah LED ini selamat untuk mata?

Sinaran inframerah tidak kelihatan oleh mata manusia, tetapi ia masih boleh menimbulkan bahaya pada ketumpatan kuasa tinggi. Sentiasa ikut piawaian keselamatan laser dan LED yang sesuai untuk aplikasi anda, yang mungkin termasuk reka bentuk bekas atau batasan kuasa output.

11. Kes Penggunaan Praktikal

11.1 Kajian Kes: Pencahayaan Tambahan dalam Ladang Menegak

Dalam sistem pertanian menegak berbilang lapisan, tatasusunan LED ini boleh diintegrasikan ke dalam rak tumbuhan untuk memberikan rawatan cahaya merah jauh (735nm) tertentu semasa peringkat akhir penanaman salad. Rawatan ini, apabila diatur masa dengan betul, boleh mempengaruhi morfologi tumbuhan dan berpotensi meningkatkan kualiti tertentu tanpa meningkatkan keamatan cahaya kelihatan, menjimatkan tenaga.

11.2 Kajian Kes: Penderia Jarak Dekat dalam Perkakas

LED ini boleh dipadankan dengan pengesan foto untuk mencipta penderia jarak dekat atau pengesanan objek mudah dalam perkakas rumah (contohnya, dispenser sabun automatik). Panjang gelombang 735nmnya kurang berkemungkinan menyebabkan gangguan dari cahaya kelihatan ambien berbanding LED merah, meningkatkan nisbah isyarat kepada hingar.

12. Pengenalan Prinsip

Diod pemancar cahaya adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan. Untuk LED inframerah ini, bahan seperti aluminium galium arsenida (AlGaAs) biasa digunakan untuk mencapai pancaran dalam julat 730-740nm. Pakej PLCC menempatkan cip semikonduktor, menyediakan sambungan elektrik melalui pendawaian, dan termasuk kanta plastik yang membentuk pancaran output cahaya.

13. Trend Pembangunan dalam Teknologi LED

Industri LED yang lebih luas terus berkembang dalam beberapa arah yang relevan dengan komponen sedemikian:

• Peningkatan Kecekapan:Penyelidikan berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan wall-plug (penukaran kuasa elektrik ke optik) semua LED, termasuk jenis inframerah, mengurangkan penggunaan tenaga untuk output optik yang sama.
• Peningkatan Prestasi Terma:Reka bentuk dan bahan pakej baru sedang dibangunkan untuk menurunkan rintangan terma, membenarkan arus pemacu yang lebih tinggi atau reka bentuk yang lebih padat tanpa terlalu panas.
• Kawalan Panjang Gelombang Tepat:Kemajuan dalam teknik pertumbuhan epitaksial membolehkan kawalan yang lebih ketat ke atas panjang gelombang pancaran, yang adalah penting untuk aplikasi pertanian saintifik dan khusus di mana fotoreaksi spesifik disasarkan.
• Integrasi dan Sistem Pintar:Trend menunjukkan ke arah LED yang diintegrasikan dengan pemacu, penderia, dan antara muka komunikasi ke dalam modul "pintar" untuk sistem pertanian atau perindustrian yang didayakan IoT.
• Kelestarian:Terdapat penekanan yang semakin meningkat terhadap penggunaan bahan yang lebih mesra alam dalam pembungkusan LED dan meningkatkan kitar semua.

Dokumen spesifikasi ini memperincikan komponen yang sesuai dalam trend berterusan ini, menawarkan sumber inframerah yang piawai dan boleh dipercayai untuk keperluan teknologi semasa.