Especificação do LED Vermelho Distante PLCC 2835 - Tamanho 2,8x3,5x0,65mm - Tensão Direta 1,8-2,6V - Potência 468mW - Documento Técnico

1. Visão Geral do Produto

Esta especificação cobre um diodo emissor de luz (LED) Vermelho Distante de alto desempenho em um encapsulamento PLCC-2 padrão (2,8mm x 3,5mm x 0,65mm). O dispositivo utiliza camadas epitaxiais de AlGaAs (Arsenieto de Gálio e Alumínio) em um substrato de GaAs para obter emissão eficiente na região do vermelho profundo (730-740 nm). Projetado principalmente para iluminação horticultural, cultura de tecidos e iluminação paisagística, este LED combina um amplo ângulo de visão (120 graus) com robustez e confiabilidade adequadas para montagem automatizada SMT.

Principais características incluem:

• Encapsulamento: PLCC-2, 2,8mm x 3,5mm x 0,65mm
• Comprimento de onda de pico: 730-740 nm (Vermelho Distante)
• Fluxo radiante total: 40-140 mW a 150 mA
• Tensão direta: 1,8-2,6 V a 150 mA
• Ângulo de visão: 120 graus
• Nível de sensibilidade à umidade: MSL 3
• Em conformidade com RoHS

2. Interpretação Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Elétricas e Ópticas (Ts=25°C)

Todas as medições são realizadas em ambiente padronizado com temperatura do ponto de solda de 25°C. O LED é testado com corrente direta de 150 mA, salvo indicação contrária.

• Tensão Direta (VF):Varia de 1,8 V (mín.) a 2,6 V (máx.) a 150 mA. O valor típico não é explicitamente fornecido, mas está dentro da faixa de classificação. A tolerância de medição é ±0,1 V.
• Corrente Reversa (IR):Menos de 10 µA a VR = 5 V, indicando excelente qualidade da junção.
• Fluxo Radiante Total (Φe):40-140 mW a 150 mA. Esta é a potência óptica total medida por uma esfera integradora. Tolerância: ±10%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus típico (largura total à meia altura), proporcionando um padrão de emissão amplo adequado para iluminação uniforme.
• Comprimento de Onda de Pico (λp):730-740 nm, centrado na região do vermelho distante, crítico para a fotomorfogênese vegetal (absorção do fitocromo Pfr). Tolerância: ±1 nm.
• Resistência Térmica (RTHJ-S):35°C/W típico da junção ao ponto de solda, essencial para cálculos de gerenciamento térmico.

2.2 Classificações Máximas Absolutas

Exceder esses limites pode causar danos permanentes. O dispositivo deve ser operado dentro da área de operação segura especificada.

• Dissipação de Potência (PD): 468 mW
• Corrente Direta (IF): 180 mA (CC)
• Corrente Direta de Pico (IFP): 300 mA (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0,1 ms)
• Tensão Reversa (VR): 5 V
• Descarga Eletrostática (ESD HBM): 2000 V
• Temperatura de Operação (TOPR): -40 a +85°C
• Temperatura de Armazenamento (TSTG): -40 a +100°C
• Temperatura de Junção (TJ): 115°C máx.

Derating: Em temperaturas ambiente elevadas, a corrente direta deve ser reduzida de acordo com a curva de temperatura de solda vs. corrente direta (Fig. 1-10) para garantir que a temperatura da junção permaneça abaixo de 115°C.

3. Explicação do Sistema de Classificação

Os LEDs são classificados em grupos para tensão direta, comprimento de onda de pico e fluxo radiante total a 150 mA. Isso permite que os clientes selecionem dispositivos com estreita dispersão paramétrica para desempenho consistente do sistema.

3.1 Grupos de Tensão Direta (VF)

Oito grupos de B1 a E2 cobrem a faixa de 1,8-2,6 V em incrementos de 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 Grupos de Comprimento de Onda de Pico (λp)

Dois grupos são definidos:

• R25: 730-735 nm
• R26: 735-740 nm

3.3 Grupos de Fluxo Radiante Total (Φe)

Dois grupos de fluxo luminoso:

• FR: 40-90 mW
• FR2: 90-140 mW

Nota: A combinação dos grupos de VF, comprimento de onda e fluxo é listada em cada etiqueta do carretel para rastreabilidade.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Fig. 1-7)

O gráfico mostra uma característica I-V exponencial típica. A 150 mA, VF está em torno de 2,0-2,2 V (faixa média). A curva é íngreme, enfatizando a necessidade de acionamento com corrente regulada para evitar fuga térmica.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta (Fig. 1-8)

A saída de luz aumenta quase linearmente com a corrente até cerca de 120 mA, depois satura ligeiramente em correntes mais altas devido ao aquecimento da junção. A 150 mA, a intensidade relativa é de aproximadamente 90% do valor a 120 mA.

4.3 Dependência da Temperatura (Fig. 1-9, 1-10, 1-11, 1-12)

• Fluxo Relativo vs. Temperatura de Solda:À medida que a temperatura aumenta de 20°C para 100°C, o fluxo luminoso relativo diminui cerca de 30% (típico para LEDs AlGaAs).
• Corrente Direta Máxima vs. Temperatura:Para manter TJ ≤ 115°C, a corrente direta permitida deve ser reduzida acima de 60°C. Por exemplo, a 85°C, IF não deve exceder 120 mA.
• Tensão Direta vs. Temperatura:VF diminui linearmente com a temperatura (aprox. -2 mV/°C), o que é típico para LEDs.
• Comprimento de Onda vs. Temperatura:O comprimento de onda de pico desloca-se ligeiramente para comprimentos de onda mais longos (deslocamento para o vermelho) com o aumento da temperatura, cerca de +0,03 nm/°C.

4.4 Distribuição Espectral (Fig. 1-13)

O espectro de emissão é estreito (FWHM aproximadamente 20-25 nm) centrado em 730-740 nm. O pico corresponde ao pico de absorção do fitocromo Pfr das plantas (730 nm), tornando-o ideal para controle de fotoperíodo na horticultura.

4.5 Diagrama de Radiação (Fig. 1-14)

O padrão de emissão é semelhante ao lambertiano, com intensidade relativa caindo para 50% a ±60 graus fora do eixo, confirmando o ângulo de visão de 120 graus.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O encapsulamento PLCC-2 tem uma área de contato de 2,80 mm x 3,50 mm em vista superior, com altura de 0,65 mm. A vista inferior mostra duas almofadas de ânodo/cátodo (A: Ânodo, C: Cátodo) com marcação de polaridade na parte superior. Tolerâncias ±0,2 mm, salvo indicação contrária.

5.2 Padrão de Soldagem

As almofadas de solda recomendadas são fornecidas na Fig. 1-5. O padrão inclui duas almofadas retangulares com dimensões de 1,90 mm x 2,10 mm (ânodo) e 2,10 mm x 1,90 mm (cátodo) para corresponder aos terminais inferiores.

5.3 Identificação de Polaridade

Uma marca de polaridade clara (entalhe ou ponto) está presente na superfície superior. O cátodo é tipicamente a almofada maior (ver Fig. 1-4).

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de refluxo recomendado (Fig. 3-1) está em conformidade com os padrões JEDEC. Parâmetros principais:

• Taxa de rampa: 3°C/s máx.
• Pré-aquecimento: 150-200°C por 60-120 s
• Tempo acima de 217°C (TL): 60 s máx.
• Temperatura de pico (TP): 260°C por 10 s máx.
• Taxa de resfriamento: 6°C/s máx.
• Tempo total de 25°C a TP: ≤8 minutos

Apenas dois ciclos de refluxo são permitidos. Soldagem manual: temperatura do ferro<300°C,<3 segundos, apenas uma vez.

6.2 Manuseio de Umidade

Os LEDs são sensíveis à umidade (MSL 3). Antes de abrir o saco de alumínio: armazenar<30°C / 75% UR, usar dentro de 1 ano. Após abertura:<30°C / 60% UR, usar dentro de 24 horas. Se excedido, secar a 60±5°C por ≥24 horas antes do uso.

6.3 Precauções de Limpeza e Manuseio

O encapsulante de silicone é macio; evite pressão mecânica sobre a lente. Use apenas álcool isopropílico para limpeza; a limpeza ultrassônica não é recomendada. Adesivos que liberam vapores orgânicos devem ser evitados. Precauções antiestáticas são obrigatórias (sensibilidade ESD 2000 V HBM).

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificações de Embalagem

Cada carretel contém 4000 peças (máx.). As dimensões da fita transportadora são especificadas na Fig. 2-1, com indicador de direção de alimentação e marcação de polaridade. Dimensões do carretel: 178 mm de diâmetro (com cubo de 13,5 mm), 10,5 mm de largura. Embalagem em saco antiestático e caixa de papelão (Fig. 2-2 a 2-5).

7.2 Informações da Etiqueta

Cada carretel é etiquetado com Número da Peça, Número da Especificação, Número do Lote, Código do Grupo (incluindo grupo VF, grupo de comprimento de onda, grupo de fluxo), Quantidade e Código de Data.

Exemplo de número de peça:RF-AL-T28352H0FR-00(codificando encapsulamento, cor e grupo de fluxo/comprimento de onda).

8. Sugestões de Aplicação

Este LED Vermelho Distante é ideal para:

• Fábricas de Plantas:Iluminação suplementar em fazendas verticais para promover floração e frutificação (interação com fitocromo).
• Cultura de Tecidos:Fontes de luz monocromática para propagação in vitro sem danos por calor.
• Iluminação Paisagística:Iluminação de destaque com tonalidade vermelha profunda para jardins ou elementos arquitetônicos.
• Iluminação Geral:Usado em combinação com LEDs azuis/vermelho profundo para criar luminárias horticulturais de espectro amplo.

Considerações de projeto:

• Sempre use um resistor limitador de corrente ou driver de corrente constante para evitar sobrecorrente.
• Garanta dissipação de calor adequada nas almofadas de solda para manter a temperatura da junção abaixo de 115°C.
• Para matrizes, considere a queda de tensão em trilhas longas e desequilíbrios de compartilhamento de corrente devido à dispersão do grupo VF.
• Evite expor a lente de silicone a altas concentrações de enxofre, cloro ou bromo (limites: S<100 ppm, Br/Cl individual<900 ppm, Br+Cl total<1500 ppm).

9. Comparação Técnica com Tecnologias Concorrentes

Em comparação com LEDs vermelhos padrão AlGaInP (630-660 nm), o LED Vermelho Distante AlGaAs oferece maior eficiência radiante na banda de 730-740 nm. Este comprimento de onda é especificamente necessário para a resposta do fitocromo Pfr, que não é alcançável com LEDs vermelhos padrão. O AlGaAs também demonstra melhor estabilidade térmica que o AlGaInP na região do vermelho distante, embora o gerenciamento térmico continue sendo crítico.

10. Perguntas Frequentes

1. Posso alimentar este LED a 200 mA?O máximo absoluto é 180 mA contínuos. Alimentar a 200 mA pode exceder a classificação de temperatura da junção se a resistência térmica não for considerada. Não recomendado.
2. Qual é a eficiência típica (mW/mA)?A 150 mA, o fluxo radiante é de ~90 mW (grupo médio típico), resultando em ~0,6 mW/mA. A eficiência diminui com a corrente devido ao 'droop'.
3. Como seleciono o grupo correto para meu projeto?Para comprimento de onda preciso, escolha R25 ou R26. Para brilho consistente, selecione FR ou FR2. Para correspondência de tensão em cadeias em série, escolha um grupo VF estreito.
4. Este LED é compatível com equipamentos comuns de pick-and-place SMT?Sim, o encapsulamento PLCC-2 é padrão e pode ser manuseado pela maioria das máquinas com bico apropriado (evitando pressão sobre a lente de silicone).

11. Estudo de Caso de Aplicação Prática

Caso: Produção de Alface em Ambiente Interno
Uma fábrica de plantas usando 20% de LEDs azuis (450 nm) e 80% de LEDs vermelho distante (730 nm) com um PPFD total de 200 µmol/m²/s aumentou o rendimento da alface em 15% em comparação com um espectro de 70% vermelho (660 nm) + 30% azul. O componente vermelho distante promoveu a expansão das folhas e acelerou o ciclo de crescimento. Os LEDs foram alimentados a 120 mA (para permanecer dentro dos limites térmicos) e montados em PCBs com núcleo de alumínio e vias térmicas. Nenhuma falha foi observada após 10.000 horas.

12. Princípio de Funcionamento

O LED é baseado em uma junção p-n de heteroestrutura dupla (DH) AlGaAs crescida em um substrato de GaAs. Quando polarizado diretamente, elétrons e lacunas se recombinam radiativamente na região ativa, emitindo fótons com energia correspondente ao bandgap do AlGaAs (~1,7 eV, resultando em ~730 nm). O encapsulamento PLCC fornece uma cavidade refletora para extrair luz do topo, enquanto a lente de silicone protege o chip e melhora a extração de luz. O amplo bandgap das camadas de revestimento confina eficientemente os portadores, resultando em alta eficiência quântica interna.

13. Tendências Tecnológicas e Perspectivas

A demanda por LEDs Vermelho Distante está crescendo rapidamente com a expansão da agricultura em ambiente controlado. As inovações focam em melhorar a eficiência de parede (atualmente ~25-35%) e reduzir a resistência térmica por meio de encapsulamento avançado (por exemplo, substratos cerâmicos, flip-chip). Tendências futuras incluem integração com sensores para controle de espectro em malha fechada e estruturas multi-junção que combinam emissores azuis e vermelho distante em um único encapsulamento. O sistema de material AlGaAs continua dominante para vermelhos profundos, com melhorias adicionais no comportamento de 'droop' esperadas.