Спецификация дальнего красного светодиода PLCC 2835 - Размер 2.8x3.5x0.65 мм - Прямое напряжение 1.8-2.6 В - Мощность 468 мВт - Техническая документация на русском

1. Обзор продукта

Данная спецификация охватывает высокопроизводительный дальний красный светоизлучающий диод (LED) в стандартном корпусе PLCC-2 (2.8 мм x 3.5 мм x 0.65 мм). Устройство использует эпитаксиальные слои AlGaAs (арсенид алюминия-галлия) на подложке GaAs для достижения эффективного излучения в глубокой красной области (730-740 нм). Разработанный в первую очередь для растениеводческого освещения, культуры тканей и ландшафтного освещения, этот светодиод сочетает широкий угол обзора (120 градусов) с надежной надежностью, подходящей для автоматической SMT сборки.

Основные характеристики включают:

• Корпус: PLCC-2, 2.8 мм x 3.5 мм x 0.65 мм
• Пиковая длина волны: 730-740 нм (дальний красный)
• Полный радиационный поток: 40-140 мВт при 150 мА
• Прямое напряжение: 1.8-2.6 В при 150 мА
• Угол обзора: 120 градусов
• Уровень чувствительности к влаге: MSL 3
• Соответствие RoHS

2. Углубленная интерпретация технических параметров

2.1 Электрические и оптические характеристики (Ts=25°C)

Все измерения выполняются в стандартизированных условиях с температурой пайки 25°C. Светодиод тестируется при прямом токе 150 мА, если не указано иное.

• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.8 В (мин) до 2.6 В (макс) при 150 мА. Типичное значение явно не указано, но находится в пределах диапазона бинирования. Допуск измерения ±0.1 В.
• Обратный ток (IR):Менее 10 мкА при VR = 5 В, что указывает на отличное качество перехода.
• Полный радиационный поток (Φe):40-140 мВт при 150 мА. Это общая оптическая мощность, измеренная интегрирующей сферой. Допуск: ±10%.
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов типично (полная ширина на полувысоте), обеспечивая широкую диаграмму излучения, подходящую для равномерного освещения.
• Пиковая длина волны (λp):730-740 нм, с центром в области дальнего красного, критически важной для фотоморфогенеза растений (поглощение фитохрома Pfr). Допуск: ±1 нм.
• Тепловое сопротивление (RTHJ-S):35°C/Вт типично от перехода до точки пайки, необходимо для расчетов теплового режима.

2.2 Абсолютные максимальные значения

Превышение этих пределов может вызвать необратимое повреждение. Устройство должно эксплуатироваться в пределах указанной безопасной рабочей области.

• Рассеиваемая мощность (PD): 468 мВт
• Прямой ток (IF): 180 мА (постоянный)
• Пиковый прямой ток (IFP): 300 мА (коэффициент заполнения 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Обратное напряжение (VR): 5 В
• Электростатический разряд (ESD HBM): 2000 В
• Рабочая температура (TOPR): от -40 до +85°C
• Температура хранения (TSTG): от -40 до +100°C
• Температура перехода (TJ): макс. 115°C

Снижение номиналов: при высоких температурах окружающей среды прямой ток должен быть уменьшен в соответствии с кривой зависимости температуры пайки от прямого тока (Рис. 1-10), чтобы температура перехода оставалась ниже 115°C.

3. Объяснение системы бинирования

Светодиоды сортируются по бинам для прямого напряжения, пиковой длины волны и полного радиационного потока при 150 мА. Это позволяет клиентам выбирать устройства с узкими разбросами параметров для стабильной производительности системы.

3.1 Бины прямого напряжения (VF)

Восемь бинов от B1 до E2 покрывают диапазон 1.8-2.6 В с шагом 0.1 В:

• B1: 1.8-1.9 В
• B2: 1.9-2.0 В
• C1: 2.0-2.1 В
• C2: 2.1-2.2 В
• D1: 2.2-2.3 В
• D2: 2.3-2.4 В
• E1: 2.4-2.5 В
• E2: 2.5-2.6 В

3.2 Бины пиковой длины волны (λp)

Определены два бина:

• R25: 730-735 нм
• R26: 735-740 нм

3.3 Бины полного радиационного потока (Φe)

Два бина светового потока:

• FR: 40-90 мВт
• FR2: 90-140 мВт

Примечание: комбинация бинов VF, длины волны и потока указывается на этикетке каждой катушки для отслеживаемости.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока (Рис. 1-7)

График показывает типичную экспоненциальную ВАХ. При 150 мА VF составляет около 2.0-2.2 В (средний диапазон). Кривая крутая, что подчеркивает необходимость источника тока для предотвращения теплового разгона.

4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока (Рис. 1-8)

Световая отдача увеличивается квазилинейно с током до примерно 120 мА, затем слегка насыщается при более высоких токах из-за нагрева перехода. При 150 мА относительная интенсивность составляет примерно 90% от значения при 120 мА.

4.3 Температурная зависимость (Рис. 1-9, 1-10, 1-11, 1-12)

• Зависимость относительного потока от температуры пайки:При повышении температуры с 20°C до 100°C относительный световой поток уменьшается примерно на 30% (типично для светодиодов на AlGaAs).
• Зависимость максимального прямого тока от температуры:Чтобы поддерживать TJ ≤ 115°C, допустимый прямой ток должен быть уменьшен выше 60°C. Например, при 85°C IF не должен превышать 120 мА.
• Зависимость прямого напряжения от температуры:VF линейно уменьшается с температурой (приблизительно -2 мВ/°C), что типично для светодиодов.
• Зависимость длины волны от температуры:Пиковая длина волны незначительно смещается в сторону более длинных волн (красное смещение) с увеличением температуры, примерно +0.03 нм/°C.

4.4 Распределение спектра (Рис. 1-13)

Спектр излучения узкий (FWHM примерно 20-25 нм) с центром на 730-740 нм. Пик совпадает с пиком поглощения фитохрома Pfr растений (730 нм), что делает его идеальным для управления фотопериодом в растениеводстве.

4.5 Диаграмма излучения (Рис. 1-14)

Диаграмма излучения близка к ламбертовской, с относительной интенсивностью, падающей до 50% при отклонении ±60 градусов от оси, что подтверждает угол обзора 120 градусов.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Размеры корпуса

Корпус PLCC-2 имеет посадочное место (вид сверху) 2.80 мм x 3.50 мм, высота 0.65 мм. На виде снизу показаны две контактные площадки анода/катода (A: Анод, C: Катод) с маркировкой полярности сверху. Допуски ±0.2 мм, если не указано иное.

5.2 Рекомендуемый рисунок пайки

Рекомендуемые контактные площадки для пайки показаны на Рис. 1-5. Рисунок включает две прямоугольные площадки размерами 1.90 мм x 2.10 мм (анод) и 2.10 мм x 1.90 мм (катод), соответствующие нижним выводам.

5.3 Идентификация полярности

На верхней поверхности имеется четкая маркировка полярности (выемка или точка). Катод обычно является большей площадкой (см. Рис. 1-4).

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления

Рекомендуемый профиль оплавления (Рис. 3-1) соответствует стандартам JEDEC. Ключевые параметры:

• Скорость нагрева: макс. 3°C/с
• Предварительный нагрев: 150-200°C в течение 60-120 с
• Время выше 217°C (TL): макс. 60 с
• Пиковая температура (TP): 260°C в течение макс. 10 с
• Скорость охлаждения: макс. 6°C/с
• Общее время от 25°C до TP: ≤8 минут

Допускается не более двух циклов оплавления. Ручная пайка: температура жала<300°C,<3 секунды, только один раз.

6.2 Обращение с влажностью

Светодиоды чувствительны к влаге (MSL 3). Перед вскрытием алюминиевого пакета: хранить<30°C / 75% относительной влажности, использовать в течение 1 года. После вскрытия:<30°C / 60% относительной влажности, использовать в течение 24 часов. При превышении этого срока сушить при 60±5°C в течение ≥24 часов перед использованием.

6.3 Меры предосторожности при очистке и обращении

Силиконовый герметик мягкий; избегайте механического давления на линзу. Для очистки используйте только изопропиловый спирт; ультразвуковая очистка не рекомендуется. Следует избегать клеев, выделяющих органические пары. Обязательны антистатические меры предосторожности (чувствительность к ESD 2000 В HBM).

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации упаковки

Каждая катушка содержит до 4000 штук. Размеры транспортной ленты указаны на Рис. 2-1 с индикатором направления подачи и маркировкой полярности. Размеры катушки: диаметр 178 мм (ступица 13.5 мм), ширина 10.5 мм. Упаковка: антистатический пакет и картонная коробка (Рис. 2-2 - 2-5).

7.2 Информация на этикетке

На каждой катушке указаны: номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (включая бин VF, бин длины волны, бин потока), количество и код даты.

Пример номера детали:RF-AL-T28352H0FR-00(кодирует корпус, цвет и бин потока/длины волны).

8. Рекомендации по применению

Этот дальний красный светодиод идеально подходит для:

• Растительные фабрики:Дополнительное освещение в вертикальных фермах для стимулирования цветения и плодоношения (взаимодействие с фитохромом).
• Культура тканей:Монохроматические источники света для размножения in vitro без теплового повреждения.
• Ландшафтное освещение:Акцентное освещение с глубоким красным оттенком для садов или архитектурных объектов.
• Общее освещение:Используется в комбинации с синими/глубокими красными светодиодами для создания широкоспектральных фитосветильников.

Рекомендации по проектированию:

• Всегда используйте токоограничивающий резистор или источник постоянного тока для предотвращения перегрузки по току.
• Обеспечьте достаточный отвод тепла через контактные площадки, чтобы температура перехода оставалась ниже 115°C.
• Для массивов учитывайте падение напряжения на длинных дорожках и неравномерность распределения тока из-за разброса бинов VF.
• Избегайте воздействия на силиконовую линзу высоких концентраций серы, хлора или брома (пределы: S<100 ppm, отдельно Br/Cl<900 ppm, суммарно Br+Cl<1500 ppm).

9. Техническое сравнение с конкурирующими технологиями

По сравнению со стандартными красными светодиодами на AlGaInP (630-660 нм), дальний красный светодиод на AlGaAs обеспечивает более высокую радиационную эффективность в диапазоне 730-740 нм. Эта длина волны специально требуется для реакции фитохрома Pfr, что недостижимо со стандартными красными светодиодами. AlGaAs также демонстрирует лучшую температурную стабильность, чем AlGaInP, в области дальнего красного, хотя тепловое управление остается критически важным.

10. Часто задаваемые вопросы

1. Можно ли питать этот светодиод током 200 мА?Абсолютный максимум - 180 мА непрерывно. Питание при 200 мА может превысить номинальную температуру перехода, если не учитывать тепловое сопротивление. Не рекомендуется.
2. Какова типичная эффективность (мВт/мА)?При 150 мА радиационный поток составляет ~90 мВт (типичный средний бин), что дает ~0.6 мВт/мА. Эффективность снижается с током из-за эффекта просадки.
3. Как выбрать правильный бин для моего проекта?Для точной длины волны выберите R25 или R26. Для постоянной яркости выберите FR или FR2. Для согласования напряжения в последовательных цепочках выбирайте узкий бин VF.
4. Совместим ли этот светодиод с обычным оборудованием для SMT монтажа?Да, корпус PLCC-2 является стандартным и может обрабатываться большинством машин с соответствующим соплом (избегая давления на силиконовую линзу).

11. Практический пример применения

Пример: производство салата в помещении
Растительная фабрика, использующая 20% синих (450 нм) и 80% дальних красных (730 нм) светодиодов при общем PPFD 200 мкмоль/м²/с, увеличила урожайность салата на 15% по сравнению со спектром 70% красных (660 нм) + 30% синих. Дальний красный компонент способствовал расширению листьев и ускорению цикла роста. Светодиоды питались током 120 мА (для соблюдения тепловых ограничений) и были установлены на печатные платы с алюминиевым сердечником и тепловыми переходными отверстиями. Отказов не наблюдалось после 10 000 часов.

12. Принцип работы

Светодиод основан на двойной гетероструктуре (DH) p-n перехода AlGaAs, выращенной на подложке GaAs. При прямом смещении электроны и дыры рекомбинируют с излучением в активной области, испуская фотоны с энергией, соответствующей ширине запрещенной зоны AlGaAs (~1.7 эВ, что дает ~730 нм). Корпус PLCC обеспечивает отражательную полость для извлечения света сверху, в то время как силиконовая линза защищает чип и улучшает извлечение света. Широкая запрещенная зона обкладочных слоев эффективно удерживает носители, обеспечивая высокий внутренний квантовый выход.

13. Технологические тенденции и перспективы

Спрос на дальние красные светодиоды быстро растет с расширением сельского хозяйства с контролируемой средой. Инновации направлены на повышение эффективности преобразования (в настоящее время ~25-35%) и снижение теплового сопротивления за счет современных корпусов (например, керамические подложки, flip-chip). Будущие тенденции включают интеграцию с датчиками для замкнутого управления спектром и многопереходные структуры, объединяющие синие и дальние красные излучатели в одном корпусе. Материальная система AlGaAs остается доминирующей для глубоких красных, ожидаются дальнейшие улучшения в поведении просадки.