Mavi LED 2.8x3.5x0.65mm 3.4V 0.3W PLCC-2 3030 Bitki Yetiştirme Veri Sayfası Kılavuzu

1. Ürün Genel Bakış

Bu ürün, 2,8 x 3,5 x 0,65 mm kompakt boyutlara sahip PLCC-2 bir paket kullanır. 450 nm tepe dalga boyu ve 120° geniş görüş açısı ile bitki yetiştirme uygulamaları için tasarlanmış mavi bir LED'dir. LED, 100 mA ileri akımda yüksek radyant akı çıkışı için optimize edilmiştir; bu sayede bahçe aydınlatması, doku kültürü ve bitki fabrikası sistemleri için uygundur. Temel özellikler arasında tüm SMT montaj ve lehimleme süreçleriyle uyumluluk, bant ve makara ambalajında bulunabilirlik, nem hassasiyeti seviyesi 3 ve RoHS uyumluluğu yer alır. Cihazın tasarımı, verimlilik ve güvenilirliği dengeler; zorlu tarım ortamlarında uzun süreli çalışmaya olanak tanır.

1.1 Özellikler

• Kompakt tasarım için PLCC-2 paket.
• Eşit ışık dağılımı için 120° geniş görüş açısı.
• Standart SMT montaj süreçleriyle uyumlu.
• Bant ve makara ambalajında mevcuttur (4000 adet/makara).
• Nem hassasiyeti seviyesi 3 (MSL 3).
• Çevre güvenliği için RoHS uyumlu.

1.2 Uygulamalar

• Çiçek üretim aydınlatması.
• Doku kültürü ve mikroçoğaltım.
• Dikey tarım ve bitki fabrikaları.
• Seralar için ek aydınlatma.
• Genel bahçe aydınlatması.

2. Teknik Parametreler ve Derinlemesine Analiz

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ts=25°C, IF=100mA'de)

Aşağıdaki tablo, aksi belirtilmedikçe 25°C lehim sıcaklığında ve 100 mA ileri akımda ölçülen temel elektriksel ve optik parametreleri özetlemektedir.

• İleri Gerilim (VF):Tipik 3,4 V, minimum 2,8 V, maksimum 3,6 V. Ölçüm toleransı ±0,1 V'dir.
• Ters Akım (IR):VR=5 V'de ters akım çok düşüktür (tip olarak ihmal edilebilir), maksimum 10 μA.
• Toplam Radyant Akı (Φe):Minimum 140 mW, tipik 180 mW, maksimum 224 mW. Tolerans ±%10.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Minimum 440 nm, tipik 450 nm, maksimum 455 nm. Tolerans ±2 nm.
• Görüş Açısı (2θ½):Tipik 120°, geniş ışık dağılımı sağlar.
• Termal Direnç (RthJ-S):Tipik 15 °C/W, bağlantı noktasından lehim noktasına iyi ısı transferini gösterir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Kalıcı hasarı önlemek için bu değerler aşılmamalıdır:

• Güç Tüketimi (PD):0,3 W
• İleri Akım (IF):100 mA (DC); Tepe İleri Akım (IFP) 150 mA (%10 görev döngüsü, 0,1 ms darbe genişliğinde).
• Ters Gerilim (VR):5 V
• Elektrostatik Deşarj (ESD, HBM):2000 V (verim >%90)
• Çalışma Sıcaklığı (TOPR):-40°C ile +85°C arası
• Depolama Sıcaklığı (TSTG):-40°C ile +100°C arası
• Bağlantı Sıcaklığı (TJ):Maksimum 115°C

Bağlantı sıcaklığının belirtilen değeri aşmamasına dikkat edilmelidir. Maksimum akım, gerçek çalışma koşullarında paket sıcaklığı ölçüldükten sonra belirlenmelidir.

2.3 Bölümlendirme Sistemi

Ürünler, ileri gerilim (VF), toplam radyant akı (Φe) ve tepe dalga boyuna (WLP) göre bölümlere ayrılır. Her makaranın üzerindeki etiket, bölüm kodunu belirtir; böylece müşteriler, dizilerde tutarlı performans için eşleşen özelliklere sahip LED'leri seçebilir. VF için tipik bölüm aralıkları 2,8–3,6 V; radyant akı için 140–224 mW; dalga boyu için 440–455 nm'dir. Bu bölümlendirme, yüksek kaliteli aydınlatma sistemleri için renk ve çıktıda tekdüzelik sağlar.

3. Performans Eğrileri Analizi

3.1 İleri Gerilim - İleri Akım

Şekil 1, oda sıcaklığında ileri gerilim ile ileri akım arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Akım 0'dan 150 mA'ye yükseldikçe, ileri gerilim yaklaşık 2,9 V'tan 3,4 V'a yükselir. Bu eğri, sabit ışık çıkışını sürdürmek için akım regüleli sürücüler tasarlamak açısından önemlidir.

3.2 Bağıl Şiddet - İleri Akım

Şekil 2, bağıl radyant gücün ileri akımın bir fonksiyonu olarak değişimini göstermektedir. Çıkış, yaklaşık 80 mA'ye kadar akımla doğrusal olarak artar, ardından termal etkiler nedeniyle daha yüksek akımlarda kademeli olarak doyuma ulaşır. 100 mA civarında çalışma, verimlilik ve akı arasında iyi bir denge sağlar.

3.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Şekil 3, bağıl güç çıkışının lehim sıcaklığına (Ts) göre değişimini göstermektedir. Yüksek sıcaklıklarda bağıl şiddet azalır; örneğin 85°C'de çıkış, 25°C'deki değerin yaklaşık %80'ine düşer. Sistem termal yönetiminde bu termal düşüş dikkate alınmalıdır.

Şekil 4, Ts'nin bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum ileri akımı göstermektedir. Aşırı ısınmayı önlemek için, ortam sıcaklığı arttıkça akım düşürülmelidir. Ts=85°C'de maksimum akım yaklaşık 80 mA'ye düşürülür.

3.4 Spektrum Dağılımı

Şekil 5, spektral emisyon eğrisini sunmaktadır. Tepe dalga boyu 450 nm'de merkezlenmiştir ve tam yarı maksimum genişliği (FWHM) yaklaşık 20 nm'dir. Bu dar mavi bant, bitkilerdeki kriptokrom ve fototropin gibi belirli fotoreseptörleri tetiklemek, fotosentez ve fotomorfojenezi teşvik etmek için idealdir.

3.5 Işıma Deseni

Şekil 6, uzak alan ışıma desenini göstermektedir. Optik eksene göre ±60°'de şiddet, tepe değerin %50'sine düşer; bu da 120° görüş açısını doğrular. Bu geniş dağılım, bitki kanopilerinde eşit aydınlatma için faydalıdır.

4. Mekanik ve Ambalaj Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

LED, 2,8 mm (uzunluk) x 3,5 mm (genişlik) x 0,65 mm (yükseklik) boyutlarında bir PLCC-2 paketinde barındırılmıştır. Aksi belirtilmedikçe tüm toleranslar ±0,2 mm'dir. Üstten görünümde 2,48 mm lens çapı görülmektedir. Alttan görünüm, iki elektrotlu dikdörtgen bir ped düzenini gösterir: anot (daha uzun ped) ve katot (daha kısa ped). Polarite, paket üzerinde "+" sembolü ile işaretlenmiştir.

4.2 Lehim Desenleri

Önerilen lehim ped boyutları mekanik çizimde (Şekil 1-5) verilmiştir. Toplam ped alanı elektrot başına yaklaşık 2,1 mm x 2,1 mm olup, aralık 3,5 mm'dir. Uygun lehim ayak izi, güvenilir mekanik ve termal bağlantı sağlar.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

5.1 Reflow Lehimleme Profili

Standart kurşunsuz reflow profili önerilir. Temel parametreler: 150°C'den 200°C'ye 60–120 saniye ön ısıtma; sıvı fazın üstünde (217°C) 60 saniyeye kadar kalma; tepe sıcaklığı 260°C'de en fazla 10 saniye; soğutma hızı 6°C/s'den az. 25°C'den tepe noktasına toplam süre 8 dakikayı geçmemelidir. İkiden fazla reflow yapmayın. Reflow'lar arasında 24 saatten fazla süre geçerse LED'ler zarar görebilir.

5.2 Elle Lehimleme

Manuel lehimleme gerekiyorsa, havya sıcaklığını 300°C'nin altında tutun ve temas süresini 3 saniyenin altında tutun. Yalnızca bir lehimleme denemesine izin verilir. Lehimlemeden sonra mekanik stresten veya hızlı soğutmadan kaçının.

5.3 Onarım

Onarım genellikle önerilmez. Kaçınılmazsa, her iki pedi aynı anda ısıtmak için çift başlı bir havya kullanın ve ardından LED işlevselliğini kontrol edin.

5.4 Uyarılar

Kapsülleme malzemesi silikondur ve yumuşaktır. Lens yüzeyine baskı yapmaktan kaçının. Kontrollü kuvvetle uygun toplama nozulları kullanın. LED'leri bükülmüş PCB'lere monte etmeyin ve lehimlemeden sonra kartı bükmekten kaçının.

6. Ambalaj ve Sipariş Bilgileri

6.1 Ambalaj Özellikleri

Her makara 4000 adet içerir. Taşıyıcı bant 4 mm aralıklı ve 12 mm genişliğinde olup, yönlendirme için polarite işaretleri bulunur. Makara çapı 178 mm, göbek çapı 60 mm ve bant genişliği 12 mm'dir. Makara üzerindeki etiket, parça numarası, şartname numarası, lot numarası, radyant akı bölüm kodu, ileri gerilim aralığı, dalga boyu bölümü, miktar ve tarihi sağlar.

6.2 Nem Bariyerli Torba

Makara, nem bariyerli bir torbada, kurutucu ve nem gösterge kartı ile birlikte kapatılır. Açılmadan önce depolama koşulları: sıcaklık ≤30°C, nem ≤%75 RH, raf ömrü bir yıla kadar. Açıldıktan sonra LED'ler ≤30°C / ≤%60 RH koşullarında 24 saat içinde kullanılmalıdır. Aşılırsa, kullanımdan önce 60°C'de 24 saat fırınlayın.

7. Uygulama Önerileri

Bu mavi LED, özellikle bitki yetiştirme aydınlatması için tasarlanmıştır. 450 nm tepe dalga boyu, klorofil a, klorofil b ve karotenoidlerin soğurma tepe noktalarıyla eşleşerek fotosentetik verimliliği artırır. En iyi performans için, dalgalanması %5'ten az olan sabit akımlı bir sürücü kullanın. Maksimum çalışma akımı, ortam sıcaklığına ve termal dirence göre düşürülmelidir. LED'i metal çekirdekli bir PCB'ye monte ederek veya yakındaki termal geçişleri kullanarak iyi ısı emilimi sağlayın. Renk değişikliğine veya lümen kaybına neden olabilecek kükürt içeren bileşiklere ve uçucu organik bileşiklere (VOC) maruz kalmaktan kaçının. Montaj sırasında silikon lens üzerinde toz birikmesini önlemek için temiz bir ortam sağlayın.

8. Teknik Karşılaştırma

Standart 2835 SMD LED'lerle karşılaştırıldığında, PLCC-2 paketi daha küçük bir ayak izi sunar (2,8x3,5 mm'ye karşı 2835 için de 2,8x3,5 mm, ancak PLCC-2 benzer boyuttadır), ancak paket başına daha yüksek radyant akı (100 mA'de tipik 180 mW) sağlar; tipik 2835 mavi LED'ler (~100 mW) ile karşılaştırıldığında. Geniş 120° görüş açısı ayrıca daha iyi mekansal tekdüzelik sağlar. Düşük termal direnç (15°C/W), ısı dağılımını kolaylaştırarak bu LED'i bitki fabrikalarındaki yüksek yoğunluklu diziler için uygun hale getirir. 2000V (HBM) ESD dayanma yeteneği, endüstri standartlarıyla karşılaştırılabilir.

9. Sıkça Sorulan Sorular

S1: Uygulayabileceğim maksimum ileri akım nedir?C: Mutlak maksimum değer 100 mA DC'dir, ancak yüksek ortam sıcaklıklarında düşürmeyi göz önünde bulundurun. Güvenilir çalışma için, ömür ve çıkış arasında denge sağlamak için 80-90 mA önerilir.

S2: ESD hasarından kaçınmak için LED'i nasıl kullanmalıyım?C: Kullanım sırasında uygun ESD koruma ekipmanı (topraklanmış bileklik, iletken masalar, iyonizatörler) kullanın. LED 2000V HBM'ye kadar dayanabilir, ancak yine de dikkatli olunmalıdır.

S3: Bu LED'i genel aydınlatma için kullanabilir miyim?C: Evet, ancak yalnızca mavi ışık yayar. Beyaz ışık için fosfor veya diğer renkli LED'lerle birleştirin.

S4: Açılmamış makaralar için önerilen depolama koşulu nedir?C: Sıcaklık ≤30°C, nem ≤%75 RH. Raf ömrü, paketleme tarihinden itibaren bir yıldır.

10. Pratik Vaka Çalışmaları

Bir dikey tarım kurulumunda, 200 adet bu tür mavi LED'den oluşan bir panel, marul yetiştiriciliği için ek aydınlatma sağlamak üzere kullanıldı. 80 mA sürüş akımında toplam radyant akı 36 W'a (200*0,18 W) ulaştı. LED paneli kanopinin 20 cm yukarısına yerleştirildi ve kanopi seviyesinde yaklaşık 150 μmol/m²/s PPFD (fotosentetik foton akısı yoğunluğu) elde edildi. Ortaya çıkan marul biyokütlesi, yalnızca ortam ışığına kıyasla %30 arttı. LED'ler 45°C bağlantı sıcaklığında çalıştı ve güvenli sınırın oldukça altında kaldı.

Başka bir vaka: bir doku kültürü laboratuvarında, bu LED'lerin dizileri orkidelerin mikroçoğaltımı için kullanıldı. Saf mavi spektrum, etiyolasyonu en aza indirdi ve kök gelişimini teşvik etti. 120° görüş açısı, kültür rafları boyunca sıcak noktalar olmadan eşit aydınlatma sağladı.

11. Çalışma Prensibi

Bu LED, galyum nitrür (GaN) tabanlı bir mavi ışık yayan diyottur. p-n bağlantısına bir ileri öngerilim uygulandığında, n tipi katmandaki elektronlar, aktif bölgede p tipi katmandaki boşluklarla birleşir. Bu birleşme, enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. InGaN kuantum kuyusu yapısının bant aralığı enerjisi, yaklaşık 450 nm'de (mavi) ışık üretecek şekilde ayarlanmıştır. PLCC-2 paketi, çipi kapsüller ve elektrik kontakları ile termal yollar sağlar. Silikon lens, çipi korur ve ışığı verimli bir şekilde dışarı çıkarır.

12. Gelişim Trendleri

Bahçe LED pazarı hızla gelişmektedir. Gelecekteki trendler arasında daha yüksek verimlilik (>3 μmol/J), birden çok dalga boyunu birleştiren ayarlanabilir spektrumlar ve akıllı kontrollerle entegrasyon yer almaktadır. PLCC-2 paketlerinin daha da küçülmesi ve güç yoğunluğunun artması beklenmektedir. Mevcut nesil mavi LED'ler, 100 mA'de paket başına 200 mW'ın üzerinde radyant akı elde etmektedir. InGaN malzemeleri ve çip tasarımları üzerine araştırmalar daha da iyi performans vaat etmektedir. Ek olarak, maliyetleri düşürme ve güvenilirliği artırma çabaları, büyük ölçekli bitki fabrikalarında benimsenmeyi hızlandıracaktır.