Uzak Kırmızı LED PLCC 2835 Teknik Özellikleri - Boyut 2.8x3.5x0.65mm - İleri Gerilim 1.8-2.6V - Güç 468mW - Türkçe Teknik Döküman

1. Ürün Genel Bakış

Bu teknik şartname, standart PLCC-2 paketinde (2.8mm x 3.5mm x 0.65mm) yüksek performanslı bir Uzak Kırmızı ışık yayan diyotu (LED) kapsamaktadır. Cihaz, derin kırmızı bölgede (730-740 nm) verimli emisyon elde etmek için GaAs alt tabaka üzerinde AlGaAs (Alüminyum Galyum Arsenit) epitaksiyel katmanlar kullanır. Öncelikle bahçe aydınlatması, doku kültürü ve peyzaj aydınlatması için tasarlanan bu LED, otomatik SMT montajına uygun sağlam güvenilirlik ile 120 derecelik geniş bir görüş açısını birleştirir.

Öne çıkan özellikler:

• Paket: PLCC-2, 2.8mm x 3.5mm x 0.65mm
• Tepe dalga boyu: 730-740 nm (Uzak Kırmızı)
• Toplam radyant akı: 150 mA'de 40-140 mW
• İleri gerilim: 150 mA'de 1.8-2.6 V
• Görüş açısı: 120 derece
• Nem hassasiyet seviyesi: MSL 3
• RoHS uyumlu

2. Derinlemesine Teknik Parametre Yorumu

2.1 Elektriksel ve Optik Karakteristikler (Ts=25°C)

Tüm ölçümler, lehim noktası sıcaklığı 25°C olan standart bir ortamda gerçekleştirilir. Aksi belirtilmedikçe LED 150 mA ileri akımda test edilir.

• İleri Gerilim (VF):150 mA'de 1.8 V (min) ile 2.6 V (max) arasında değişir. Tipik değer açıkça verilmemiştir ancak gruplama aralığı içindedir. Ölçüm toleransı ±0.1 V'dir.
• Ters Akım (IR):VR = 5 V'de 10 µA'den az, mükemmel bağlantı kalitesini gösterir.
• Toplam Radyant Akı (Φe):150 mA'de 40-140 mW. Bu, entegre küre ile ölçülen toplam optik güç çıkışıdır. Tolerans: ±%10.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik 120 derece (yarı maksimumda tam genişlik), homojen aydınlatma için uygun geniş bir emisyon deseni sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λp):730-740 nm, bitki fotomorfogenezi (fitokrom Pfr absorpsiyonu) için kritik olan uzak kırmızı bölgenin merkezindedir. Tolerans: ±1 nm.
• Termal Direnç (RTHJ-S):Bağlantı noktasından lehim noktasına tipik 35°C/W, termal yönetim hesaplamaları için gereklidir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu sınırların aşılması kalıcı hasara neden olabilir. Cihaz, belirtilen güvenli çalışma alanı içinde çalıştırılmalıdır.

• Güç Tüketimi (PD): 468 mW
• İleri Akım (IF): 180 mA (DC)
• Tepe İleri Akım (IFP): 300 mA (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliği)
• Ters Gerilim (VR): 5 V
• Elektrostatik Boşalma (ESD HBM): 2000 V
• Çalışma Sıcaklığı (TOPR): -40 ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (TSTG): -40 ila +100°C
• Bağlantı Sıcaklığı (TJ): Maks. 115°C

Değer Düşürme: Yüksek ortam sıcaklıklarında, bağlantı sıcaklığının 115°C'nin altında kalmasını sağlamak için ileri akım, lehim sıcaklığına karşı ileri akım eğrisine (Şekil 1-10) göre azaltılmalıdır.

3. Gruplama Sistemi Açıklaması

LED'ler, 150 mA'de ileri gerilim, tepe dalga boyu ve toplam radyant akı için gruplara ayrılır. Bu, müşterilerin tutarlı sistem performansı için dar parametrik yayılımlı bileşenler seçmesini sağlar.

3.1 İleri Gerilim (VF) Grupları

B1'den E2'ye kadar sekiz grup, 0.1 V artışlarla 1.8-2.6 V aralığını kapsar:

• 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 Tepe Dalga Boyu (λp) Grupları

İki grup tanımlanmıştır:

• R25: 730-735 nm
• R26: 735-740 nm

3.3 Toplam Radyant Akı (Φe) Grupları

İki radyant akı grubu:

• FR: 40-90 mW
• FR2: 90-140 mW

Not: VF, dalga boyu ve akı gruplarının kombinasyonu, izlenebilirlik için her bir makara etiketinde listelenmiştir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Gerilim vs. İleri Akım (Şekil 1-7)

Grafik, tipik bir üstel I-V karakteristiğini gösterir. 150 mA'de VF yaklaşık 2.0-2.2 V (orta aralık) civarındadır. Eğri diktir ve termal kaçakları önlemek için akım kontrollü sürüşün gerekliliğini vurgular.

4.2 Bağıl Yoğunluk vs. İleri Akım (Şekil 1-8)

Işık çıkışı, yaklaşık 120 mA'ye kadar akımla yarı-doğrusal olarak artar, ardından bağlantı ısınması nedeniyle daha yüksek akımlarda hafifçe doygunluğa ulaşır. 150 mA'de bağıl yoğunluk, 120 mA'deki değerin yaklaşık %90'ıdır.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı (Şekil 1-9, 1-10, 1-11, 1-12)

• Lehim Sıcaklığına Karşı Bağıl Akı:Sıcaklık 20°C'den 100°C'ye yükseldikçe, bağıl radyant akı yaklaşık %30 azalır (AlGaAs LED'ler için tipik).
• Sıcaklığa Karşı Maksimum İleri Akım:TJ ≤ 115°C tutmak için, izin verilen ileri akım 60°C'nin üzerinde azaltılmalıdır. Örneğin, 85°C'de IF 120 mA'yi geçmemelidir.
• Sıcaklığa Karşı İleri Gerilim:VF sıcaklıkla doğrusal olarak azalır (yaklaşık -2 mV/°C), bu LED'ler için tipiktir.
• Sıcaklığa Karşı Dalga Boyu:Tepe dalga boyu, artan sıcaklıkla hafifçe daha uzun dalga boylarına kayar (kırmızıya kayma), yaklaşık +0.03 nm/°C.

4.4 Spektrum Dağılımı (Şekil 1-13)

Emisyon spektrumu, 730-740 nm merkezli dardır (FWHM yaklaşık 20-25 nm). Tepe noktası, bitki fitokrom Pfr'sinin (730 nm) absorpsiyon tepe noktasıyla eşleşir ve bu da onu bahçecilikte fotoperiyot kontrolü için ideal kılar.

4.5 Radyasyon Diyagramı (Şekil 1-14)

Emisyon deseni Lambert benzeridir; bağıl yoğunluk, eksenden ±60 derecede %50'ye düşerek 120 derecelik görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

PLCC-2 paketi, 2.80 mm x 3.50 mm üstten görünüm ayak izine ve 0.65 mm yüksekliğe sahiptir. Alttan görünüm, üstte polarite işareti bulunan iki anot/katot pedini (A: Anot, C: Katot) gösterir. Aksi belirtilmedikçe toleranslar ±0.2 mm'dir.

5.2 Lehim Deseni

Önerilen lehim pedleri Şekil 1-5'te verilmiştir. Desen, alt terminallere uyacak şekilde 1.90 mm x 2.10 mm (anot) ve 2.10 mm x 1.90 mm (katot) boyutlarında iki dikdörtgen ped içerir.

5.3 Polarite Tanımlama

Üst yüzeyde net bir polarite işareti (çentik veya nokta) bulunur. Katot tipik olarak daha büyük peddir (bkz. Şekil 1-4).

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow profili (Şekil 3-1) JEDEC standartlarına uygundur. Anahtar parametreler:

• Yükselme hızı: Maks. 3°C/s
• Ön ısıtma: 60-120 s boyunca 150-200°C
• 217°C (TL) üzerinde süre: Maks. 60 s
• Tepe sıcaklığı (TP): Maks. 10 s için 260°C
• Soğutma hızı: Maks. 6°C/s
• 25°C'den TP'ye toplam süre: ≤8 dakika

Sadece iki reflow döngüsüne izin verilir. El lehimleme: havya sıcaklığı<300°C,<3 saniye, yalnızca bir kez.

6.2 Nem Yönetimi

LED'ler neme duyarlıdır (MSL 3). Alüminyum poşeti açmadan önce: saklayın<30°C / %75 RH, 1 yıl içinde kullanın. Açtıktan sonra:<30°C / %60 RH, 24 saat içinde kullanın. Aşılırsa, kullanmadan önce 60±5°C'de ≥24 saat fırınlayın.

6.3 Temizlik ve Kullanım Önlemleri

Silikon kapsülleyici yumuşaktır; lens üzerinde mekanik baskıdan kaçının. Temizlik için yalnızca izopropil alkol kullanın; ultrasonik temizlik önerilmez. Organik buhar yayan yapıştırıcılardan kaçınılmalıdır. Antistatik önlemler zorunludur (ESD hassasiyeti 2000 V HBM).

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

Her makara maksimum 4000 adet içerir. Taşıyıcı bant boyutları Şekil 2-1'de belirtilmiştir; besleme yönü göstergesi ve polarite işareti bulunur. Makara boyutları: 178 mm çap (13.5 mm göbek ile), 10.5 mm genişlik. Antistatik poşet ve karton kutu paketleme (Şekil 2-2 ila 2-5).

7.2 Etiket Bilgisi

Her makara, Parça Numarası, Şartname Numarası, Lot Numarası, Grup Kodu (VF grubu, dalga boyu grubu, akı grubu dahil), Miktar ve Tarih kodu ile etiketlenir.

Parça numarası örneği:RF-AL-T28352H0FR-00(paket, renk ve akı/dalga boyu grubunu kodlar).

8. Uygulama Önerileri

Bu Uzak Kırmızı LED aşağıdakiler için idealdir:

• Bitki Fabrikaları:Dikey çiftliklerde çiçeklenme ve meyve vermeyi teşvik etmek için tamamlayıcı aydınlatma (fitokrom etkileşimi).
• Doku Kültürü:Isı hasarı olmadan in-vitro çoğaltma için monokromatik ışık kaynakları.
• Peyzaj Aydınlatması:Bahçeler veya mimari özellikler için derin kırmızı tonlu vurgu aydınlatması.
• Genel Aydınlatma:Geniş spektrumlu bahçe armatürleri oluşturmak için mavi/derin kırmızı LED'lerle birlikte kullanılır.

Tasarım hususları:

• Aşırı akımı önlemek için her zaman bir akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanın.
• Bağlantı sıcaklığını 115°C'nin altında tutmak için lehim pedlerinde yeterli ısı emilimi sağlayın.
• Diziler için, uzun izler boyunca gerilim düşüşünü ve VF grubu yayılımından kaynaklanan akım paylaşım uyumsuzluklarını göz önünde bulundurun.
• Silikon lensi yüksek kükürt, klor veya brom konsantrasyonlarına maruz bırakmaktan kaçının (sınırlar: S<100 ppm, tek Br/Cl<900 ppm, toplam Br+Cl<1500 ppm).

9. Rakip Teknolojilerle Teknik Karşılaştırma

Standart kırmızı AlGaInP LED'ler (630-660 nm) ile karşılaştırıldığında, AlGaAs Uzak Kırmızı LED, 730-740 nm bandında daha yüksek radyant verimlilik sunar. Bu dalga boyu, standart kırmızı LED'lerle elde edilemeyen fitokrom Pfr yanıtı için özel olarak gereklidir. AlGaAs, uzak kırmızı bölgede AlGaInP'den daha iyi sıcaklık kararlılığı gösterir, ancak termal yönetim kritik olmaya devam eder.

10. Sıkça Sorulan Sorular

1. Bu LED'i 200 mA'de sürebilir miyim?Mutlak maksimum 180 mA süreklidir. Termal direnç hesaba katılmazsa 200 mA'de sürmek bağlantı sıcaklığı değerini aşabilir. Önerilmez.
2. Tipik verimlilik (mW/mA) nedir?150 mA'de radyant akı ~90 mW'tır (tipik orta grup), yaklaşık 0.6 mW/mA verir. Verimlilik, düşüş nedeniyle akımla azalır.
3. Tasarımım için doğru grubu nasıl seçerim?Kesin dalga boyu için R25 veya R26'yı seçin. Tutarlı parlaklık için FR veya FR2'yi seçin. Seri bağlantılarda gerilim eşleştirme için dar bir VF grubu seçin.
4. Bu LED, yaygın SMT pick-and-place ekipmanıyla uyumlu mu?Evet, PLCC-2 paketi standarttır ve uygun nozul ile çoğu makine tarafından işlenebilir (silikon lense basınç uygulamaktan kaçının).

11. Pratik Uygulama Örnek Çalışması

Durum: İç Mekan Marul Üretimi
Toplam PPFD'si 200 µmol/m²/s olan %20 mavi (450 nm) ve %80 uzak kırmızı (730 nm) LED'ler kullanan bir bitki fabrikası, %70 kırmızı (660 nm) + %30 mavi spektrumuna kıyasla marul verimini %15 artırdı. Uzak kırmızı bileşen yaprak genişlemesini teşvik etti ve büyüme döngüsünü hızlandırdı. LED'ler 120 mA'de sürüldü (termal sınırlar içinde kalmak için) ve termal viyalı alüminyum çekirdekli PCB'lere monte edildi. 10.000 saat sonra herhangi bir arıza gözlemlenmedi.

12. Çalışma Prensibi

LED, GaAs alt tabaka üzerinde büyütülmüş çift heteroyapı (DH) AlGaAs p-n bağlantısına dayanır. İleri kutuplandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede ışımalı olarak birleşir ve AlGaAs'ın bant aralığına (~1.7 eV, ~730 nm verir) karşılık gelen enerjiye sahip fotonlar yayar. PLCC paketi, ışığı üstten çıkarmak için yansıtıcı bir boşluk sağlarken, silikon lens çipi korur ve ışık çıkışını artırır. Kılıf katmanlarının geniş bant aralığı, taşıyıcıları verimli bir şekilde hapsederek yüksek iç kuantum verimliliği sağlar.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelecek Görünümü

Kontrollü çevre tarımının genişlemesiyle Uzak Kırmızı LED'lere olan talep hızla artmaktadır. Yenilikler, duvar priz verimliliğini (şu anda ~%25-35) artırmaya ve gelişmiş paketleme (örneğin seramik alt tabakalar, flip-chip) yoluyla termal direnci azaltmaya odaklanmaktadır. Gelecek trendler arasında kapalı döngü spektrum kontrolü için sensörlerle entegrasyon ve tek bir pakette mavi ve uzak kırmızı yayıcıları birleştiren çok bağlantılı yapılar yer almaktadır. AlGaAs malzeme sistemi, derin kırmızılar için baskın olmaya devam etmekte olup, düşüş davranışında daha fazla iyileştirme beklenmektedir.