藍色LED 2.8x3.5x0.65mm 3.4V 0.3W 植物生長 PLCC-2 技術規格指南

1. 產品概述

本產品採用PLCC-2封裝，外形尺寸緊湊，為2.8 x 3.5 x 0.65 mm。它是一款專為植物生長應用設計的藍色LED，峰值波長450 nm，視角寬達120°。此LED在100 mA順向電流下最佳化，提供高輻射通量，適用於園藝照明、組織培養及植物工廠系統。主要特點包括兼容所有SMT組裝和焊接工藝、可提供編帶和卷盤包裝、濕度敏感等級3，以及符合RoHS要求。該器件設計平衡了效率與可靠性，可在苛刻的農業環境中延長運行時間。

1.1 特點

• PLCC-2封裝，設計緊湊。
• 寬120°視角，實現均勻光分佈。
• 兼容標準SMT組裝工藝。
• 提供編帶和卷盤包裝（4000個/卷）。
• 濕度敏感等級3（MSL 3）。
• 符合RoHS要求，環保安全。

1.2 應用

• 花卉生產照明。
• 組織培養與微繁殖。
• 垂直農業與植物工廠。
• 溫室補光照明。
• 一般園藝照明。

2. 技術參數與深入分析

2.1 電氣與光學特性（在Ts=25°C，IF=100mA時）

下表總結了在焊錫溫度25°C、順向電流100 mA（除非另有說明）下測量的主要電氣和光學參數。

• 順向電壓（VF）：典型值3.4 V，最小值2.8 V，最大值3.6 V。測量容差±0.1 V。
• 反向電流（IR）：在VR=5 V時，反向電流非常低（通常可忽略），最大值10 μA。
• 總輻射通量（Φe）：最小值140 mW，典型值180 mW，最大值224 mW。容差±10%。
• 峰值波長（λp）：最小值440 nm，典型值450 nm，最大值455 nm。容差±2 nm。
• 視角（2θ½）：典型值120°，提供寬廣光分佈。
• 熱阻（RthJ-S）：典型值15 °C/W，表示從結點到焊點具有良好的熱傳導。

2.2 絕對最大額定值

切勿超過以下數值，以免造成永久損壞：

• 功耗（PD）：0.3 W
• 順向電流（IF）：100 mA（直流）；峰值順向電流（IFP）150 mA，佔空比1/10，脈寬0.1 ms。
• 反向電壓（VR）：5 V
• 靜電放電（ESD，HBM）：2000 V（良率>90%）
• 工作溫度（TOPR）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度（TSTG）：-40°C 至 +100°C
• 結溫（TJ）：最大值115°C

必須注意，確保結溫不超過額定值。最大電流應在實際工作條件下測量封裝溫度後確定。

2.3 分級系統

產品根據順向電壓（VF）、總輻射通量（Φe）和峰值波長（WLP）進行分級。每個卷盤上的標籤標明分級代碼，使客戶能選擇特性匹配的LED，從而在陣列中獲得一致性能。VF的典型分級範圍為2.8–3.6 V；輻射通量範圍140–224 mW；波長範圍440–455 nm。此分級確保了高品質照明系統的顏色和輸出均勻性。

3. 性能曲線分析

3.1 順向電壓與順向電流的關係

圖1顯示了室溫下順向電壓與順向電流的關係。當電流從0增加到150 mA時，順向電壓大約從2.9 V上升到3.4 V。此曲線對於設計電流調節驅動器以維持穩定光輸出至關重要。

3.2 相對強度與順向電流的關係

圖2顯示相對輻射功率隨順向電流的變化。輸出在大約80 mA之前隨電流線性增加，之後由於熱效應逐漸飽和。工作在100 mA附近可在效率和通量之間取得良好平衡。

3.3 溫度依賴性

圖3顯示相對功率輸出與焊錫溫度（Ts）的關係。在高溫下，相對強度降低；例如，在85°C時，輸出降至25°C時的大約80%。系統熱管理必須考慮這種熱衰減。

圖4顯示了最大允許順向電流隨Ts的變化。為防止過熱，當環境溫度升高時必須降額使用電流。在Ts=85°C時，最大電流降至約80 mA。

3.4 光譜分佈

圖5顯示光譜發射曲線。峰值波長位於450 nm，半高全寬（FWHM）約為20 nm。此窄藍光波段非常適合觸發植物中的特定光感受器，如隱花色素和向光素，促進光合作用和光形態建成。

3.5 輻射模式

圖6描繪了遠場輻射模式。在與光軸±60°處，強度降至峰值的50%，證實了120°視角。這種寬廣的分佈有利於植物冠層的均勻照明。

4. 機械與包裝資訊

4.1 封裝尺寸

LED採用PLCC-2封裝，尺寸為2.8 mm（長）x 3.5 mm（寬）x 0.65 mm（高）。所有公差均為±0.2 mm，除非另有說明。頂視圖顯示透鏡直徑為2.48 mm。底視圖顯示矩形焊盤佈局，有兩個電極：陽極（較長焊盤）和陰極（較短焊盤）。極性在封裝上標有+符號。

4.2 焊接焊盤圖案

機械圖紙（圖1-5）中提供了推薦的焊盤尺寸。每個電極的總焊盤面積約為2.1 mm x 2.1 mm，間距3.5 mm。正確的焊接足跡可確保可靠的機械和熱連接。

5. 焊接與組裝指南

5.1 回流焊接曲線

建議使用標準無鉛回流曲線。關鍵參數：預熱從150°C至200°C，持續60–120秒；超過熔點（217°C）的時間最多60秒；峰值溫度260°C最多10秒；冷卻速率低於6°C/s。從25°C到峰值的總時間不應超過8分鐘。回流次數不應超過兩次。如果兩次回流之間間隔超過24小時，LED可能受損。

5.2 手工焊接

如果需要手工焊接，請將烙鐵溫度保持在300°C以下，接觸時間少於3秒。只允許一次焊接嘗試。焊接後，避免機械應力或快速冷卻。

5.3 維修

通常不建議維修。如果不可避免，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個焊盤，然後檢查LED功能。

5.4 注意事項

封裝材料為矽膠，質地柔軟。避免按壓透鏡表面。使用合適的吸嘴並控制力。不要在彎曲的PCB上安裝LED，焊接後避免彎曲電路板。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

每個卷盤包含4000件。載帶間距4 mm，寬度12 mm，帶有極性標記以指示方向。卷盤直徑178 mm，輪毂直徑60 mm，帶寬12 mm。卷盤上的標籤提供零件號、規格號、批號、輻射通量分級代碼、順向電壓範圍、波長分級、數量和日期。

6.2 防潮袋

卷盤密封在帶有乾燥劑和濕度指示卡的防潮袋中。開封前的儲存條件：溫度≤30°C，濕度≤75% RH，保質期長達一年。開封後，必須在24小時內在≤30°C/≤60% RH條件下使用LED。如果超過，請在使用前在60°C下烘烤24小時。

7. 應用建議

此藍色LED專為植物生長照明設計。其450 nm峰值與葉綠素a、葉綠素b及類胡蘿蔔素的吸收峰吻合，增強光合效率。為獲得最佳性能，請使用波紋小於5%的恆流驅動器。最大工作電流應根據環境溫度和熱阻降額使用。確保通過將LED安裝在金屬芯PCB上或使用附近的熱通孔提供良好的散熱。避免暴露於含硫化合物和揮發性有機化合物（VOC），這些物質可能導致變色或光通量損失。組裝時保持清潔環境，以防止灰塵吸附在矽膠透鏡上。

8. 技術比較

與標準2835 SMD LED相比，PLCC-2封裝佔用空間更小（2.8x3.5 mm對比2835的2.8x3.5 mm，但請注意PLCC-2尺寸相似），但每個封裝的輻射通量更高（100 mA時典型值180 mW，而典型2835藍色LED約為100 mW）。寬120°視角也提供了更好的空間均勻性。低熱阻（15°C/W）有助於散熱，使此LED適用於植物工廠中的高密度陣列。2000V HBM的ESD承受能力與行業標準相當。

9. 常見問題

問題1：我可以應用的最大順向電流是多少？答：絕對最大額定值為100 mA直流，但在高環境溫度下應考慮降額。為可靠運行，建議使用80-90 mA以平衡壽命和輸出。

問題2：如何處理LED以避免ESD損壞？答：處理時請使用適當的ESD防護設備（接地腕帶、導電工作台、離子風機）。LED可承受高達2000V HBM，但仍需謹慎。

問題3：可以用此LED進行一般照明嗎？答：可以，但它只發出藍光。若要獲得白光，請與熒光粉或其他顏色LED結合使用。

問題4：未開封卷盤的推薦儲存條件是什麼？答：溫度≤30°C，濕度≤75% RH。保質期為包裝日期起一年。

10. 實際案例研究

在一個垂直農場設置中，使用了一個由200顆此類藍色LED組成的面板，為生菜種植提供補光照明。在80 mA驅動電流下，總輻射通量達到36 W（200*0.18 W）。LED面板放置在冠層上方20 cm處，在冠層水平實現了約150 μmol/m²/s的PPFD（光合光子通量密度）。與僅有環境光相比，生菜生物量增加了30%。LED在45°C結溫下運行，完全在安全範圍內。

另一個案例：在組織培養實驗室中，使用這些LED陣列進行蘭花的微繁殖。純藍光譜最大限度地減少了徒長，並促進了根系發育。120°視角允許在培養架上實現均勻照明，沒有熱點。

11. 工作原理

此LED是一種基於氮化鎵（GaN）的藍色發光二極體。當在p-n結上施加正向偏壓時，來自n型層的電子與p型層中的電洞在有源區複合。這種複合以光子的形式釋放能量。InGaN量子阱結構的帶隙能量經過調整，產生約450 nm（藍光）的光。PLCC-2封裝封裝了晶片，並提供電氣接觸和熱路徑。矽膠透鏡保護晶片並有效提取光。

12. 發展趨勢

園藝LED市場正在快速發展。未來趨勢包括更高功效（>3 μmol/J）、可調光譜結合多種波長，以及與智能控制集成。PLCC-2封裝預計將進一步縮小，同時提高功率密度。當前一代藍色LED在100 mA下已實現每個封裝超過200 mW的輻射通量。對InGaN材料和晶片設計的研究承諾將帶來更好性能。此外，降低成本和提高可靠性的努力將推動其在大型植物工廠中的應用。