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

1. 產品概述

本產品採用PLCC-2封裝，外形尺寸小巧，為2.8 x 3.5 x 0.65毫米。它是一款專為植物生長應用設計的藍光LED，具有450 nm的峰值波長和120°的寬廣視角。該LED針對高輻射通量輸出進行了最佳化，在100 mA順向電流下運作，適用於園藝照明、組織培養和植物工廠系統。主要特點包括兼容所有SMT組裝和焊接工藝、提供編帶和捲盤包裝、濕氣敏感度等級3以及符合RoHS規範。本產品的設計在效率和可靠性之間取得平衡，能在苛刻的農業環境中長時間運行。

1.1 特點

• PLCC-2 封裝，實現緊湊設計。
• 寬廣120°視角，提供均勻光線分布。
• 兼容標準SMT組裝工藝。
• 提供編帶和捲盤包裝（每捲4000顆）。
• 濕氣敏感度等級3 (MSL 3)。
• 符合RoHS規範，確保環境安全。

1.2 應用

• 花卉生產照明。
• 組織培養與微體繁殖。
• 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 (Ts=25°C, IF=100mA)

下表匯總了在焊接溫度25°C和順向電流100 mA（除非另有說明）下測量的關鍵電氣和光學參數。

• 順向電壓 (VF)：典型值3.4 V，最小值2.8 V，最大值3.6 V。測量公差為±0.1 V。
• 逆向電流 (IR)：在VR=5 V下，逆向電流極低（典型可忽略），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。公差±10%。
• 峰值波長 (λp)：最小值440 nm，典型值450 nm，最大值455 nm。公差±2 nm。
• 視角 (2θ½)：典型值120°，提供寬廣的光線分布。
• 熱阻 (RthJ-S)：典型值15 °C/W，表示從接面到焊接點的良好熱傳導。

2.2 絕對最大額定值

不得超過這些值，以避免永久性損壞：

• 功耗 (PD)：0.3 W
• 順向電流 (IF)：100 mA（直流）；峰值順向電流（IFP）150 mA，1/10工作週期，0.1 ms脈衝寬度。
• 逆向電壓 (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
• 接面溫度 (TJ)：最大值 115°C

必須注意確保接面溫度不超過額定值。最大電流應在實際工作條件下測量封裝溫度後確定。

2.3 分檔系統

產品根據順向電壓（VF）、總輻射通量（Φe）和峰值波長（WLP）進行分檔。每卷標籤上標明檔位代碼，使客戶能夠選擇特性匹配的LED，以確保陣列中的一致性能。VF的典型分檔範圍為2.8–3.6 V；輻射通量為140–224 mW；波長為440–455 nm。這種分檔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 vs. 順向電流

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。這條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 vs. 順向電流

圖2說明了相對輻射功率隨順向電流的變化。輸出隨電流線性增加至約80 mA，然後由於熱效應在高電流下逐漸飽和。在100 mA附近工作可在效率和通量之間取得良好平衡。

3.3 溫度依賴性

圖3顯示了相對功率輸出與焊接溫度（Ts）的關係。在較高溫度下，相對強度降低；例如，在85°C時，輸出降至25°C時約80%的值。在系統熱管理中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，隨著環境溫度升高，必須降低電流額定值。在Ts=85°C時，最大電流降低至約80 mA。

3.4 光譜分布

圖5顯示了光譜發射曲線。峰值波長位於450 nm，半高全寬（FWHM）約為20 nm。這種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發生。

3.5 輻射圖案

圖6描述了遠場輻射圖案。在相對於光軸±60°處，強度降至峰值的50%，確認了120°視角。這種寬廣分布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

該LED採用PLCC-2封裝，尺寸為2.8 mm（長）x 3.5 mm（寬）x 0.65 mm（高）。除非另有說明，所有公差均為±0.2 mm。頂視圖顯示透鏡直徑為2.48 mm。底視圖顯示矩形焊盤布局，有兩個電極：陽極（較長焊盤）和陰極（較短焊盤）。極性用封裝上的\"+\"符號標記。

4.2 焊接圖案

建議的焊盤尺寸在機械圖（圖1-5）中提供。每個電極的總焊盤面積約為2.1 mm x 2.1 mm，間距為3.5 mm。正確的焊接腳位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焊接曲線。關鍵參數：預熱從150°C到200°C，持續60–120秒；超過液相線（217°C）時間最多60秒；峰值溫度260°C，持續最多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。回流焊接次數不得超過兩次。如果兩次回流焊接之間間隔超過24小時，LED可能會受損。

5.2 手工焊接

如果需要手動焊接，請將烙鐵溫度保持在300°C以下，接觸時間低於3秒。僅允許一次焊接嘗試。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。如果無法避免，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個焊盤，並在之後驗證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。使用適當的拾取吸嘴並控制力度。不要將LED安裝在翹曲的PCB上，並避免焊接後彎曲電路板。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

每卷包含4000顆。載帶間距為4 mm，寬度為12 mm，帶有極性標記以指示方向。捲盤直徑為178 mm，輪轂直徑為60 mm，帶寬12 mm。卷上的標籤提供料號、規格號、批號、輻射通量檔位代碼、順向電壓範圍、波長檔位、數量和日期。

6.2 防潮袋

捲盤密封在防潮袋內，附有乾燥劑和濕度指示卡。開封前存放條件：溫度≤30°C，濕度≤75% RH，保存期限可達一年。開封後，LED必須在24小時內使用，環境≤30°C/≤60% RH。若超出時間，使用前需在60°C下烘烤24小時。

7. 應用建議

此藍光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和類胡蘿蔔素的吸收峰值匹配，增強光合效率。為獲得最佳性能，請使用紋波低於5%的恆流驅動器。最大工作電流應根據環境溫度和熱阻進行降額。透過將LED安裝在金屬核心PCB上或使用附近的熱導孔來確保良好的散熱。避免接觸含硫化合物和揮發性有機化合物（VOC），它們可能導致變色或光通量衰減。組裝時保持環境清潔，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封裝的佔用面積較小（2.8x3.5 mm vs 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下典型值180 mW），而典型2835藍光LED約為100 mW。寬廣的120°視角也提供了更好的空間均勻性。低熱阻（15°C/W）有利於散熱，使此LED適用於植物工廠的高密度陣列。2000V（HBM）的ESD耐受能力與業界標準相當。

9. 常見問題

Q1：我可以施加的最大順向電流是多少？A：絕對最大額定值為100 mA直流，但需考慮在高環境溫度下降額。為可靠運作，建議使用80-90 mA以平衡壽命和輸出。

Q2：應如何處理LED以避免ESD損壞？A：在處理過程中使用適當的ESD防護設備（接地腕帶、導電桌、離子風機）。LED可承受高達2000V HBM，但仍需小心。

Q3：我可以用此LED進行一般照明嗎？A：可以，但它只發射藍光。要獲得白光，需與螢光粉或其他顏色LED組合。

Q4：未開封捲盤的建議儲存條件是什麼？A：溫度≤30°C，濕度≤75% RH。保存期限為自包裝日期起一年。

10. 實際案例研究

在一個垂直農場設置中，使用了一塊由200顆此類藍光LED組成的面板，為生菜種植提供補充照明。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）。結果生菜生物量相比僅環境光增加了30%。LED的接面溫度為45°C，遠在安全限制內。

另一個案例：在一個組織培養實驗室中，使用這些LED陣列進行蘭花的微體繁殖。純藍光光譜最小化了黃化現象並促進了根系發育。120°視角使得培養架上的照明均勻，沒有熱點。

11. 工作原理

此LED是基於氮化鎵（GaN）的藍光發光二極體。當在p-n接面上施加順向偏壓時，來自n型層的電子與p型層中的電洞在活性區複合。這種複合以光子形式釋放能量。InGaN量子阱結構的能隙被調整為產生約450 nm（藍色）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。未來趨勢包括更高的效率（>3 μmol/J）、可調光譜（結合多種波長）以及與智慧控制的集成。PLCC-2封裝預計將進一步縮小，同時提高功率密度。當前一代藍光LED在100 mA時已達到每個封裝超過200 mW的輻射通量。對InGaN材料和晶片設計的研究有望實現更佳性能。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採用。