LED डेटाशीट - 3020 सीरीज़ 0.2W व्हाइट LED - आकार 3.0x2.0mm - वोल्टेज 3.2V - पावर 0.2W - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

3020 श्रृंखला एक कॉम्पैक्ट, उच्च-प्रदर्शन वाली सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है, जिसे सामान्य प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह सिंगल-चिप व्हाइट LED दक्षता, विश्वसनीयता और लागत-प्रभावशीलता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करती है, जो इसे व्यापक इनडोर और आउटडोर प्रकाश समाधानों के लिए उपयुक्त बनाती है। इसके मुख्य लाभों में मानक 3020 पैकेज आकार, स्थिर प्रकाश उत्पादन और निर्दिष्ट संचालन सीमा के भीतर मजबूत थर्मल प्रदर्शन शामिल हैं।

2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग (Ts=25°C)

निम्नलिखित मापदंड LED की कार्य सीमा को परिभाषित करते हैं। इन मूल्यों से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

• फॉरवर्ड करंट (IF):90 mA (निरंतर)
• फॉरवर्ड पल्स करंट (IFP):120 mA (पल्स चौड़ाई ≤ 10ms, ड्यूटी साइकिल ≤ 1/10)
• शक्ति अपव्यय (PD):297 mW
• कार्य तापमान (Topr):-40°C से +80°C
• भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +80°C
• जंक्शन तापमान (Tj):125°C
• सोल्डरिंग तापमान (Tsld):रिफ्लो सोल्डरिंग का अधिकतम तापमान 230°C या 260°C है, और अवधि 10 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए।

2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ (Ts=25°C)

ये मानक परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• अग्र वोल्टेज (VF):3.2 V (Typical), 3.4 V (Maximum) @ IF=60mA
• Reverse Voltage (VR):5 V
• रिवर्स करंट (IR):10 µA (अधिकतम)
• व्यू एंगल (2θ1/2):110° (टाइपिकल वैल्यू)

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

यह उत्पाद अंतिम अनुप्रयोगों में रंग और प्रदर्शन स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक व्यापक बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है।

3.1 ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग

对于指定色温（冷白光，显色指数CRI 85，相关色温CCT >5000K），光通量在正向电流60mA下测量。分档定义如下：

• कोड C8:16 lm (न्यूनतम) से 17 lm (अधिकतम)
• कोड C9:17 lm (न्यूनतम) से 18 lm (अधिकतम)
• कोड D1:18 lm (न्यूनतम) से 19 lm (अधिकतम)
• कोड D2:19 lm (न्यूनतम) से 20 lm (अधिकतम)

ल्यूमिनस फ्लक्स माप सहिष्णुता ±7% है।

3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

फॉरवर्ड वोल्टेज को ग्रेड में विभाजित करने से करंट रेगुलेशन के लिए सर्किट डिजाइन में सहायता मिलती है।

• कोड B:2.8 V (न्यूनतम) से 2.9 V (अधिकतम)
• कोड C:2.9 V (न्यूनतम) से 3.0 V (अधिकतम)
• कोड D:3.0 V (न्यूनतम) से 3.1 V (अधिकतम)
• कोड E:3.1 V (न्यूनतम) से 3.2 V (अधिकतम)
• कोड F:3.2 V (न्यूनतम) से 3.3 V (अधिकतम)
• कोड G:3.3 V (न्यूनतम) से 3.4 V (अधिकतम)

वोल्टेज मापन सहनशीलता ±0.08V है।

3.3 क्रोमैटिसिटी ग्रेडिंग

LED的颜色在CIE 1931色度图上的特定区域内定义。对于冷白光型号（CCT >5000K，最高可达20000K），色度坐标由定义的多边形区域（例如规格书中列出的Wa、Wb、Wc、Wd、We、Wf、Wg1、Wh1）界定。这确保了发出的白光落在可接受的颜色范围内。色度坐标的允许偏差为 ±0.005。

कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) के लिए सहनशीलता ±2 है।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध वक्र (I-V कर्व)

I-V कर्व एक सेमीकंडक्टर डायोड की विशेषता है। इस LED के लिए, फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ गैर-रैखिक रूप से बढ़ता है। 60mA की विशिष्ट ऑपरेटिंग करंट पर, फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 3.2V होता है। डिजाइनरों को LED को विश्वसनीय रूप से चलाने के लिए वोल्टेज स्रोत के बजाय एक करंट-लिमिटिंग सर्किट का उपयोग करना चाहिए।

4.2 फॉरवर्ड करंट और रिलेटिव ल्यूमिनस फ्लक्स संबंध

लाइट आउटपुट फॉरवर्ड करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन अंततः संतृप्त हो जाता है, और अत्यधिक उच्च करंट पर थर्मल प्रभावों के कारण गिर भी सकता है। वक्र इंगित करता है कि अनुशंसित 60mA पर या उससे नीचे काम करने से इष्टतम दक्षता और जीवनकाल प्राप्त होता है।

4.3 जंक्शन तापमान और रिलेटिव स्पेक्ट्रल पावर संबंध

जैसे-जैसे जंक्शन तापमान (Tj) बढ़ता है, वर्णक्रमीय शक्ति वितरण में बदलाव हो सकता है। सफेद एलईडी के लिए, यह आमतौर पर संबंधित रंग तापमान (CCT) में परिवर्तन और चमकदार प्रवाह में संभावित कमी के रूप में प्रकट होता है। रंग स्थिरता और प्रकाश उत्पादन को बनाए रखने के लिए उचित ताप प्रबंधन के माध्यम से कम जंक्शन तापमान बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

4.4 सापेक्ष वर्णक्रमीय शक्ति वितरण

सफेद एलईडी (आमतौर पर फॉस्फर रूपांतरित) की वर्णक्रमीय वक्र दर्शाती है कि मुख्य चिप से निकलने वाले नीले प्रकाश क्षेत्र में एक चौड़ा शिखर होता है, जबकि फॉस्फर से निकलने वाला पीला/लाल उत्सर्जन अधिक व्यापक सीमा में होता है। विशिष्ट आकार CCT (जैसे 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K) के साथ बदलता रहता है; जितना ठंडा रंग तापमान, उतनी अधिक नीली प्रकाश घटक, और जितना गर्म रंग तापमान, उतनी अधिक पीली/लाल प्रकाश घटक।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Package Dimensions

यह एलईडी मानक 3020 पैकेज आयाम का पालन करती है: लंबाई लगभग 3.0 मिमी, चौड़ाई लगभग 2.0 मिमी। विनिर्देश पुस्तिका में सहनशीलता के साथ एक विस्तृत आयाम चित्र (.X आयाम सहनशीलता ±0.10 मिमी, .XX आयाम सहनशीलता ±0.05 मिमी) प्रदान किया गया है, जो पीसीबी लेआउट संदर्भ के लिए है।

5.2 पैड पैटर्न और स्टेंसिल डिज़ाइन

विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों के निर्माण को सुनिश्चित करने के लिए, रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान अनुशंसित पैड लेआउट और स्टेंसिल खुलने के आकार निर्दिष्ट किए गए हैं। सही संरेखण, ऊष्मा हस्तांतरण और यांत्रिक स्थिरता के लिए इन दिशानिर्देशों का पालन करना महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 नमी संवेदनशीलता स्तर और बेकिंग

IPC/JEDEC J-STD-020C मानक के अनुसार, यह 3020 LED एक नमी-संवेदनशील उपकरण के रूप में वर्गीकृत है। यदि मूल नमी-रोधी बैग खोला जाता है और घटक पर्यावरणीय आर्द्रता के संपर्क में आता है, तो "पॉपकॉर्न" प्रभाव से होने वाली क्षति को रोकने के लिए रिफ्लो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग अनिवार्य है।

• बेकिंग की शर्तें:60°C, 24 घंटे तक।
• बेकिंग के बाद:在1小时内焊接，或储存在干燥环境（相对湿度<20%）中。
• कभी नहीं60°C से अधिक तापमान पर बेक करें।

6.2 भंडारण की शर्तें

• अनओपन्ड पैकेजिंग बैग:温度5-30°C，湿度<85%。
• ओपन्ड पैकेजिंग बैग:在12小时内使用。储存于5-30°C，湿度<60%，最好置于带干燥剂的密封容器或氮气柜中。
• यदि 12 घंटे से अधिक समय तक खुला रहता है, तो उपयोग से पहले बेक करें (60°C/24h)।

6.3 रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

दो मानक रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई हैं:

• लीड-फ्री सोल्डर:शिखर तापमान 230°C या 260°C, तरल रेखा से ऊपर के समय (TAL) को नियंत्रित करें।
• लेड युक्त सोल्डर:संबंधित निम्न तापमान प्रोफ़ाइल।

LED पैकेज और आंतरिक चिप पर तापीय प्रतिबल को न्यूनतम करने के लिए अनुशंसित तापन, सोखना, रीफ्लो और शीतलन दरों का पालन करना महत्वपूर्ण है।

7. इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

एलईडी अर्धचालक उपकरण हैं जो ESD क्षति के प्रति संवेदनशील हैं, विशेष रूप से सफेद, हरे, नीले और बैंगनी प्रकाश प्रकार।

• संभावित क्षति:ESD तत्काल विफलता (LED क्षति) या संभावित क्षति का कारण बन सकता है, जिससे चमक में कमी, रंग विस्थापन या जीवनकाल में कमी आती है।
• सुरक्षा उपाय:
  • ग्राउंडेड एंटीस्टैटिक वर्कस्टेशन और फर्श का उपयोग करें।
  • ऑपरेटरों को एंटीस्टैटिक रिस्ट स्ट्रैप, दस्ताने और कपड़े पहनने चाहिए।
  • आयन पंखे का उपयोग करें, और सुनिश्चित करें कि सोल्डरिंग उपकरण ठीक से ग्राउंडेड है।
  • एंटीस्टैटिक पैकेजिंग सामग्री का उपयोग करें।

8. अनुप्रयोग और डिज़ाइन विचार

8.1 सर्किट डिज़ाइन

• ड्राइविंग विधि:हमेशा कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करें। वोल्टेज स्रोत से सीधे जुड़ने से बचें।
• करंट लिमिटिंग:अत्यधिक अनुशंसित है कि प्रत्येक LED स्ट्रिंग के साथ श्रृंखला में एक अतिरिक्त रोकनेवाला जोड़ा जाए, ताकि अतिरिक्त करंट स्थिरीकरण और सुरक्षा प्रदान की जा सके, भले ही कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग किया जा रहा हो।
• पोलैरिटी:असेंबली के दौरान सही एनोड/कैथोड दिशा का ध्यान रखें।
• पावर ऑन अनुक्रम:परीक्षण के दौरान, वोल्टेज स्पाइक से बचने के लिए पहले ड्राइवर आउटपुट को LED से कनेक्ट करें, फिर ड्राइवर इनपुट को पावर दें।

8.2 संचालन सावधानियाँ

अनुचित संचालन से भौतिक और प्रकाशीय क्षति हो सकती है:

• उंगली के संपर्क से बचें:सिलिकॉन लेंस को सीधे उंगलियों से न छुएं, क्योंकि तेल और दबाव सतह को दूषित कर सकते हैं या बॉन्डिंग वायर/चिप को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
• चिमटे से दबाव से बचें:सिलिकॉन बॉडी को चिमटे से न दबाएं, इससे चिप कुचल सकती है या बॉन्डिंग वायर क्षतिग्रस्त हो सकती है।
• सही सक्शन नोजल का उपयोग करें:प्लेसमेंट मशीन के लिए, उचित आकार के वैक्यूम नोजल का उपयोग करें, नरम सिलिकॉन में दबाने से बचें।
• गिरने से बचें:पिन के विरूपण को रोकें।
• असेंबली के बाद:कृपया असेंबल की गई PCB बोर्डों को सीधे एक-दूसरे पर न रखें, ताकि लेंस को खरोंचने और घटकों पर दबाव डालने से बचा जा सके।

9. उत्पाद नामकरण नियम

भाग संख्या एक विशिष्ट कोडिंग प्रणाली का पालन करती है:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

प्रमुख कोड परिभाषाओं में शामिल हैं:

• पैकेजिंग कोड (उदाहरण के लिए, 34):3020 पैकेज आकार।
• चिप मात्रा कोड (उदाहरण के लिए, S):'S' एकल कम-शक्ति चिप को दर्शाता है।
• रंग कोड (उदाहरण के लिए, W):‘W’ 代表冷白光 (>5000K)。其他代码：L (暖白光)，C (中性白光)，R (红光) 等。
• प्रकाशीय कोड (उदाहरण के लिए, 00):'00' का अर्थ है कोई मास्टर लेंस नहीं।
• ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग कोड (उदाहरण के लिए, D1):निर्दिष्ट प्रकाश आउटपुट सीमा।
• फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग कोड (उदाहरण के लिए, D):निर्दिष्ट Vf रेंज।

10. विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

अपने कॉम्पैक्ट आकार, अच्छी दक्षता और विश्वसनीय प्रदर्शन के साथ, 3020 0.2W व्हाइट LED निम्नलिखित के लिए आदर्श है:

• बैकलाइट:LCD डिस्प्ले, इंडिकेशन पैनल, साइनेज।
• सजावटी प्रकाश व्यवस्था:लाइट स्ट्रिप्स, कॉन्टूर लाइटिंग, एक्सेंट लाइटिंग।
• सामान्य प्रकाश व्यवस्था:बल्ब, डाउनलाइट और पैनल लाइट्स में एकीकृत, जहां कई एलईडी का उपयोग करके एक सरणी बनाई जाती है।
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:स्टेटस इंडिकेटर, कीबोर्ड बैकलाइट।

11. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

Early packaging formats like 3528 के विपरीत, 3020 एक अधिक कॉम्पैक्ट पैकेज आकार प्रदान करता है, जो उच्च घनत्व वाली PCB लेआउट की अनुमति देता है, और अलग आंतरिक संरचना के कारण, बेहतर थर्मल प्रबंधन क्षमता रख सकता है। इसकी 0.2W की रेटेड पावर इसे अत्यंत कम शक्ति वाले इंडिकेटर LED और उच्च शक्ति वाले प्रकाशन LED के बीच रखती है, जो कई अनुप्रयोगों के लिए प्रकाश उत्पादन और बिजली की खपत के बीच एक अच्छा समझौता प्रदान करती है। लुमेन फ्लक्स, वोल्टेज और क्रोमैटिसिटी के लिए विस्तृत बिनिंग प्रणाली डिजाइनरों को अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक पूर्वानुमान देती है।

12. सामान्य प्रश्न (FAQ)

12.1 वेल्डिंग से पहले बेकिंग क्यों आवश्यक है?

LED पैकेजिंग हवा से नमी अवशोषित कर लेती है। उच्च तापमान रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान, यह नमी तेजी से भाप में बदल जाती है, जिससे आंतरिक दबाव पैदा होता है। इससे पैकेज डिलैमिनेशन या चिप क्रैकिंग हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप विफलता आती है। बेकिंग इस अवशोषित नमी को दूर कर देती है।

12.2 क्या इस LED को सीधे 3.3V पावर स्रोत से चलाया जा सकता है?

नहीं। फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग और तापमान के साथ बदलता है। 3.3V पावर स्रोत कम Vf बिन वाले LED में अत्यधिक करंट का कारण बन सकता है, जिससे अत्यधिक गर्मी और विफलता हो सकती है। हमेशा कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर या श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर वाले वोल्टेज स्रोत का उपयोग करें।

12.3 विभिन्न ग्रेडिंग कोड का उद्देश्य क्या है?

बिनिंग उत्पाद स्थिरता सुनिश्चित करती है। समान लुमेन आउटपुट और क्रोमैटिसिटी बिन से एलईडी का चयन करके, प्रकाश उत्पादों में एक समान चमक और रंग होगा। विशिष्ट वोल्टेज बिन से एलईडी का चयन करने से करंट रेगुलेशन सर्किट डिजाइन सरल हो जाता है।

12.4 थर्मल प्रबंधन कितना महत्वपूर्ण है?

अत्यंत महत्वपूर्ण है। अधिकतम जंक्शन तापमान (125°C) से अधिक होने पर एलईडी का जीवनकाल तेजी से कम हो जाएगा और रंग में बदलाव होगा। पीसीबी को हीट सिंक के रूप में डिजाइन किया जाना चाहिए, और पर्याप्त कूलिंग के बिना एलईडी को पूर्ण अधिकतम करंट पर संचालित नहीं किया जाना चाहिए।

13. डिज़ाइन केस स्टडी

परिदृश्य:भवनों के लिए प्रमुख प्रकाश व्यवस्था डिजाइन में रैखिक एलईडी लाइट स्ट्रिप्स।

• चयन:3020 एलईडी का चयन इसके कॉम्पैक्ट आकार के कारण किया गया है, जो चिकनी रोशनी के लिए प्रति मीटर अधिक एलईडी लगाने की अनुमति देता है, और इसकी 0.2W रेटेड पावर लाइट स्ट्रिप की कुल शक्ति को प्रबंधित करना आसान बनाती है।
• ग्रेडिंग:पूरी एलईडी स्ट्रिप की चमक और रंग की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एकल ल्यूमेन आउटपुट बिन (जैसे D1) और क्रोमैटिसिटी बिन निर्दिष्ट करने वाले एलईडी का उपयोग करें।
• एलईडी को सीरीज़-पैरेलल कॉन्फ़िगरेशन में व्यवस्थित करें। कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करें, और डेटाशीट (चित्र 2) में अनुशंसित सर्किट के अनुसार, प्रत्येक समानांतर शाखा में अतिरिक्त करंट बैलेंसिंग और सुरक्षा प्रदान करने के लिए एक छोटा रेसिस्टर श्रृंखला में जोड़ें।थर्मल मैनेजमेंट:
• एलईडी स्ट्रिप्स में गर्मी के प्रभावी प्रसार के लिए एल्यूमीनियम-आधारित पीसीबी का उपयोग किया जाता है, जो निरंतर संचालन के दौरान जंक्शन तापमान को अधिकतम रेटेड मूल्य से काफी नीचे बनाए रखता है।असेंबली:
• उच्च फर्स्ट-पास यील्ड प्राप्त करने के लिए कॉन्ट्रैक्ट मैन्युफैक्चरर ऑपरेशन, स्टोरेज और रीफ्लो सोल्डरिंग दिशानिर्देशों का सख्ती से पालन करते हैं।14. कार्य सिद्धांत

सफेद एलईडी आमतौर पर एक नीली रोशनी उत्सर्जित करने वाली अर्धचालक चिप (आमतौर पर InGaN आधारित) और उस पर लगे पीले फॉस्फर से बनी होती है। जब चिप से करंट प्रवाहित होता है, तो यह नीली रोशनी उत्सर्जित करती है। इस नीली रोशनी का एक हिस्सा फॉस्फर द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है और फिर एक व्यापक स्पेक्ट्रम वाली पीली रोशनी के रूप में पुनः उत्सर्जित कर दिया जाता है। शेष बची नीली रोशनी और रूपांतरित पीली रोशनी मिलकर, मानव आँख को सफेद प्रकाश के रूप में प्रतीत होती है। नीली और पीली रोशनी के सटीक अनुपात से सफेद प्रकाश का संबंधित वर्ण तापमान (CCT) निर्धारित होता है।

15. प्रौद्योगिकी रुझान

3020 जैसे एसएमडी एलईडी में समग्र रुझान उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI), और बेहतर बैच-से-बैच रंग स्थिरता की ओर है। साथ ही, विभिन्न परिचालन स्थितियों में विश्वसनीयता और जीवनकाल में भी निरंतर सुधार हो रहा है। इसके अतिरिक्त, पैकेजिंग प्रौद्योगिकी लगातार विकसित हो रही है ताकि छोटे पैकेज आकार में उच्च शक्ति घनत्व और बेहतर तापीय प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके। सावधानीपूर्वक बिनिंग, नमी संवेदनशीलता प्रबंधन और ESD सुरक्षा सिद्धांत, एलईडी प्रौद्योगिकी के सभी पीढ़ियों की गुणवत्ता और विश्वसनीयता के लिए, आज भी मौलिक आवश्यकताएं बने हुए हैं।

The general trend in SMD LEDs like the 3020 is toward higher luminous efficacy (more lumens per watt), improved color rendering index (CRI), and better color consistency across batches. There is also ongoing development in reliability and lifetime under various operating conditions. Furthermore, packaging technology continues to evolve to allow for higher power density and better thermal performance from ever-smaller footprints. The principles of careful binning, moisture sensitivity handling, and ESD protection remain fundamental to quality and reliability across all generations of LED technology.