3535 सिरेमिक एलईडी हैंडलिंग गाइड - आकार 3.5x3.5mm - वोल्टेज भिन्न - पावर भिन्न - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

3535 सिरेमिक एलईडी श्रृंखला एक उच्च-प्रदर्शन सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) पैकेज का प्रतिनिधित्व करती है, जो मांग वाले प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके 3.5mm x 3.5mm फुटप्रिंट और सिरेमिक सब्सट्रेट की विशेषता वाले इस पैकेज में पारंपरिक प्लास्टिक पैकेजों की तुलना में उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन, यांत्रिक स्थिरता और विश्वसनीयता प्रदान की जाती है। सिरेमिक संरचना उत्कृष्ट ऊष्मा अपव्यय प्रदान करती है, जो एलईडी प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से उच्च-शक्ति या उच्च-घनत्व सरणी विन्यास में। ये एलईडी ऑटोमोटिव लाइटिंग, सामान्य प्रकाश, बैकलाइटिंग और विशेष प्रकाश सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं, जहां सुसंगत रंग आउटपुट और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सर्वोपरि है।

2. हैंडलिंग और मैनुअल ऑपरेशन सावधानियां

एलईडी, विशेष रूप से संवेदनशील ऑप्टिकल लेंस को भौतिक क्षति से बचाने के लिए उचित हैंडलिंग आवश्यक है।

2.1 मैनुअल ऑपरेशन दिशानिर्देश

उत्पादन में मैनुअल हैंडलिंग को कम से कम किया जाना चाहिए। जब आवश्यक हो, एलईडी को उठाने के लिए हमेशा चिमटी का उपयोग करें, अधिमानतः रबर-टिप वाली। चिमटी को एलईडी पैकेज के सिरेमिक बॉडी को पकड़ना चाहिए। सिलिकॉन लेंस को छूना, दबाना या कोई भी यांत्रिक बल लगाना सख्त वर्जित है। लेंस के संपर्क में आने से संदूषण, खरोंच या विकृति हो सकती है, जो ऑप्टिकल प्रदर्शन, प्रकाश उत्पादन और रंग एकरूपता को गंभीर रूप से कम कर देगी। दबाव लगाने से आंतरिक परत अलग हो सकती है या दरार पड़ सकती है, जिसके परिणामस्वरूप तत्काल विफलता हो सकती है।

3. नमी संवेदनशीलता और बेकिंग प्रक्रियाएं

3535 सिरेमिक एलईडी पैकेज को IPC/JEDEC J-STD-020C मानक के अनुसार नमी-संवेदनशील वर्गीकृत किया गया है। अवशोषित नमी उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक दबाव बन सकता है और संभावित विनाशकारी विफलता (उदाहरण के लिए, \"पॉपकॉर्निंग\") हो सकती है।

3.1 भंडारण स्थितियां

As received in their original sealed moisture barrier bag (MBB) with desiccant, LEDs should be stored at temperatures below 30°C and relative humidity (RH) below 85%. Upon opening the MBB, the internal humidity indicator card must be checked immediately. If the indicator shows that the safe exposure level has not been exceeded, and the components will be used within the specified floor life, baking may not be required.

3.2 बेकिंग की आवश्यकता वाली स्थितियां

निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करने वाले एलईडी के लिए बेकिंग अनिवार्य है: 1) उन्हें उनकी मूल सीलबंद पैकेजिंग से निकाला गया है। 2) वे परिवेशी स्थितियों (एक शुष्क भंडारण कैबिनेट के बाहर) में 12 घंटे से अधिक समय तक एक्सपोज रहे हैं। 3) आर्द्रता संकेतक कार्ड दर्शाता है कि अनुमेय एक्सपोजर सीमा पार हो गई है।

3.3 बेकिंग विधि

अनुशंसित बेकिंग प्रक्रिया इस प्रकार है: एलईडी को, अधिमानतः अभी भी उनके मूल रील पर, 60°C (±5°C) पर एक परिसंचारी वायु ओवन में 24 घंटे के लिए बेक करें। रील या एलईडी की आंतरिक सामग्री को नुकसान से बचाने के लिए तापमान 60°C से अधिक नहीं होना चाहिए। बेकिंग के बाद, एलईडी को एक घंटे के भीतर रीफ्लो सोल्डर किया जाना चाहिए या तुरंत 20% आरएच से कम के साथ एक शुष्क भंडारण वातावरण में रखा जाना चाहिए।

4. भंडारण दिशानिर्देश

एलईडी गुणवत्ता और सोल्डर क्षमता को संरक्षित करने के लिए सही भंडारण महत्वपूर्ण है।

4.1 अनओपन्ड पैकेजिंग

सीलबंद नमी अवरोध बैग को 5°C से 30°C के बीच 85% से कम आरएच पर संग्रहित करें।

4.2 ओपन्ड पैकेजिंग

खोलने के बाद, घटकों को 5°C से 30°C के बीच 60% से कम आरएच पर संग्रहित करें। इष्टतम सुरक्षा के लिए, खुले रील या ट्रे को ताजा डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर में या नाइट्रोजन-प्यूरीफाइड ड्राई कैबिनेट में संग्रहित करें। बैग खोलने के बाद अनुशंसित \"फ्लोर लाइफ\" इन स्थितियों में 12 घंटे है।

5. इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) सुरक्षा

एलईडी सेमीकंडक्टर डिवाइस हैं और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) से क्षति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं। सफेद, नीले, हरे और बैंगनी एलईडी अपने व्यापक बैंडगैप सामग्री के कारण विशेष रूप से संवेदनशील हैं।

5.1 ईएसडी क्षति तंत्र

ईएसडी दो प्राथमिक प्रकार की क्षति का कारण बन सकता है: 1) अव्यक्त क्षति: एक आंशिक डिस्चार्ज स्थानीय तापन का कारण बन सकता है, जिससे एलईडी की आंतरिक संरचना क्षीण हो जाती है। इसके परिणामस्वरूप लीकेज करंट बढ़ जाता है, चमकदार आउटपुट कम हो जाता है, रंग परिवर्तन (सफेद एलईडी में) और जीवनकाल कम हो जाता है, हालांकि एलईडी अभी भी कार्य कर सकती है। 2) विनाशकारी विफलता: एक मजबूत डिस्चार्ज सेमीकंडक्टर जंक्शन को पूरी तरह से तोड़ सकता है, जिससे तत्काल और स्थायी विफलता (मृत एलईडी) हो सकती है।

5.2 ईएसडी नियंत्रण उपाय

एलईडी हैंडल किए जाने वाले सभी क्षेत्रों, जिसमें उत्पादन, परीक्षण और पैकेजिंग शामिल हैं, में एक व्यापक ईएसडी नियंत्रण कार्यक्रम लागू किया जाना चाहिए। प्रमुख उपायों में शामिल हैं: ग्राउंडेड कंडक्टिव फ्लोरिंग के साथ एक इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रोटेक्टेड एरिया (ईपीए) स्थापित करना। ग्राउंडेड एंटी-स्टैटिक वर्कस्टेशन का उपयोग करना और सुनिश्चित करना कि सभी उत्पादन उपकरण ठीक से ग्राउंडेड हैं। सभी कर्मियों को एंटी-स्टैटिक वस्त्र, कलाई पट्टियाँ और/या एड़ी पट्टियाँ पहनने की आवश्यकता है। गैर-संवाहक सामग्री पर स्थैतिक चार्ज को निष्प्रभावी करने के लिए आयनाइज़र का उपयोग करना। ग्राउंडेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करना। ट्रे, ट्यूब और पैकेजिंग के लिए कंडक्टिव या डिसिपेटिव सामग्री का उपयोग करना।

6. अनुप्रयोग सर्किट डिज़ाइन

स्थिर संचालन और लंबे एलईडी जीवन के लिए उचित विद्युत डिज़ाइन महत्वपूर्ण है।

6.1 ड्राइविंग पद्धति

कॉन्स्टेंट वोल्टेज (सीवी) ड्राइवरों पर कॉन्स्टेंट करंट (सीसी) ड्राइवरों की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। एलईडी करंट-संचालित डिवाइस हैं; उनका फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है और यह यूनिट से यूनिट भिन्न हो सकता है। एक सीसी ड्राइवर सुनिश्चित करता है कि Vf भिन्नताओं की परवाह किए बिना एलईडी के माध्यम से एक स्थिर करंट प्रवाहित हो, जिससे सुसंगत चमक प्रदान होती है और थर्मल रनवे को रोका जाता है।

6.2 करंट लिमिटिंग रेसिस्टर्स

जब कई एलईडी स्ट्रिंग्स को एक सीसी ड्राइवर से समानांतर में जोड़ा जाता है या सीवी स्रोत का उपयोग करते समय, प्रत्येक व्यक्तिगत एलईडी स्ट्रिंग के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर लगाया जाना चाहिए। यह रेसिस्टर स्ट्रिंग्स के बीच मामूली Vf अंतरों की क्षतिपूर्ति करता है, करंट शेयरिंग सुनिश्चित करता है और एक स्ट्रिंग को अत्यधिक करंट खींचने से रोकता है। रेसिस्टर मान की गणना ड्राइवर वोल्टेज, स्ट्रिंग के कुल Vf और वांछित ऑपरेटिंग करंट (R = (Vsource - Vf_string) / I_LED) के आधार पर की जाती है।

6.3 पोलैरिटी और कनेक्शन अनुक्रम

एलईडी डायोड हैं और इन्हें सही पोलैरिटी (एनोड पॉजिटिव से, कैथोड नेगेटिव से) के साथ जोड़ा जाना चाहिए। अंतिम असेंबली के दौरान, पहले एलईडी ऐरे और ड्राइवर आउटपुट की पोलैरिटी सत्यापित करें। पहले ड्राइवर के आउटपुट को एलईडी ऐरे से कनेक्ट करें। उसके बाद ही ड्राइवर के इनपुट को मेन्स या डीसी पावर स्रोत से कनेक्ट करना चाहिए। यह अनुक्रम वोल्टेज ट्रांजिएंट या गलत कनेक्शन से एलईडी को नुकसान पहुंचाने से रोकता है।

7. रीफ्लो सोल्डरिंग विशेषताएं

3535 सिरेमिक पैकेज को मानक सतह-माउंट तकनीक (एसएमटी) रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है।

7.1 लीड-फ्री (Pb-मुक्त) सोल्डर प्रोफाइल

लीड-फ्री सोल्डर (जैसे, SAC305) के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल महत्वपूर्ण है। प्रोफाइल में आम तौर पर शामिल होते हैं: प्रीहीट: फ्लक्स को सक्रिय करने के लिए एक क्रमिक रैम्प-अप (1-3°C/सेकंड)। सोक/ड्वेल: 150-200°C के बीच एक पठार 60-120 सेकंड के लिए बोर्ड और घटकों को थर्मली समान बनाने और फ्लक्स को सोल्डर पैड को पूरी तरह से साफ करने की अनुमति देने के लिए। रीफ्लो: पीक तापमान तक तेजी से वृद्धि। पीक सोल्डर जॉइंट तापमान 245-250°C तक पहुंचना चाहिए। लिक्विडस (TAL) से ऊपर का समय, आमतौर पर SAC305 के लिए 217°C, 45-75 सेकंड के लिए बनाए रखा जाना चाहिए। कूलिंग: उचित सोल्डर जॉइंट गठन सुनिश्चित करने और थर्मल स्ट्रेस को कम करने के लिए -6°C/सेकंड अधिकतम की नियंत्रित कूल-डाउन दर।

7.2 लीडेड (SnPb) सोल्डर प्रोफाइल

टिन-लीड सोल्डर के लिए, पीक तापमान कम होता है। पीक सोल्डर जॉइंट तापमान 215-230°C होना चाहिए, लिक्विडस (183°C) से ऊपर का समय 60-90 सेकंड के लिए बनाए रखा जाना चाहिए। प्रीहीट, सोक और कूलिंग दरों पर समान सावधानीपूर्वक नियंत्रण लागू होता है।

7.3 महत्वपूर्ण विचार

अधिकतम अनुशंसित पीक तापमान या TAL को पार न करें, क्योंकि इससे एलईडी के आंतरिक डाई, वायर बॉन्ड या फॉस्फोर को नुकसान पहुंच सकता है। सुनिश्चित करें कि रीफ्लो ओवन विशिष्ट पीसीबी मोटाई, घटक घनत्व और उपयोग किए गए सोल्डर पेस्ट के लिए ठीक से कैलिब्रेटेड और प्रोफाइल्ड है।

8. असेंबल्ड बोर्डों की सफाई

फ्लक्स अवशेषों को हटाने के लिए पोस्ट-रीफ्लो सफाई आवश्यक हो सकती है, जो समय के साथ संक्षारक हो सकते हैं या विद्युत लीकेज का कारण बन सकते हैं।

8.1 क्लीनिंग एजेंट संगतता

किसी भी क्लीनिंग एजेंट की एलईडी के सिलिकॉन लेंस और पैकेज सामग्री के साथ रासायनिक संगतता सत्यापित करना आवश्यक है। कठोर सॉल्वेंट्स लेंस को सूजन, दरार या धुंधला होने का कारण बन सकते हैं। अनुशंसित क्लीनिंग एजेंट आम तौर पर हल्के, अल्कोहल-आधारित, या इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए डिज़ाइन किए गए जलीय घोल होते हैं। हमेशा एलईडी निर्माता के विनिर्देशों से परामर्श लें और पूर्ण पैमाने पर सफाई से पहले नमूना बोर्डों पर परीक्षण करें।

8.2 सफाई प्रक्रिया

सावधानी के साथ अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग जैसी कोमल सफाई विधियों का उपयोग करें, क्योंकि अत्यधिक शक्ति या आवृत्ति एलईडी को नुकसान पहुंचा सकती है। पसंदीदा विधियों में स्प्रे वॉशिंग या कोमल हिलाने के साथ इमर्शन शामिल है। नमी फंसने से रोकने के लिए सुनिश्चित करें कि सफाई के बाद बोर्ड पूरी तरह से सूख गए हैं।

9. असेंबल्ड सेमी-फिनिश्ड उत्पादों का भंडारण और हैंडलिंग

एलईडी सोल्डर किए गए पीसीबी (सेमी-फिनिश्ड उत्पाद) को भी सावधानीपूर्वक हैंडलिंग की आवश्यकता होती है।

बोर्डों को सीधे एक-दूसरे के ऊपर इस तरह से स्टैक करने से बचें जिससे एलईडी लेंस पर दबाव पड़े। स्पेसर या समर्पित भंडारण रैक का उपयोग करें। असेंबल्ड बोर्डों को एक स्वच्छ, शुष्क और ईएसडी-सुरक्षित वातावरण में संग्रहित करें। यदि भंडारण लंबे समय तक है, तो डिसिकेंट के साथ नमी अवरोध बैग का उपयोग करने पर विचार करें, खासकर यदि बोर्ड दूसरी रीफ्लो प्रक्रिया (डबल-साइडेड असेंबली के लिए) से गुजरेंगे। घटकों को दूषित या तनाव देने से बचने के लिए बोर्डों को उनके किनारों से हैंडल करें।

10. थर्मल मैनेजमेंट तकनीक

प्रभावी हीट सिंकिंग एलईडी प्रदर्शन और विश्वसनीयता के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारक है। हालांकि सिरेमिक पैकेज अच्छी थर्मल चालकता प्रदान करता है, गर्मी को पैकेज से दूर कुशलतापूर्वक स्थानांतरित किया जाना चाहिए।

10.1 थर्मल मैनेजमेंट के लिए पीसीबी डिज़ाइन

पीसीबी प्राथमिक हीट सिंक के रूप में कार्य करता है। एलईडी फुटप्रिंट के नीचे व्यापक थर्मल वाया के साथ एक मेटल-कोर पीसीबी (एमसीपीसीबी) या एक मानक FR4 बोर्ड का उपयोग करें। एलईडी के थर्मल पैड को पीसीबी पर संबंधित कॉपर पैड से सोल्डर किया जाना चाहिए। यह पैड जितना संभव हो उतना बड़ा होना चाहिए और कई थर्मल वाया के माध्यम से आंतरिक ग्राउंड प्लेन या बाहरी हीट सिंक से जुड़ा होना चाहिए। थर्मल चालन में सुधार के लिए वाया को सोल्डर से भरा या कैप किया जाना चाहिए।

10.2 सिस्टम-लेवल थर्मल डिज़ाइन

एलईडी जंक्शन से परिवेशी वायु तक कुल थर्मल रेजिस्टेंस (Rth_j-a) की गणना करें। इसमें जंक्शन-टू-केस (Rth_j-c, डेटाशीट में प्रदान किया गया), केस-टू-बोर्ड (सोल्डर इंटरफेस), बोर्ड-टू-हीटसिंक, और हीटसिंक-टू-एम्बिएंट रेजिस्टेंस शामिल हैं। सबसे खराब ऑपरेटिंग स्थितियों में अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (Tj_max, आमतौर पर 125-150°C) पार नहीं किया जाना चाहिए। सूत्र का उपयोग करें: Tj = Ta + (Power_dissipated * Rth_j-a)। Power_dissipated लगभग (Vf * If) माइनस रेडिएंट ऑप्टिकल पावर है। उचित डिज़ाइन सुनिश्चित करता है कि Tj, Tj_max से काफी नीचे रहे, जिससे प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल अधिकतम हो।

11. अन्य महत्वपूर्ण विचार

11.1 ऑप्टिकल विचार

एक स्वच्छ ऑप्टिकल पथ बनाए रखें। लेंस या सेकेंडरी ऑप्टिक्स पर कोई भी संदूषण प्रकाश उत्पादन को कम कर देगा। व्यूइंग एंगल और स्पेशियल रेडिएशन पैटर्न प्राइमरी लेंस डिज़ाइन द्वारा निर्धारित किया जाता है; सेकेंडरी ऑप्टिक्स को तदनुसार चुना जाना चाहिए।

11.2 विद्युत परीक्षण

इन-सर्किट टेस्टिंग (आईसीटी) या फंक्शनल टेस्टिंग करते समय, सुनिश्चित करें कि टेस्ट प्रोब एलईडी लेंस को संपर्क या खरोंच न करें। विद्युत ओवरस्ट्रेस (ईओएस) से बचने के लिए टेस्ट वोल्टेज और करंट एलईडी की पूर्ण अधिकतम रेटिंग के भीतर होने चाहिए।

11.3 दीर्घकालिक विश्वसनीयता

सभी हैंडलिंग, सोल्डरिंग और थर्मल दिशानिर्देशों का पालन सीधे एलईडी की दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करता है, जिसमें ल्यूमेन मेंटेनेंस (L70/L90 लाइफटाइम) और रंग स्थिरता शामिल है। इन प्रक्रियाओं का पालन न करने से समय से पहले गिरावट और फील्ड विफलताएं हो सकती हैं।