850nm इन्फ्रारेड LED 3.0x3.0x2.1mm 1.7V 1.7W EMC पैकेज डेटाशीट

1. उत्पाद अवलोकन

यह इन्फ्रारेड LED उच्च विश्वसनीयता वाले EMC पैकेज में डिज़ाइन किया गया है, जो सुरक्षा निगरानी, कैमरा इन्फ्रारेड रोशनी और मशीन विज़न सिस्टम के लिए उपयुक्त है। पैकेज का आयाम 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm है। इसकी चरम तरंगदैर्ध्य 850nm, कम अग्र वोल्टेज और RoHS अनुपालन है। नमी संवेदनशीलता स्तर 3 है।

1.1 सामान्य विवरण

यह उत्पाद EMC (एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड) पैकेज संरचना का उपयोग करता है, जो उत्कृष्ट विश्वसनीयता और यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है। यह विभिन्न सुरक्षा निगरानी और सेंसर इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कॉम्पैक्ट 3.0mm वर्गाकार फ़ुटप्रिंट घने सरणी डिज़ाइन की अनुमति देता है।

1.2 विशेषताएं

• कम अग्र वोल्टेज (1000mA पर सामान्यतः 1.7V)
• चरम तरंगदैर्ध्य λp=850nm
• Pb-मुक्त रीफ़्लो सोल्डरिंग अनुप्रयोग
• नमी संवेदनशीलता स्तर: स्तर 3 (168 घंटे फ़्लोर लाइफ़)
• RoHS अनुपालन

1.3 अनुप्रयोग

• निगरानी प्रणाली
• कैमरों के लिए इन्फ्रारेड रोशनी
• मशीन विज़न सिस्टम

2. तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 ऑप्टिकल और विद्युत विशेषताएं

निम्न तालिका Ts=25°C और 1000mA अग्र धारा (जब तक अन्यथा न कहा जाए) पर मापे गए मुख्य ऑप्टिकल और विद्युत पैरामीटरों का सारांश प्रस्तुत करती है:

1000mA पर अग्र वोल्टेज 1.4V से 2.0V तक होता है, जिसका सामान्य मान 1.7V है। यह कम अग्र वोल्टेज बिजली की खपत को कम करता है और सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। चरम तरंगदैर्ध्य 850nm पर केंद्रित है, जो सिलिकॉन-आधारित कैमरा सेंसर के लिए आदर्श है, क्योंकि इनकी चरम संवेदनशीलता इस तरंगदैर्ध्य के आसपास होती है। 37nm की वर्णक्रमीय आधा-चौड़ाई दक्षता और फ़िल्टर अनुकूलता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करती है। कुल विकिरण फ्लक्स 450mW से 1120mW तक होता है, जो लंबी दूरी की रोशनी के लिए उच्च ऑप्टिकल आउटपुट की अनुमति देता है। 90° का देखने का कोण क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त एक विस्तृत बीम प्रदान करता है। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक तापीय प्रतिरोध 16°C/W है, जो अच्छे तापीय प्रदर्शन को दर्शाता है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए, LED को निम्नलिखित पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए:

ध्यान दें कि 1000mA की अग्र धारा स्पंदित संचालन (1/10 ड्यूटी चक्र, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के लिए है। निरंतर संचालन के लिए, जंक्शन तापमान को 115°C से नीचे रखने के लिए गर्मी अपव्यय का सावधानीपूर्वक प्रबंधन किया जाना चाहिए। संभालते समय ESD सुरक्षा आवश्यक है।

3. बिनिंग प्रणाली

LED को निर्माण के दौरान कुल विकिरण फ्लक्स (Φe) और चरम तरंगदैर्ध्य (WLP) के अनुसार क्रमबद्ध और बिन किया जाता है। बिन कोड लेबल पर विशिष्ट Φe और WLP मानों के साथ मुद्रित होता है। यह उन अनुप्रयोगों में जहाँ मिलान LED सरणियों की आवश्यकता होती है, जैसे कैमरा रोशनी पैनल, में सुसंगत ऑप्टिकल प्रदर्शन की अनुमति देता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा

चित्र 1-6 अग्र धारा के फलन के रूप में विशिष्ट अग्र वोल्टेज दिखाता है। 1000mA पर, VF लगभग 1.7V है। वक्र विशिष्ट डायोड घातीय व्यवहार का अनुसरण करता है। डिज़ाइनरों को निरंतर-धारा ड्राइवरों को डिज़ाइन करते समय इस भिन्नता को ध्यान में रखना चाहिए।

4.2 अग्र धारा बनाम सापेक्ष तीव्रता

चित्र 1-7 दर्शाता है कि सापेक्ष विकिरण तीव्रता 1000mA तक अग्र धारा के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है, जो अच्छी दक्षता का संकेत देती है। कम धाराओं पर, आउटपुट आनुपातिक रूप से कम होता है, लेकिन रैखिकता एक विस्तृत संचालन सीमा पर सुसंगत प्रदर्शन का सुझाव देती है।

4.3 तापमान बनाम सापेक्ष तीव्रता

चित्र 1-8 से पता चलता है कि सोल्डर पॉइंट तापमान (Ts) बढ़ने पर सापेक्ष तीव्रता घटती है। 85°C पर, तीव्रता 25°C पर मान के लगभग 80% तक कम हो जाती है। उच्च तापमान वातावरण में या LED को उसकी अधिकतम धारा के पास चलाते समय इस तापीय प्रभाव पर विचार किया जाना चाहिए।

4.4 वर्णक्रम वितरण

चित्र 1-9 850nm पर केंद्रित 37nm की आधी-चौड़ाई वाला उत्सर्जन स्पेक्ट्रम दिखाता है। यह स्पेक्ट्रम GaAs सामग्री पर आधारित इन्फ्रारेड LED के लिए विशिष्ट है। यह संकीर्ण उत्सर्जन सामान्य सिलिकॉन फोटोडिटेक्टरों के साथ अच्छी तरह मेल खाता है।

4.5 विकिरण आरेख

चित्र 1-10 45° के आधे-कोण (पूर्ण चौड़ाई आधा अधिकतम 90°) के साथ विकिरण पैटर्न दिखाता है। पैटर्न लगभग लैम्बर्टियन है, जो एक विस्तृत क्षेत्र पर समान रोशनी प्रदान करता है।

4.6 तापमान बनाम अग्र धारा

चित्र 1-11 सोल्डर पॉइंट तापमान के फलन के रूप में अधिकतम अनुमेय अग्र धारा दिखाता है। Ts=25°C पर, अधिकतम धारा 1000mA है; Ts=85°C पर, यह घटकर लगभग 500mA हो जाती है। यह व्युत्पत्ति वक्र तापीय प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

LED पैकेज का आयाम 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm (LxWxH) है। पैकेज बॉडी काली है जिसमें एक इन्फ्रारेड पारदर्शी लेंस है। एनोड और कैथोड पैड नीचे के दृश्य पर पहचाने जाते हैं। कैथोड पैड में गर्मी अपव्यय के लिए बड़ा क्षेत्र होता है। अनुशंसित सोल्डरिंग पैड पैटर्न चित्र 1-5 में विशिष्ट आयामों (0.69mm, 1.45mm, 0.46mm, आदि) के साथ प्रदान किया गया है ताकि उचित यांत्रिक और तापीय जुड़ाव सुनिश्चित हो सके।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

पैकेज पर ध्रुवीयता चिह्नित है: एनोड (पॉजिटिव) और कैथोड (नेगेटिव) इंगित किए गए हैं। निचला दृश्य पैड स्थिति दिखाता है।

5.3 कैरियर टेप और रील आयाम

LEDs को कैरियर टेप में पैक किया जाता है जिसके आयाम चित्र 2-1 में दिखाए गए हैं। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। रील के आयाम: A=12.7±0.3mm, B=330.2±2mm, C=79.5±1mm, D=14.3±0.2mm। टेप में अभिविन्यास इंगित करने के लिए एक ध्रुवीयता चिह्न होता है।

5.4 लेबल जानकारी

लेबल में भाग संख्या, विनिर्देश संख्या, लॉट संख्या, बिन कोड (कुल विकिरण फ्लक्स और चरम तरंगदैर्ध्य बिन सहित), अग्र वोल्टेज बिन, मात्रा और तिथि शामिल है। लेबल में ट्रेसेबिलिटी के लिए एक बारकोड भी होता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 SMT रीफ़्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल

अनुशंसित रीफ़्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल चित्र 3-1 में दिखाई गई है। मुख्य पैरामीटर: 150°C से 200°C तक 60-120s के लिए प्रीहीटिंग; 217°C से ऊपर का समय: अधिकतम 60s; पीक तापमान: अधिकतम 10s के लिए 260°C; शीतलन दर: अधिकतम 6°C/s। 25°C से पीक तक कुल समय 8 मिनट से कम होना चाहिए। रीफ़्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। यदि दो रीफ़्लो के बीच 24 घंटे से अधिक समय बीत जाता है, तो नमी अवशोषण के कारण LEDs क्षतिग्रस्त हो सकती हैं।

6.2 हाथ से सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है, तो आयरन का तापमान 300°C से कम होना चाहिए और संपर्क समय 3 सेकंड से कम होना चाहिए। केवल एक हाथ से सोल्डरिंग ऑपरेशन की अनुमति है।

6.3 मरम्मत

सोल्डरिंग के बाद मरम्मत की अनुशंसा नहीं की जाती है। यदि अपरिहार्य हो, तो डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें और सत्यापित करें कि LED विशेषताएं खराब नहीं हुई हैं।

6.4 सावधानियां

एन्कैप्सुलेंट सिलिकॉन है, जो नरम है। ऊपरी सतह पर अत्यधिक दबाव न डालें। विकृत PCB पर LEDs लगाने से बचें और सोल्डरिंग के बाद बोर्ड को न मोड़ें। शीतलन के दौरान यांत्रिक बल या कंपन न लगाएं। तेजी से शीतलन से बचना चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 पैकेजिंग मात्रा

मानक पैकेजिंग: प्रति रील 3000 टुकड़े। LEDs को कैरियर टेप में रखा जाता है और EIA-481 के अनुसार रील पर लपेटा जाता है।

7.2 नमी प्रतिरोधी पैकिंग

प्रत्येक रील को एक डेसिकेंट और एक आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ नमी अवरोध बैग (MBB) में रखा जाता है। बैग को कम नमी वातावरण बनाए रखने के लिए सील कर दिया जाता है। लेबल में नमी संवेदनशीलता स्तर की जानकारी होती है।

7.3 कार्डबोर्ड बॉक्स

परिवहन के लिए उपयुक्त कुशनिंग के साथ कई रीलों को एक कार्डबोर्ड बॉक्स में पैक किया जाता है।

7.4 भंडारण शर्तें

एल्युमिनियम फ़ॉइल बैग खोलने से पहले, पैकिंग की तारीख से एक वर्ष तक ≤30°C और ≤75% RH पर स्टोर करें। खोलने के बाद, LEDs का उपयोग ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत होने पर 168 घंटे (7 दिन) के भीतर किया जाना चाहिए। यदि भंडारण का समय पार हो गया है या डेसिकेंट फीका पड़ गया है, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर ≥24 घंटे के लिए बेकिंग आवश्यक है।

8. संभालने के सावधानियां

8.1 सल्फर और हलोजन प्रतिबंध

संचालन वातावरण और संपर्क सामग्री में 100PPM से अधिक सल्फर तत्व या यौगिक नहीं होने चाहिए। ब्रोमीन और क्लोरीन की मात्रा प्रत्येक 900PPM से कम होनी चाहिए, जिसका योग 1500PPM से नीचे हो। यह LED के क्षरण और मलिनकिरण को रोकने में मदद करता है।

8.2 VOCs और सामग्री अनुकूलता

फिक्सचर सामग्रियों से वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) सिलिकॉन एन्कैप्सुलेंट में प्रवेश कर सकते हैं और गर्मी और प्रकाश के संपर्क में आने पर मलिनकिरण का कारण बन सकते हैं। विशिष्ट अनुप्रयोग वातावरण में अनुकूलता के लिए सभी सामग्रियों का परीक्षण करने की अनुशंसा की जाती है। ऐसे चिपकने वाले पदार्थों का उपयोग न करें जो कार्बनिक वाष्प छोड़ते हैं।

8.3 सिलिकॉन सतह को संभालना

सिलिकॉन लेंस की सतह नरम होती है और आसानी से धूल आकर्षित करती है। चिमटी या उपयुक्त उपकरणों का उपयोग करके घटक को किनारे से पकड़ें। लेंस की सतह को सीधे छूने से बचें। यदि सफाई की आवश्यकता है, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें। अल्ट्रासोनिक सफाई की अनुशंसा नहीं की जाती है क्योंकि यह LED को नुकसान पहुंचा सकती है।

8.4 सर्किट डिज़ाइन विचार

ड्राइविंग सर्किट को पूर्ण अधिकतम रेटिंग से नीचे धारा को सीमित करने के लिए डिज़ाइन करें। वर्तमान-सीमित अवरोधक या स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें। तीव्र I-V वक्र के कारण मामूली वोल्टेज बदलाव बड़ी धारा परिवर्तन का कारण बन सकते हैं। LED पर विपरीत वोल्टेज न लगाएं क्योंकि इससे स्थानांतरण और क्षति हो सकती है।

8.5 तापीय डिज़ाइन

तापीय प्रबंधन महत्वपूर्ण है। किसी भी समय जंक्शन तापमान 115°C से अधिक नहीं होना चाहिए। PCB तांबे के क्षेत्र और थर्मल वियास के माध्यम से पर्याप्त गर्मी अपव्यय प्रदान करें। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक तापीय प्रतिरोध 16°C/W है, इसलिए 1.7W बिजली अपव्यय के लिए, सोल्डर पॉइंट से जंक्शन तक तापमान वृद्धि लगभग 27°C है। सुनिश्चित करें कि परिवेश का तापमान और वृद्धि 115°C से नीचे रहे।

8.6 ESD सुरक्षा

LED का ESD सहन वोल्टेज 2000V (HBM) है। हालांकि, हैंडलिंग और असेंबली के दौरान ESD सुरक्षा आवश्यक है। ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, एंटी-स्टैटिक कलाई पट्टियाँ और प्रवाहकीय पैकेजिंग का उपयोग करें।

9. अनुप्रयोग अनुशंसाएं

850nm इन्फ्रारेड LED सुरक्षा कैमरों, नाइट विज़न रोशनी और मशीन विज़न प्रकाश के लिए आदर्श है। इष्टतम प्रदर्शन के लिए, पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) डिमिंग क्षमता वाला एक स्थिर-धारा ड्राइवर डिज़ाइन करें। PCB पर थर्मल वियास और कॉपर पोर जैसी गर्मी अपव्यय तकनीकों का उपयोग करें। 90° देखने का कोण चौड़े क्षेत्र की रोशनी के लिए उपयुक्त है; संकीर्ण बीम के लिए, बाहरी ऑप्टिक्स का उपयोग किया जा सकता है। सुनिश्चित करें कि LED वर्णक्रमीय आउटपुट कैमरा सेंसर संवेदनशीलता शिखर (आमतौर पर सिलिकॉन सेंसर के लिए 850nm के आसपास) से मेल खाता हो।

10. विश्वसनीयता परीक्षण

10.1 परीक्षण आइटम और शर्तें

उत्पाद JEDEC मानकों के अनुसार विश्वसनीयता परीक्षणों से गुज़रा है, जिनमें शामिल हैं: रीफ़्लो (260°C, 10s, 3 बार), तापमान चक्र (-40°C से 100°C, 100 चक्र), थर्मल शॉक (-40°C से 100°C, 300 चक्र), उच्च तापमान भंडारण (100°C, 1000 घंटे), कम तापमान भंडारण (-40°C, 1000 घंटे), जीवन परीक्षण (25°C, 1000mA, 1000 घंटे), और उच्च तापमान उच्च आर्द्रता जीवन परीक्षण (85°C/85%RH, 1000mA, 1000 घंटे)। सभी परीक्षण प्रति 10 नमूनों पर 0 विफलता की स्वीकृति मानदंड के साथ पास हुए।

10.2 विफलता मानदंड

विफलता को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: अग्र वोल्टेज ऊपरी विनिर्देश सीमा (U.S.L) x 1.1 से अधिक हो जाता है; विपरीत धारा U.S.L x 2.0 से अधिक हो जाती है; कुल विकिरण फ्लक्स निचली विनिर्देश सीमा (L.S.L) x 0.7 से नीचे आ जाता है।

11. कार्य सिद्धांत

यह इन्फ्रारेड LED गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) या संबंधित III-V यौगिकों से बने अर्धचालक p-n जंक्शन पर आधारित है। जब अग्र अभिनत होता है, तो इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में छिद्रों के साथ पुनर्संयोजित होते हैं, फोटॉन के रूप में ऊर्जा जारी करते हैं। बैंडगैप ऊर्जा फोटॉन तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है; 850nm के लिए, सामग्री आमतौर पर कुछ एल्युमिनियम सामग्री के साथ GaAs है। EMC पैकेज चिप को घेरता है और गर्मी अपव्यय और सुरक्षा प्रदान करता है।

12. विकास के रुझान

निगरानी प्रणालियों, स्वायत्त वाहनों (LiDAR), और औद्योगिक ऑटोमेशन के विस्तार के साथ इन्फ्रारेड LEDs की मांग बढ़ती जा रही है। भविष्य के रुझानों में उच्च शक्ति घनत्व, छोटे पैकेज और बेहतर दक्षता शामिल हैं। उन्नत ड्राइवरों और स्मार्ट नियंत्रण प्रणालियों के साथ IR LEDs का एकीकरण अनुकूली रोशनी को सक्षम करेगा। इसके अलावा, गुप्त रोशनी के लिए लंबी तरंगदैर्ध्य (940nm) की ओर बढ़ना बढ़ रहा है, लेकिन 850nm बेहतर सेंसर संवेदनशीलता के कारण मानक कैमरों के लिए प्रमुख बना हुआ है।

13. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: अधिकतम निरंतर अग्र धारा क्या है? उत्तर: पूर्ण अधिकतम 1000mA है, लेकिन केवल स्पंदित संचालन (1/10 ड्यूटी) के लिए। निरंतर DC संचालन के लिए, धारा को तापमान के आधार पर घटाया जाना चाहिए। अच्छी गर्मी अपव्यय के साथ 25°C परिवेश पर, जंक्शन तापमान को सुरक्षित रखने के लिए विशिष्ट निरंतर धारा लगभग 500mA है।

प्रश्न: मुझे MSL स्तर 3 घटकों को कैसे संभालना चाहिए? उत्तर: सीलबंद नमी अवरोध बैग में स्टोर करें। खोलने के बाद, 168 घंटे के भीतर उपयोग करें या रीफ़्लो से पहले 60°C पर 24 घंटे के लिए बेक करें।

प्रश्न: क्या मैं इस LED का उपयोग आउटडोर कैमरों में कर सकता हूँ? उत्तर: हाँ, लेकिन सुनिश्चित करें कि संचालन तापमान सीमा -40°C से +85°C के भीतर है और आवरण पर्याप्त तापीय प्रबंधन प्रदान करता है।

प्रश्न: अनुशंसित LED ड्राइवर क्या है? उत्तर: एक स्थिर-धारा ड्राइवर जिसकी धारा रेटिंग आपके तापीय डिज़ाइन पर आधारित हो। उदाहरण के लिए, यदि आप 700mA पर चलाते हैं, तो 1.5W ड्राइवर पर्याप्त हो सकता है।

14. व्यावहारिक अनुप्रयोग मामले

केस 1: बुलेट कैमरा नाइट विज़न - इन LEDs की 3x3 सरणी का उपयोग बुलेट कैमरे में किया जाता है, जो 30 मीटर तक प्रभावी रोशनी प्रदान करता है। 90° बीम कोण कैमरे के दृश्य क्षेत्र को कवर करता है। तापीय डिज़ाइन गर्मी अपव्यय के लिए एल्युमिनियम कोर PCB का उपयोग करता है।

केस 2: मशीन विज़न निरीक्षण - एक कारखाने में, एक लाइन-स्कैन कैमरा चलती भागों को रोशन करने के लिए उच्च-शक्ति IR LED सरणी (12 LEDs) का उपयोग करता है। 500mA, 50% ड्यूटी चक्र पर स्पंदित संचालन अधिक गर्मी के बिना सुसंगत रोशनी सुनिश्चित करता है।