ब्लू एलईडी RF-A2P08-B695-A2 विशिष्टता - आकार 1.60x0.80x0.55mm - वोल्टेज 3.0V - शक्ति ~0.09W - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ मांगलिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एक उच्च-चमकीले नीले प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह डिवाइस एक कॉम्पैक्ट, उद्योग-मानक पीएलसीसी2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) सरफेस-माउंट पैकेज में एनकैप्सुलेटेड सब्सट्रेट चिप तकनीक पर गैलियम नाइट्राइड (GaN) का उपयोग करता है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन फोकस ऑटोमोटिव वातावरण में विश्वसनीयता और प्रदर्शन पर है, जैसा कि डिस्क्रीट सेमीकंडक्टर के लिए AEC-Q101 मानक के साथ इसके योग्यता संरेखण से प्रमाणित होता है।

1.1 सामान्य विवरण

एलईडी नीला प्रकाश उत्सर्जित करता है जिसकी प्रमुख तरंगदैर्घ्य आमतौर पर 465nm और 475nm के बीच होती है। पैकेज का आकार अत्यंत कॉम्पैक्ट है, जिसकी लंबाई 1.60 मिमी, चौड़ाई 0.80 मिमी और ऊंचाई 0.55 मिमी है। यह छोटा फॉर्म फैक्टर इसे स्थान-सीमित डिज़ाइनों के लिए उपयुक्त बनाता है, साथ ही उत्कृष्ट प्रकाशीय आउटपुट बनाए रखता है।

1.2 मुख्य विशेषताएं एवं लाभ

• पीएलसीसी2 पैकेज:मानक सरफेस-माउंट फ़ुटप्रिंट स्वचालित पिक-एंड-प्लेस और रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।
• विस्तृत व्यूइंग एंगल:अत्यधिक विस्तृत 120-डिग्री व्यूइंग एंगल (विशिष्ट) पर प्रकाश उत्सर्जित करता है, जो एकसमान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।
• एसएमटी संगतता:सभी मानक एसएमटी असेंबली और सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए पूर्णतः उपयुक्त।
• टेप एंड रील पैकेजिंग:दक्ष, स्वचालित विनिर्माण के लिए वाहक टेप और रील पर आपूर्ति की जाती है।
• नमी संवेदनशीलता स्तर 2 (MSL 2):यदि रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले एक वर्ष से अधिक समय तक परिवेशी वायु के संपर्क में रहा हो तो बेकिंग की आवश्यकता है।
• पर्यावरण अनुपालन:यह उत्पाद RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) और REACH नियमों का अनुपालन करता है।
• ऑटोमोटिव ग्रेड योग्यता:उत्पाद योग्यता परीक्षण योजना AEC-Q101 के दिशानिर्देशों पर आधारित है, जो ऑटोमोटिव-ग्रेड डिस्क्रीट सेमीकंडक्टर के लिए तनाव परीक्षण योग्यता मानक है।

1.3 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग

यह एलईडी विशेष रूप से ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार के लिए लक्षित है, जहां कठोर परिस्थितियों में विश्वसनीयता, दीर्घायु और प्रदर्शन सर्वोपरि है।

• प्राथमिक अनुप्रयोग:ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था, जिसमें डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच प्रकाश व्यवस्था और परिवेशी मूड लाइटिंग शामिल हैं।
• द्वितीयक अनुप्रयोग:उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स में स्विचों के लिए सामान्य-उद्देश्य संकेतक रोशनी और बैकलाइटिंग।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएं (Ts=25°C)

निम्नलिखित पैरामीटर 25°C के परिवेश तापमान और 20mA के फॉरवर्ड करंट (I_F) पर मानक परीक्षण स्थितियों में परिभाषित हैं।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):2.8V (न्यूनतम) से 3.4V (अधिकतम) तक की सीमा में होता है, जिसका विशिष्ट मान 3.0V है। यह ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• दीप्ति तीव्रता (I_V):उच्च चमक प्रदान करता है, जो न्यूनतम 280 मिलीकैंडेला (mcd) से अधिकतम 530 mcd तक होती है, जिसका विशिष्ट आउटपुट 400 mcd है।
• प्रमुख तरंगदैर्घ्य (W_d):उत्सर्जित नीले प्रकाश की शिखर तरंगदैर्घ्य निर्दिष्ट करता है, जो 465 nm और 475 nm के बीच होने की गारंटी है।
• दृष्टि कोण (2θ_1/2):पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर तीव्रता शिखर मान की आधी होती है। विशिष्ट मान 120 डिग्री है, जो एक बहुत विस्तृत, फैलाव वाले प्रकाश पैटर्न को इंगित करता है।
• थर्मल प्रतिरोध (R_THJ-S):जंक्शन-से-सोल्डर पॉइंट थर्मल प्रतिरोध आमतौर पर 300 °C/W होता है। यह मान संचालन के दौरान जंक्शन तापमान वृद्धि की गणना करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• रिवर्स करंट (I_R):जब 5V का रिवर्स वोल्टेज (V_R) लगाया जाता है तो इसे अधिकतम 10 μA तक सीमित किया जाता है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स

इन सीमाओं को पार करने से डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि संचालन की स्थितियाँ इन सीमाओं के भीतर बनी रहें।

• शक्ति क्षय (P_D):अधिकतम 102 mW।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F):अधिकतम 30 mA।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):अधिकतम 50 mA, पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 10ms पल्स चौड़ाई) में अनुमत।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):अधिकतम 5 V।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) HBM:2000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) तक का सामना कर सकता है, जिसकी उपज 90% से अधिक है। हैंडलिंग के दौरान ESD सावधानियां अभी भी आवश्यक हैं।
• संचालन तापमान (T_OPR):-40°C से +100°C।
• भंडारण तापमान (T_STG):-40°C से +100°C।
• अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J):निरपेक्ष अधिकतम 120°C। वास्तविक संचालन फॉरवर्ड करंट पैकेज तापमान को मापकर यह सुनिश्चित करते हुए निर्धारित किया जाना चाहिए कि T_J पार नहीं हो रहा है।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

उत्पादन में सुसंगत रंग और चमक सुनिश्चित करने के लिए, I_F=20mA पर मापे गए मुख्य पैरामीटर के आधार पर एलईडी को छांटा (बिन किया) जाता है। यह डिज़ाइनरों को विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) बिनिंग

एलईडी को छह वोल्टेज बिन (G1, G2, H1, H2, I1, I2) में वर्गीकृत किया जाता है, प्रत्येक 2.8-2.9V से लेकर 3.3-3.4V तक 0.1V की सीमा को कवर करता है। यह स्थिर कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर्स डिज़ाइन करने में सहायता करता है।

3.2 दीप्ति तीव्रता (I_V) बिनिंग

तीन चमक बिन में छांटा गया है: I2 (280-350 mcd), J1 (350-430 mcd), और J2 (430-530 mcd)। यह बहु-एलईडी सरणियों में एकसमान चमक प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।

3.3 प्रमुख तरंगदैर्घ्य (W_d) बिनिंग

चार रंग बिन (D1, D2, E1, E2) में छांटा गया है, प्रत्येक 465-467.5 nm से 472.5-475 nm तक 2.5 nm की सीमा को कवर करता है। यह कसकर रंग संगति सुनिश्चित करता है, जो ऑटोमोटिव आंतरिक जैसे सौंदर्यात्मक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

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

प्रदान की गई विशेषता वक्र (चित्र 1-7) इस नीले एलईडी के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) और फॉरवर्ड करंट (I_F) के बीच संबंध को ग्राफिक रूप से दर्शाती है। यह वक्र अरेखीय है। बहुत कम धाराओं पर, वोल्टेज न्यूनतम होता है। जैसे-जैसे करंट बढ़ता है, V_F तेजी से बढ़ता है, एक बार यह डायोड के टर्न-ऑन थ्रेशोल्ड (इस डिवाइस के लिए लगभग 2.7V और 3.0V के बीच) को पार कर जाता है। इस बिंदु से आगे, वक्र में अपेक्षाकृत स्थिर ढलान होता है, जो एलईडी के गतिशील प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है। यह वक्र निम्नलिखित के लिए महत्वपूर्ण है:

• ड्राइवर डिज़ाइन:किसी दिए गए संचालन करंट के लिए कॉन्स्टेंट-करंट एलईडी ड्राइवर के आवश्यक आउटपुट वोल्टेज का निर्धारण करना।
• शक्ति गणना:किसी भी संचालन बिंदु पर शक्ति क्षय (P = V_F * I_F) की सटीक गणना करना।
• थर्मल विश्लेषण:यह समझना कि V_F तापमान के साथ कैसे बदल सकता है, क्योंकि जंक्शन तापमान I-V विशेषता को प्रभावित करता है।

5. यांत्रिक एवं पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आयाम एवं चित्र

एलईडी एक आयताकार पीएलसीसी2 पैकेज में रखा गया है। मुख्य आयामों में 1.60mm (लंबाई) x 0.80mm (चौड़ाई) x 0.55mm (ऊंचाई) का समग्र आकार शामिल है। लेंस (गुंबद) की ऊंचाई पैकेज बॉडी की शीर्ष सतह से 0.35mm है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक आयामी सहनशीलता ±0.2mm है।

5.2 ध्रुवता पहचान

कैथोड (-) टर्मिनल को पैकेज के नीचे की ओर एक विशिष्ट हरे निशान द्वारा पहचाना जाता है। पीसीबी असेंबली के दौरान सही ध्रुवता अभिविन्यास सही कार्य के लिए आवश्यक है।

5.3 अनुशंसित सोल्डरिंग लैंड पैटर्न

पीसीबी डिज़ाइन के लिए एक लैंड पैटर्न (फ़ुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। इस अनुशंसित पैटर्न का पालन करने से अच्छे सोल्डर जॉइंट गठन, उचित संरेखण और एलईडी के थर्मल पैड (यदि लागू हो) से पीसीबी तक प्रभावी ताप स्थानांतरण सुनिश्चित होता है।

6. एसएमटी सोल्डरिंग एवं असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग निर्देश

डिवाइस मानक इन्फ्रारेड (IR) या कन्वेक्शन रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। एक विशिष्ट रीफ्लो प्रोफ़ाइल अनुशंसित है, जो समय और तापमान सीमाओं के साथ प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरणों का विवरण देती है। इस प्रोफ़ाइल का पालन करने से थर्मल शॉक रोका जा सकता है, विश्वसनीय सोल्डर जॉइंट्स सुनिश्चित होते हैं और एलईडी की आंतरिक संरचना और एपॉक्सी लेंस को अत्यधिक गर्मी से होने वाले नुकसान से बचाया जा सकता है। नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL 2) का पालन किया जाना चाहिए; यदि पैकेजिंग 12 महीने से अधिक समय तक खुला रहा है, तो रीफ्लो से पहले घटकों को "पॉपकॉर्निंग" या डीलामिनेशन को रोकने के लिए बेकिंग की आवश्यकता होती है।

7. पैकेजिंग एवं ऑर्डरिंग सूचना

7.1 पैकेजिंग विशिष्टता

एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए उद्योग-मानक पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती हैं।

• वाहक टेप:उभरी हुई वाहक टेप के आयाम निर्दिष्ट किए गए हैं जो व्यक्तिगत एलईडी रखती है, जिसमें पॉकेट आकार, पिच और टेप चौड़ाई शामिल हैं।
• रील:उस रील के आयाम प्रदान किए गए हैं जिस पर वाहक टेप लपेटी जाती है, जिसमें रील व्यास, चौड़ाई और हब आकार शामिल हैं।
• लेबल:विशिष्टता में रील और बाहरी पैकेजिंग पर लेबल के प्रारूप और आवश्यक जानकारी शामिल है।

7.2 नमी बैरियर एवं शिपिंग पैकेजिंग

भंडारण और शिपमेंट के दौरान शुष्कता बनाए रखने के लिए रील को एक डिसिकेंट और एक आर्द्रता सूचक कार्ड के साथ एक नमी बैरियर बैग (MBB) के अंदर पैक किया जाता है। इन्हें तब शिपिंग के लिए उपयुक्त एक गत्ते के डिब्बे में पैक किया जाता है।

8. अनुप्रयोग डिज़ाइन सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

विश्वसनीय संचालन के लिए, एलईडी को एक कॉन्स्टेंट वोल्टेज के बजाय एक कॉन्स्टेंट करंट स्रोत से ड्राइव करें। एक स्थिर आपूर्ति वोल्टेज वाले मूल अनुप्रयोगों के लिए एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, (V_CC - V_F) / I_F = R)। ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों या जहां आपूर्ति वोल्टेज बदलता है, वहां एक समर्पित एलईडी ड्राइवर IC या एक करंट-रेगुलेटेड सर्किट की सख्त अनुशंसा की जाती है ताकि सुसंगत चमक बनाए रखा जा सके और एलईडी को ओवरकरंट से बचाया जा सके।

8.2 महत्वपूर्ण डिज़ाइन विचार

• थर्मल प्रबंधन:अधिकतम शक्ति क्षय और जंक्शन तापमान को पार नहीं किया जाना चाहिए। उच्च-चमक संचालन या उच्च परिवेश तापमान के लिए, एलईडी के फ़ुटप्रिंट के नीचे और आसपास पीसीबी कॉपर पोर पर विचार करें ताकि यह हीट सिंक का कार्य कर सके।
• करंट लिमिटिंग:हमेशा उचित करंट लिमिटिंग लागू करें। निरपेक्ष अधिकतम निरंतर करंट 30mA है। इस सीमा पर या इसके निकट संचालन करने के लिए उत्कृष्ट थर्मल डिज़ाइन की आवश्यकता होती है।
• ESD संरक्षण:पीसीबी इनपुट पर ESD संरक्षण लागू करें और असेंबली के दौरान 2000V HBM रेटिंग द्वारा निर्दिष्ट ESD-सुरक्षित हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करें।

9. तकनीकी तुलना एवं लाभ

गैर-ऑटोमोटिव ग्रेड एलईडी या पुराने थ्रू-होल पैकेजों की तुलना में, यह डिवाइस कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है:

• विश्वसनीयता:AEC-Q101 संरेखण चरम स्थितियों (उच्च/निम्न तापमान, आर्द्रता, थर्मल शॉक) के तहत परीक्षण को दर्शाता है, जिससे यह कठोर ऑटोमोटिव वातावरण के लिए उपयुक्त हो जाता है।
• लघुकरण:1.6x0.8mm फ़ुटप्रिंट उच्च-घनत्व पीसीबी लेआउट की अनुमति देता है, जिससे स्टाइलिश और कॉम्पैक्ट ऑटोमोटिव आंतरिक डिज़ाइन संभव होते हैं।
• विनिर्माण योग्यता:एसएमटी पीएलसीसी2 पैकेज और टेप एंड रील आपूर्ति उच्च-गति, स्वचालित असेंबली के लिए अनुकूलित हैं, जो विनिर्माण लागत को कम करती है और संगति में सुधार करती है।
• प्रकाशीय प्रदर्शन:उच्च दीप्ति तीव्रता (530 mcd तक) और विस्तृत 120-डिग्री व्यूइंग एंगल का संयोजन संकेतक और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट, एकसमान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

10.1 डिज़ाइन गणना के लिए विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज क्या है?

प्रारंभिक गणनाओं के लिए 3.0V का उपयोग करें, लेकिन अपने ड्राइवर सर्किट को 2.8V से 3.4V तक पूर्ण बिन रेंज को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन करें ताकि उत्पादन लॉट के किसी भी एलईडी के साथ उचित संचालन सुनिश्चित हो सके।

10.2 क्या मैं इस एलईडी को इसके अधिकतम करंट 30mA पर निरंतर चला सकता हूँ?

हां, लेकिन केवल यदि थर्मल डिज़ाइन यह सुनिश्चित करता है कि जंक्शन तापमान (T_J) 120°C से नीचे बना रहे। 30mA और 3.0V के विशिष्ट V_F पर, शक्ति क्षय 90mW होता है। 300°C/W के थर्मल प्रतिरोध के साथ, इससे सोल्डर पॉइंट से जंक्शन तक 27°C तापमान वृद्धि होगी। इसलिए, T_J को 120°C से नीचे रखने के लिए सोल्डर पॉइंट तापमान 93°C से नीचे रखा जाना चाहिए। पर्याप्त पीसीबी हीटसिंकिंग आवश्यक है।

10.3 मेरी उत्पादन प्रक्रिया के लिए "नमी संवेदनशीलता स्तर 2 (MSL 2)" का क्या अर्थ है?

इसका अर्थ है कि पैकेज्ड एलईडी को फैक्ट्री फ्लोर परिवेशी स्थितियों (

11. डिज़ाइन उपयोग केस उदाहरण

परिदृश्य: ऑटोमोटिव डैशबोर्ड स्विच बैकलाइटिंग।एक डिज़ाइनर को डैशबोर्ड पैनल पर 10 टैक्टाइल स्विच को प्रकाशित करने की आवश्यकता है। सौंदर्यशास्त्र के लिए एकसमान नीला रंग और चमक महत्वपूर्ण है। वे एक ही तरंगदैर्घ्य बिन (जैसे, सभी बिन E1: 470-472.5nm से) और एक ही दीप्ति तीव्रता बिन (जैसे, सभी बिन J2: 430-530 mcd से) से एलईडी का चयन करेंगे ताकि संगति की गारंटी हो सके। 200mA (10 एलईडी * प्रत्येक 20mA) की आपूर्ति करने में सक्षम एकल कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग किया जाएगा। पीसीबी लेआउट में प्रत्येक एलईडी के फ़ुटप्रिंट के नीचे हीट डिसिपेशन में सहायता के लिए एक मामूली कॉपर फिल शामिल होगी, क्योंकि डैशबोर्ड वातावरण गर्म हो सकता है। MSL 2 आवश्यकता को अनुबंध निर्माता के साथ संचारित किया जाएगा ताकि एसएमटी प्रक्रिया से पहले उचित हैंडलिंग सुनिश्चित हो सके।

12. संचालन सिद्धांत

यह एक अर्धचालक प्रकाश स्रोत है। यह गैलियम नाइट्राइड (GaN) चिप पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है जो डायोड के टर्न-ऑन थ्रेशोल्ड से अधिक होता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल चिप के भीतर अर्धचालक जंक्शन पर पुनर्संयोजित होते हैं। इस प्रकार की सामग्री (डायरेक्ट बैंडगैप सेमीकंडक्टर) में, यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा जारी करती है। अर्धचालक परतों की विशिष्ट संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्घ्य (रंग) निर्धारित करती है - इस मामले में, नीला। चिप को एक मोल्डेड एपॉक्सी लेंस के साथ एक प्लास्टिक पैकेज में एनकैप्सुलेटेड किया गया है जो प्रकाश आउटपुट को आकार देता है और भौतिक और पर्यावरणीय सुरक्षा प्रदान करता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

कुशल नीले GaN-आधारित एलईडी का विकास ठोस-राज्य प्रकाश व्यवस्था में एक मूलभूत उपलब्धि थी। इस प्रकार के घटक से संबंधित प्रमुख उद्योग रुझानों में शामिल हैं:

• बढ़ी हुई दक्षता:चल रहे शोध एलईडी के लुमेन-प्रति-वाट (दक्षता) में सुधार करने का लक्ष्य रखते हैं, जिससे समान प्रकाश आउटपुट के लिए ऊर्जा खपत और थर्मल लोड कम होता है।
• उच्च विश्वसनीयता एवं शक्ति घनत्व:पैकेजिंग सामग्री, थर्मल इंटरफेस और चिप डिज़ाइन में प्रगति लंबी आयु बनाए रखते हुए उच्च संचालन धाराओं और तापमानों की अनुमति देती है, विशेष रूप से ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• लघुकरण:छोटे, अधिक सघन पैक किए गए इलेक्ट्रॉनिक असेंबली की दिशा में जोर जारी है, जिससे प्रकाशीय प्रदर्शन को बनाए रखते हुए या सुधारते हुए और अधिक कॉम्पैक्ट एलईडी पैकेज की मांग की जा रही है।
• स्मार्ट एकीकरण:एक व्यापक प्रवृत्ति में नियंत्रण सर्किट्री (ड्राइवर, सेंसर) को सीधे एलईडी के साथ एकीकृत करना शामिल है, लेकिन इस जैसे मानक संकेतक घटकों के लिए, फोकस लागत-प्रभावी, विश्वसनीय डिस्क्रीट प्रदर्शन पर बना हुआ है।