सिरेमिक 3535 सीरीज 1W इन्फ्रारेड LED डेटाशीट - आकार 3.5x3.5x0.9mm - वोल्टेज 1.5V - पावर 1W - वेवलेंथ 850nm

1. उत्पाद अवलोकन

सिरेमिक 3535 श्रृंखला एक उच्च-शक्ति सतह माउंट LED है, जिसे मजबूत और विश्वसनीय अवरक्त प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह 1W उपकरण सिरेमिक सब्सट्रेट का उपयोग करता है, जो पारंपरिक प्लास्टिक पैकेजिंग की तुलना में उत्कृष्ट ताप प्रबंधन और दीर्घकालिक स्थिरता प्रदान करता है। इसकी प्राथमिक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य 850nm है, जो सेंसिंग, मशीन विज़न और सुरक्षा निगरानी के व्यापक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

इस श्रृंखला के मुख्य लाभों में शामिल हैं: सिरेमिक संरचना के कारण उत्कृष्ट ताप अपव्यय क्षमता, व्यापक कवरेज प्रदान करने वाला 120 डिग्री का विस्तृत देखने का कोण, और उच्च-घनत्व PCB लेआउट को सुविधाजनक बनाने वाला कॉम्पैक्ट 3.5mm x 3.5mm फुटप्रिंट। लक्षित बाजार औद्योगिक स्वचालन, निगरानी प्रणालियाँ, बायोमेट्रिक सेंसर और किसी भी ऐसे अनुप्रयोग हैं जिन्हें स्थिर, उच्च-तीव्रता वाले अवरक्त प्रकाश की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी मापदंड एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

निम्नलिखित मापदंड उन सीमा मूल्यों को परिभाषित करते हैं जिनसे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं दी जा सकती।

• फॉरवर्ड करंट (IF):500 mA (DC)
• फॉरवर्ड पल्स करंट (IFP):700 mA (Pulse Width ≤10ms, Duty Cycle ≤1/10)
• Power Dissipation (PD):1000 mW
• कार्य तापमान (Topr):-40°C से +100°C
• भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +100°C
• जंक्शन तापमान (Tj):125°C
• सोल्डरिंग तापमान (Tsld):रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान 230°C या 260°C, अधिकतम 10 सेकंड।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ (सामान्य मान @ Ta=25°C)

ये पैरामीटर निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• Forward Voltage (VF):1.5 V (Typical), 2.0 V (Maximum) @ IF=350mA. Low forward voltage helps improve system efficiency.
• Reverse Voltage (VR):5 V. इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स बायस पर तत्काल विफलता हो सकती है।
• पीक वेवलेंथ (λd):850 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जहाँ विकिरण तीव्रता सर्वोच्च होती है।
• रिवर्स करंट (IR):50 μA (अधिकतम) @ VR=5V.
• व्यू एंगल (2θ1/2):120 डिग्री। यह व्यापक व्यू एंगल एक विस्तृत, समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।

2.3 थर्मल विशेषताएँ

सिरैमिक पैकेजिंग एक महत्वपूर्ण थर्मल विशेषता है। सिरैमिक सामग्री में उच्च तापीय चालकता होती है, जो एलईडी चिप के जंक्शन से पीसीबी और परिवेश में प्रभावी रूप से ऊष्मा का संचालन करती है। यह सीधे डिवाइस के जीवनकाल और प्रकाश आउटपुट रखरखाव दर को प्रभावित करता है। पर्याप्त कॉपर फ़ॉइल क्षेत्र और संभावित ताप अपव्यय उपायों सहित, एप्लिकेशन पीसीबी पर उचित थर्मल डिज़ाइन, जंक्शन तापमान को अधिकतम 125°C रेटेड मूल्य से नीचे बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, खासकर जब पूर्ण 350mA ड्राइव करंट पर काम किया जा रहा हो।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

उत्पादों को एक ही उत्पादन बैच के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। डिजाइनरों को अनुप्रयोग में प्रदर्शन मिलान सुनिश्चित करने के लिए बिन निर्दिष्ट करना चाहिए।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

LED को उसके परीक्षण धारा (VF) के तहत फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।

• कोड A:VF = 1.4V से 1.6V
• कोड B:VF = 1.6V से 1.8V
• कोड C:VF = 1.8V से 2.0V

नोट: मापन सहिष्णुता ±0.08V है।संकीर्ण रेंज वाले वोल्टेज रेंज का चयन करने से निरंतर धारा सर्किट डिजाइन सरल हो जाता है।

3.2 पीक वेवलेंथ ग्रेडिंग

इस विशिष्ट मॉडल (T1901PIA) के लिए, वेवलेंथ बिनिंग निम्नानुसार है:

• कोड I2:λd = 845nm से 865nm। यह 20nm का संकीर्ण रेंज उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जो विशिष्ट अवरक्त तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील हैं, जैसे कि कुछ प्रकार के नाइट विजन या ऑप्टिकल सेंसर।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

स्पेसिफिकेशन शीट सर्किट और थर्मल डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण ग्राफिकल डेटा प्रदान करती है।

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

यह वक्र करंट और वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। 350mA करंट पर 1.5V VF का विशिष्ट मान एक महत्वपूर्ण बिंदु है। डिजाइनर उपयुक्त करंट-सीमित रोकनेवाला चुनने या स्थिर-धारा ड्राइवर डिजाइन करने के लिए इस वक्र का उपयोग करते हैं। यह वक्र तापमान के साथ बदलता है; किसी दिए गए करंट पर, वोल्टेज जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है।

4.2 सापेक्ष विकिरण शक्ति और जंक्शन तापमान संबंध वक्र

यह ग्राफ LED के आउटपुट की थर्मल डेरेटिंग विशेषता को दर्शाता है। दृश्यमान प्रकाश LED की तुलना में, इन्फ्रारेड LED की दक्षता में तापमान के साथ गिरावट आमतौर पर कम होती है, लेकिन आउटपुट जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ फिर भी कम होता है। उत्पाद के जीवनकाल में और विभिन्न कार्यशील तापमानों पर प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए थर्मल प्रबंधन में इस पर विचार करना आवश्यक है।

4.3 स्पेक्ट्रम वितरण वक्र

यह वक्र 850nm तरंगदैर्ध्य पर मुख्य शिखर की पुष्टि करता है और स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ प्रदर्शित करता है। संकीर्ण बैंडविड्थ उच्च गुणवत्ता वाले इन्फ्रारेड एमिटर की विशिष्ट विशेषता है। विशिष्ट स्पेक्ट्रल प्रतिक्रियाशीलता वाले मिलान फोटोडिटेक्टर या कैमरा सेंसर के साथ युग्मन के लिए स्पेक्ट्रम को समझना महत्वपूर्ण है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम और आकृति चित्र

डिवाइस एक वर्गाकार सिरेमिक बॉडी है, जिसका आयाम 3.5mm x 3.5mm है। कुल ऊंचाई लगभग 0.9mm है। सटीक PCB लेआउट के लिए सहनशीलता सहित विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किए गए हैं (उदाहरण के लिए, .X आयाम सहनशीलता ±0.10mm, .XX आयाम सहनशीलता ±0.05mm)।

5.2 अनुशंसित पैड लेआउट और स्टेंसिल डिज़ाइन

विश्वसनीय सोल्डरिंग और इष्टतम ताप संचरण सुनिश्चित करने के लिए विशिष्ट पैड पैटर्न डिजाइन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। पैड लेआउट में आमतौर पर दो एनोड/कैथोड पैड और एक केंद्रीय थर्मल पैड शामिल होता है। स्टेंसिल डिजाइन (सोल्डर पेस्ट मास्क) के लिए भी निर्देश हैं, जिसमें आमतौर पर बड़े थर्मल पैड के लिए ब्रिजिंग और अत्यधिक सोल्डर पेस्ट को रोकने के लिए कम किए गए एपर्चर की सिफारिश की जाती है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने और थर्मल पैड से PCB तक ताप अपव्यय को अधिकतम करने के लिए इन सिफारिशों का पालन करना महत्वपूर्ण है।

5.3 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड को आमतौर पर पैकेज के शीर्ष पर एक चिह्न द्वारा दर्शाया जाता है, जैसे लेंस पर हरा रंग या एक नॉच/कट कॉर्नर। PCB फुटप्रिंट ड्राइंग में गलत प्लेसमेंट को रोकने के लिए इस विशेषता से मेल खाने वाला एक पोलैरिटी मार्क शामिल होना चाहिए।

6. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स

यह एलईडी मानक इन्फ्रारेड या कन्वेक्शन रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। अधिकतम चरम तापमान 260°C है, और लिक्विडस तापमान (जैसे 217°C) से ऊपर का समय 10 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। थर्मल शॉक से बचने के लिए अनुशंसित रीफ्लो तापमान प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए। सिरेमिक पैकेज आमतौर पर प्लास्टिक पैकेज की तुलना में नमी अवशोषण के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं, लेकिन उपयोग की गई विशिष्ट सामग्री के आधार पर, नमी-संवेदनशील उपकरणों (MSD) के लिए मानक संचालन सावधानियों का पालन करने की आवश्यकता हो सकती है।

6.2 संचालन और भंडारण सावधानियां

एलईडी को शुष्क, स्थैतिक-विद्युत-सुरक्षित वातावरण में संग्रहित करें। लेंस पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचें। संचालन के दौरान स्थैतिक विद्युत सुरक्षा उपाय अपनाएं। आंतरिक संरचना को क्षति पहुँचाने से बचने के लिए सोल्डरिंग के बाद अल्ट्रासोनिक क्लीनर का उपयोग करके सफाई न करें।

7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

7.1 टेप एंड रील पैकेजिंग

उत्पाद रील के रूप में उपलब्ध है, जो स्वचालित प्लेसमेंट मशीनों के लिए उपयुक्त एम्बॉस्ड कैरियर टेप में पैक किया गया है। कैरियर टेप आयाम (पॉकेट आकार, पिच) मानकीकृत हैं। प्रति रील मात्रा आमतौर पर हजारों में होती है।

7.2 मॉडल नामकरण नियम

पार्ट नंबर (जैसे T1901PIA) महत्वपूर्ण विशेषताओं को कोडित करता है:

• T:श्रृंखला पहचानकर्ता।
• 19:सिरेमिक 3535 पैकेजिंग कोड।
• P:एकल उच्च-शक्ति चिप के लिए चिप मात्रा कोड।
• I:इन्फ्रारेड (IR) रंग कोड।
• A:आंतरिक कोड या ग्रेडिंग कोड।
• अतिरिक्त प्रत्यय वोल्टेज रेंज, तरंगदैर्ध्य रेंज आदि को इंगित कर सकता है।

सिस्टम में परिभाषित अन्य कोड में रंग (R, G, B, Y, W आदि), चिप संख्या (S, P, 2, 3) और लेंस प्रकार (00 का अर्थ कोई लेंस नहीं, 01 का अर्थ लेंस सहित) शामिल हैं।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• निगरानी एवं सुरक्षा:इन्फ्रारेड कट-ऑफ फिल्टर वाले सीसीटीवी कैमरों को अदृश्य रात्रि दृष्टि कार्यक्षमता प्रदान करने हेतु प्रकाश व्यवस्था करना।
• मशीन विज़न:स्वचालित निरीक्षण प्रणालियों में संरचित प्रकाश, कंट्रास्ट वृद्धि या दोष पहचान के लिए।
• बायोमेट्रिक सेंसर:आईरिस पहचान, चेहरे की पहचान या फिंगरप्रिंट स्कैनर।
• प्रॉक्सिमिटी और जेस्चर सेंसिंग:उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए।
• ऑप्टिकल स्विच और एनकोडर:अवरोध-आधारित संवेदन के लिए प्रकाश स्रोत प्रदान करता है।

8.2 डिज़ाइन विचार बिंदु

• ड्राइवर सर्किट:स्थिर आउटपुट के लिए कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करें। कम VF कम वोल्टेज पावर स्रोत से काम करने की अनुमति देता है। पूर्ण शक्ति पर उच्च दक्षता संचालन के लिए स्विचिंग रेगुलेटर के उपयोग पर विचार करें।
• थर्मल प्रबंधन:यह महत्वपूर्ण है। हीट सिंक पैड को कई थर्मल वाया के माध्यम से PCB पर बड़े कॉपर क्षेत्र से जोड़ें, और इसे आंतरिक परत या तल पर स्थित हीट सिंक से कनेक्ट करें। उच्च शक्ति या उच्च परिवेश तापमान अनुप्रयोगों के लिए, थर्मल सिमुलेशन की सिफारिश की जाती है।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:120-डिग्री बीम को विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए प्रकाश को आकार देने के लिए द्वितीयक ऑप्टिकल तत्वों (लेंस, डिफ्यूज़र) की आवश्यकता हो सकती है। सिरेमिक पैकेज सतह प्रत्यक्ष ऑप्टिकल युग्मन के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती है; आमतौर पर प्राथमिक लेंस एकीकृत होता है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

मानक प्लास्टिक 3535 LED की तुलना में, इस सिरेमिक संस्करण के महत्वपूर्ण लाभ हैं:

• उत्कृष्ट थर्मल प्रदर्शन:जंक्शन से सर्किट बोर्ड तक कम थर्मल प्रतिरोध, जिससे कार्यशील जंक्शन तापमान कम होता है, अधिकतम ड्राइव करंट की संभावना बढ़ती है और उच्च शक्ति पर जीवनकाल में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
• बढ़ी हुई विश्वसनीयता:सिरेमिक निष्क्रिय होता है, उच्च तापमान या उच्च पराबैंगनी विकिरण के तहत यह विघटित या पीला नहीं पड़ता, जो कुछ प्लास्टिक से भिन्न है। यह यांत्रिक दरार के प्रति भी अधिक प्रतिरोधी है।
• स्थिर प्रकाश उत्पादन:बेहतर थर्मल प्रबंधन से तरंगदैर्ध्य और विकिरण शक्ति समय और तापमान चक्र के साथ अधिक स्थिर रहते हैं।
• समझौता आमतौर पर यह है कि इकाई लागत प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन की तुलना में थोड़ी अधिक होती है।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

10.1 What is the difference between Forward Current (IF) and Pulse Current (IFP)?

IF (500mA)यह LED द्वारा सहन किया जा सकने वाला अधिकतम निरंतर DC करंट है।IFP (700mA)यह लघु स्पंद (चौड़ाई ≤10ms, ड्यूटी साइकिल ≤10%) के तहत अनुमत अधिकतम धारा है। स्पंद चालन उच्च तात्कालिक विकिरण आउटपुट प्राप्त कर सकता है, जो स्ट्रोब या स्पंद संवेदन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, लेकिन औसत शक्ति 1W सीमा से अधिक नहीं होनी चाहिए।

10.2 How to select the correct voltage bin?

यदि आपका डिज़ाइन करंट लिमिटिंग के लिए साधारण सीरीज़ रेसिस्टर का उपयोग करता है, तो संकीर्ण VF ग्रेड (जैसे, सभी कोड B) चुनने से करंट अधिक सुसंगत रहता है, जिससे ऐरे में सभी एलईडी की चमक समान रहती है। सक्रिय कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर वाले डिज़ाइन के लिए, वोल्टेज ग्रेड का महत्व कम होता है क्योंकि ड्राइवर सेट करंट बनाए रखने के लिए वोल्टेज समायोजित करता है।

10.3 क्या इस LED को हीट सिंक के बिना चलाया जा सकता है?

पूर्ण 350mA/1W रेटिंग पर, उचित थर्मल पथ प्रदान किया जाना चाहिए। सिरेमिक पैकेजिंग सहायक है, लेकिन इसे पीसीबी के थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम से जोड़ा जाना चाहिए। कम ड्राइव करंट (जैसे 100-200mA) या पल्स ऑपरेशन के लिए, आवश्यकताएं कम सख्त हैं, लेकिन फिर भी थर्मल विश्लेषण की सिफारिश की जाती है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस विश्लेषण

परिदृश्य: हाई-स्पीड इंडस्ट्रियल बारकोड स्कैनर।स्कैनर को तेजी से चलते पार्सल पर बारकोड पढ़ने की आवश्यकता होती है। सिस्टम लक्ष्य को रोशन करने के लिए 850nm पल्स इन्फ्रारेड LED ऐरे का उपयोग करता है। सिरेमिक 3535 LED का चयन उच्च पल्स करंट (700mA तक) को संभालने की इसकी क्षमता के कारण किया गया है, जो चमकदार, अल्पकालिक फ्लैश प्रदान करता है, जिससे स्पष्ट, मोशन ब्लर से मुक्त छवि कैप्चर होती है। सिरेमिक पैकेजिंग की थर्मल स्थिरता गर्म कारखाने के वातावरण में लंबे समय तक संचालन के दौरान पल्स आयाम और तरंगदैर्ध्य की स्थिरता सुनिश्चित करती है। 120 डिग्री चौड़ी बीम कम LED का उपयोग करके स्कैन क्षेत्र को कवर करने की अनुमति देती है। PCB डिज़ाइन में मोटी कॉपर परतों का उपयोग किया गया है और प्रत्येक LED के थर्मल पैड के नीचे थर्मल वाया बनाए गए हैं ताकि पल्स ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न औसत गर्मी को दूर किया जा सके।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) का कार्य सिद्धांत दृश्यमान प्रकाश LED के समान ही है, दोनों इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस प्रभाव पर आधारित हैं। जब p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन के रूप में मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग किए गए अर्धचालक पदार्थ की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। 850nm उत्सर्जन के लिए, आमतौर पर अल्युमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs) जैसी सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। सिरेमिक पैकेजिंग मुख्य रूप से अर्धचालक चिप, बॉन्डिंग वायर और प्राथमिक ऑप्टिकल घटकों (यदि कोई हों) के लिए एक यांत्रिक रूप से मजबूत और उत्कृष्ट तापीय चालकता वाला आवरण के रूप में कार्य करती है।

13. तकनीकी रुझान एवं विकास

उच्च शक्ति वाले इन्फ्रारेड LED का रुझान उच्चतर विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन) और उच्चतर शक्ति घनत्व की ओर है। यह उन्नत चिप तकनीकों (फ्लिप-चिप, थिन-फिल्म) और इष्टतम ताप प्रबंधन हासिल करने के लिए सिरेमिक एवं धातु सब्सट्रेट जैसी पैकेजिंग सामग्रियों के अपनाव को प्रेरित कर रहा है। एक और ध्यान केंद्रित क्षेत्र कठोर परिस्थितियों (उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता) में विश्वसनीयता और जीवनकाल बढ़ाना है। इसके अतिरिक्त, ड्राइवरों, सेंसरों को LED के साथ एकीकृत करके स्मार्ट मॉड्यूल बनाना एक बढ़ता हुआ रुझान है, जो अंतिम उपयोगकर्ता के लिए सिस्टम डिजाइन को सरल बनाता है। सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट, संकीर्ण तरंगदैर्ध्य बैंड की मांग एपिटैक्सियल सामग्री विकास और डिवाइस इंजीनियरिंग में प्रगति को निरंतर प्रेरित कर रही है।