द्वि-रंग AlInGaP SMD LED डेटाशीट - हरा और नारंगी - 5mA - 75mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च चमक वाले द्वि-रंगीय सतह माउंट डिवाइस (SMD) LED के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण देता है। यह उपकरण एक ही पैकेज में दो अलग-अलग AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है, जो हरी और नारंगी रोशनी उत्सर्जित करने में सक्षम है। यह स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, 8mm कैरियर टेप पैकेजिंग में आता है, और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त 7-इंच के रील पर आपूर्ति किया जाता है। यह उत्पाद RoHS निर्देश का अनुपालन करता है और एक हरित पर्यावरण-अनुकूल उत्पाद के रूप में वर्गीकृत है।

इस LED का मुख्य लाभ इसके उपयोग की गई AlInGaP तकनीक में निहित है। पारंपरिक LED सामग्रियों की तुलना में, यह तकनीक उच्च दीप्तिमान दक्षता और उत्कृष्ट रंग शुद्धता उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। एकल, कॉम्पैक्ट EIA मानक पैकेज में द्वि-रंगीय कार्यक्षमता प्राप्त करना, उन अनुप्रयोगों के लिए स्थान बचाता है जिन्हें कई संकेतक रंगों या सरल द्वि-रंगीय स्थिति प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं, और सभी परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं। हरे और नारंगी चिप्स दोनों के लिए, अधिकतम निरंतर DC अग्र धारा 30 mA है। प्रत्येक चिप की शक्ति अपव्यय सीमा 75 mW है। 25°C से शुरू होकर, डीरेटिंग कारक 0.4 mA/°C है, जिसका अर्थ है कि अनुमत अग्र धारा परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ रैखिक रूप से कम हो जाती है ताकि अधिक गर्म होने से बचा जा सके। डिवाइस 5 V तक के रिवर्स वोल्टेज को सहन कर सकता है। कार्यशील तापमान सीमा -30°C से +85°C है, और भंडारण तापमान सीमा -40°C से +85°C है। इन्फ्रारेड सोल्डरिंग की शर्तें अधिकतम 260°C, 5 सेकंड से अधिक नहीं के लिए निर्धारित हैं।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये मापदंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=5mA) के तहत मापे गए हैं, जो डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• दीप्त तीव्रता (Iv):हरे चिप के लिए, न्यूनतम तीव्रता 4.5 mcd है, विशिष्ट मान निर्दिष्ट नहीं है, और अधिकतम मान 28.0 mcd है। नारंगी चिप के लिए, न्यूनतम मान 11.2 mcd है, विशिष्ट मान निर्दिष्ट नहीं है, और अधिकतम मान 71.0 mcd है। तीव्रता माप CIE फोटोपिक मानव आँख प्रतिक्रिया वक्र से मेल खाने वाले फिल्टर वाले सेंसर का उपयोग करके किया जाता है।
• दृष्टिकोण (2θ1/2):दोनों रंगों के लिए विशिष्ट दृष्टिकोण 130 डिग्री है। यह वह पूर्ण कोण है जब उत्सर्जन तीव्रता अपने अक्षीय शिखर मान की आधी हो जाती है।
• तरंगदैर्ध्य:हरे चिप के लिए विशिष्ट शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP) 574 nm है, और विशिष्ट प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 571 nm है। नारंगी चिप के लिए विशिष्ट λP 611 nm है, और विशिष्ट λd 605 nm है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख द्वारा अनुभव की जाती है और उस रंग को परिभाषित करती है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):हरे चिप के लिए विशिष्ट मान 15 nm है और नारंगी चिप के लिए 17 nm है। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):5 mA ड्राइव करंट पर, दोनों चिप्स के लिए विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 1.9 V है और अधिकतम 2.3 V है।
• रिवर्स करंट (IR):5 V रिवर्स वोल्टेज लगाने पर, दोनों चिप्स का अधिकतम रिवर्स करंट 10 µA है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

उत्पादन के एक ही बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए LED की ल्यूमिनस इंटेंसिटी को ग्रेड में बांटा गया है। प्रत्येक ग्रेड की परिभाषित न्यूनतम और अधिकतम तीव्रता मान होते हैं, प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता +/-15% है।

हरा ग्रेड:
- ग्रेड J: 4.5 mcd (न्यूनतम) से 7.1 mcd (अधिकतम)
- ग्रेड K: 7.1 mcd से 11.2 mcd
- ग्रेड L: 11.2 mcd से 18.0 mcd
- बिन M: 18.0 mcd से 28.0 mcd

नारंगी बिन:
- ग्रेड L: 11.2 mcd से 18.0 mcd
- बिन M: 18.0 mcd से 28.0 mcd
- बिन N: 28.0 mcd से 45.0 mcd
- बिन P: 45.0 mcd से 71.0 mcd

यह बिनिंग विधि डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए पूर्वानुमेय चमक स्तर वाले LED का चयन करने की अनुमति देती है, जो बहु-LED सरणियों में एक समान रूप प्राप्त करने या विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों का उल्लेख किया गया है, जो गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि विशिष्ट चार्ट्स पाठ में पुन: प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, लेकिन वे आम तौर पर शामिल करते हैं:

• सापेक्ष चमक तीव्रता vs. अग्र धारा:दिखाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन ड्राइव धारा में वृद्धि के साथ बदलता है, आमतौर पर एक गैर-रैखिक संबंध, लाभ में कमी के बिंदु या संभावित संतृप्ति बिंदु को उजागर करता है।
• अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा:डायोड की IV विशेषता को दर्शाता है, उपयुक्त करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण।
• सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:थर्मल क्वेंचिंग प्रभाव प्रदर्शित करता है, जहां जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। यह उच्च तापमान वाले वातावरण में अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• स्पेक्ट्रम वितरण:विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित सापेक्ष शक्ति का एक ग्राफ दिखाता है, जिसमें शिखर तरंगदैर्ध्य केंद्रित होता है और अर्ध-चौड़ाई स्पष्ट रूप से दिखाई देती है।

ये वक्र इंजीनियरों को मानक 25°C, 5mA परीक्षण बिंदु के अलावा, वास्तविक परिदृश्यों में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने में सक्षम बनाते हैं।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

यह डिवाइस EIA मानक पैकेज आउटलाइन के अनुरूप है। डेटाशीट में सभी महत्वपूर्ण लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और पिन पिच को मिलीमीटर में निर्दिष्ट करते हुए एक विस्तृत पैकेज आयाम चित्र शामिल है। रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने और सही संरेखण सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट (पैड पैटर्न) प्रदान किया गया है। पिन असाइनमेंट स्पष्ट रूप से परिभाषित है: पिन 1 और 3 हरे चिप के लिए हैं, पिन 2 और 4 नारंगी चिप के लिए हैं। यह जानकारी PCB लेआउट डिजाइनरों के लिए सही फुटप्रिंट बनाने के लिए महत्वपूर्ण है।

LED को स्वचालित प्लेसमेंट मशीनों के लिए उपयुक्त कैरियर टेप रील के रूप में आपूर्ति की जाती है। कैरियर टेप की चौड़ाई 8mm है, जो मानक 7 इंच व्यास की रील पर लपेटी जाती है। प्रति रील 4000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग विनिर्देश ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक का पालन करते हैं, जो न्यूनतम ऑर्डर मात्रा (500 टुकड़े शेष) और अधिकतम लगातार लापता घटकों की संख्या (दो) निर्धारित करता है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 रिफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल

दो अनुशंसित इन्फ्रारेड (IR) रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल प्रदान की गई हैं: एक मानक (टिन-लेड) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए और दूसरी लीड-फ्री (SnAgCu) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए। लीड-फ्री प्रोफाइल के लिए उच्चतम शिखर तापमान की आवश्यकता होती है। सामान्य सिफारिशें हैं: प्रीहीट ज़ोन तापमान 120-150°C, प्रीहीट समय 120 सेकंड से कम, शिखर तापमान 260°C से अधिक नहीं, और उस शिखर तापमान से ऊपर का समय 5 सेकंड के भीतर सीमित। ये पैरामीटर LED प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्डिंग को थर्मल क्षति से बचाने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

6.2 भंडारण एवं संचालन

एलईडी को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं वाले वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। मूल नमी-सुरक्षात्मक पैकेजिंग से निकालने के बाद, एक सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग की जानी चाहिए। यदि मूल बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता हो, तो इसे डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि बिना पैकेजिंग के एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किया जाता है, तो सोल्डरिंग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता होती है।

6.3 सफाई

केवल निर्दिष्ट क्लीनर का उपयोग किया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस को नुकसान पहुंचा सकते हैं। यदि सफाई आवश्यक हो, तो कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोने की सिफारिश की जाती है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह द्वि-रंगी LED उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरणों में स्थिति संकेतक, बटन या आइकन की बैकलाइटिंग और पैनल प्रदर्शन के लिए आदर्श है। इसकी द्वि-रंगी विशेषता एक ही घटक स्थान पर दो अलग-अलग स्थितियाँ प्रदर्शित करने की अनुमति देती है (उदाहरण के लिए, पावर ऑन/हरा, स्टैंडबाय/नारंगी; चार्ज स्थिति; नेटवर्क गतिविधि), जिससे सर्किट बोर्ड स्थान और लागत की बचत होती है।

7.2 डिज़ाइन विचार

ड्राइवर सर्किट:LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है। एकाधिक LED को समानांतर में जोड़ने पर चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक LED के लिए अलग से एक श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (सर्किट मॉडल A) का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। वोल्टेज स्रोत से सीधे एक साझा रेसिस्टर का उपयोग करके कई समानांतर LED को ड्राइव करने (सर्किट मॉडल B) की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि अलग-अलग LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) विशेषताओं में मामूली अंतर करंट वितरण और चमक में महत्वपूर्ण अंतर का कारण बनेगा।

इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा:LED, ESD के प्रति संवेदनशील होते हैं। हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रिया के दौरान सावधानी बरतनी चाहिए: ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप और वर्कस्टेशन का उपयोग करें, लेंस पर स्थिर विद्युत आवेश को बेअसर करने के लिए आयन जनरेटर का उपयोग करें, और घटकों को एंटीस्टैटिक पैकेजिंग में संग्रहीत करें। ESD क्षति आमतौर पर असामान्य रूप से उच्च रिवर्स लीकेज करंट के रूप में प्रकट होती है।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

इस उत्पाद की प्रमुख विशिष्टता दोनों रंगों के लिए AlInGaP अर्धचालक सामग्री का उपयोग है। पारंपरिक GaP (गैलियम फॉस्फाइड) आदि तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च प्रकाश उत्सर्जन दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट पर अधिक चमकदार आउटपुट मिलता है। दो-चिप सिंगल-पैकेज डिज़ाइन दो अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक एलईडी का उपयोग करने के लिए एक कॉम्पैक्ट विकल्प प्रदान करता है, जिससे पार्ट्स की संख्या, असेंबली समय और पीसीबी फुटप्रिंट कम हो जाता है। 130 डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ व्यापक कोण से स्टेटस इंडिकेटर देखने की आवश्यकता होती है।

9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को लगातार 20mA पर चला सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, चला सकते हैं। अधिकतम निरंतर डीसी फॉरवर्ड करंट 30 mA है, इसलिए 20 mA सुरक्षित ऑपरेटिंग क्षेत्र के भीतर है। हालाँकि, यदि उच्च परिवेश तापमान पर संचालित किया जा रहा हो, तो कृपया डेरेटिंग कर्व का संदर्भ अवश्य लें।

प्रश्न: समानांतर में जुड़े प्रत्येक एलईडी के लिए श्रृंखला में एक रोकनेवाला (रेसिस्टर) की आवश्यकता क्यों होती है?
उत्तर: एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में निर्माण सहनशीलता (प्रोडक्शन टॉलरेंस) होती है। अलग-अलग रोकनेवालों के बिना, थोड़ा कम VF वाला एलईडी अनुपातहीन रूप से अधिक करंट खींचेगा, जिससे वह अधिक चमकीला हो जाएगा और संभवतः अधिक गर्म हो जाएगा, जबकि उच्च VF वाला एलईडी मंद हो जाएगा। रोकनेवाला प्रत्येक एलईडी के लिए एक साधारण करंट रेगुलेटर के रूप में कार्य करता है।

प्रश्न: "प्रमुख तरंगदैर्ध्य" और "शिखर तरंगदैर्ध्य" में क्या अंतर है?
उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य वह एकल तरंगदैर्ध्य है जहां उत्सर्जित प्रकाश शक्ति सबसे अधिक होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर रंग निर्देशांक से प्राप्त होता है और मानव आंख द्वारा अनुभव किए गए प्रकाश के रंग का प्रतिनिधित्व करने वाली एकल तरंगदैर्ध्य को दर्शाता है। यह आमतौर पर रंग विनिर्देश में अधिक प्रासंगिक पैरामीटर होता है।

प्रश्न: नारंगी L ग्रेड कोड की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: यदि आपको नारंगी L ग्रेड का LED प्राप्त होता है, तो आप प्रत्येक LED से अपेक्षा कर सकते हैं कि जब 5mA पर मापा जाएगा, तो उसकी ल्यूमिनस इंटेंसिटी 11.2 mcd से 18.0 mcd के बीच होगी, इन ग्रेड सीमाओं में +/-15% सहनशीलता होती है।

10. वास्तविक डिज़ाइन केस विश्लेषण

परिदृश्य:एक नेटवर्क राउटर के लिए एक स्टेटस इंडिकेटर डिजाइन करें जो पावर (स्थिर हरा) और डेटा गतिविधि (झिलमिलाता नारंगी) प्रदर्शित करे।

कार्यान्वयन योजना:एकल LTST-C195KGKFKT-5A LED का उपयोग किया जा सकता है। पिन 1/3 (हरा) एक GPIO पिन से जुड़ा है, जो पावर चालू होने पर एक उपयुक्त करंट-सीमित रोकनेवाला (उदाहरण के लिए, 3.3V आपूर्ति से लगभग 5-10mA की गणना: R = (3.3V - 1.9V) / 0.005A ≈ 280Ω) के माध्यम से निरंतर उच्च लॉजिक स्तर आउटपुट करता है। पिन 2/4 (नारंगी) एक अन्य GPIO पिन से जुड़ा है जिसे नेटवर्क कंट्रोलर द्वारा डेटा पैकेट के साथ सिंक्रनाइज़ करके चमकाने के लिए नियंत्रित किया जाता है। प्रत्येक रंग चैनल के लिए अलग-अलग रोकनेवाला का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। चौड़ा देखने का कोण कमरे के किसी भी स्थान से स्थिति देखना सुनिश्चित करता है। यह डिज़ाइन दो-एलईडी समाधान की तुलना में एक एलईडी का फुटप्रिंट बचाता है।

11. कार्य सिद्धांत

LED एक अर्धचालक डायोड है। जब इसके विशेषता फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप अर्धचालक से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप अर्धचालक से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन एक होल के साथ पुनर्संयोजित होता है, तो ऊर्जा एक फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। इस प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंड गैप द्वारा निर्धारित होती है। AlInGaP का ऊर्जा बैंड गैप, इसके सटीक संघटन के आधार पर, दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल, नारंगी, अंबर और हरे भागों में प्रकाश उत्पन्न कर सकता है। यह उपकरण दो स्वतंत्र AlInGaP चिप्स को शामिल करता है, जिनके अलग-अलग संघटन हैं, हरा और नारंगी प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए विकसित किए गए हैं, और एक पारदर्शी (वाटर क्लियर) एपॉक्सी लेंस में एनकैप्सुलेटेड हैं, जो प्राथमिक ऑप्टिकल तत्व के रूप में भी कार्य करता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

संकेतक LED के रुझान उच्च दक्षता, छोटे पैकेज और कम बिजली की खपत की ओर निरंतर विकसित हो रहे हैं। AlInGaP प्रौद्योगिकी लाल से हरे रंगों के लिए एक परिपक्व और कुशल समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। निरंतर विकास उच्च ड्राइव करंट पर दक्षता बढ़ाने और तापमान और जीवनकाल के दौरान रंग स्थिरता बढ़ाने पर केंद्रित है। इस डेटाशीट में द्वि-रंग चिप जैसे एकीकरण, सिस्टम आकार और जटिलता को कम करने की एक प्रमुख प्रवृत्ति है। इसके अलावा, लीड-मुक्त, उच्च तापमान रिफ्लो प्रक्रियाओं के साथ अनुकूलता अब वैश्विक पर्यावरणीय नियमों को पूरा करने के लिए सभी SMD घटकों के लिए एक मानक आवश्यकता है। भविष्य के विकास में नियंत्रण सर्किट्री या बहु-रंग कार्यक्षमता को और छोटे पैकेज आकारों में एकीकृत किया जा सकता है।