द्वि-रंग SMD LED डेटाशीट - पैकेज 3.2x2.8x1.9mm - वोल्टेज 2.0V - पावर 75mW - हरा/पीला - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक कॉम्पैक्ट, सरफेस-माउंट द्वि-रंग एलईडी लैंप के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है। यह उपकरण स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है और उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ स्थान एक महत्वपूर्ण बाधा है। यह एक ही पैकेज के भीतर दो अलग-अलग एलईडी चिप्स को समाहित करता है, जो न्यूनतम फुटप्रिंट में बहु-स्थिति संकेत या रंग मिश्रण को सक्षम बनाता है।

1.1 मुख्य विशेषताएँ और लक्षित बाज़ार

इस घटक के प्राथमिक लाभों में RoHS निर्देशों का अनुपालन, उच्च-चमक AlInGaP अर्धचालक प्रौद्योगिकी का उपयोग, और उच्च-मात्रा असेंबली के लिए मानक टेप-एंड-रील प्रारूपों के साथ संगत पैकेजिंग शामिल है। इसका डिज़ाइन इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। लक्षित अनुप्रयोग उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करते हैं, जिसमें दूरसंचार उपकरण (जैसे, मोबाइल फोन), पोर्टेबल कंप्यूटिंग डिवाइस (जैसे, नोटबुक), नेटवर्क हार्डवेयर, घरेलू उपकरण, इनडोर साइनेज, कीबोर्ड बैकलाइटिंग और स्थिति संकेतक कार्य शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

इन सीमाओं से परे उपकरण को संचालित करने से स्थायी क्षति हो सकती है। प्रमुख रेटिंग्स में प्रति रंग चिप 75 mW की अधिकतम शक्ति अपव्यय, 30 mA की निरंतर डीसी फॉरवर्ड करंट, और स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) के तहत 80 mA का शिखर फॉरवर्ड करंट शामिल है। अधिकतम अनुमेय रिवर्स वोल्टेज 5 V है। उपकरण -30°C से +85°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज और -40°C से +85°C के भंडारण तापमान रेंज के लिए रेटेड है।

2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ

20 mA के एक मानक परीक्षण करंट और 25°C के परिवेश तापमान पर मापा गया, हरे और पीले दोनों चिप्स के लिए विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) 2.0 V है, जिसकी निर्दिष्ट सीमा 1.5 V (न्यूनतम) से 2.4 V (अधिकतम) तक है। दीप्त तीव्रता (Iv) एक प्रमुख प्रदर्शन मीट्रिक है। हरे चिप के लिए, विशिष्ट मान 35.0 mcd (मिलिकैंडेला) है, जिसका न्यूनतम 18.0 mcd है। पीला चिप 75.0 mcd पर उच्च विशिष्ट आउटपुट प्रदर्शित करता है, जिसका न्यूनतम 28.0 mcd है। देखने का कोण (2θ1/2), जिसे पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया गया है जिस पर तीव्रता अपने अक्षीय मान से आधी हो जाती है, आमतौर पर 130 डिग्री है, जो एक विस्तृत दृश्य पैटर्न को इंगित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) अनुभूत रंग को परिभाषित करता है। हरे रंग के लिए, यह आमतौर पर 571 nm (सीमा 564-578 nm) पर केंद्रित होता है, और पीले रंग के लिए, 589 nm (सीमा 582-596 nm) पर। वर्णक्रमीय रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ) दोनों रंगों के लिए आमतौर पर 15.0 nm है।

3. बिन रैंकिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

उत्पाद को अनुप्रयोग में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए प्रदर्शन बिन के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। दो प्राथमिक बिनिंग पैरामीटर उपयोग किए जाते हैं: दीप्त तीव्रता (Iv) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (रंग)।

3.1 दीप्त तीव्रता बिनिंग

हरे एलईडी की तीव्रता बिन M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), और P (45.0-71.0 mcd) में उपलब्ध है। पीले एलईडी बिन N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), और R (112.0-180.0 mcd) प्रदान करता है। प्रत्येक बिन के भीतर +/-15% की सहनशीलता लागू की जाती है।

3.2 रंग (तरंगदैर्ध्य) बिनिंग

हरे एलईडी के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य को C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), और E (573.5-576.5 nm) के रूप में बिन किया जाता है, जिसमें प्रति बिन +/-1 nm की सहनशीलता होती है। यह सटीक नियंत्रण उत्पादन बैचों में रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है, जो एक समान रूप की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

जबकि विशिष्ट ग्राफिकल डेटा स्रोत दस्तावेज़ में संदर्भित है (जैसे, वर्णक्रमीय उत्सर्जन के लिए चित्र 1, देखने के कोण के लिए चित्र 5), ऐसे उपकरणों के लिए विशिष्ट वक्र महत्वपूर्ण संबंधों को दर्शाते हैं। फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V) वक्र डायोड की विशेषता घातीय संबंध दिखाता है। दीप्त तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र आमतौर पर एक बिंदु तक करंट के साथ प्रकाश आउटपुट में लगभग रैखिक वृद्धि दिखाता है, जिसके बाद दक्षता गिर सकती है। वर्णक्रमीय वितरण वक्र प्रत्येक मोनोक्रोमैटिक चिप के लिए एक एकल शिखर दिखाएगा, जिसमें अर्ध-चौड़ाई रंग शुद्धता को परिभाषित करती है। इन वक्रों को समझना सर्किट डिज़ाइन के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से एलईडी को इष्टतम दक्षता पर चलाने और विभिन्न ऑपरेटिंग स्थितियों के तहत प्रकाश आउटपुट की भविष्यवाणी करने के लिए।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आयाम और पिन असाइनमेंट

उपकरण में एक मानक SMD फुटप्रिंट है। महत्वपूर्ण आयामों में लंबाई में लगभग 3.2 mm और चौड़ाई में 2.8 mm का बॉडी आकार शामिल है, जिसकी विशिष्ट ऊंचाई 1.9 mm है। सहनशीलता आमतौर पर ±0.1 mm होती है। पैकेज एक वाटर-क्लियर लेंस का उपयोग करता है। पिन असाइनमेंट इस प्रकार है: पिन 1 और 3 हरे AlInGaP चिप को सौंपे गए हैं, जबकि पिन 2 और 4 पीले AlInGaP चिप को सौंपे गए हैं। यह विन्यास प्रत्येक रंग के स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देता है।

5.2 अनुशंसित पीसीबी अटैचमेंट पैड लेआउट

विश्वसनीय सोल्डरिंग और उचित यांत्रिक संरेखण सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। यह पैटर्न आमतौर पर उपकरण के टर्मिनलों से थोड़ा बड़े पैड शामिल करता है ताकि अच्छे सोल्डर फिलेट गठन की सुविधा हो, जो जोड़ की मजबूती और तापीय अपव्यय के लिए महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 आईआर रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स

लीड-मुक्त (Pb-मुक्त) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए, एक विशिष्ट रीफ्लो प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है। शिखर बॉडी तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 260°C से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। 200°C तक के प्री-हीट चरण की सलाह दी जाती है। प्रोफाइल को विशिष्ट पीसीबी डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए ओवन के लिए चरित्रित किया जाना चाहिए। इन स्थितियों के तहत उपकरण अधिकतम दो रीफ्लो चक्रों के लिए योग्य है।

6.2 मैनुअल सोल्डरिंग

यदि आयरन के साथ मैनुअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो टिप तापमान को अधिकतम 300°C तक नियंत्रित किया जाना चाहिए, और प्रति लीड सोल्डरिंग समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। मैनुअल सोल्डरिंग केवल एक बार किया जाना चाहिए।

6.3 भंडारण और हैंडलिंग

एलईडी नमी-संवेदनशील (MSL 3) हैं। जब उन्हें डिसिकेंट के साथ उनके मूल सील मॉइस्चर-बैरियर बैग में संग्रहीत किया जाता है, तो उन्हें ≤30°C और ≤90% RH पर रखा जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार बैग खोलने के बाद, घटकों को ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। बैग खोलने के एक सप्ताह के भीतर आईआर रीफ्लो प्रक्रिया पूरी करने की सिफारिश की जाती है। मूल पैकेजिंग से बाहर एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत घटकों के लिए, सोल्डरिंग से पहले एक बेकिंग प्रक्रिया (जैसे, कम से कम 20 घंटे के लिए 60°C) की आवश्यकता होती है ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" क्षति को रोका जा सके।

6.4 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता है, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। कमरे के तापमान पर एलईडी को एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट रसायन पैकेज सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

घटक EIA-481 मानकों के अनुसार 8 mm चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप पर आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7-इंच (178 mm) व्यास के रीलों पर लपेटे जाते हैं। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। टेप घटक पॉकेट को सील करने के लिए एक कवर टेप का उपयोग करता है। एक पूर्ण रील से कम मात्रा के लिए, शेष लॉट के लिए 500 टुकड़ों की न्यूनतम पैकिंग मात्रा लागू होती है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह द्वि-रंग एलईडी बहु-स्थिति संकेत के लिए आदर्श है। उदाहरण के लिए, एक नेटवर्क राउटर में, हरा चिप "पावर ऑन/ऑपरेशन सामान्य" का संकेत दे सकता है, जबकि पीला चिप "डेटा गतिविधि" या "सिस्टम अलर्ट" का संकेत दे सकता है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में, यह एक संयुक्त चार्जिंग/स्थिति संकेतक के रूप में कार्य कर सकता है। इसका छोटा आकार इसे हैंडहेल्ड डिवाइस पर मिनिएचर कीपैड या आइकन की बैकलाइटिंग के लिए उपयुक्त बनाता है।

8.2 डिज़ाइन विचार

करंट लिमिटिंग:प्रत्येक एलईडी चिप के लिए हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करें। रेसिस्टर मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R = (Vsupply - Vf_LED) / I_desired। 2.0V के विशिष्ट Vf और 5V आपूर्ति के साथ 20 mA के वांछित करंट का उपयोग करते हुए, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω।

थर्मल प्रबंधन:हालांकि शक्ति अपव्यय कम है, थर्मल पैड (यदि कोई हो) या लीड्स के आसपास पर्याप्त पीसीबी कॉपर सुनिश्चित करने से गर्मी को दूर करने में मदद मिलती है, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण में, एलईडी दीर्घायु और स्थिर प्रकाश आउटपुट को बनाए रखने के लिए।

ईएसडी सुरक्षा:उपकरण इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान उचित ईएसडी नियंत्रण (कलाई पट्टियाँ, ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, प्रवाहकीय फोम) का उपयोग किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

एकल-रंग SMD एलईडी की तुलना में, यह उपकरण एक पैकेज में दो कार्यों को जोड़कर स्थान बचाता है, पीसीबी रियल एस्टेट और असेंबली समय को कम करता है। इन विशिष्ट रंगों (हरा और पीला) के लिए कुछ अन्य एलईडी प्रौद्योगिकियों की तुलना में AlInGaP प्रौद्योगिकी का उपयोग आमतौर पर उच्च दीप्त दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑपरेटिंग तापमान रेंज में उज्जवल और अधिक सुसंगत आउटपुट प्राप्त होता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं हरे और पीले दोनों एलईडी को उनके अधिकतम डीसी करंट (प्रत्येक 30 mA) पर एक साथ चला सकता हूँ?

उत्तर: तकनीकी रूप से हाँ, लेकिन आपको कुल शक्ति अपव्यय पर विचार करना चाहिए। यदि फॉरवर्ड वोल्टेज उनकी सीमा के उच्च सिरे पर हैं तो प्रत्येक 30mA पर एक साथ संचालन से संयुक्त शक्ति अपव्यय हो सकता है जो अनुशंसित सीमाओं से अधिक हो सकता है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स से नीचे, शायद प्रत्येक 20 mA पर संचालित करना और पर्याप्त थर्मल डिज़ाइन सुनिश्चित करना सुरक्षित है।

प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के बीच क्या अंतर है?

उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अधिकतम होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की एकल तरंगदैर्ध्य है जो एक संदर्भ सफेद प्रकाश की तुलना में एलईडी के अनुभूत रंग से मेल खाती है। λd मानव-केंद्रित अनुप्रयोगों में रंग विनिर्देश के लिए अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: बैग खोलने के बाद भंडारण की स्थिति इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?

उत्तर: SMD पैकेज हवा से नमी अवशोषित कर सकते हैं। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक दबाव बनता है जो पैकेज को विलग कर सकता है या डाई को तोड़ सकता है, एक विफलता जिसे "पॉपकॉर्निंग" के रूप में जाना जाता है। निर्दिष्ट भंडारण स्थितियाँ और बेकिंग प्रक्रियाएँ इसे रोकती हैं।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग मामला

परिदृश्य: एक पोर्टेबल डिवाइस के लिए द्वि-स्थिति संकेतक डिजाइन करना

एक डिजाइनर एक एकल संकेतक एलईडी के साथ एक कॉम्पैक्ट मीडिया प्लेयर बना रहा है। आवश्यकताएँ हैं: "प्ले" के लिए ठोस हरा, "पॉज़" के लिए झिलमिलाता हरा, और "चार्जिंग/स्टैंडबाय" के लिए ठोस पीला। इस द्वि-रंग एलईडी का उपयोग करने से डिज़ाइन सरल हो जाता है। दो जीपीआईओ पिन वाला एक माइक्रोकंट्रोलर सरल ट्रांजिस्टर स्विच के माध्यम से या सीधे यदि जीपीआईओ पर्याप्त करंट सिंक/सोर्स कर सकता है तो हरे और पीले चिप को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित कर सकता है। 130-डिग्री का विस्तृत देखने का कोण सुनिश्चित करता है कि स्थिति विभिन्न कोणों से दिखाई दे। डिजाइनर सभी उत्पादन इकाइयों में समान रंग और चमक की गारंटी देने के लिए समान तीव्रता और रंग बिन से घटकों का चयन करता है।

12. सिद्धांत परिचय

लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) अर्धचालक उपकरण हैं जो उनमें से विद्युत धारा गुजरने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। इस घटना को इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस कहा जाता है। एक AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) एलईडी में, विद्युत ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों और होल को अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र के भीतर पुनर्संयोजित करने का कारण बनती है, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। प्रकाश का विशिष्ट रंग अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है, जिसे घटक तत्वों के अनुपात को समायोजित करके इंजीनियर किया जाता है। एक द्वि-रंग एलईडी पैकेज दो ऐसे अर्धचालक चिप्स को रखता है जिनमें अलग-अलग बैंडगैप होते हैं, विद्युत रूप से अलग लेकिन एक सामान्य यांत्रिक संरचना साझा करते हैं।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

SMD एलईडी प्रौद्योगिकी में सामान्य प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) की ओर जारी है, जिससे उज्जवल डिस्प्ले या कम बिजली की खपत संभव होती है। लघुरूपण एक प्रमुख चालक बना हुआ है, जो उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में सघन पैकेजिंग और नए फॉर्म फैक्टर्स की अनुमति देता है। बेहतर रंग प्रतिपादन और स्थिरता, साथ ही कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में बढ़ी हुई विश्वसनीयता पर भी ध्यान केंद्रित किया गया है। एकीकरण, जैसे कि एक ही पैकेज में नियंत्रण आईसी को एलईडी के साथ जोड़ना ("स्मार्ट एलईडी"), सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए एक और बढ़ता हुआ क्षेत्र है।