द्वि-रंग SMD LED LTST-C195KRKSKT डेटाशीट - लाल और पीला - 20mA - 75mW - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-C195KRKSKT एक द्वि-रंग, सतह-माउंट डिवाइस (SMD) LED है जिसमें एक ही पैकेज में दो अलग-अलग सेमीकंडक्टर चिप्स शामिल हैं: एक लाल प्रकाश उत्सर्जित करता है और दूसरा पीला प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह घटक उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें एक ही, कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट से दो रंगों में स्थिति संकेत, बैकलाइटिंग, या सजावटी प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। यह अल्ट्रा ब्राइट AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप तकनीक का उपयोग करता है, जो अपनी उच्च चमकदार दक्षता और स्थिरता के लिए जानी जाती है। डिवाइस को उद्योग-मानक 8mm टेप पर 7-इंच रील्स में पैक किया गया है, जो इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में उपयोग किए जाने वाले हाई-स्पीड स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत बनाता है।

इस LED के प्रमुख लाभों में RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों का अनुपालन शामिल है, जो इसे एक हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत करता है। इसे सामान्य सोल्डरिंग प्रक्रियाओं, जिनमें इन्फ्रारेड (IR) और वेपर फेज रीफ्लो शामिल हैं, के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो सतह-माउंट तकनीक (SMT) असेंबली लाइनों के लिए मानक हैं। EIA (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानक पैकेज अन्य घटकों और डिज़ाइन लाइब्रेरीज़ के साथ यांत्रिक संगतता सुनिश्चित करता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

इन सीमाओं से परे डिवाइस संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है। रेटिंग्स 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट हैं। लाल और पीली दोनों चिप्स के लिए, अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट 30 mA है। प्रत्येक चिप के लिए अधिकतम पावर डिसिपेशन 75 mW है। 25°C से रैखिक रूप से 0.4 mA/°C का डीरेटिंग फैक्टर लागू होता है, जिसका अर्थ है कि ओवरहीटिंग को रोकने के लिए परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अनुमेय निरंतर करंट कम हो जाता है। डिवाइस पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में 80 mA की पीक फॉरवर्ड करंट सहन कर सकता है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5 V है। संचालन और भंडारण तापमान सीमा -55°C से +85°C तक निर्दिष्ट है, जो औद्योगिक और विस्तारित पर्यावरणीय अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्तता दर्शाती है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये विशेषताएँ Ta=25°C पर 20 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) के साथ मापी जाती हैं, जो मानक परीक्षण स्थिति है। लाल चिप के लिए, विशिष्ट चमकदार तीव्रता (Iv) 45.0 मिलिकैंडेला (mcd) है, जिसकी न्यूनतम 18.0 mcd है। पीली चिप आम तौर पर अधिक चमकदार होती है, जिसकी Iv 75.0 mcd (न्यूनतम 28.0 mcd) है। दोनों चिप्स का दृश्य कोण (2θ1/2) 130 डिग्री का बहुत चौड़ा है, जो पैनल संकेतकों के लिए उपयुक्त एक विस्तृत, विसरित प्रकाश उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है।

लाल चिप की विशिष्ट शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP) 639 nm है, जिसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 631 nm है, जो इसे दृश्य स्पेक्ट्रम के मानक लाल क्षेत्र में रखती है। पीली चिप विशिष्ट शिखर तरंगदैर्ध्य 591 nm और प्रमुख तरंगदैर्ध्य 589 nm पर उत्सर्जन करती है। दोनों के लिए स्पेक्ट्रल लाइन आधी-चौड़ाई (Δλ) लगभग 15 nm है, जो अपेक्षाकृत शुद्ध रंग उत्सर्जन को दर्शाती है। 20mA पर दोनों चिप्स के लिए विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2.0 V है, जिसका अधिकतम 2.4 V है। 5V पर अधिकतम रिवर्स करंट (IR) 10 µA है, और विशिष्ट जंक्शन कैपेसिटेंस (C) 40 pF है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पाद को अनुप्रयोग चमक में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए चमकदार तीव्रता के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। लाल और पीली चिप्स के लिए अलग-अलग बिन कोड परिभाषित किए गए हैं।

लाल चिप बिनिंग (20mA पर):

- बिन कोड M: 18.0 - 28.0 mcd

- बिन कोड N: 28.0 - 45.0 mcd

- बिन कोड P: 45.0 - 71.0 mcd

- बिन कोड Q: 71.0 - 112.0 mcd

पीली चिप बिनिंग (20mA पर):

- बिन कोड N: 28.0 - 45.0 mcd

- बिन कोड P: 45.0 - 71.0 mcd

- बिन कोड Q: 71.0 - 112.0 mcd

- बिन कोड R: 112.0 - 180.0 mcd

प्रत्येक तीव्रता बिन पर +/-15% का सहनशीलता लागू होती है। डिज़ाइनरों को ऑर्डर करते समय आवश्यक बिन कोड निर्दिष्ट करना चाहिए ताकि उनके अनुप्रयोग के लिए वांछित चमक स्तर की गारंटी हो सके, खासकर जब कई LEDs एक साथ उपयोग की जाती हैं और एक समान रूप महत्वपूर्ण होता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का संदर्भ दिया गया है (जैसे, स्पेक्ट्रल वितरण के लिए Fig.1, दृश्य कोण के लिए Fig.6), प्रदान किए गए डेटा से प्रमुख प्रदर्शन समझने की अनुमति मिलती है। फॉरवर्ड करंट (IF) और चमकदार तीव्रता (Iv) के बीच संबंध संचालन सीमा के भीतर आम तौर पर रैखिक होता है; अधिकतम 30mA DC करंट पर LED चलाने से 20mA मानक परीक्षण बिंदु की तुलना में आनुपातिक रूप से अधिक प्रकाश उत्पादन होगा, हालांकि थर्मल प्रबंधन अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) दोनों चिप्स के बीच न्यूनतम भिन्नता दर्शाता है, जो ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाता है। चौड़ा 130-डिग्री दृश्य कोण एक सुसंगत विशेषता है, जो निर्दिष्ट सीमा के भीतर विशिष्ट करंट या तापमान भिन्नता से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं होता है। 0.4 mA/°C फैक्टर द्वारा निहित डीरेटिंग वक्र रैखिक है, जो परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमेय करंट में एक पूर्वानुमेय कमी को दर्शाता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

डिवाइस एक उद्योग-मानक SMD LED पैकेज आउटलाइन के अनुरूप है। सही सर्किट डिज़ाइन के लिए पिन असाइनमेंट महत्वपूर्ण है: पिन 1 और 3 लाल LED चिप के लिए निर्दिष्ट हैं, जबकि पिन 2 और 4 पीली LED चिप के लिए निर्दिष्ट हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन आम तौर पर प्रत्येक रंग के स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देता है। सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं जिनकी मानक सहनशीलता ±0.10 mm है जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। घटक को 8mm चौड़ाई वाले उभरे हुए कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती है, जो 7-इंच (178mm) व्यास वाली रीलों पर लपेटा जाता है। प्रत्येक पूर्ण रील में 4000 टुकड़े होते हैं। एक टॉप कवर टेप घटक पॉकेट्स को हैंडलिंग और शिपिंग के दौरान सुरक्षा के लिए सील करता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल्स

डेटाशीट सामान्य (टिन-लेड) और Pb-मुक्त सोल्डर प्रक्रियाओं दोनों के लिए सुझाई गई इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान करती है। Pb-मुक्त असेंबली (SnAgCu सोल्डर पेस्ट का उपयोग करके) के लिए, अनुशंसित प्रोफाइल में प्रीहीट स्टेज, शिखर तापमान तक एक नियंत्रित रैंप और कूलिंग फेज शामिल है। महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं: शिखर बॉडी तापमान 260°C से अधिक नहीं, और 240°C से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित। वेव सोल्डरिंग और आयरन से हैंड सोल्डरिंग पर भी चर्चा की गई है, जिसमें तापमान (वेव के लिए अधिकतम 260°C, आयरन के लिए अधिकतम 300°C) और एक्सपोजर समय (वेव के लिए अधिकतम 10 सेकंड, आयरन के लिए प्रति जोड़ अधिकतम 3 सेकंड) पर सख्त सीमाएँ हैं।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग

LEDs को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं वाले वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। एक बार अपने मूल, नमी-सुरक्षात्मक पैकेजिंग से निकालने के बाद, रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए इच्छित घटकों को एक सप्ताह के भीतर प्रसंस्कृत किया जाना चाहिए। यदि एक सप्ताह से अधिक भंडारण आवश्यक है, तो उन्हें एक शुष्क वातावरण (जैसे, डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर या नाइट्रोजन डिसिकेटर) में संग्रहीत किया जाना चाहिए और सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता है, तो केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। LED को कमरे के तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जा सकता है। अनिर्दिष्ट या आक्रामक रासायनिक क्लीनर के उपयोग से LED के एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान हो सकता है।

7. अनुप्रयोग सिफारिशें

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह द्वि-रंग LED उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था और साइनेज पर बहु-स्थिति संकेतकों के लिए आदर्श है। उदाहरणों में पावर/चार्ज स्थिति लाइट्स (चार्जिंग के लिए लाल, पूर्ण के लिए पीला), उपकरणों पर मोड संकेतक, या सजावटी एक्सेंट लाइटिंग शामिल हैं जहाँ रंग स्विचिंग वांछित है।

7.2 सर्किट डिज़ाइन विचार

LEDs करंट-संचालित डिवाइस हैं। एक समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, खासकर जब कई LEDs को समानांतर में जोड़ा जाता है, तो प्रत्येक LED चिप के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (सर्किट मॉडल A) का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। व्यक्तिगत रेसिस्टर्स के बिना समानांतर में कई LEDs चलाने (सर्किट मॉडल B) की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि व्यक्तिगत LEDs के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) विशेषताओं में मामूली भिन्नता करंट शेयरिंग और परिणामस्वरूप, चमक में महत्वपूर्ण अंतर पैदा कर सकती है। ड्राइविंग सर्किट की वोल्टेज आपूर्ति डिज़ाइन करते समय 20mA पर विशिष्ट VF 2.0V पर विचार किया जाना चाहिए।

7.3 ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियाँ

LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान उचित ESD नियंत्रण उपाय लागू किए जाने चाहिए: ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप्स और कार्य सतहों का उपयोग करें, स्टैटिक चार्ज को निष्प्रभावी करने के लिए आयनाइज़र का उपयोग करें, और सुनिश्चित करें कि सभी उपकरण ठीक से ग्राउंडेड हैं। प्लास्टिक लेंस घर्षण के माध्यम से स्टैटिक चार्ज विकसित कर सकता है, जिसे एक आयन ब्लोअर सुरक्षित रूप से दूर करने में मदद कर सकता है।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

इस घटक का प्राथमिक विभेदन एक ही, मानक SMD पैकेज के भीतर इसकी द्वि-रंग क्षमता में निहित है, जो दो अलग-अलग LEDs का उपयोग करने की तुलना में बोर्ड स्थान बचाता है। दोनों रंगों के लिए AlInGaP तकनीक का उपयोग पुरानी तकनीकों जैसे मानक GaP की तुलना में उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। चौड़ा 130-डिग्री दृश्य कोण संकीर्ण-कोण वाले LEDs की तुलना में एक महत्वपूर्ण लाभ है जब विस्तृत, समान प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। Pb-मुक्त, उच्च-तापमान रीफ्लो प्रोफाइल के साथ स्पष्ट संगतता इसे आधुनिक, RoHS-अनुपाली विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त बनाती है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

प्रश्न: क्या मैं लाल और पीली दोनों चिप्स को एक साथ उनके अधिकतम करंट पर चला सकता हूँ?

उत्तर: अधिकतम रेटिंग्स प्रति चिप हैं। हालाँकि, प्रत्येक को 30mA पर एक साथ संचालन का मतलब पैकेज के लिए कुल 150mW तक का पावर डिसिपेशन है। डिज़ाइनर को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि PCB लेआउट और परिवेश की स्थितियाँ पर्याप्त गर्मी अपव्यय की अनुमति देती हैं ताकि जंक्शन तापमान सुरक्षित सीमा के भीतर रखा जा सके।

प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?

उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता सबसे अधिक होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर रंग निर्देशांक से प्राप्त होता है और प्रकाश के माने जाने वाले रंग का प्रतिनिधित्व करता है। λd अक्सर रंग-संकेत अनुप्रयोगों के लिए अधिक प्रासंगिक होता है।

प्रश्न: ऑर्डर करते समय मैं बिन कोड की व्याख्या कैसे करूँ?

उत्तर: आपको प्रत्येक रंग के लिए एक बिन कोड निर्दिष्ट करना चाहिए (जैसे, लाल: P, पीला: Q)। यह सुनिश्चित करता है कि आपको ऐसे LEDs प्राप्त हों जहाँ दोनों चिप्स निर्दिष्ट चमकदार तीव्रता सीमा के भीतर हों, जो आपके उत्पाद में चमक स्थिरता की गारंटी देता है।

10. डिज़ाइन-इन केस स्टडी

एक पोर्टेबल डिवाइस पर विचार करें जिसे बहु-अवस्था बैटरी संकेतक की आवश्यकता है। एक एकल LTST-C195KRKSKT इस कार्य को पूरा कर सकता है: लाल चिप तब प्रकाशित होती है जब बैटरी कम हो (<20%), पीली चिप तब प्रकाशित होती है जब चार्जिंग हो रही हो, और दोनों चिप्स को कम करंट पर चलाने से एक मध्यवर्ती अवस्था (जैसे, बैटरी मध्यम) के लिए नारंगी रंग बन सकता है। यह डिज़ाइन दो अलग-अलग LEDs का उपयोग करने की तुलना में स्थान बचाता है, घटकों की संख्या कम करता है और असेंबली को सरल बनाता है। सर्किट को दो स्वतंत्र ड्राइवर चैनलों (जैसे, माइक्रोकंट्रोलर से) की आवश्यकता होगी जिनके अपने करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स सही पिन जोड़े (लाल के लिए 1&3, पीले के लिए 2&4) से जुड़े हों। चौड़ा दृश्य कोण यह सुनिश्चित करता है कि संकेतक विभिन्न कोणों से दिखाई दे।

11. संचालन सिद्धांत

एक LED एक सेमीकंडक्टर डायोड है। जब इसके विशेषता फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल AlInGaP सामग्री के भीतर p-n जंक्शन पर पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। सेमीकंडक्टर क्रिस्टल जाली में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। द्वि-रंग पैकेज में दो भौतिक रूप से अलग सेमीकंडक्टर चिप्स होते हैं, जिनमें से प्रत्येक को अलग-अलग सामग्री संरचना के साथ इंजीनियर किया गया है ताकि क्रमशः लाल और पीला प्रकाश उत्सर्जित किया जा सके।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग चमकदार प्रभावकारिता (लुमेन प्रति वाट) बढ़ाने, रंग प्रतिपादन और संतृप्ति में सुधार करने और विश्वसनीयता बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित करना जारी रखता है। छोटे पैकेजों में उच्च शक्ति घनत्व की ओर एक रुझान है। Pb-मुक्त और उच्च-तापमान सोल्डरिंग की ओर बढ़ना अब मानक है। इसके अलावा, एकीकरण एक प्रमुख रुझान है, जहाँ बहु-चिप पैकेज (इस द्वि-रंग LED की तरह) और यहाँ तक कि LED ड्राइवरों को मॉड्यूल में एकीकृत किया जा रहा है ताकि अंतिम उत्पाद डिज़ाइन और असेंबली को सरल बनाया जा सके। अंतर्निहित AlInGaP प्रौद्योगिकी अपनी दक्षता और स्थिरता के कारण लाल, नारंगी और पीले LEDs के लिए एक उच्च-प्रदर्शन विकल्प बनी हुई है।