द्वि-रंगी एसएमडी एलईडी LTST-C195TBJRKT-2A डेटाशीट - पैकेज आयाम - नीला 3.0V / लाल 2.0V - 20mA/30mA - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-चमक, द्वि-रंगी सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह घटक एक ही पैकेज के भीतर दो अलग-अलग सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है: एक नीला प्रकाश उत्सर्जित करता है और दूसरा लाल प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह डिज़ाइन उन अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित है जिनमें कॉम्पैक्ट, द्वि-रंगी संकेत या प्रकाश समाधान की आवश्यकता होती है। यह डिवाइस RoHS निर्देशों का अनुपालन करता है और इसे एक हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इसे उद्योग-मानक 8mm टेप पर 7-इंच रील्स में आपूर्ति की जाती है, जो स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरण और बड़े पैमाने पर निर्माण प्रक्रियाओं के साथ संगतता सुविधाजनक बनाता है।

1.1 मुख्य विशेषताएं और लक्षित अनुप्रयोग

इस एलईडी की प्राथमिक विशेषताओं में नीले एमिटर के लिए InGaN तकनीक और लाल एमिटर के लिए AlInGaP तकनीक का उपयोग करके इसकी अति-चमकदार आउटपुट शामिल है। यह संयोजन उच्च दीप्तिमान दक्षता प्रदान करता है। पैकेज EIA मानकों के अनुरूप है, जिससे व्यापक संगतता सुनिश्चित होती है। डिवाइस को इंटीग्रेटेड सर्किट (आई.सी. संगत) द्वारा संचालित होने के लिए डिज़ाइन किया गया है और यह मानक इन्फ्रारेड (आईआर) और वेपर फेज रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं को सहन कर सकता है, जिससे यह आधुनिक पीसीबी असेंबली लाइनों के लिए उपयुक्त है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था, संचार उपकरणों में स्थिति संकेतक, और स्विच या डिस्प्ले के लिए बैकलाइटिंग शामिल हैं जहां द्वि-रंगी कार्यक्षमता की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी विनिर्देश गहन विवरण

2.1 अधिकतम सीमा रेटिंग

इन सीमाओं से परे डिवाइस संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है। 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर, नीले चिप के लिए अधिकतम शक्ति अपव्यय 76 mW और लाल चिप के लिए 75 mW है। पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत अनुमेय शिखर फॉरवर्ड करंट, नीले के लिए 100 mA और लाल के लिए 80 mA है। नीले एलईडी के लिए अधिकतम निरंतर डीसी फॉरवर्ड करंट 20 mA और लाल एलईडी के लिए 30 mA है। एक रैखिक डीरेटिंग फैक्टर निर्दिष्ट है: नीले के लिए 0.25 mA/°C और लाल के लिए 0.4 mA/°C, जिसका अर्थ है कि अधिकतम अनुमेय डीसी करंट 25°C से ऊपर परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटता है। दोनों रंगों के लिए अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V है, हालांकि रिवर्स बायस के तहत निरंतर संचालन निषिद्ध है। डिवाइस को -55°C से +85°C के तापमान सीमा के भीतर संग्रहीत और संचालित किया जा सकता है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

सभी माप Ta=25°C और 2mA के एक मानक परीक्षण करंट (IF) पर परिभाषित किए गए हैं। दीप्तिमान तीव्रता (Iv) का दोनों रंगों के लिए न्यूनतम मान 4.50 mcd है। विशिष्ट मान नीले के लिए 20.0 mcd और लाल के लिए 18.0 mcd हैं। व्यूइंग एंगल (2θ1/2), जहां तीव्रता ऑन-एक्सिस मान की आधी होती है, दोनों एमिटर के लिए आम तौर पर 130 डिग्री है, जो एक विस्तृत बीम पैटर्न प्रदान करता है। नीले एलईडी की विशिष्ट शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP) 468 nm और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 470 nm है। लाल एलईडी की विशिष्ट λP 639 nm और λd 631 nm है। स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ) नीले के लिए 25 nm और लाल के लिए 20 nm है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2mA पर आम तौर पर नीले के लिए 3.00V (अधिकतम 3.15V) और लाल के लिए 2.00V (अधिकतम 2.20V) है। VR=5V पर अधिकतम रिवर्स करंट (IR) दोनों के लिए 10 µA है।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को विशिष्ट सर्किट आवश्यकताओं से मेल खाने वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग (नीला एलईडी)

नीले एलईडी चिप्स को 2mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर बिन किया जाता है। बिन कोड E6 2.55V से 2.75V को कवर करता है, E7 2.75V से 2.95V को कवर करता है, और E8 2.95V से 3.15V को कवर करता है। प्रत्येक बिन पर ±0.1V की सहनशीलता लागू की जाती है।

3.2 दीप्तिमान तीव्रता बिनिंग

नीले और लाल दोनों एलईडी 2mA पर समान दीप्तिमान तीव्रता बिनिंग संरचना साझा करते हैं। बिन कोड J 4.50 से 7.10 mcd को कवर करता है, K 7.10 से 11.2 mcd को कवर करता है, L 11.2 से 18.0 mcd को कवर करता है, और M 18.0 से 28.0 mcd को कवर करता है। प्रत्येक तीव्रता बिन पर ±15% की सहनशीलता लागू की जाती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट विशिष्ट विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं। इनमें फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच संबंध शामिल है, जो घातीय है और उनके अलग-अलग सेमीकंडक्टर सामग्री के कारण नीले और लाल चिप्स के बीच भिन्न होता है। दीप्तिमान तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट दिखाने वाले वक्र वांछित चमक स्तर प्राप्त करने के लिए आवश्यक ड्राइव करंट निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में ग्राफिक रूप से विस्तृत नहीं है, ये वक्र आम तौर पर दिखाते हैं कि तीव्रता करंट के साथ बढ़ती है लेकिन उच्च स्तर पर संतृप्त हो सकती है, और बढ़ते जंक्शन तापमान से भी प्रतिकूल रूप से प्रभावित होती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम और पिन असाइनमेंट

डिवाइस एक मानक एसएमडी पैकेज का उपयोग करता है। सही संचालन के लिए पिन असाइनमेंट महत्वपूर्ण है: पिन 1 और 3 नीले एलईडी चिप के एनोड और कैथोड को सौंपे गए हैं। पिन 2 और 4 लाल एलईडी चिप के एनोड और कैथोड को सौंपे गए हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन प्रत्येक रंग के स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देता है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलता ±0.10 mm हैं।

5.2 सुझावित सोल्डरिंग पैड लेआउट और टेप एंड रील

एक अनुशंसित लैंड पैटर्न (सोल्डरिंग पैड आयाम) प्रदान किया गया है ताकि रीफ्लो के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ गठन और उचित संरेखण सुनिश्चित हो सके। घटक को 8mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती है जो 7-इंच (178mm) व्यास की रीलों पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA 481-1-A-1994 का अनुपालन करते हैं। प्रमुख रील नोट्स में शामिल हैं: खाली पॉकेट्स को कवर टेप से सील किया जाता है, अवशेषों के लिए न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े है, और प्रति रील अधिकतम दो लगातार लापता घटकों की अनुमति है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

दो सुझाई गई इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई हैं: एक मानक (टिन-लेड) सोल्डर प्रक्रिया के लिए और एक लीड-मुक्त (जैसे, SnAgCu) सोल्डर प्रक्रिया के लिए। लीड-मुक्त प्रोफाइल के लिए उच्च शिखर तापमान की आवश्यकता होती है। आईआर और वेव सोल्डरिंग के लिए निर्दिष्ट सामान्य स्थिति अधिकतम 5 सेकंड के लिए 260°C का शिखर तापमान है। वेपर फेज सोल्डरिंग के लिए, स्थिति 3 मिनट के लिए 215°C है। एक विस्तृत ग्राफिकल प्रोफाइल का संदर्भ दिया गया है, जो थर्मल शॉक को रोकने के लिए विशिष्ट समय और तापमान बाधाओं के साथ प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरणों की रूपरेखा तैयार करता है।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग सावधानियां

एलईडी को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं के वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। अपने मूल नमी-अवरोध बैग से निकाले गए घटकों को एक सप्ताह के भीतर आईआर-रीफ्लो किया जाना चाहिए। मूल पैकेजिंग के बाहर लंबे समय तक भंडारण के लिए, उन्हें डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में या नाइट्रोजन डिसिकेटर में रखा जाना चाहिए। यदि बैग के बाहर एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किया जाता है, तो सोल्डरिंग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" को रोकने के लिए कम से कम 24 घंटे के लिए 60°C पर बेक-आउट की आवश्यकता होती है।

7. अनुप्रयोग नोट्स और डिजाइन विचार

7.1 ड्राइव सर्किट डिजाइन

एलईडी करंट-संचालित उपकरण हैं। समानांतर में कई एलईडी जोड़ते समय एक समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक एलईडी (सर्किट मॉडल ए) के साथ श्रृंखला में एक अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करने की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। समानांतर सरणी (सर्किट मॉडल बी) के लिए एकल रेसिस्टर पर भरोसा करने की सलाह नहीं दी जाती है क्योंकि व्यक्तिगत एलईडी के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) विशेषताओं में छोटे अंतर करंट शेयरिंग और परिणामस्वरूप, दीप्तिमान तीव्रता में महत्वपूर्ण अंतर पैदा करेंगे। रेसिस्टर मान की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है: R = (Vcc - Vf) / If, जहां Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, Vf वांछित करंट पर एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज है, और If लक्ष्य फॉरवर्ड करंट है।

7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) सुरक्षा

एलईडी चिप्स इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज और वोल्टेज सर्ज के प्रति संवेदनशील हैं। क्षति को रोकने के लिए, हैंडलिंग और असेंबली के दौरान उचित ईएसडी नियंत्रण लागू किए जाने चाहिए। इसमें ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप्स, एंटी-स्टैटिक दस्ताने का उपयोग, और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि सभी वर्कस्टेशन, उपकरण और मशीनरी ठीक से ग्राउंडेड हों। उपकरणों को ईएसडी-संरक्षित क्षेत्रों में संभाला जाना चाहिए।

7.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकते हैं। अनुशंसित विधि है कि एलईडी को कमरे के तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाए। जब तक विशेष रूप से मान्य न हो, आक्रामक या अल्ट्रासोनिक सफाई की सलाह नहीं दी जाती है।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

इस द्वि-रंगी एलईडी की मुख्य विभेदक विशेषता उच्च-दक्षता InGaN (नीला) और AlInGaP (लाल) चिप्स का सह-पैकेजिंग है। InGaN तकनीक नीले/हरे स्पेक्ट्रम में उच्च चमक के लिए जानी जाती है, जबकि AlInGaP GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में लाल/एम्बर स्पेक्ट्रम में श्रेष्ठ दक्षता और थर्मल स्थिरता प्रदान करता है। दो अलग-अलग एकल-रंगी एलईडी का उपयोग करने की तुलना में दोनों को एक EIA-मानक एसएमडी पैकेज में एकीकृत करने से पीसीबी स्थान बचता है। 130-डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें व्यापक दृश्यता की आवश्यकता होती है। लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल के साथ निर्दिष्ट संगतता आधुनिक पर्यावरणीय नियमों और निर्माण रुझानों के अनुरूप है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

प्रश्न: क्या मैं नीले और लाल एलईडी को एक साथ उनके अधिकतम डीसी करंट पर संचालित कर सकता हूं?

उत्तर: नहीं। साझा पैकेज की शक्ति अपव्यय सीमा (76mW नीला, 75mW लाल) और थर्मल विचारों का पालन किया जाना चाहिए। 20mA (नीला) और 30mA (लाल) पर एक साथ संचालन फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर कुल पैकेज शक्ति अपव्यय क्षमता से अधिक हो सकता है। ऊंचे परिवेश तापमान पर डीरेटिंग भी आवश्यक है।

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

उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की अधिकतम तीव्रता होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और प्रकाश के माने जाने वाले रंग का प्रतिनिधित्व करता है - वह एकल तरंगदैर्ध्य जो मानव आंख को एलईडी के रंग से मेल खाएगा। रंग-आधारित अनुप्रयोगों के लिए λd अक्सर अधिक प्रासंगिक होता है।

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

उत्तर: आपको वोल्टेज (नीले के लिए, जैसे, E7) और दीप्तिमान तीव्रता (दोनों रंगों के लिए, जैसे, K) के लिए आवश्यक बिन कोड निर्दिष्ट करने होंगे। यह सुनिश्चित करता है कि आपको अपने उत्पाद में सुसंगत प्रदर्शन के लिए वांछित सीमा के भीतर विद्युत और प्रकाशीय विशेषताओं वाली एलईडी प्राप्त हों।

10. डिजाइन-इन केस स्टडी

एक नेटवर्क राउटर के लिए द्वि-स्थिति संकेतक पर विचार करें: \"संचालन\" के लिए ठोस नीला और \"त्रुटि\" के लिए चमकता लाल। इस एलईडी का उपयोग करके, केवल एक पीसीबी फुटप्रिंट की आवश्यकता होती है। माइक्रोकंट्रोलर स्थिर अवस्था के लिए 150Ω रेसिस्टर (लगभग 3V आपूर्ति और 20mA लक्ष्य के लिए) के माध्यम से पिन 1 (नीला एनोड) को संचालित करता है। लाल एलईडी (पिन 2 एनोड) को 100Ω रेसिस्टर (लगभग 3V आपूर्ति और 30mA लक्ष्य के लिए) के माध्यम से संचालित किया जाता है और एक अलग जीपीआईओ पिन द्वारा नियंत्रित किया जाता है जिसे त्रुटि स्थिति के दौरान चमकने के लिए सेट किया जाता है। सामान्य कैथोड पिन (3 और 4) ग्राउंड से जुड़े होते हैं। यह डिजाइन घटक संख्या को कम करता है, बोर्ड स्थान बचाता है, और मानक एसएमटी असेंबली का उपयोग करता है।

11. संचालन सिद्धांत

एलईडी में प्रकाश उत्सर्जन एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये चार्ज वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। नीला एलईडी इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) यौगिक का उपयोग करता है, जिसमें छोटी तरंगदैर्ध्य (नीला प्रकाश) के लिए उपयुक्त व्यापक बैंडगैप होती है। लाल एलईडी एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) यौगिक का उपयोग करता है, जिसमें लंबी तरंगदैर्ध्य (लाल प्रकाश) के लिए इंजीनियर संकीर्ण बैंडगैप होती है। एपॉक्सी लेंस चिप की रक्षा करने, प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देने और प्रकाश निष्कर्षण को बढ़ाने का कार्य करता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

एसएमडी एलईडी बाजार उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), छोटे पैकेजों में बढ़ी हुई शक्ति घनत्व और बेहतर रंग प्रतिपादन की ओर विकसित हो रहा है। लघुकरण की ओर एक मजबूत रुझान है, जिसमें चिप-स्केल पैकेज (सीएसपी) एलईडी अधिक प्रचलित हो रही हैं। बहु-रंगी उपकरणों के लिए, उन्नति में बेहतर रंग स्थिरता के लिए सख्त बिनिंग सहनशीलता और पूर्ण-रंग ट्यून करने योग्य प्रकाश व्यवस्था के लिए दो से अधिक चिप्स (जैसे, आरजीबी या आरजीबीडब्ल्यू) का एक ही पैकेज में एकीकरण शामिल है। इसके अलावा, आईओटी और स्मार्ट उपकरणों की ओर ड्राइव स्वचालित, उच्च-गति असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगत विश्वसनीय, लंबी आयु वाले संकेतक एलईडी की मांग बढ़ाती है, एक ऐसा खंड जहां इस तरह के घटक अच्छी स्थिति में हैं।