द्वि-रंग SMD LED LTST-C155TBJSKT-5A डेटाशीट - पैकेज आयाम 3.2x1.6x1.9mm - नीला/पीला द्वि-रंग - वोल्टेज 3.6V/2.4V - बिजली की खपत 76mW/75mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक द्वि-रंगीय सरफेस माउंट LED घटक की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह उपकरण एक ही पैकेज में दो अलग-अलग सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है: एक InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) चिप जो नीला प्रकाश उत्सर्जित करती है और एक AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप जो पीला प्रकाश उत्सर्जित करती है। यह विन्यास एक कॉम्पैक्ट पैकेज से दो स्वतंत्र रंग उत्पन्न करने की अनुमति देता है, जिससे यह स्थिति संकेतन, बैकलाइटिंग या सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए स्थान-सीमित डिजाइनों में उपयोग के लिए आदर्श बनता है। यह घटक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली सिस्टम और मानक रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है, सामान्य उद्योग पैकेजिंग मानकों का पालन करता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन सीमा मूल्यों को परिभाषित करती है जो उपकरण की स्थायी क्षति का कारण बन सकते हैं। नीले चिप के लिए, अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट 20 mA है, जबकि पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत अनुमत पीक फॉरवर्ड करंट 100 mA है। इसकी अधिकतम पावर डिसिपेशन 76 mW है। पीले चिप की निरंतर करंट रेटिंग थोड़ी अधिक, 30 mA है, लेकिन पीक करंट रेटिंग कम, 80 mA है, और पावर डिसिपेशन 75 mW है। दोनों चिप्स के लिए अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V है, हालांकि इस वोल्टेज पर निरंतर संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा -20°C से +80°C निर्धारित की गई है, जबकि भंडारण तापमान सीमा अधिक व्यापक, -30°C से +100°C है। यह उपकरण 260°C पर 5 सेकंड के लिए वेव या इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग, या 215°C पर 3 मिनट के लिए वेपर फेज सोल्डरिंग को सहन कर सकता है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

मुख्य प्रदर्शन पैरामीटर मानक परीक्षण धारा 5 mA और परिवेश तापमान 25°C पर मापे जाते हैं। नीली और पीली दोनों चिप्स के लिए ल्यूमिनस तीव्रता का न्यूनतम मान 4.50 मिलिकैन्डेला (mcd) है और अधिकतम 45.0 mcd तक पहुँच सकता है, विशिष्ट मान विशिष्ट बिनिंग कोड पर निर्भर करता है। दोनों रंगों के लिए देखने का कोण (2θ1/2) 130 डिग्री का विस्तृत कोण है, जो एक विसरित उत्सर्जन मोड को इंगित करता है। नीली चिप की विशिष्ट प्रमुख तरंगदैर्ध्य 470 nm (शिखर तरंगदैर्ध्य 468 nm) है, जिसकी वर्णक्रमीय अर्ध-चौड़ाई 25 nm है, जो InGaN प्रौद्योगिकी की एक विशिष्ट विशेषता है। पीली चिप की विशिष्ट प्रमुख तरंगदैर्ध्य 589 nm (शिखर तरंगदैर्ध्य 591 nm) है, जिसकी अर्ध-चौड़ाई 15 nm है, जो AlInGaP की एक विशिष्ट विशेषता है। नीली चिप का अग्र वोल्टेज (VF) विशिष्ट मान 3.10V (अधिकतम 3.60V) है, जबकि पीली चिप के लिए यह 2.00V (अधिकतम 2.40V) है। 5V रिवर्स बायस पर, रिवर्स करंट अधिकतम 10 µA तक सीमित है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

यह उत्पाद एक बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है, जो मानक 5 mA परीक्षण धारा पर उपकरण की ल्यूमिनस तीव्रता के आधार पर वर्गीकरण करती है। नीली और पीली चिप्स समान बिनिंग कोड संरचना साझा करती हैं। बिन कोड J, K, L, M और N के रूप में चिह्नित किए गए हैं। बिन J 4.50 mcd से 7.10 mcd तक की तीव्रता सीमा को कवर करता है। बिन K की सीमा 7.10 mcd से 11.20 mcd तक है। बिन L 11.20 mcd से 18.00 mcd तक को कवर करता है। बिन M 18.00 mcd से 28.00 mcd तक फैला हुआ है। उच्चतम आउटपुट बिन N, 28.00 mcd से अधिकतम 45.00 mcd तक के उपकरणों को शामिल करता है। प्रत्येक तीव्रता बिन की सीमाओं के लिए +/-15% सहनशीलता की अनुमति है। यह प्रणाली डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए समान चमक स्तर वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे बहु-LED सरणियों में दृश्य समरूपता सुनिश्चित होती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि स्रोत दस्तावेज़ में विशिष्ट ग्राफिकल डेटा का उल्लेख किया गया है (उदाहरण के लिए, चित्र 1 शिखर उत्सर्जन, चित्र 6 देखने का कोण), इस प्रकार के उपकरणों के विशिष्ट प्रदर्शन वक्र कई महत्वपूर्ण संबंधों को दर्शाएंगे। करंट-वोल्टेज (I-V) वक्र डायोड के घातीय संबंध को दर्शाएगा, नीली InGaN चिप का टर्न-ऑन वोल्टेज (~3.1V) पीली AlInGaP चिप (~2.0V) से अधिक है। ल्यूमिनस तीव्रता-अग्र धारा (I-L) वक्र दर्शाएगा कि सामान्य संचालन सीमा के भीतर, प्रकाश आउटपुट धारा के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है, अंततः उच्च धाराओं पर तापीय प्रभावों और दक्षता गिरावट के कारण संतृप्त हो जाता है। तीव्रता-तापमान वक्र आमतौर पर दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने पर आउटपुट कम हो जाता है, प्रदान किए गए डीरेटिंग कारक (नीली के लिए 0.25 mA/°C, पीली के लिए 0.4 mA/°C) का उपयोग उच्च तापमान पर अधिकतम धारा की गणना के लिए किया जा सकता है। वर्णक्रमीय वितरण प्लॉट शिखर तरंगदैर्ध्य पर केंद्रित एक संकीर्ण उत्सर्जन बैंड दिखाएगा।

5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम और ध्रुवीयता

यह उपकरण उद्योग-मानक सतह माउंट पैकेज आकृति का अनुपालन करता है। मुख्य आयामों में बॉडी की लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई शामिल हैं। पिन असाइनमेंट स्पष्ट रूप से परिभाषित है: मॉडल LTST-C155TBJSKT-5A के लिए, पिन 1 और 3 नीले प्रकाश InGaN चिप को आवंटित किए गए हैं, जबकि पिन 2 और 4 पीले प्रकाश AlInGaP चिप को आवंटित किए गए हैं। यह 4-पिन विन्यास दोनों रंगों के लिए स्वतंत्र विद्युत नियंत्रण की अनुमति देता है। लेंस वॉटर व्हाइट है, जो रंग टोन प्रस्तुत किए बिना उत्सर्जित रंग की शुद्धता बनाए रखने में सहायक है।

5.2 अनुशंसित पैड लेआउट

रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने के लिए PCB लेआउट हेतु सुझाए गए पैड पैटर्न (पैड डिज़ाइन) प्रदान किए गए हैं। इन अनुशंसित आयामों का पालन करने से टॉम्बस्टोनिंग (घटक का एक सिरा उठना) या अपर्याप्त सोल्डर जैसी समस्याओं को रोकने में मदद मिलती है, जो स्वचालित असेंबली में यांत्रिक शक्ति और विद्युत कनेक्टिविटी के लिए महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो वेल्डिंग तापमान प्रोफ़ाइल

दो अनुशंसित इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल का विस्तृत विवरण दिया गया है: एक मानक टिन-लीड (SnPb) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए और दूसरी लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए, जो आमतौर पर SAC (टिन-चांदी-तांबा) मिश्रधातु का उपयोग करती है। चित्र में दिखाए अनुसार, लीड-फ्री प्रोफ़ाइल को उच्चतम शिखर तापमान की आवश्यकता होती है। दोनों प्रोफ़ाइल में मुख्य पैरामीटर शामिल हैं: प्रीहीट तापमान और अवधि, लिक्विडस ऊपर का समय (TAL), शिखर तापमान, और महत्वपूर्ण तापमान क्षेत्र के भीतर का समय। इन प्रोफ़ाइल का पालन करना, थर्मल शॉक (जिससे आंतरिक डिलैमिनेशन या चिप क्षति हो सकती है) से LED पैकेज की सुरक्षा सुनिश्चित करते हुए, सोल्डर के उचित रीफ्लो के लिए महत्वपूर्ण है।

6.2 भंडारण और संचालन

एलईडी नमी के प्रति संवेदनशील होते हैं। यदि मूल नमी-सुरक्षात्मक पैकेजिंग से निकाला जाता है, तो एक सप्ताह के भीतर रीफ्लो सोल्डरिंग की जानी चाहिए। मूल पैकेजिंग बैग के बाहर दीर्घकालिक भंडारण के लिए, इसे एक शुष्क वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए, जैसे कि डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर या नाइट्रोजन ड्राय कैबिनेट। यदि बिना पैकेजिंग के एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किया जाता है, तो सोल्डरिंग से पहले एक बेकिंग प्रक्रिया (उदाहरण के लिए, 60°C पर 24 घंटे) की सिफारिश की जाती है, ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता होती है, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करें। कमरे के तापमान पर एलईडी को इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोना स्वीकार्य है। कठोर या अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग एपॉक्सी लेंस या पैकेजिंग सामग्री को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे रंग बदलना, दरार पड़ना या प्रकाश उत्पादन कम हो सकता है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

घटकों को 8 मिलीमीटर चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप में पैक किया जाता है, जो 7 इंच (178 मिलीमीटर) व्यास के रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप पॉकेट्स को सुरक्षात्मक टॉप कवर टेप से सील किया जाता है। उत्पादन दक्षता बढ़ाने के लिए, पैकेजिंग उद्योग मानक (ANSI/EIA 481-1-A) का पालन करती है, जो मानक स्वचालित टेप फीडर के साथ संगतता सुनिश्चित करती है। बचे हुए ऑर्डर के लिए, न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े निर्धारित की गई है। गुणवत्ता नियंत्रण कैरियर टेप में लगातार अधिकतम दो घटकों के गायब होने की अनुमति देता है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

LED एक करंट-चालित डिवाइस है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से कई LED को समानांतर में उपयोग करते समय, प्रत्येक LED या दो-रंग LED के प्रत्येक रंग चैनल के लिए एक श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला (रेसिस्टर) का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। प्रदान किया गया सर्किट आरेख (सर्किट A) इस कॉन्फ़िगरेशन को दर्शाता है: एक रोकनेवाला LED के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। अलग-अलग रोकनेवाला के बिना LED को सीधे समानांतर में जोड़ने (सर्किट B) की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि व्यक्तिगत LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) विशेषताओं में मामूली अंतर से महत्वपूर्ण करंट असंतुलन हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप असमान चमक और कुछ डिवाइस के ओवरकरंट होने की संभावना होती है।

8.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

LED के अंदर के सेमीकंडक्टर चिप इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से क्षति के प्रति संवेदनशील होते हैं। हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रियाओं के दौरान उचित ESD नियंत्रण उपाय करना आवश्यक है। इसमें ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप, एंटीस्टैटिक मैट का उपयोग करना और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि सभी उपकरण ठीक से ग्राउंडेड हैं। इस डिवाइस को ESD-संरक्षित क्षेत्र के भीतर संचालित किया जाना चाहिए।

8.3 अनुप्रयोग दायरा और सीमाएं

यह LED सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कंज्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑफिस उपकरण और संचार उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन या प्रमाणित नहीं है जहां विश्वसनीयता सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे एविएशन, ट्रैफिक कंट्रोल, मेडिकल लाइफ सपोर्ट सिस्टम या सेफ्टी डिवाइस। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, उपयुक्त विश्वसनीयता प्रमाणन वाले घटकों का चयन किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

इस घटक की प्रमुख विभेदक विशेषता एक मानक SMD पैकेज में दो अलग-अलग रंगों के चिप्स (नीला और पीला) का एकीकरण है। दो अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक LED का उपयोग करने की तुलना में, यह PCB स्थान बचाता है, घटकों की संख्या कम करता है, और सतह माउंट असेंबली को सरल बनाता है। नीली रोशनी के लिए InGaN और पीली रोशनी के लिए AlInGaP का उपयोग इन दोनों रंग मानकों के लिए उच्च दक्षता वाली अर्धचालक प्रौद्योगिकी का प्रतिनिधित्व करता है, जो अच्छी चमक और स्थिरता प्रदान करता है। 130 डिग्री का चौड़ा देखने का कोण एक विसरित प्रकाश पैटर्न प्रदान करता है, जो उन पैनल संकेतों के लिए उपयुक्त है जिन्हें तिरछे कोण से देखने की आवश्यकता होती है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं नीले और पीले चिप्स को एक साथ अधिकतम धारा पर चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। बिजली अपव्यय रेटिंग (नीला 76 mW, पीला 75 mW) और थर्मल डीरेटिंग पर विचार किया जाना चाहिए। दोनों चिप्स को एक साथ उनकी अधिकतम DC धारा (नीला 20mA, पीला 30mA) पर चलाने से काफी ऊष्मा उत्पन्न होगी। वास्तव में अनुमत धारा PCB की ऊष्मा अपव्यय क्षमता (थर्मल प्रबंधन) और परिवेश के तापमान पर निर्भर करती है। गणना के लिए डीरेटिंग फैक्टर का उपयोग करना आवश्यक है।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ (λP) वह तरंगदैर्घ्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और उस शुद्ध मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की एकल तरंगदैर्घ्य का प्रतिनिधित्व करता है जो LED के माने जाने वाले रंग से मेल खाता है। यह मानवीय रंग धारणा से सबसे अधिक निकटता से संबंधित पैरामीटर है।

प्रश्न: यदि मेरी बिजली आपूर्ति विनियमित है, तो मुझे करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की आवश्यकता क्यों है?
उत्तर: LED के फॉरवर्ड वोल्टेज में सहनशीलता होती है और यह तापमान के साथ बदलता है। सीधे जुड़ा हुआ वोल्टेज स्रोत डायोड के पार वोल्टेज प्राप्त करने के लिए आवश्यक किसी भी करंट को प्रदान करने का प्रयास करेगा, जो अत्यधिक हो सकता है और LED को क्षतिग्रस्त कर सकता है। श्रृंखला में लगा रोकनेवाला बिजली आपूर्ति वोल्टेज और LED करंट के बीच एक रैखिक, पूर्वानुमेय संबंध प्रदान करता है, जिससे संचालन स्थिर हो जाता है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस विश्लेषण

एक नेटवर्क राउटर पर दोहरी स्थिति संकेतक लाइट के डिज़ाइन पर विचार करें। एकल LTST-C155TBJSKT-5A LED नीला रंग "पावर ऑन/नेटवर्क सक्रिय" और पीला रंग "डेटा सक्रिय" प्रदर्शित कर सकती है। माइक्रोकंट्रोलर के GPIO पिन दो स्वतंत्र ड्राइवर सर्किट को नियंत्रित करेंगे। नीले चैनल के लिए, 5V बिजली आपूर्ति (Vcc) और लक्ष्य करंट 10 mA (मार्जिन के लिए 20mA अधिकतम से काफी कम) का उपयोग करते हुए, श्रृंखला रोकनेवाला मान की गणना R = (Vcc - Vf_blue) / I = (5V - 3.1V) / 0.01A = 190 ओम के रूप में की जाती है। मानक 200 ओम रोकनेवाला चुना जाएगा। पीले चैनल के लिए, 15 mA पर समान गणना: R = (5V - 2.0V) / 0.015A = 200 ओम। यह डिज़ाइन न्यूनतम बोर्ड स्थान लेता है, स्पष्ट, चमकदार संकेत प्रदान करता है, और इसे असेंबल करना आसान है।

12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय

लाइट एमिटिंग डायोड (LED) एक अर्धचालक p-n जंक्शन उपकरण है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस नामक प्रक्रिया के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। मानक डायोड में, यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है। LED में, अर्धचालक सामग्री (जैसे InGaN या AlInGaP) में प्रत्यक्ष बैंडगैप होता है, जिसका अर्थ है कि यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जैसा कि सूत्र E = hc/λ में वर्णित है, जहाँ E बैंडगैप ऊर्जा है, h प्लैंक स्थिरांक है, c प्रकाश की गति है, और λ तरंगदैर्ध्य है।

13. तकनीकी रुझान

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स का क्षेत्र निरंतर विकसित हो रहा है, जिसमें रुझान कई प्रमुख क्षेत्रों पर केंद्रित हैं। दक्षता में सुधार जारी है, जिसमें आंतरिक हानियों को कम करने और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए नई सामग्री संरचनाओं (जैसे क्वांटम वेल और नैनोवायर) और सब्सट्रेट्स पर शोध शामिल है। लघुकरण एक प्रेरक शक्ति बना हुआ है, जो पैकेजिंग को छोटे फुटप्रिंट और कम प्रोफाइल की ओर धकेल रहा है, साथ ही ऑप्टिकल प्रदर्शन को बनाए रख रहा है या सुधार रहा है। उच्च विश्वसनीयता और लंबे जीवनकाल की मांग, विशेष रूप से ऑटोमोटिव लाइटिंग और सामान्य प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए, एक मजबूत रुझान है। इसके अलावा, बहु-कार्यात्मक एकीकरण, जैसे कि एक ही पैकेज के भीतर LED को सेंसर या ड्राइवर IC के साथ जोड़ना (सिस्टम-इन-पैकेज या SiP), एक सक्रिय विकास क्षेत्र है, जिसका उद्देश्य अधिक मूल्य प्रदान करना और अंतिम सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाना है।