LTST-C195TBKFKT-5A Dual Color SMD LED Datasheet - Blue & Orange - 0.55mm Height - 3.2V/2.3V - 38mW/50mW - English Technical Document

1. उत्पाद अवलोकन

This document provides the complete technical specifications for the LTST-C195TBKFKT-5A, a dual-color Surface-Mount Device (SMD) Light Emitting Diode (LED). This component integrates two distinct semiconductor chips within a single, ultra-thin package: one emitting blue light (based on InGaN technology) and the other emitting orange light (based on AlInGaP technology). It is designed for automated assembly processes and applications where space conservation and reliable performance are critical.

1.1 प्रमुख विशेषताएँ और लक्षित बाजार

इस LED के प्राथमिक लाभों में RoHS निर्देशों का अनुपालन, 0.55mm का अत्यंत निम्न प्रोफाइल और उच्च चमक उत्पादन शामिल है। यह EIA मानकों के अनुरूप, 7-इंच रील्स पर 8mm टेप में पैकेज्ड है, जो इसे स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों और मानक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत बनाता है। इसका डिज़ाइन I.C. संगत भी है।

विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्र दूरसंचार, कार्यालय स्वचालन, घरेलू उपकरण और औद्योगिक उपकरणों तक फैले हुए हैं। विशिष्ट उपयोगों में कीपैड और कीबोर्ड के लिए बैकलाइटिंग, स्थिति संकेतन, माइक्रो-डिस्प्ले में एकीकरण, और सिग्नल या प्रतीक प्रकाशन शामिल हैं।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

This section provides a detailed, objective analysis of the LED's operational limits and performance characteristics under standard test conditions.

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।

• Power Dissipation (P_d): ब्लू चिप के लिए 38 mW; ऑरेंज चिप के लिए 50 mW. यह पैरामीटर LED द्वारा बिना क्षति के ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति को दर्शाता है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP): दोनों रंगों के लिए 40 mA, केवल पल्स्ड स्थितियों में अनुमेय (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई)।
• DC फॉरवर्ड करंट (I_F): ब्लू के लिए 10 mA; ऑरेंज के लिए 20 mA। यह अनुशंसित अधिकतम सतत फॉरवर्ड करंट है।
• Operating & Storage Temperature: डिवाइस को परिवेश के तापमान (T_a) संचालन के दौरान -20°C से +80°C और भंडारण के दौरान -30°C से +100°C की सीमा।
• इन्फ्रारेड सोल्डरिंग की स्थिति: 260°C के शिखर तापमान को अधिकतम 5 सेकंड तक सहन करता है, जो सीसा-मुक्त रीफ्लो प्रक्रियाओं के लिए मानक है।

2.2 T पर विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ_a=25°C

ये पैरामीटर निर्दिष्ट स्थितियों (I) के तहत संचालित होने पर डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।_F = 5mA जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो।

• Luminous Intensity (I_V): दोनों रंगों के लिए न्यूनतम 11.2 mcd। नीले रंग के लिए विशिष्ट अधिकतम 45 mcd और नारंगी रंग के लिए 71 mcd है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली चमक का माप है।
• देखने का कोण (2θ_1/2): आमतौर पर 130 डिग्री। यह विस्तृत कोण एक विसरित, गैर-दिशात्मक प्रकाश उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P): आमतौर पर 468 nm (नीला) और 611 nm (नारंगी)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति आउटपुट सर्वोच्च होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): 5mA पर 465-475 nm (नीला) और 600-610 nm (नारंगी) की सीमा में होता है। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है, जो रंग को परिभाषित करता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन आधी चौड़ाई (Δλ): Typically 25 nm (Blue) and 17 nm (Orange). This indicates the spectral purity; a smaller value means a more monochromatic color.
• Forward Voltage (V_F): Typically 2.80V (Blue, max 3.20V) and 2.00V (Orange, max 2.30V) at 5mA. This is the voltage drop across the LED when conducting current.
• Reverse Current (I_R): V_R = 5V पर दोनों के लिए अधिकतम 100 µA। एलईडी रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।

3. Binning System Explanation

उत्पादन बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए एलईडी को उनकी मापी गई दीप्त तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत (बिन किया गया) किया जाता है।

3.1 Luminous Intensity Binning

प्रत्येक रंग के लिए परिभाषित तीव्रता सीमाएं होती हैं जिन्हें एक बिन कोड दिया जाता है। प्रत्येक बिन के भीतर सहनशीलता +/-15% होती है।

Blue LED Binning (@5mA):

• Bin L: 11.2 - 18.0 mcd
• Bin M: 18.0 - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 - 45.0 mcd

Orange LED Binning (@5mA):

• Bin L: 11.2 - 18.0 mcd
• Bin M: 18.0 - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 - 71.0 mcd

यह प्रणाली डिज़ाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए गारंटीकृत न्यूनतम चमक वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे कई इकाइयों में समान दृश्य प्रदर्शन प्राप्त करने में सहायता मिलती है।

4. Performance Curve Analysis

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है (जैसे स्पेक्ट्रल वितरण के लिए चित्र 1, देखने के कोण के लिए चित्र 6), डिजाइन के लिए उनके निहितार्थ महत्वपूर्ण हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_F-I_V कर्व)

प्रकाश उत्पादन लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होता है, लेकिन यह संबंध पूरी तरह से रैखिक नहीं होता है, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर जहां ताप के कारण दक्षता कम हो सकती है। अनुशंसित DC करंट पर या उससे नीचे संचालन स्थिर आउटपुट और दीर्घायु सुनिश्चित करता है।

4.2 Forward Voltage vs. Forward Current (I_F-V_F कर्व)

An LED exhibits a diode-like exponential I-V characteristic. A small change in forward voltage can cause a large change in current. Therefore, it is standard practice to drive LEDs with a constant current source, not a constant voltage source, to ensure stable and predictable light output and to prevent thermal runaway.

4.3 स्पेक्ट्रल वितरण

स्पेक्ट्रल वक्र तरंगदैर्ध्यों पर उत्सर्जित सापेक्ष शक्ति दर्शाता है। शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_P) और अर्ध-चौड़ाई (Δλ) इस वक्र से प्राप्त किए जाते हैं। ऑरेंज AlInGaP चिप में आमतौर पर ब्लू InGaN चिप की तुलना में संकीर्ण स्पेक्ट्रल चौड़ाई होती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक संतृप्त रंग प्राप्त होता है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions and Pin Assignment

डिवाइस एक मानक SMD फुटप्रिंट का अनुरूप है। महत्वपूर्ण आयामों में बॉडी आकार और 0.55 मिमी की कुल ऊंचाई शामिल है। पिन असाइनमेंट इस प्रकार है: पिन 1 और 3 ब्लू LED एनोड/कैथोड के लिए हैं, और पिन 2 और 4 ऑरेंज LED एनोड/कैथोड के लिए हैं। लेंस वाटर क्लियर है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलताएं ±0.1 मिमी हैं।

5.2 Recommended PCB Pad Layout and Polarity

डेटाशीट प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) के लिए एक अनुशंसित लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान करती है। रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़, उचित संरेखण और प्रभावी ऊष्मा अपव्यय प्राप्त करने के लिए इस पैटर्न का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड डिज़ाइन टॉम्बस्टोनिंग (एक छोर पर घटक का खड़ा होना) को रोकने में भी मदद करता है। PCB सिल्कस्क्रीन पर स्पष्ट ध्रुवता अंकन, LED के कैथोड संकेतक से मेल खाता हुआ, गलत स्थापना को रोकने के लिए आवश्यक है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 IR रिफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स

लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए, एक अनुशंसित रिफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। मुख्य पैरामीटर्स में शामिल हैं:

• प्री-हीट: 150-200°C पर अधिकतम 120 सेकंड तक बोर्ड को धीरे-धीरे गर्म करें और फ्लक्स को सक्रिय करें।
• Peak Temperature: अधिकतम 260°C।
• Time Above Liquidus: घटक को अधिकतम 10 सेकंड के लिए शीर्ष तापमान के अधीन किया जाना चाहिए, और रीफ्लो प्रक्रिया दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।

ये मापदंड JEDEC मानकों पर आधारित हैं ताकि LED पैकेज या अंदर के सेमीकंडक्टर डाई को नुकसान पहुंचाए बिना विश्वसनीय माउंटिंग सुनिश्चित की जा सके।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग शर्तें

ESD सावधानियाँ: LEDs इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील हैं। हैंडलिंग कलाई पट्टियों, एंटी-स्टैटिक मैट और ग्राउंडेड उपकरणों का उपयोग करके की जानी चाहिए।

Moisture Sensitivity Level (MSL): The device is rated MSL 3. This means that once the original moisture-barrier bag is opened, the components must be soldered within one week (168 hours) under factory floor conditions (<30°C/60% RH). If this time is exceeded, a bake-out at approximately 60°C for at least 20 hours is required before soldering to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" during reflow.

Long-term Storage: Unopened packages should be stored at ≤30°C and ≤90% RH. For opened packages or extended storage, components should be kept in a sealed container with desiccant or in a nitrogen atmosphere.

6.3 सफाई

If post-solder cleaning is necessary, only specified alcohol-based solvents like isopropyl alcohol (IPA) or ethyl alcohol should be used. The LED should be immersed at normal temperature for less than one minute. Unspecified chemical cleaners may damage the plastic lens or the package material.

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 टेप और रील विनिर्देश

एलईडी को एक सुरक्षात्मक कवर टेप के साथ उभरी हुई वाहक टेप में आपूर्ति की जाती है, जिसे 7-इंच (178mm) व्यास की रीलों पर लपेटा जाता है। मानक पैकिंग मात्रा प्रति रील 4000 टुकड़े है। एक पूरी रील से कम मात्रा के लिए, न्यूनतम पैकिंग मात्रा 500 टुकड़े लागू होती है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 मानकों के अनुरूप है।

8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

प्रत्येक रंग चैनल (Blue और Orange) को स्वतंत्र रूप से संचालित किया जाना चाहिए। एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर सबसे सरल ड्राइव विधि है। रेसिस्टर मान (R) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है: R = (V_supply - V_F) / I_Fअधिक स्थिर प्रदर्शन के लिए, विशेष रूप से जब V_supply परिवर्तित होता है या सटीक चमक नियंत्रण के लिए, एक स्थिर धारा ड्राइवर सर्किट (जैसे कि एक समर्पित LED ड्राइवर IC या ट्रांजिस्टर-आधारित धारा स्रोत का उपयोग करके) की सिफारिश की जाती है।

8.2 Thermal Management

हालांकि शक्ति क्षय कम है, उचित थर्मल डिजाइन LED के जीवन को बढ़ाता है। सुनिश्चित करें कि PCB पैड डिजाइन हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए पर्याप्त तांबे का क्षेत्र प्रदान करता है। LED को पूर्ण अधिकतम धारा और शक्ति रेटिंग्स पर लंबे समय तक संचालित करने से बचें, क्योंकि यह लुमेन मूल्यह्रास (समय के साथ प्रकाश उत्पादन में गिरावट) को तेज करता है।

8.3 Optical Design

130-डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल इस एलईडी को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें केंद्रित बीम के बजाय व्यापक, समान प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। अधिक दिशात्मक प्रकाश के लिए, बाहरी लेंस या लाइट गाइड आवश्यक हो सकते हैं। वॉटर-क्लियर लेंस वास्तविक रंग उत्सर्जन के लिए इष्टतम है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

इस घटक के प्रमुख विभेदक कारक इसकी अल्ट्रा-थिन 0.55mm पैकेज में द्वि-रंग क्षमतायह एकल-रंग एलईडी द्वारा आम तौर पर घेरे गए फुटप्रिंट में दो स्वतंत्र स्थिति संकेतक या रंग मिश्रण की अनुमति देता है। नीले रंग के लिए InGaN और नारंगी रंग के लिए AlInGaP का उपयोग इन संबंधित रंगों के लिए मानक, उच्च-दक्षता अर्धचालक प्रौद्योगिकियों का प्रतिनिधित्व करता है, जो अच्छी चमक और विश्वसनीयता प्रदान करते हैं। स्वचालित असेंबली और मानक रीफ्लो प्रोफाइल के साथ इसकी संगतता इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के लिए एक ड्रॉप-इन समाधान बनाती है।

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

10.1 क्या मैं नीले और नारंगी दोनों एलईडी को एक साथ उनकी अधिकतम डीसी धारा पर चला सकता हूँ?

नहीं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग प्रति चिप शक्ति अपव्यय सीमा निर्दिष्ट करती है (38mW नीला, 50mW नारंगी)। I=10mA (नीला) और I=20mA (नारंगी) पर एक साथ दोनों को चलाने से लगभग 28mW (नीला: 10mA * 2.8V) और 40mW (नारंगी: 20mA * 2.0V) की शक्ति खपत होगी, जो कुल 68mW है। हालांकि यह व्यक्तिगत अधिकतम के योग से कम है, यह गर्मी को एक बहुत छोटे क्षेत्र में केंद्रित करता है। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, अधिकतम रेटिंग से नीचे चलाने और PCB पर तापीय प्रभावों पर विचार करने की सलाह दी जाती है।_F=10mA (नीला) और I_F=20mA (नारंगी) से लगभग 28mW (नीला: 10mA * 2.8V) और 40mW (नारंगी: 20mA * 2.0V) की शक्ति खपत होगी, जो कुल 68mW है।

10.2 पीक वेवलेंथ और डॉमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?

शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_P) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जहां LED सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करता है, जिसे स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा मापा जाता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) यह CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त एक परिकलित मान है जो उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जिसे मानव आंख रंग के रूप में अनुभव करती है। मोनोक्रोमैटिक LEDs के लिए, वे अक्सर करीब होते हैं, लेकिन व्यापक स्पेक्ट्रम वाले LEDs (जैसे सफेद LEDs) के लिए, वे बहुत भिन्न हो सकते हैं। इस डेटाशीट में, सटीक रंग विनिर्देश के लिए दोनों प्रदान किए गए हैं।

10.3 यदि LED को रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, तो रिवर्स करंट (I_R) विनिर्देश क्यों है?

I_R विनिर्देश (5V पर अधिकतम 100 µA) एक गुणवत्ता और लीकेज परीक्षण पैरामीटर है. यह सेमीकंडक्टर जंक्शन की अखंडता सुनिश्चित करता है। असेंबली के दौरान या सर्किट में, LED को संक्षेप में एक छोटे रिवर्स बायस के अधीन किया जा सकता है। यह पैरामीटर गारंटी देता है कि ऐसी स्थिति में, लीकेज करंट एक परिभाषित सीमा से अधिक नहीं होगा, जो एक ठीक से निर्मित डिवाइस को इंगित करता है। इसे एक सुरक्षित ऑपरेटिंग कंडीशन के रूप में नहीं समझा जाना चाहिए।

11. व्यावहारिक उपयोग मामले का उदाहरण

परिदृश्य: एक पोर्टेबल डिवाइस पर द्वि-अवस्था स्थिति संकेतक

एक हैंडहेल्ड मेडिकल डिवाइस कई स्थितियों को दिखाने के लिए एक संकेतक का उपयोग करता है: बंद (बिना रोशनी), स्टैंडबाय (नारंगी), और सक्रिय (नीला)। LTST-C195TBKFKT-5A आदर्श है क्योंकि यह दो अलग-अलग एलईडी का उपयोग करने की तुलना में स्थान बचाता है। माइक्रोकंट्रोलर यूनिट (MCU) के पास दो GPIO पिन हैं, प्रत्येक एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति मानते हुए, नीले के लिए 150Ω और नारंगी के लिए 100Ω) के माध्यम से एलईडी के एक रंग चैनल से जुड़ा है। फर्मवेयर पिनों को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करता है। अल्ट्रा-थिन ऊंचाई इसे एक पतले फ्रंट पैनल के पीछे फिट होने की अनुमति देती है। चौड़ा व्यूइंग एंगल सुनिश्चित करता है कि स्थिति विभिन्न कोणों से दिखाई दे। डिजाइनर पर्याप्त चमक सुनिश्चित करने के लिए दोनों रंगों के लिए बिन M या N का चयन करता है।

12. Operating Principle Introduction

लाइट एमिटिंग डायोड्स (एलईडी) सेमीकंडक्टर डिवाइस हैं जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। जब पी-एन जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। एक मानक सिलिकॉन डायोड में, यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है। एलईडी में, सेमीकंडक्टर सामग्री (नीले/हरे के लिए InGaN, लाल/नारंगी/पीले के लिए AlInGaP) में एक प्रत्यक्ष बैंडगैप होता है, जिसके कारण यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस चिप की रक्षा करता है और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देने में मदद करता है।

13. Technology Trends

इस तरह के एसएमडी एलईडी का विकास कई उद्योग प्रवृत्तियों का अनुसरण करता है: लघुरूपण (पतले और छोटे पैकेज), बढ़ी हुई दक्षता (विद्युत इनपुट की प्रति इकाई उच्च प्रकाश उत्पादन), और बढ़ी हुई विश्वसनीयता (कठोर वातावरण और स्वचालित असेंबली के लिए मजबूती)। बोर्ड स्थान बचाने और असेंबली को सरल बनाने के लिए एकल पैकेज में कई चिप्स (मल्टी-कलर या RGB) का एकीकरण एक सामान्य दृष्टिकोण है। इसके अलावा, रंग स्थिरता (सख्त बिनिंग) में सुधार करने और सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए उच्च शक्ति घनत्व को संभाल सकने वाले पैकेज विकसित करने का एक निरंतर प्रयास है, हालांकि यह विशिष्ट घटक कम-शक्ति संकेतक उपयोग के लिए अनुकूलित है।