LED 3.2x1.25x1.1mm हरा 3.0V 105mW विनिर्देश - तकनीकी डेटाशीट और डिज़ाइन गाइड

1. उत्पाद अवलोकन

यह हरा SMD LED सामान्य ऑप्टिकल संकेत और प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें एक कॉम्पैक्ट 3.2mm x 1.25mm x 1.1mm पैकेज (मानक PLCC-2 फुटप्रिंट) है और यह उच्च-दक्षता वाले हरे चिप का उपयोग करता है। यह LED 140 डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल प्रदान करता है, जो इसे बैकलाइटिंग और संकेतक उपयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। अधिकतम शक्ति अपव्यय 105mW और फॉरवर्ड करंट रेटिंग 30mA के साथ, यह -40°C से +85°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज में विश्वसनीय प्रदर्शन प्रदान करता है। यह उपकरण RoHS अनुपालन करता है और इसकी नमी संवेदनशीलता स्तर 3 (MSL-3) है।

2. तकनीकी पैरामीटर - गहन विश्लेषण

2.1 विद्युत और ऑप्टिकल विशेषताएँ (Ts=25°C, IF=20mA पर)

LED को 20mA के फॉरवर्ड करंट पर वर्णित किया गया है। मुख्य पैरामीटर निम्नलिखित हैं:

• अग्र वोल्टेज (VF):यह उपकरण कई वोल्टेज बिन में उपलब्ध है: G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V), J1 (3.4-3.5V)। मध्य बिन (H1) के लिए विशिष्ट VF 3.0V है। यह बिनिंग डिज़ाइनरों को श्रृंखला प्रतिरोधक अनुकूलन या करंट मिलान के लिए सटीक वोल्टेज चुनने की अनुमति देती है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λD):हरा उत्सर्जन लगभग 520nm पर केंद्रित है, जिसमें बिन D20 (517.5-520nm), E10 (520-522.5nm), E20 (522.5-525nm), F10 (525-527.5nm), F20 (527.5-530nm) शामिल हैं। यह सख्त तरंगदैर्ध्य नियंत्रण उत्पादन बैचों में सुसंगत रंग उपस्थिति सुनिश्चित करता है।
• दीप्त तीव्रता (IV):कई चमक बिन निर्दिष्ट हैं: 1AU (260-330mcd), 1AV (330-430mcd), 1CG (430-560mcd), 1CL (560-700mcd), 1CM (700-900mcd)। सबसे उच्च बिन (1CM) उच्च-दृश्यता अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट दीप्त आउटपुट प्रदान करता है।
• स्पेक्ट्रल आधा बैंडविड्थ:30nm (विशिष्ट), जो अपेक्षाकृत शुद्ध हरे रंग का संकेत देता है।
• दृष्टि कोण (2θ1/2):140 डिग्री, जो व्यापक प्रदीपन कवरेज सक्षम करता है।
• रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर अधिकतम 10μA, जो रिवर्स बायस में कम रिसाव सुनिश्चित करता है।
• तापीय प्रतिरोध (RTHJ-S):450°C/W (विशिष्ट), उच्च-शक्ति डिज़ाइनों में तापीय प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

LED को इन सीमाओं से परे संचालित नहीं किया जाना चाहिए ताकि क्षति को रोका जा सके:

• शक्ति अपव्यय (Pd): 105mW
• फॉरवर्ड करंट (IF): 30mA (निरंतर)
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): 60mA (पल्स, 1/10 ड्यूटी, 0.1ms पल्स चौड़ाई)
• ESD (HBM): 1000V
• ऑपरेटिंग तापमान (Topr): -40°C ~ +85°C
• भंडारण तापमान (Tstg): -40°C ~ +85°C
• जंक्शन तापमान (Tj): 95°C

सावधानी बरती जानी चाहिए कि शक्ति अपव्यय अधिकतम रेटिंग से अधिक न हो। फॉरवर्ड करंट को वास्तविक जंक्शन तापमान के आधार पर घटाया जाना चाहिए, जो 95°C से नीचे रहना चाहिए।

3. बिनिंग प्रणाली व्याख्या

LED को तीन पैरामीटरों के अनुसार बिन किया गया है: अग्र वोल्टेज (VF), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λD), और दीप्त तीव्रता (IV)। यह ग्राहकों को सरणियों या बैकलाइट इकाइयों में सुसंगत प्रदर्शन के लिए कसकर निर्दिष्ट भागों का ऑर्डर करने की अनुमति देता है।

वोल्टेज बिन:G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1। प्रत्येक बिन 0.1V रेंज को कवर करता है, जो सटीक करंट नियमन सक्षम करता है।

तरंगदैर्ध्य बिन:D20, E10, E20, F10, F20। प्रत्येक बिन 2.5nm को कवर करता है, जो उत्पादन बैच के भीतर रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है।

तीव्रता बिन:1AU, 1AV, 1CG, 1CL, 1CM। ये बिन 260mcd से 900mcd तक फैले हैं, जो चमक आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करते हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 अग्र वोल्टेज बनाम अग्र करंट

विशिष्ट I-V वक्र दर्शाता है कि IF=20mA पर, VF लगभग 3.0V है। जैसे-जैसे करंट बढ़ता है, वोल्टेज अरैखिक रूप से बढ़ता है। उच्च करंट पर, स्व-तापन के कारण सावधानीपूर्वक तापीय प्रबंधन आवश्यक है।

4.2 अग्र करंट बनाम सापेक्ष तीव्रता

सापेक्ष दीप्त तीव्रता अग्र करंट के साथ बढ़ती है लेकिन जंक्शन तापन के कारण रैखिक रूप से नहीं। IF=30mA पर, तीव्रता IF=20mA पर लगभग 1.5 गुना होती है (विशिष्ट वक्र के आधार पर)।

4.3 पिन तापमान बनाम सापेक्ष तीव्रता और अग्र करंट

जैसे-जैसे LED गर्म होता है, सापेक्ष तीव्रता कम हो जाती है। 450°C/W का तापीय प्रतिरोध का मतलब है कि 20mA पर, जंक्शन तापमान वृद्धि परिवेश से मामूली है। हालांकि, अधिकतम करंट और परिवेश तापमान पर, जंक्शन 95°C सीमा तक पहुँच सकता है, जिसके लिए हीटसिंकिंग या डीरेटिंग की आवश्यकता होती है।

4.4 अग्र करंट बनाम प्रमुख तरंगदैर्ध्य

प्रमुख तरंगदैर्ध्य करंट के साथ थोड़ा बदलता है। आमतौर पर, हरे LED उच्च करंट पर एक छोटा नीला स्थानांतरण प्रदर्शित करते हैं। विचलन कुछ नैनोमीटर के भीतर है, जो अधिकांश संकेतक अनुप्रयोगों के लिए स्वीकार्य है।

4.5 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य

वर्णक्रमीय वितरण लगभग 520nm पर एक एकल शिखर दिखाता है जिसकी आधी-चौड़ाई 30nm है, जो शुद्ध हरे उत्सर्जन की पुष्टि करता है। कोई द्वितीयक शिखर मौजूद नहीं है।

4.6 विकिरण पैटर्न

LED एक लैम्बर्टियन-जैसे वितरण के साथ उत्सर्जित करता है, जिसमें ऑप्टिकल अक्ष से 70° पर तीव्रता आधी हो जाती है। यह चौड़ा बीम इसे बैकलाइटिंग या साइनेज के लिए आदर्श बनाता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

LED को 3.20mm x 1.25mm x 1.10mm पैकेज में रखा गया है। शीर्ष दृश्य दो टर्मिनलों (एनोड और कैथोड) के साथ एक आयताकार आकार दिखाता है जैसा कि चिह्नित है। निचला दृश्य पैड लेआउट इंगित करता है: टर्मिनल 1 (कैथोड) के लिए 1.20mm x 0.60mm पैड और टर्मिनल 2 (एनोड) के लिए 1.20mm x 0.45mm पैड। अनुशंसित सोल्डर पैड पैटर्न उचित ताप अपव्यय और यांत्रिक स्थिरता के लिए 5.00mm x 2.00mm है। ध्रुवता पैकेज पर एक मार्कर द्वारा इंगित की गई है।

5.2 ध्रुवता और सोल्डरिंग पैटर्न

ध्रुवता चिह्न Fig.1-4 में दिखाया गया है। कैथोड आमतौर पर एक नॉच या डॉट द्वारा इंगित किया जाता है। अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न (Fig.1-5) अच्छा तापीय और विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करता है। जब तक अन्यथा नोट न किया जाए, सभी आयामों में ±0.2mm की सहनशीलता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 SMT रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल

मानक रिफ्लो प्रोफ़ाइल (JEDEC J-STD-020 पर आधारित) में शामिल हैं:

• प्रीहीट: 150°C से 200°C तक 60-120 सेकंड
• 217°C (TL) से ऊपर का समय: 60-150 सेकंड
• पीक तापमान (TP): 260°C, 255°C से ऊपर अधिकतम 10 सेकंड
• कूलिंग: अधिकतम 6°C/s
• 25°C से पीक तक कुल समय: अधिकतम 8 मिनट

रिफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं होनी चाहिए। यदि पास के बीच 24 घंटे से अधिक समय बीत जाता है, तो LED नमी को अवशोषित कर सकता है और क्षतिग्रस्त हो सकता है। यदि भंडारण की शर्तें पार हो जाती हैं, तो 60±5°C पर 24 घंटे बेकिंग की सिफारिश की जाती है।

6.2 हाथ सोल्डरिंग और रीवर्क

सोल्डरिंग आयरन के साथ मैनुअल सोल्डरिंग 300°C पर 3 सेकंड से कम तक सीमित होनी चाहिए। केवल एक रीवर्क की अनुमति है। रीवर्क के लिए, थर्मल तनाव से बचने के लिए दोहरे-सिर वाले सोल्डरिंग आयरन की सिफारिश की जाती है।

6.3 हैंडलिंग सावधानियाँ

मुड़े हुए PCBs पर माउंट करने से बचें। सोल्डरिंग के दौरान या बाद में यांत्रिक बल न लगाएं। सोल्डरिंग के बाद तेजी से ठंडा करने की अनुमति नहीं है। LED ESD संवेदनशील (क्लास 1, 1000V HBM) है, इसलिए हैंडलिंग और असेंबली के दौरान उचित ESD सुरक्षा का उपयोग किया जाना चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 टेप और रील पैकेजिंग

LED कैरियर टेप में प्रति रील (7-इंच व्यास) 3000 टुकड़ों के साथ आपूर्ति की जाती है। टेप आयाम: चौड़ाई 8.00mm, पिच 4.00mm। रील का व्यास 178mm, हब व्यास 60mm, और स्पिंडल होल 13.0mm है। एक लेबल में पार्ट नंबर, स्पेक नंबर, लॉट नंबर, बिन कोड (फ्लक्स, क्रोमैटिसिटी, वोल्टेज, तरंगदैर्ध्य के लिए), मात्रा और दिनांक कोड शामिल है।

7.2 नमी बैरियर बैग और बॉक्स

प्रत्येक रील को एक डेसिकेंट और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ नमी बैरियर बैग में सील किया जाता है। फिर बैग को शिपिंग के लिए कार्डबोर्ड बॉक्स में पैक किया जाता है। भंडारण की शर्तें: बैग खोलने से पहले, ≤30°C और ≤75% RH पर 1 वर्ष तक स्टोर करें। खोलने के बाद, ≤30°C और ≤60% RH पर 168 घंटे के भीतर उपयोग करें। यदि नमी संकेतक एक्सपोज़र दिखाता है या भंडारण का समय पार हो गया है, तो 60±5°C पर ≥24 घंटे बेकिंग आवश्यक है।

8. अनुप्रयोग अनुशंसाएँ

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग

• इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर ऑप्टिकल संकेतक (जैसे, स्थिति LED, पुशबटन बैकलाइट)
• ऑटोमोटिव या उपभोक्ता उत्पादों में स्विच और प्रतीक बैकलाइटिंग
• सामान्य साइनेज और डिस्प्ले बैकलाइटिंग
• सजावटी प्रकाश व्यवस्था जहाँ कॉम्पैक्ट आकार और विस्तृत कोण की आवश्यकता होती है

8.2 डिज़ाइन विचार

• करंट सीमित करना:करंट को ≤30mA तक सीमित करने के लिए हमेशा एक श्रृंखला प्रतिरोधक का उपयोग करें। प्रतिरोधक के बिना, मामूली वोल्टेज विविधताएं बड़े करंट परिवर्तन और क्षति का कारण बन सकती हैं।
• तापीय प्रबंधन:अधिकतम करंट या उच्च परिवेश तापमान के लिए, हीटसिंकिंग के लिए PCB कॉपर क्षेत्र पर विचार करें। 450°C/W का तापीय प्रतिरोध जंक्शन तापमान को 95°C से नीचे रखने के लिए सावधानीपूर्वक लेआउट की आवश्यकता होती है।
• पर्यावरणीय सुरक्षा:सल्फर यौगिकों (>100PPM), ब्रोमीन (>900PPM), क्लोरीन (>900PPM), और वीओसी से बचें जो चिपकने वाले या पॉटिंग सामग्री से उत्सर्जित हो सकते हैं। ये मलिनकिरण और प्रकाश उत्पादन में गिरावट का कारण बन सकते हैं।
• समानांतर संचालन:यदि कई LED समानांतर में उपयोग किए जाते हैं, तो प्रत्येक के पास करंट को संतुलित करने के लिए अपना स्वयं का श्रृंखला प्रतिरोधक होना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना

समान PLCC-2 पैकेजों में मानक हरे LED की तुलना में, यह उपकरण एक विस्तृत दृष्टि कोण (140°) और 900mcd तक कई चमक बिन प्रदान करता है। तंग तरंगदैर्ध्य बिनिंग (प्रति बिन ±2.5nm) बेहतर रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है, जो बहु-LED असेंबली के लिए महत्वपूर्ण है। 450°C/W (विशिष्ट) का कम तापीय प्रतिरोध 3.2x1.25mm पैकेज के लिए प्रतिस्पर्धी है, जो उचित हीटसिंकिंग के साथ उच्च ड्राइव करंट को सक्षम करता है। इसके अलावा, MSL-3 रेटिंग और RoHS अनुपालन इसे स्वचालित SMT असेंबली के लिए उपयुक्त बनाता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

Q1: इस LED के लिए अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट क्या है?
A: विशिष्ट परीक्षण करंट 20mA है, जो चमक और तापीय मार्जिन के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। पूर्ण अधिकतम निरंतर करंट 30mA है, लेकिन जंक्शन तापमान 95°C से नीचे रखा जाना चाहिए।

Q2: क्या मैं इस LED का उपयोग पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) अनुप्रयोग में कर सकता हूँ?
A: हाँ, पीक करंट 60mA तक हो सकता है जिसमें 1/10 की ड्यूटी साइकिल और 0.1ms की पल्स चौड़ाई हो। उच्च ड्यूटी PWM के लिए, सुनिश्चित करें कि औसत करंट ≤30mA है।

Q3: मैं अपने डिज़ाइन के लिए सही वोल्टेज बिन कैसे चुनूँ?
A: यदि आपको करंट मिररिंग या श्रृंखला कनेक्शन के लिए एक तंग वोल्टेज रेंज की आवश्यकता है, तो एक विशिष्ट बिन चुनें (जैसे, 3.0-3.1V के लिए H1)। सामान्य उपयोग के लिए, विशिष्ट 3.0V (H1) की सिफारिश की जाती है।

Q4: नमी बैरियर बैग खोलने के बाद भंडारण जीवन क्या है?
A: ≤30°C और ≤60% RH पर 168 घंटे। यदि इस समय के भीतर उपयोग नहीं किया जाता है, तो रिफ्लो से पहले 60±5°C पर कम से कम 24 घंटे बेक करें।

Q5: क्या मैं इस LED का उपयोग बाहर कर सकता हूँ?
A: ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40°C से +85°C है, जो कई बाहरी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। हालांकि, यह उपकरण सीधे पानी के संपर्क के लिए रेटेड नहीं है; अतिरिक्त कन्फॉर्मल कोटिंग की आवश्यकता हो सकती है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

उदाहरण: समानांतर में दो LED के साथ एक पुशबटन स्विच की बैकलाइटिंग।

• वांछित चमक: प्रति LED लगभग 500mcd (बिन 1CG या 1CL का उपयोग करके)।
• आपूर्ति वोल्टेज: 5V DC।
• LED फॉरवर्ड वोल्टेज (विशिष्ट): 20mA पर 3.0V।
• श्रृंखला प्रतिरोधक: R = (5V - 3.0V) / 0.04A (समानांतर में दो LED, प्रत्येक 20mA) = 50Ω। 51Ω, 1/4W प्रतिरोधक चुनें।
• तापीय जाँच: 25°C परिवेश पर, जंक्शन तापमान वृद्धि = 20mA * 3.0V * 450°C/W = 0.027W * 450 = 12.15°C। जंक्शन तापमान = 37.15°C, जो 95°C से काफी नीचे है। 85°C परिवेश पर भी, जंक्शन = 97.15°C, थोड़ा अधिक; तापीय प्रतिरोध को कम करने के लिए बड़े पैड क्षेत्र का उपयोग करने या करंट को 18mA तक कम करने पर विचार करें।

12. संचालन के सिद्धांत

LED एक p-n जंक्शन डायोड है जो गैलियम नाइट्राइड (GaN) या संबंधित III-V यौगिक अर्धचालक सामग्रियों से बना है जो आगे बायस होने पर हरा प्रकाश उत्सर्जित करता है। ऊर्जा बैंडगैप तरंगदैर्ध्य निर्धारित करता है। इस मामले में, 520nm के आसपास प्रमुख तरंगदैर्ध्य लगभग 2.38eV के बैंडगैप से मेल खाती है। उपकरण एक पारदर्शी सिलिकॉन या एपॉक्सी में एनकैप्सुलेटेड है जो ऑप्टिकल निष्कर्षण और यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है। विस्तृत दृष्टि कोण एक डिफ्यूजिंग एनकैप्सुलेंट या पैकेज डिज़ाइन द्वारा प्राप्त किया जाता है जो उत्सर्जित प्रकाश को फैलाता है।

13. विकास के रुझान

हरे LED बेहतर एपिटैक्सियल ग्रोथ तकनीकों और चिप डिज़ाइनों के कारण दक्षता (lm/W) में सुधार जारी रखते हैं। इस फुटप्रिंट में SMD LED के लिए भविष्य के रुझानों में उच्च दीप्त प्रभावकारिता, कम तापीय प्रतिरोध, और RGB अनुप्रयोगों में बेहतर रंग मिश्रण के लिए तंग तरंगदैर्ध्य बिन शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, पैकेज के भीतर ESD सुरक्षा चिप्स का एकीकरण मजबूती में सुधार के लिए अधिक सामान्य हो रहा है। पहनने योग्य और IoT उपकरणों के लिए लघुकृत, उच्च-चमक LED की मांग पैकेजिंग और तापीय प्रबंधन में और नवाचारों को प्रेरित कर रही है।