हाई-पावर नीला एलईडी 3.45x3.45x2.20mm 2.6-3.4V 5.1W 465-475nm तकनीकी डेटाशीट

1. उत्पाद अवलोकन

यह एलईडी घटक एक सब्सट्रेट पर InGaN तकनीक का उपयोग करता है ताकि उच्च-तीव्रता वाला नीला प्रकाश स्रोत प्रदान किया जा सके। उपकरण 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm के कॉम्पैक्ट आयामों के साथ एक मजबूत सिरेमिक आवास में पैक किया गया है, जो इसे स्थान-सीमित प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। एलईडी को सरफेस-माउंट तकनीक (SMT) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है और यह मानक रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। यह स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के लिए टेप और रील पैकेजिंग में उपलब्ध है। उत्पाद RoHS अनुपालन को पूरा करता है और नमी संवेदनशीलता स्तर 1 (MSL-1) के रूप में वर्गीकृत है, जो सोल्डरिंग से पहले नमी संभालने की कोई विशेष आवश्यकता नहीं दर्शाता है।

1.1 मुख्य विशेषताएं

• उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता के लिए सिरेमिक पैकेज
• एकसमान प्रकाश वितरण के लिए अत्यंत विस्तृत देखने का कोण (सामान्यतः 120 डिग्री)
• सभी SMT असेंबली और सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त
• प्रति रील 1000 टुकड़ों के साथ टेप और रील पर उपलब्ध
• नमी संवेदनशीलता स्तर 1
• RoHS अनुरूप, खतरनाक पदार्थों से मुक्त

1.2 अनुप्रयोग

नीला एलईडी विभिन्न प्रकार के सामान्य प्रकाश और विशेष अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकता है। सामान्य उपयोग के मामलों में चेतावनी लाइटें, डाउनलाइट्स, वॉल वॉश लाइट्स और स्पॉट लाइट्स शामिल हैं। यह उपकरण सजावटी रंग लैंप, एलईडी स्ट्रिप्स, पादप विकास प्रकाश, परिदृश्य प्रकाश, मंच फोटोग्राफी प्रकाश और चिकित्सा सौंदर्य उपकरणों के लिए भी उपयुक्त है। इसके अलावा, यह होटलों, बाजारों, कार्यालयों और घरों जैसे वाणिज्यिक और आवासीय इनडोर वातावरण के लिए आदर्श है। विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज (-40°C से +85°C) विविध परिस्थितियों में विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।

2. पैकेज आयाम और यांत्रिक विनिर्देश

एलईडी पैकेज की लंबाई 3.45mm, चौड़ाई 3.45mm और ऊंचाई 2.20mm है। नीचे का दृश्य आसान ध्रुवता पहचान के लिए स्पष्ट एनोड और कैथोड पैड व्यवस्था दर्शाता है। एनोड पैड लगभग 1.30mm x 0.85mm मापता है, जबकि कैथोड पैड 1.30mm x 0.65mm पर थोड़ा बड़ा है। विश्वसनीय थर्मल और विद्युत संपर्क के लिए अनुकूलित सोल्डरिंग पैटर्न की सिफारिश की जाती है। PCB डिज़ाइन के लिए फुटप्रिंट आयाम डेटाशीट में प्रदान किए गए हैं: 3.25mm x 0.50mm का एक आयताकार एनोड पैड और 3.25mm x 0.45mm का कैथोड पैड, दो पैडों के बीच 0.30mm का अंतर। जब तक अन्यथा उल्लेख न किया गया हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं और सहनशीलता ±0.2mm है।

3. विद्युत और ऑप्टिकल विशेषताएं

जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न किया जाए, सभी विद्युत और ऑप्टिकल पैरामीटर IF = 350mA और सोल्डर पॉइंट तापमान Ts = 25°C की परीक्षण स्थिति पर मापे जाते हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6V से 3.4V तक होता है, जिसका विशिष्ट मान लगभग 3.0V होता है। उपकरण 30 लुमेन से 50 लुमेन के बीच ल्यूमिनस फ्लक्स और 400mW से 800mW तक कुल रेडिएंट फ्लक्स प्रदान करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य नीले स्पेक्ट्रम में 465nm से 475nm के बीच आता है। रिवर्स करंट 5V पर रिवर्स बायस होने पर अधिकतम 10µA तक सीमित है। देखने का कोण सामान्यतः 120 डिग्री (आधी तीव्रता पर) है, जो एक विस्तृत बीम स्प्रेड प्रदान करता है।

3.1 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग

उपकरण क्षति को रोकने के लिए निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए। पावर डिसिपेशन 5100mW (5.1W) पर रेटेड है। फॉरवर्ड करंट लगातार 1500mA (1.5A) तक और पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत 1600mA (1.6A) तक जा सकता है। रिवर्स वोल्टेज 5V से अधिक नहीं होना चाहिए। उपकरण 2000V के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (HBM) के लिए रेटेड है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40°C से +85°C है, और भंडारण तापमान रेंज समान है। जंक्शन तापमान 150°C से अधिक नहीं होना चाहिए।

3.2 बिनिंग जानकारी

एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को 350mA के परीक्षण करंट पर फॉरवर्ड वोल्टेज, ल्यूमिनस फ्लक्स और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के अनुसार बिन किया जाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज बिन हैं: F0 (2.6-2.8V), G0 (2.8-3.0V), H0 (3.0-3.2V), और I0 (3.2-3.4V)। ल्यूमिनस फ्लक्स बिन हैं: FA3 (30-35lm), FA4 (35-40lm), FA5 (40-45lm), और FA6 (45-50lm)। वेवलेंथ बिन हैं: D00 (465-470nm) और E00 (470-475nm)। ग्राहकों को ऑर्डर करते समय आवेदन आवश्यकताओं से मेल खाने के लिए वांछित बिन कोड निर्दिष्ट करना चाहिए।

4. विशिष्ट प्रदर्शन वक्र

निम्नलिखित प्रदर्शन विशेषताएं विशिष्ट मान हैं और केवल डिज़ाइन मार्गदर्शन के लिए प्रदान की गई हैं; ये गारंटीकृत विनिर्देश नहीं हैं।

4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट

फॉरवर्ड वोल्टेज फॉरवर्ड करंट के साथ बढ़ता है। कमरे के तापमान पर, वोल्टेज 100mA पर लगभग 2.6V, 350mA पर 3.0V, 700mA पर 3.2V और 1300mA पर 3.4V होता है। संबंध ऑपरेटिंग रेंज में लगभग रैखिक है।

4.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट

सापेक्ष ल्यूमिनस तीव्रता करंट के साथ बढ़ती है लेकिन उच्च धाराओं पर थोड़ी संतृप्ति दर्शाती है। 350mA पर सापेक्ष तीव्रता 1.0 को सामान्यीकृत की जाती है; 700mA पर यह लगभग 1.6 तक बढ़ जाती है; 1050mA पर 2.2 तक; और 1400mA पर 2.8 तक।

4.3 तापमान निर्भरता

जैसे-जैसे सोल्डर पॉइंट तापमान 25°C से 115°C तक बढ़ता है, सापेक्ष ल्यूमिनस तीव्रता लगभग 40% रैखिक रूप से घट जाती है। प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। उच्च परिवेश तापमान पर फॉरवर्ड करंट डिरेटिंग आवश्यक है: Ts=50°C पर अधिकतम फॉरवर्ड करंट लगभग 1400mA है, जबकि Ts=85°C पर यह 150°C जंक्शन तापमान से अधिक न होने के लिए लगभग 800mA तक कम हो जाता है।

4.4 वर्णक्रमीय वितरण

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का शिखर तरंगदैर्ध्य लगभग 465-475nm है जिसमें पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) लगभग 25-30nm है। स्पेक्ट्रम दृश्य सीमा में कोई महत्वपूर्ण द्वितीयक शिखर के बिना साफ है।

4.5 विकिरण पैटर्न

कोणीय विकिरण पैटर्न लगभग लैम्बर्टियन है जिसमें आधी-तीव्रता का कोण ±60 डिग्री है। ±75 डिग्री पर सापेक्ष तीव्रता अधिकतम के लगभग 0.2 तक गिर जाती है।

5. पैकेजिंग और शिपिंग जानकारी

एलईडी को प्रति रील 1000 टुकड़ों की मात्रा में कैरियर टेप पर पैक किया जाता है। कैरियर टेप की पिच 4.0mm और चौड़ाई 12.0mm है। रील के आयाम हैं: बाहरी व्यास 178mm ±1mm, आंतरिक व्यास 59mm, और चौड़ाई 14.0mm ±0.5mm। प्रत्येक रील को MSL-1 शर्तों को बनाए रखने के लिए एक डेसिकेंट और एक आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ नमी अवरोधक बैग में सील किया जाता है। बैग पर लेबल में भाग संख्या, विनिर्देश संख्या, लॉट संख्या, बिन कोड (फ्लक्स, तरंगदैर्ध्य और वोल्टेज के लिए), मात्रा और दिनांक कोड शामिल है। पैक किए गए रीलों को फिर शिपमेंट के लिए कार्डबोर्ड बक्से में रखा जाता है।

6. SMT रिफ्लो सोल्डरिंग दिशानिर्देश

रिफ्लो सोल्डरिंग को डेटाशीट में निर्दिष्ट तापमान प्रोफ़ाइल का पालन करना चाहिए। प्रीहीट ज़ोन को अधिकतम 3°C/s की दर से 150°C से 200°C तक रैंप करना चाहिए, जिसमें 60-120 सेकंड का सोक समय होता है। 217°C से ऊपर का क्रिटिकल ज़ोन 60 सेकंड तक चलना चाहिए, जिसमें 10 सेकंड (अधिकतम) के लिए 260°C का पीक तापमान होता है। कूल-डाउन दर 6°C/s से अधिक नहीं होनी चाहिए। केवल दो रिफ्लो पास की अनुमति है। यदि दो सोल्डरिंग ऑपरेशनों के बीच का समय 24 घंटे से अधिक हो जाता है, तो एलईडी क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। हैंड सोल्डरिंग में 300°C पर लोहे का उपयोग 3 सेकंड से कम समय के लिए करना चाहिए, केवल एक बार किया जाना चाहिए। मरम्मत से बचना चाहिए; यदि आवश्यक हो, तो डुअल-हेड आयरन का उपयोग करें और मरम्मत के बाद एलईडी कार्यक्षमता सत्यापित करें। एलईडी की ऊपरी सतह नरम सिलिकॉन है, इसलिए पिकिंग नोज़ल को एनकैप्सुलेंट को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए उचित दबाव लागू करना चाहिए। एलईडी को विकृत PCB अनुभागों पर न लगाएं और सोल्डरिंग के बाद बोर्ड को विकृत करने से बचें। सोल्डरिंग के बाद तेजी से ठंडा करने की सिफारिश नहीं की जाती है।

7. हैंडलिंग और भंडारण सावधानियां

ऑपरेटिंग वातावरण और संभोग सामग्री में 100PPM से अधिक सल्फर यौगिक नहीं होने चाहिए। बाहरी सामग्रियों में ब्रोमीन और क्लोरीन सामग्री प्रत्येक 900PPM से कम होनी चाहिए, कुल ब्रोमीन और क्लोरीन 1500PPM से कम होनी चाहिए। फिक्स्चर सामग्री से वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) सिलिकॉन एनकैप्सुलेंट में प्रवेश कर सकते हैं और गर्मी और प्रकाश के तहत मलिनकिरण का कारण बन सकते हैं, जिससे महत्वपूर्ण प्रकाश हानि होती है। उपयोग से पहले हमेशा सामग्रियों की संगतता का परीक्षण करें। कार्बनिक वाष्प छोड़ने वाले चिपकने वाले पदार्थों से बचें। सिलिकॉन लेंस की सतह नरम है; हमेशा घटक को चिमटी या उपयुक्त उपकरणों का उपयोग करके साइड सतहों द्वारा संभालें। सिलिकॉन लेंस को सीधे न छुएं। सर्किट डिज़ाइन में, सुनिश्चित करें कि प्रत्येक एलईडी के माध्यम से करंट निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग से अधिक न हो। छोटे वोल्टेज परिवर्तनों से थर्मल रनअवे को रोकने के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स शामिल करें। एलईडी पर कभी भी रिवर्स वोल्टेज (5V से ऊपर) लागू न करें; यह माइग्रेशन और स्थायी क्षति का कारण बन सकता है। थर्मल डिज़ाइन महत्वपूर्ण है: जंक्शन तापमान 150°C से नीचे बनाए रखने के लिए पर्याप्त हीट सिंकिंग आवश्यक है। सिलिकॉन सतह धूल को आकर्षित करती है; यदि सफाई आवश्यक है, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें। अल्ट्रासोनिक सफाई की सिफारिश नहीं की जाती है क्योंकि यह एलईडी को नुकसान पहुंचा सकती है। भंडारण की शर्तें: एल्युमिनियम बैग खोलने से पहले, सीलिंग की तारीख से एक वर्ष तक ≤30°C और ≤75% RH पर स्टोर करें। खोलने के बाद, ≤30°C और ≤60% RH पर 168 घंटे से अधिक न रखें। यदि भंडारण का समय पार हो गया है, तो एलईडी को 60±5°C और<5% RH पर कम से कम 24 घंटे के लिए बेक करें। यदि बैग पंचर या क्षतिग्रस्त है, तो अपने आपूर्तिकर्ता से संपर्क करें।

8. विश्वसनीयता परीक्षण और गुणवत्ता आश्वासन

एलईडी ने मजबूत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए विश्वसनीयता परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुज़रा है। परीक्षणों में शामिल हैं: रिफ्लो सोल्डरिंग (260°C, 2 बार), थर्मल शॉक (-40°C से 100°C, 500 चक्र, 15 मिनट प्रवास), उच्च तापमान भंडारण (100°C, 1000 घंटे), कम तापमान भंडारण (-40°C, 1000 घंटे), जीवन परीक्षण (25°C, IF=350mA, 1000 घंटे), और उच्च तापमान उच्च आर्द्रता जीवन परीक्षण (60°C/90%RH, IF=350mA, 1000 घंटे)। स्वीकार्यता मानदंड: प्रत्येक परीक्षण के लिए 10 नमूनों में से 0 विफलता (0/1 AQL)। परीक्षण के बाद, फॉरवर्ड वोल्टेज शिफ्ट विनिर्देश के भीतर होनी चाहिए, ल्यूमिनस फ्लक्स रखरखाव प्रारंभिक मूल्य का कम से कम 80% होना चाहिए, और कोई ओपन/शॉर्ट सर्किट या फ्लिकरिंग नहीं होनी चाहिए। ध्यान दें कि ये परीक्षण अच्छी गर्मी अपव्यय स्थितियों के तहत किए जाते हैं; वास्तविक अनुप्रयोग विश्वसनीयता सिस्टम के थर्मल डिज़ाइन पर निर्भर करती है।

9. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

इष्टतम प्रदर्शन के लिए, निम्नलिखित दिशानिर्देश अनुशंसित हैं: थर्मल वाय या मेटल-कोर PCB का उपयोग करके उचित हीट सिंकिंग सुनिश्चित करें। सभी ऑपरेटिंग स्थितियों के तहत एलईडी जंक्शन तापमान को 150°C से नीचे रखें। ओवरकरंट को रोकने के लिए वोल्टेज स्रोत के बजाय स्थिर करंट ड्राइवर का उपयोग करें। कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ते समय, फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग भिन्नताओं को ध्यान में रखें। समानांतर स्ट्रिंग्स में, प्रति स्ट्रिंग अलग बैलास्ट रेसिस्टर्स का उपयोग करें। पल्स ऑपरेशन के लिए, पीक करंट सीमाओं और ड्यूटी साइकिल प्रतिबंधों का पालन करें। 120 डिग्री का विस्तृत देखने का कोण फ्लड लाइटिंग के लिए फायदेमंद है, लेकिन संकीर्ण बीम अनुप्रयोगों के लिए द्वितीयक ऑप्टिक्स की आवश्यकता हो सकती है। नीली तरंगदैर्ध्य रेंज (465-475nm) लाल एलईडी के साथ संयुक्त होने पर पादप विकास प्रकाश के लिए, या मंच प्रकाश और सजावटी प्रभावों के लिए उपयुक्त है। सिरेमिक पैकेज उत्कृष्ट थर्मल चालकता प्रदान करता है, लेकिन गर्मी को कुशलतापूर्वक स्थानांतरित करने के लिए बाहरी सोल्डर पैड पूरी तरह से गीले होने चाहिए। सोल्डरिंग के बाद एलईडी पर यांत्रिक तनाव से बचें।

10. वैकल्पिक उत्पादों के साथ तुलना

छोटे पैकेज आकारों (जैसे 2835 या 3030) की तुलना में, इस एलईडी का 3.45x3.45mm फुटप्रिंट बड़े थर्मल पथ के कारण उच्च करंट हैंडलिंग की अनुमति देता है। सिरेमिक सब्सट्रेट पारंपरिक प्लास्टिक पैकेजों की तुलना में बेहतर थर्मल चालकता प्रदान करता है, जिससे 1.5A फॉरवर्ड करंट पर संचालन संभव होता है। विस्तृत तरंगदैर्ध्य बिन कवरेज (465-475nm) विशिष्ट रंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए लचीलापन प्रदान करता है। हालांकि, उच्च थर्मल आउटपुट के लिए कम-शक्ति वाले उपकरणों की तुलना में अधिक व्यापक हीटसिंकिंग की आवश्यकता होती है। प्रतिस्पर्धियों के समान 3535 नीले एलईडी से तुलना करने पर, यह घटक तुलनीय ल्यूमिनस एफिकेसी (लगभग 85-100 lm/W 350mA पर) और तापमान पर स्थिर तरंगदैर्ध्य प्रदान करता है। MSL-1 रेटिंग भंडारण और हैंडलिंग लॉजिस्टिक्स को सरल बनाती है।

11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: सामान्य ल्यूमिनस एफिकेसी क्या है?
उत्तर: 350mA पर, एफिकेसी फ्लक्स बिन के आधार पर लगभग 85 से 143 lm/W तक होती है। दक्षता ड्रॉप के कारण उच्च धाराओं पर एफिकेसी कम हो जाती है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 1A पर लगातार चला सकता हूं?
उत्तर: हां, पर्याप्त थर्मल प्रबंधन के साथ। निरपेक्ष अधिकतम निरंतर करंट 1.5A है, लेकिन सुनिश्चित करें कि जंक्शन तापमान 150°C से अधिक न हो।

प्रश्न: क्या मुझे हैंडलिंग के दौरान ESD सुरक्षा की आवश्यकता है?
उत्तर: हां, हालांकि एलईडी 2000V HBM को सहन करता है, ग्राउंडेड वर्कस्टेशन और एंटीस्टेटिक कलाई पट्टियों जैसी ESD सावधानियों की सिफारिश की जाती है।

प्रश्न: नमी अवरोधक बैग खोलने के बाद भंडारण जीवन क्या है?
उत्तर: ≤30°C और ≤60% RH पर 168 घंटे (7 दिन)। उसके बाद, बेकिंग आवश्यक है।

प्रश्न: क्या सिलिकॉन लेंस सामान्य ऑप्टिकल चिपकने वाले पदार्थों के साथ संगत है?
उत्तर: कुछ चिपकने वाले VOCs छोड़ सकते हैं जो सिलिकॉन पर हमला करते हैं। इच्छित एप्लिकेशन वातावरण में चिपकने वाले पदार्थों का परीक्षण करना आवश्यक है।

12. तकनीकी सिद्धांत

नीला एलईडी नीलमणि या सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट पर उगाए गए इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) सक्रिय परत का उपयोग करता है। जब एक फॉरवर्ड बायस लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल क्वांटम वेल क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, InGaN के बैंडगैप के अनुरूप ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित करते हैं। क्वांटम वेल में इंडियम सामग्री को समायोजित करके, उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य को ट्यून किया जा सकता है; इस उत्पाद के लिए, संरचना 465-475nm रेंज में नीली रोशनी उत्पन्न करने के लिए सेट की गई है। सिरेमिक पैकेज प्रकाश निष्कर्षण को बढ़ाता है और सोल्डर पैड्स को एक मजबूत थर्मल पथ प्रदान करता है। देखने का कोण रिफ्लेक्टर कप की ज्यामिति और एनकैप्सुलेशन आकार द्वारा निर्धारित किया जाता है।

13. विकास के रुझान

एलईडी उद्योग उच्च एफिकेसी और कम लागत के लिए प्रयास जारी रखता है। InGaN नीले एलईडी ने प्रयोगशाला सेटिंग्स में >200 lm/W हासिल किया है, और वाणिज्यिक उत्पादों में लगातार सुधार हो रहा है। उच्च करंट क्षमता वाले छोटे पैकेजों की ओर रुझान (जैसे CSP चिप्स) कुछ अनुप्रयोगों के लिए सिरेमिक पैकेजों को चुनौती दे रहा है। हालांकि, 3535 सिरेमिक पैकेज उन उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय बना हुआ है जिनमें मजबूत थर्मल प्रदर्शन और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। स्मार्ट लाइटिंग कंट्रोल और फुल-स्पेक्ट्रम फॉस्फोरस (सफेद रोशनी उत्पन्न करने के लिए) के साथ एकीकरण चल रहे विकास हैं। केवल-नीले अनुप्रयोगों के लिए, सटीक बिनिंग और तापमान पर स्थिर तरंगदैर्ध्य की बागवानी और चिकित्सा बाजारों द्वारा तेजी से मांग की जा रही है।