65-21 सीरीज़ माइक्रो टॉप-व्यू एलईडी डेटाशीट - ब्राइट रेड - 20mA - 120° व्यूइंग एंगल - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

65-21 श्रृंखला एक कॉम्पैक्ट, सरफेस-माउंटेड, टॉप-व्यू लाइट एमिटिंग डायोड (LED) का एक वर्ग है। ये घटक उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जिनमें व्यापक देखने का कोण और उच्च दक्षता प्रकाश युग्मन की आवश्यकता होती है। इस दस्तावेज़ में वर्णित प्राथमिक मॉडल चमकदार लाल प्रकाश उत्सर्जित करता है, जो पारदर्शी राल में एनकैप्सुलेटेड AlGaInP सेमीकंडक्टर चिप के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। इसकी अद्वितीय एनकैप्सुलेशन डिज़ाइन में ऊपर से नीचे की स्थापना दिशा का उपयोग किया जाता है, जहाँ प्रकाश प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) के माध्यम से निकलता है, जिससे यह विशेष रूप से लाइट पाइप और वेवगाइड के लिए उपयुक्त हो जाता है।

इस श्रृंखला के मुख्य लाभों में शामिल हैं: यह स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं जैसे इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है; यह टेप और रील पैकेजिंग प्रदान करता है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है; यह RoHS और लीड-मुक्त पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन करता है। 120 डिग्री का विस्तृत देखने का कोण सभी दिशाओं से उत्कृष्ट दृश्यता सुनिश्चित करता है, जो संकेतक लैंप और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

डिवाइस की परिचालन सीमाएँ 25°C परिवेश तापमान (Ta) की स्थिति में परिभाषित की गई हैं। इन रेटिंग से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V. इस सीमा से अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F):50 mA. यह एलईडी द्वारा लगातार सहन किया जा सकने वाला अधिकतम डीसी करंट है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):100 mA. यह पल्स करंट रेटिंग (1/10 ड्यूटी साइकल, 1 kHz पर) संक्षिप्त ओवरकरंट स्थितियों की अनुमति देती है, जो मल्टीप्लेक्सिंग या चमक पल्स के लिए उपयुक्त है।
• पावर डिसिपेशन (P_d):110 mW. यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज गर्मी के रूप में व्यय कर सकता है, जिसकी गणना फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट से की जाती है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल:2000 V. यह ह्यूमन बॉडी मॉडल रेटिंग मध्यम स्तर की ESD संवेदनशीलता को दर्शाती है; उचित हैंडलिंग सावधानियों की आवश्यकता है।
• ऑपरेटिंग तापमान (T_opr):-40°C से +85°C तक। यह उपकरण औद्योगिक तापमान सीमा के लिए रेटेड है।
• भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +90°C तक।
• वेल्डिंग तापमान:रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए, पीक तापमान 260°C पर 10 सेकंड तक निर्धारित है। हैंड सोल्डरिंग के लिए, सीमा 350°C पर 3 सेकंड है।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

प्रदर्शन Ta=25°C और मानक परीक्षण धारा (I_F) 20 mA पर मापा गया है।

• ल्यूमिनस तीव्रता (I_v):) 72 mcd न्यूनतम से 180 mcd अधिकतम तक होती है, इस सीमा में विशिष्ट मान। ±11% सहनशीलता लागू होती है।
• देखने का कोण (2θ_1/2):120 डिग्री (टिपिकल)। यह वह पूर्ण कोण है जब उत्सर्जन तीव्रता अपने शिखर मान की आधी हो जाती है।
• पीक वेवलेंथ (λ_p):632 nm (टिपिकल)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जब स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन अपने अधिकतम मान पर पहुँचता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):616.5 nm से 634.5 nm तक की सीमा, ±1 nm सहनशीलता के साथ। यह अनुभव किए गए रंग (चमकीला लाल) को परिभाषित करता है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):20 nm (विशिष्ट)। यह उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की उसकी अधिकतम शक्ति की आधी चौड़ाई है।
• Forward Voltage (V_F):20mA पर, 1.75 V से 2.35 V की सीमा में, ±0.1 V के सहनशीलता के साथ।
• Reverse Current (I_R):5V रिवर्स वोल्टेज लागू होने पर, अधिकतम 10 μA।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग (समूह A)

यह रंग बिंदु को परिभाषित करता है। बिन E4 से E7 तक चिह्नित हैं, प्रत्येक 6 nm की सीमा को कवर करता है (उदाहरण के लिए, E4: 616.5-622.5 nm, E5: 620.5-626.5 nm)। यह डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए बहुत विशिष्ट लाल रंग के स्वर वाले LED का चयन करने में सक्षम बनाता है।

3.2 प्रकाश तीव्रता ग्रेडिंग

यह चमक आउटपुट को परिभाषित करता है। बिन Q1 (72-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd) और R2 (140-180 mcd) हैं। उच्च बिन कोड उच्च चमक को दर्शाता है।

3.3 अग्र वोल्टेज वर्गीकरण (समूह B)

यह एलईडी की विद्युत विशेषताओं के आधार पर समूहीकरण करता है। ग्रेड 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V) और 2 (2.15-2.35 V) हैं। वोल्टेज ग्रेड का मिलान समानांतर सर्किट में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के डिजाइन को सरल बना सकता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण कुछ विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V कर्व)

यह कर्व एक विशिष्ट डायोड घातीय संबंध दर्शाता है। अनुशंसित 20 mA ऑपरेटिंग पॉइंट पर, फॉरवर्ड वोल्टेज 1.75V-2.35V की बिनिंग रेंज में आता है। डिजाइनरों को करंट को सीमित करने के लिए श्रृंखला प्रतिरोध या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए, क्योंकि वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में पर्याप्त, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि हो सकती है।

4.2 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता और अग्र धारा के बीच संबंध

यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन धारा में वृद्धि के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है, जब तक कि अधिकतम रेटेड निरंतर धारा तक नहीं पहुंच जाता। 20mA से अधिक पर कार्य करने से उच्च चमक उत्पन्न होगी, लेकिन यह बिजली की खपत और जंक्शन तापमान को भी बढ़ाएगा, जिससे जीवनकाल प्रभावित होता है।

4.3 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता और परिवेश तापमान के बीच संबंध

दीप्त तीव्रता परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ कम हो जाती है। यह वक्र डीरेटिंग स्थिति दर्शाता है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। LED का आउटपुट 25°C पर निर्दिष्ट है; 85°C पर, आउटपुट काफी कम हो जाएगा।

4.4 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व

यह ग्राफ अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट और परिवेश के तापमान के बीच संबंध को परिभाषित करता है। तापमान बढ़ने के साथ, अधिकतम सुरक्षित धारा ओवरहीटिंग को रोकने के लिए कम हो जाती है। 85°C पर, अधिकतम धारा 25°C पर 50mA की पूर्ण अधिकतम रेटिंग से कम है।

4.5 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रम एक संकीर्ण गॉसियन-जैसा वक्र है, जिसका केंद्र लगभग 632 nm (शिखर) पर है और बैंडविड्थ 20 nm है, जो एकवर्णी चमकीले लाल उत्सर्जन की पुष्टि करता है।

4.6 विकिरण पैटर्न

Polar plot illustrates a 120-degree viewing angle. The intensity distribution is relatively Lambertian (cosine-like), providing a uniform appearance within a wide viewing cone, making it ideal for indicator lights.

5. मशीनरी और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आउटलाइन आयाम

इस SMD पैकेज की विशिष्ट लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई (मिलीमीटर में) होती है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.1mm है। ड्राइंग शीर्ष दृश्य आकार, साइड व्यू और वेल्डिंग के लिए अनुशंसित PCB पैड पैटर्न (पैकेज आयाम) का विस्तार से वर्णन करती है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड आमतौर पर चिह्नित होता है, जो आमतौर पर एक खांचे, हरे रंग के निशान या पैकेज के तल पर अलग-अलग पैड आकार के माध्यम से पहचाना जाता है। असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता का ध्यान रखना आवश्यक है।

5.3 टेपिंग और रील विनिर्देश

5.4 नमी-रोधी पैकेजिंग

रील को नमी अवशोषण को रोकने के लिए डिसिकेंट के साथ एल्यूमीनियम पन्नी वाले नमी रोधी बैग में सील किया गया है, जो रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव (पैकेज क्रैकिंग) को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

अनुशंसित तापमान प्रोफ़ाइल में प्रीहीट चरण, सोक ज़ोन, रीफ्लो ज़ोन (जहाँ चरम तापमान 260°C से अधिक न हो और 10 सेकंड तक रहे) और नियंत्रित कूलिंग चरण शामिल हैं। यह प्रोफ़ाइल अधिकतम Tsol रेटेड मान के अनुरूप होनी चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग अनिवार्य है, तो सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रत्येक पैड के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड से कम सीमित होना चाहिए। यदि संभव हो, तो हीट सिंक का उपयोग करें।

6.3 भंडारण एवं संचालन सावधानियाँ

ESD सुरक्षा:

• ग्राउंडेड वर्कबेंच और रिस्ट स्ट्रैप का उपयोग करें।नमी संवेदनशीलता:
• उपयोग करने से पहले नमी-रोधी बैग न खोलें। यदि बैग खुला हुआ है, तो घटकों को निर्धारित वर्कशॉप लाइफ के भीतर उपयोग करें, या उचित प्रक्रिया के अनुसार उन्हें फिर से बेक करें।भंडारण की शर्तें:
• बिना खुले बैग को 30°C या उससे कम तापमान और 90% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित करें।7. अनुप्रयोग विवरण एवं डिज़ाइन विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

ऑप्टिकल संकेतक:

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक उपकरण और ऑटोमोटिव डैशबोर्ड पर स्थिति संकेतक।लाइट गाइड/वेवगाइड युग्मन:
• टॉप-व्यू, PCB-माध्यम से उत्सर्जन विशेषता बटन बैकलाइट या पैनल प्रकाश के लिए एक्रिलिक या पॉलीकार्बोनेट लाइट गाइड में प्रकाश इंजेक्शन के लिए आदर्श है।बैकलाइट:
• LCD, कीबोर्ड, स्विच और फिल्म पैनल के लिए उपयोग किया जाता है।सामान्य सजावटी प्रकाश व्यवस्था:
• साइनेज, एक्सेंट लाइटिंग और चमकदार विज्ञापन के लिए उपयोग किया जाता है।ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग:
• डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच लाइटिंग आदि।7.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार

करंट लिमिटिंग आवश्यक है:

• बाहरी श्रृंखला प्रतिरोध या स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करना आवश्यक है। फॉरवर्ड वोल्टेज में सहनशीलता और नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। करंट सीमित किए बिना, थर्मल रनवे हो सकता है, जिससे त्वरित विफलता हो सकती है।थर्मल प्रबंधन:
• यद्यपि पैकेज छोटा है, लेकिन बिजली की खपत (110mW तक) गर्मी उत्पन्न करती है। पर्याप्त PCB तांबा क्षेत्र (हीट सिंक पैड) सुनिश्चित करें ताकि गर्मी का संचालन हो सके, खासकर जब उच्च धारा या उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित किया जा रहा हो।ऑप्टिकल डिज़ाइन:
• लाइट पाइप अनुप्रयोगों के लिए, युग्मन दक्षता को अधिकतम करने के लिए LED और लाइट पाइप के प्रवेश बिंदु के बीच की दूरी और लाइट पाइप की ज्यामिति को अनुकूलित करना आवश्यक है।स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बिनिंग:
• जहां कई एलईडी के बीच रंग और चमक की एकरूपता आवश्यक हो, वहां सख्त बिन (जैसे, एकल प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन और चमक तीव्रता बिन) निर्दिष्ट करें।8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

65-21 श्रृंखला अपने विशिष्ट गुणों के संयोजन के माध्यम से विभेदन प्राप्त करती है:

मानक साइड-व्यू एलईडी की तुलना में:

• लाइट गाइड एप्लिकेशन के लिए टॉप-व्यू, पीसीबी-थ्रू एमिशन एक महत्वपूर्ण लाभ है, क्योंकि यह एलईडी को लाइट गाइड के ठीक नीचे सर्किट बोर्ड पर समतल रूप से चिपकाने की अनुमति देता है, जिससे यांत्रिक डिजाइन सरल हो जाता है।संकीर्ण कोण वाले एलईडी की तुलना में:
• 120 डिग्री का व्यूइंग एंगल व्यापक दृश्यता प्रदान करता है, जो इसे उन फ्रंट पैनल संकेतकों के लिए बेहतर बनाता है जहां देखने की स्थिति निश्चित नहीं है।गैर-स्वचालित पैकेजिंग की तुलना में:
• SMT पैकेजिंग और टेप-एंड-रील की उपलब्धता इसे आधुनिक, उच्च-गति, स्वचालित उत्पादन लाइनों के लिए आदर्श बनाती है, जिससे थ्रू-होल LED की तुलना में निर्माण लागत कम होती है।9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक पावर स्रोत से चला सकता हूं?

उत्तर: नहीं। आपको हमेशा एक श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला (रजिस्टर) का उपयोग करना चाहिए। रोकनेवाला मान की गणना का सूत्र है R = (V
पावर सप्लाई_{- V}) / I_F। एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए, कृपया डेटाशीट में दिए गए अधिकतम V_Fमान (2.35V) का उपयोग करें ताकि धारा 20mA से अधिक न हो।_Fप्रश्न: यदि मैं LED को 20mA के बजाय 30mA पर संचालित करता हूं तो क्या होगा?

उत्तर: चमकदार तीव्रता अधिक होगी, लेकिन बिजली की खपत और जंक्शन तापमान भी बढ़ेगा। आपको डेरेटिंग कर्व की जांच करनी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि 30mA आपके अधिकतम परिवेश तापमान पर सुरक्षित है। दीर्घकालिक विश्वसनीयता कम हो सकती है।
प्रश्न: ऑर्डरिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले पार्ट नंबर/कोड की व्याख्या कैसे करें?

उत्तर: कोड (उदाहरण के लिए, लेबल निर्देशों के अनुसार: CAT/HUE/REF) बिनिंग चयन को निर्दिष्ट करता है। आप अपनी आवश्यक चमकदार तीव्रता (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (HUE) और फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) बिन के आधार पर ऑर्डर करेंगे।
प्रश्न: क्या हीट सिंक की आवश्यकता है?

उत्तर: एकल LED के लिए 20mA पर आमतौर पर आवश्यक नहीं है। हालाँकि, यदि कई LED एक साथ निकटता से रखे जाते हैं या उच्च तापमान/उच्च परिवेश तापमान पर संचालित होते हैं, तो सामूहिक रूप से उत्पन्न गर्मी के लिए PCB पर थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता हो सकती है।
10. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

परिदृश्य:

5V पावर रेल का उपयोग करने वाले डिवाइस के लिए एक स्टेटस इंडिकेटर LED डिज़ाइन करें। LED को मानक 20mA पर संचालित किया जाना चाहिए।श्रृंखला अवरोधक की गणना करें:

1. विशिष्ट V2.0V पर आधारित अनुमान: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω। V_Fपरिवर्तन, न्यूनतम V का उपयोग करें_Fमान (1.75V) से अधिकतम धारा की गणना करें: I_Fअधिकतम_{= (5V - 1.75V) / 150Ω ≈ 21.7mA, यह सुरक्षित है। एक मानक 150Ω, 1/10W रेसिस्टर उपयुक्त है।}PCB लेआउट:
2. अनुशंसित पैड पैटर्न के अनुसार LED रखें। गर्मी अपव्यय के लिए पैड के चारों ओर कुछ कॉपर क्षेत्र छोड़ दें। सुनिश्चित करें कि सिल्कस्क्रीन पर ध्रुवीयता चिह्न LED के कैथोड इंडिकेटर से मेल खाता है।ऑप्टिकल इंटरफ़ेस:
3. यदि लाइट पाइप का उपयोग किया जाता है, तो दूरी और संरेखण का अनुकरण करें। एक छोटा एयर गैप या स्पष्ट सिलिकॉन जेल का उपयोग प्रकाश युग्मन दक्षता में सुधार कर सकता है।11. कार्य सिद्धांत

यह एलईडी AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप पर आधारित है। जब डायोड जंक्शन क्षमता से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं, जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। AlGaInP सामग्री में, यह पुनर्संयोजन मुख्य रूप से दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल से एम्बर भाग (लगभग 590-650 nm) में फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। AlGaInP परत की विशिष्ट संरचना प्रमुख तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, इस चमकीले लाल प्रकार के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य 632 nm है। पारदर्शी एपॉक्सी एनकैप्सुलेंट चिप की सुरक्षा करता है, यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है, और 120 डिग्री के व्यापक देखने के कोण को प्राप्त करने के लिए प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

65-21 श्रृंखला जैसे माइक्रो टॉप-व्यू एसएमडी एलईडी, फोटोनिक्स के लघुकरण, उच्च दक्षता और स्वचालित विनिर्माण के साथ अधिक निकट एकीकरण की व्यापक प्रवृत्ति का हिस्सा हैं। इस प्रकार के घटकों को प्रभावित करने वाले उद्योग के प्रमुख निरंतर विकास में शामिल हैं:

दक्षता वृद्धि:

• निरंतर सामग्री विज्ञान सुधारों का लक्ष्य समान चिप आकार से अधिक लुमेन प्रति वाट (उच्च प्रकाश दक्षता) उत्पन्न करना है, जिससे चमकदार आउटपुट या कम बिजली की खपत प्राप्त होती है।रंग एकरूपता में सुधार:
• एपिटैक्सियल विकास और बिनिंग प्रक्रियाओं में प्रगति मुख्य तरंगदैर्ध्य और चमक तीव्रता के सहनशीलता मानों को लगातार कस रही है, जिससे डिजाइनरों को अधिक समान प्रकाश स्रोत प्राप्त होते हैं।विश्वसनीयता वृद्धि:
• बेहतर पैकेजिंग सामग्री और पैकेजिंग तकनीकों पर शोध ने लंबे जीवनकाल और थर्मल चक्र, आर्द्रता तथा अन्य पर्यावरणीय दबावों के प्रति उच्च प्रतिरोध क्षमता प्रदान की है।ड्राइवर के साथ एकीकरण:
• एक बाजार प्रवृत्ति नियंत्रण सर्किट (कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर, PWM कंट्रोलर) को सीधे LED पैकेज में एकीकृत करना है, जिससे अंतिम उपयोगकर्ता के सर्किट डिजाइन को सरल बनाया जा सके।A market trend is the integration of control circuitry (constant current drivers, PWM controllers) directly into LED packages, simplifying end-user circuit design.