PLCC-2 लाल LED विशिष्टता पत्रक - 1608 पैकेज (1.6x0.8mm) - विशिष्ट वोल्टेज 2.1V - 10mA - ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ PLCC-2 पैकेज में, 1608 (1.6mm x 0.8mm) आकार के उच्च विश्वसनीयता वाले सरफेस माउंट रेड LED की पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह उपकरण कठोर ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो प्रदर्शन, विश्वसनीयता और कॉम्पैक्ट आकार के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

इस LED के मुख्य लाभों में ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए डिस्क्रीट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के कठोर मानक AEC-Q102 प्रमाणन को पार करना शामिल है, जो प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में इसके प्रदर्शन को सुनिश्चित करता है। 10mA मानक ड्राइव करंट पर, इसकी विशिष्ट ल्यूमिनस इंटेंसिटी 350 मिलिकैन्डेला (mcd) है, और इसमें 120 डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल है, जो समान प्रकाश व्यवस्था को सक्षम बनाता है। यह उत्पाद RoHS, REACH जैसे प्रमुख पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करता है, और हैलोजन-मुक्त है, जो सामग्री के लिए सख्त आवश्यकताओं वाले आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक असेंबली के लिए उपयुक्त है।

लक्षित बाजार मुख्य रूप से ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक निर्माता हैं, जिन्हें डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच इल्युमिनेशन, एंबिएंट लाइटिंग और अन्य इंटीरियर सुविधाओं के लिए विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता होती है, जहाँ रंग स्थिरता और दीर्घकालिक प्रदर्शन महत्वपूर्ण है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 प्रकाशमितीय एवं विद्युत विशेषताएँ

Key operating parameters define the LED's performance under standard conditions (T_s= 25°C). The absolute maximum rating for forward current (I_F) is 20mA, with a typical operating point of 10mA. At this current, the typical forward voltage (V_F) is 2.1V, ranging from 1.5V (min) to 2.5V (max). This parameter is crucial for driver circuit design and power consumption calculation.

The primary luminous output is defined by luminous intensity (I_V), with a typical value of 350 mcd at I_F=10mA, ranging from 280 mcd (min) to 450 mcd (max). The dominant wavelength (λ_d) has a typical value of 617nm, defining the red hue, ranging from 612nm to 621nm. The wide viewing angle (φ) of 120 degrees ensures broad, uniform light distribution, which is crucial for area lighting tasks in automotive interiors.

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स एवं ताप प्रबंधन

डिवाइस के जीवनकाल के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग का पालन करना महत्वपूर्ण है। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 20mA है, अधिकतम पावर डिसिपेशन (P_d) 50mW है। पल्स ऑपरेशन के लिए, विशिष्ट शर्तों (t ≤ 10μs, ड्यूटी साइकिल D=0.005) के तहत 50mA का सर्ज करंट (I_FM) की अनुमति है। यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं की गई है।

थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। अधिकतम ऑपरेटिंग जंक्शन तापमान (T_J) 125°C है, ऑपरेटिंग परिवेश तापमान (T_opr) की सीमा -40°C से +110°C है। दो थर्मल प्रतिरोध मान प्रदान किए गए हैं: जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक वास्तविक थर्मल प्रतिरोध (R_{th JS real}) 150 K/W है, जबकि विद्युत विधि से प्राप्त मान (R_{th JS el}) 120 K/W है। किसी दिए गए ऑपरेटिंग स्थिति में जंक्शन तापमान वृद्धि की गणना करने और इसे सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए ये मान महत्वपूर्ण हैं। फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि जब पैड का तापमान 25°C से अधिक हो जाता है, तो अधिकतम अनुमेय करंट को कम करना होगा।

2.3 विश्वसनीयता एवं अनुपालन विनिर्देश

这款LED符合多项关于可靠性和环境安全的行业标准。它通过了汽车级分立光电器件标准AEC-Q102的认证。它达到了B1级耐腐蚀等级，表明其对腐蚀性气体具有特定级别的抵抗力。根据人体模型（HBM，R=1.5kΩ，C=100pF）测试的静电放电（ESD）敏感度额定值为2kV。湿度敏感等级（MSL）为3级，规定了回流焊前特定的处理和烘烤要求。该器件还符合RoHS、欧盟REACH法规，并且不含卤素（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl < 1500ppm）。

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

निर्माता एक व्यापक बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है जो प्रमुख प्रदर्शन विविधताओं के आधार पर LED को वर्गीकृत करती है, जिससे डिजाइनरों को सटीक अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन करने में सक्षम बनाया जाता है।

3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग

चमकदार तीव्रता को Q से B तक के समूहों में विभाजित किया गया है, प्रत्येक समूह में तीव्रता की बढ़ती सीमा का प्रतिनिधित्व करने वाले उप-ग्रेड X, Y और Z शामिल हैं। इस विशिष्ट मॉडल (1608-UR0100M-AM) के लिए, संभावित आउटपुट ग्रेड हाइलाइट किए गए हैं और T समूह के भीतर आते हैं, जो I_F=10mA पर 280 mcd से 450 mcd की चमकदार तीव्रता सीमा से मेल खाता है। यह विशेषता तालिका में बताए गए 350 mcd के विशिष्ट मूल्य से मेल खाता है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग

माना गया रंग से संबंधित प्रमुख तरंगदैर्ध्य को उच्च परिशुद्धता के साथ ग्रेड किया जाता है। ग्रेड 3nm या 4nm की सीमाओं द्वारा परिभाषित किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, 612-615nm, 615-618nm)। इस उत्पाद का हाइलाइट किया गया ग्रेड 612-621nm है, जो विशेषता तालिका में 612nm (न्यूनतम) से 621nm (अधिकतम), विशिष्ट 617nm की सीमा से मेल खाता है। यह सख्त नियंत्रण विभिन्न उत्पादन बैचों के बीच रंग की उपस्थिति में एकरूपता सुनिश्चित करता है।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

फॉरवर्ड वोल्टेज को 0.25V के चरणों में ग्रेड किया जाता है (उदाहरण के लिए, 2.00-2.25V, 2.25-2.50V)। विशिष्ट V_Fमान 2.1V है, जो दर्शाता है कि यह घटक सबसे अधिक संभावना 2.00-2.25V ग्रेड से संबंधित है। वोल्टेज ग्रेड को समझना कुशल करंट ड्राइव सर्किट डिजाइन करने और बहु-LED सरणियों में बिजली वितरण प्रबंधित करने में सहायक होता है।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

4.1 IV कर्व और स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन

फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज का ग्राफ डायोड के शास्त्रीय घातांकीय संबंध को दर्शाता है। यह वक्र डिजाइनरों को कार्यशील सीमा के भीतर किसी भी दिए गए ड्राइव करंट पर सटीक वोल्टेज ड्रॉप निर्धारित करने में सक्षम बनाता है, जो सटीक ड्राइवर डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण ग्राफ मोनोक्रोमैटिक रेड आउटपुट की पुष्टि करता है, जिसका शिखर ~617nm क्षेत्र में है और लाल स्पेक्ट्रम के बाहर नगण्य उत्सर्जन है।

4.2 तापमान निर्भरता विश्लेषण

कई ग्राफ विभिन्न तापमानों पर LED के व्यवहार को विस्तार से दर्शाते हैं। जंक्शन तापमान बनाम सापेक्ष चमकदार तीव्रता का वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन तापमान बढ़ने के साथ घटता है - यह LED का एक विशिष्ट व्यवहार है। डिजाइनरों को उच्च परिवेशी तापमान अनुप्रयोगों में इस डीरेटिंग को ध्यान में रखना चाहिए। इसके विपरीत, जंक्शन तापमान बनाम सापेक्ष फॉरवर्ड वोल्टेज का वक्र दर्शाता है कि V_Fतापमान बढ़ने के साथ रैखिक रूप से घटता है, जिसका उपयोग मोटे तौर पर तापमान संवेदन के लिए किया जा सकता है। जंक्शन तापमान बनाम प्रमुख तरंगदैर्ध्य का ग्राफ दर्शाता है कि तापमान बढ़ने के साथ तरंगदैर्ध्य में मामूली रेड शिफ्ट (वृद्धि) होती है, जो रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 करंट निर्भरता और पल्स ऑपरेशन

फॉरवर्ड करंट के सापेक्ष प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता का ग्राफ कम करंट रेंज में लगभग रैखिक है, जो अच्छी दक्षता दर्शाता है। फॉरवर्ड करंट के सापेक्ष प्रमुख तरंगदैर्ध्य का ग्राफ दर्शाता है कि तरंगदैर्ध्य करंट के साथ बहुत कम बदलता है, जो रंग स्थिरता का संकेत देता है। अनुमत पल्स हैंडलिंग क्षमता का चार्ट पल्स ड्राइव स्कीम (जैसे डिमिंग या मल्टीप्लेक्सिंग के लिए) का उपयोग करने वाले डिजाइनरों के लिए महत्वपूर्ण है, यह विभिन्न पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल के तहत अधिकतम अनुमत पल्स करंट को परिभाषित करता है।

5. यांत्रिक संरचना, असेंबली और पैकेजिंग

5.1 भौतिक आयाम और ध्रुवीयता

यांत्रिक ड्राइंग 1608 PLCC-2 पैकेज के सटीक आयाम निर्दिष्ट करती है। महत्वपूर्ण आयामों में कुल लंबाई (1.6mm ±0.1mm), चौड़ाई (0.8mm ±0.1mm) और ऊंचाई शामिल हैं। ड्राइंग कैथोड और एनोड टर्मिनलों को स्पष्ट रूप से दर्शाती है, जो सही PCB अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ सुनिश्चित करने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान उचित ताप अपव्यय प्रदान करने के लिए अनुशंसित पैड लेआउट प्रदान किया गया है।

5.2 सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

एक विस्तृत हॉट एयर रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट की गई है, जिसका शिखर तापमान 260°C है और अधिकतम अवधि 30 सेकंड है। LED पैकेज या आंतरिक चिप अटैचमेंट को थर्मल क्षति से बचाने के लिए इस तापमान प्रोफाइल का पालन करना अनिवार्य है। सामान्य उपयोग सावधानियों में मानक ESD हैंडलिंग प्रक्रियाएं, लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचना और पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स से अधिक न होना शामिल हैं।

5.3 पैकेजिंग जानकारी

LED स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं। पैकेजिंग विनिर्देशों में रील आकार, टेप चौड़ाई, पॉकेट पिच और टेप के भीतर डिवाइस की ओरिएंटेशन जैसे विवरण शामिल हैं। यह जानकारी उत्पादन लाइन पर पिक-एंड-प्लेस मशीन को कॉन्फ़िगर करने के लिए आवश्यक है।

6. अनुप्रयोग विवरण एवं डिज़ाइन विचार

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

मुख्य अनुप्रयोग ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग है। इसमें उपयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है, जैसे: इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर बैकलाइटिंग, सेंटर कंसोल डिस्प्ले लाइटिंग, बटन और स्विच बैकलाइटिंग, फुटवेल लाइटिंग, डोर हैंडल/स्टोरेज लाइटिंग और सामान्य एंबिएंट लाइटिंग। AEC-Q102 प्रमाणन और व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज इसे इन कठोर वातावरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।

6.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार

• करंट ड्राइव:हमेशा कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर या वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करें। नाममात्र ड्राइव करंट 10mA है, लेकिन विशेषताओं के अनुसार, यह 2mA से 20mA की सीमा में काम कर सकता है।
• थर्मल डिज़ाइन:एप्लिकेशन में अपेक्षित जंक्शन तापमान की गणना करने के लिए थर्मल प्रतिरोध मान और डेरेटिंग कर्व का उपयोग करें। हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र (अनुशंसित पैड डिज़ाइन का उपयोग करें) सुनिश्चित करें, और T_J125°C से नीचे रखें।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:120° व्यूइंग एंगल एक विस्तृत स्कैटर प्रदान करता है। फोकस्ड लाइट के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिकल एलिमेंट्स (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है। रंग-संवेदी एप्लिकेशन में, कलर शिफ्ट (तापमान/करंट के साथ तरंगदैर्ध्य में परिवर्तन) की संभावना पर विचार करें।
• ESD सुरक्षा:संचालन और असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD सुरक्षा उपायों को लागू करें, क्योंकि इस उपकरण की ESD रेटिंग 2kV HBM है।

7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

मानक वाणिज्यिक-ग्रेड PLCC-2 LED की तुलना में, इस उपकरण का मुख्य अंतर इसकी ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता प्रमाणीकरण (AEC-Q102, जंग प्रतिरोध ग्रेड B1) और विस्तारित ऑपरेटिंग तापमान सीमा (-40°C से +110°C) में निहित है। 350mcd की विशिष्ट ल्यूमिनस तीव्रता इसके पैकेज आकार के लिए प्रतिस्पर्धी है। व्यापक बिनिंग संरचना, अनबिनेड या ढीले बिनेड घटकों की तुलना में, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए बेहतर स्थिरता प्रदान करती है। सल्फर प्रतिरोध मानक (सल्फर प्रतिरोध परीक्षण अनुभाग द्वारा निहित) शामिल होना एक और महत्वपूर्ण विशेषता है, जो ऑटोमोटिव और औद्योगिक वातावरणों के लिए महत्वपूर्ण है जहां वायुमंडलीय सल्फाइड चांदी-लेपित घटकों को खराब कर सकते हैं।

8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को लगातार 20mA पर चला सकता हूं?
उत्तर: हां, 20mA निरंतर फॉरवर्ड करंट का पूर्ण अधिकतम रेटेड मूल्य है। हालांकि, आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि जंक्शन तापमान 125°C से अधिक न हो। कृपया फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व का संदर्भ लें; 110°C के अधिकतम कार्य परिवेश तापमान पर, अधिकतम अनुमत करंट 20mA है, लेकिन यह आदर्श थर्मल प्रबंधन मानता है। व्यवहार में, इष्टतम जीवनकाल और दक्षता के लिए इसे विशिष्ट 10mA पर चलाने की सिफारिश की जाती है।

प्रश्न: वास्तविक थर्मल प्रतिरोध और विद्युत थर्मल प्रतिरोध में क्या अंतर है?
उत्तर: वास्तविक थर्मल प्रतिरोध (150 K/W) भौतिक तापमान सेंसिंग विधि का उपयोग करके मापा गया था। विद्युत थर्मल प्रतिरोध (120 K/W) तापमान के साथ फॉरवर्ड वोल्टेज में परिवर्तन से प्राप्त किया गया था, जो एक सुविधाजनक इन-सीटू माप तकनीक है। एक रूढ़िवादी थर्मल डिजाइन के लिए, उच्च (वास्तविक) मान का उपयोग करें।

प्रश्न: ऑर्डर करते समय बिनिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: मॉडल 1608-UR0100M-AM ने प्रकाश तीव्रता (T समूह), तरंगदैर्ध्य (~617nm बिन), और वोल्टेज बिन का चयन पहले से तय कर लिया हो सकता है। कस्टम बिन के लिए, आपको निर्माता की पूर्ण ऑर्डरिंग गाइड से परामर्श करने की आवश्यकता है, जो आवश्यक प्रकाश तीव्रता (उदाहरण के लिए, TY), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (उदाहरण के लिए, 1821), और फॉरवर्ड वोल्टेज (उदाहरण के लिए, 2022) बिन को निर्दिष्ट करने के लिए अतिरिक्त प्रत्यय कोड का उपयोग करती है।

प्रश्न: क्या करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर आवश्यक है?
उत्तर: हाँ, वोल्टेज स्रोत (जैसे, 5V या 12V ऑटोमोटिव पावर रेल) का उपयोग करते समय, ऑपरेटिंग करंट को सेट करने के लिए एक रेसिस्टर को श्रृंखला में जोड़ना आवश्यक है। इसका मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (V_supply- V_F) / I_F। एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए, सभी स्थितियों में I_Fअधिकतम मान से अधिक नहीं होगा, कृपया डेटाशीट में अधिकतम V का उपयोग करें_Fमान (2.5V)।

9. कार्य सिद्धांत एवं पृष्ठभूमि

यह उपकरण एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है, जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करने वाला एक अर्धचालक p-n जंक्शन है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज डायोड के अंतर्निहित विभव से अधिक लगाया जाता है, तो सक्रिय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। अर्धचालक परतों की विशिष्ट सामग्री संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है; इस मामले में, यह लाल प्रकाश उत्सर्जित करने वाली सामग्री है। PLCC-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) पैकेज सूक्ष्म अर्धचालक चिप को समाहित करता है, दो पिन के माध्यम से विद्युत कनेक्शन प्रदान करता है, और 120 डिग्री के दृश्य कोण के लिए प्रकाश आउटपुट को आकार देने के लिए एक ढला हुआ प्लास्टिक लेंस शामिल करता है। यह पैकेज चिप को यांत्रिक और पर्यावरणीय क्षति से बचाने के लिए भी कार्य करता है।

10. उद्योग रुझान एवं डिज़ाइन केस उदाहरण

10.1 संबंधित तकनीकी रुझान

ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग का रुझान उच्च एकीकरण, अधिक बुद्धिमान नियंत्रण और व्यक्तिगत एम्बिएंस अनुभवों की ओर है। यह इस 1608 PLCC-2 डिवाइस की तरह विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट एलईडी की मांग को बढ़ावा दे रहा है। डायनेमिक लाइटिंग परिदृश्यों के लिए मल्टी-कलर और एड्रेसेबल एलईडी ऐरे का उपयोग बढ़ रहा है। हालांकि यह एक मोनोक्रोमैटिक रेड एलईडी है, इसके अंतर्निहित पैकेजिंग और विश्वसनीयता प्रौद्योगिकी मूलभूत है। इसके अलावा, पूरे उद्योग में उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) और सख्त रंग स्थिरता (छोटे बिनिंग रेंज) की ओर निरंतर प्रयास है, साथ ही उच्च तापमान रेटिंग और नए पर्यावरणीय तनाव स्रोतों के प्रति सुदृढ़ता की मांग भी है।

10.2 काल्पनिक डिज़ाइन केस स्टडी: डैशबोर्ड स्विच बैकलाइट

परिदृश्य:कार के सेंटर कंसोल पर स्थित 10 बटन स्विचों के लिए बैकलाइट डिज़ाइन करें।
आवश्यकताएँ:समान लाल प्रकाश, -40°C से +85°C (सेंटर कंसोल के निकट स्थानीय वातावरण) पर कार्य करने योग्य, वाहन के 12V सिस्टम द्वारा संचालित।
डिज़ाइन चरण:
1. LED चयन:यह 1608-UR0100M-AM एलईडी इसके रंग, आकार, AEC-Q102 ग्रेड और तापमान सीमा के कारण उपयुक्त है।
2. ऑप्टिकल डिज़ाइन:स्विच कैप को लाइट गाइड या डिफ्यूज़र के माध्यम से समान रूप से प्रकाशित करने के लिए 120° का देखने का कोण पर्याप्त है।
3. विद्युत डिज़ाइन:12V बिजली आपूर्ति के लिए, प्रत्येक एलईडी का लक्ष्य धारा 10mA है। सुरक्षा के लिए, अधिकतम V_Fमान 2.5V का उपयोग करें: R = (12V - 2.5V) / 0.01A = 950Ω। मानक 1kΩ रोकनेवाला का उपयोग करने पर I_F≈ (12V-2.1V)/1000Ω = 9.9mA प्राप्त होगा, जो स्वीकार्य है। दस समान सर्किट का उपयोग किया जाएगा।
4. थर्मल विश्लेषण:प्रत्येक LED की बिजली खपत 10mW (10mA * 2.1V) है। यह मानते हुए कि PCB कॉपर फॉयल का क्षेत्रफल पर्याप्त है, तापमान वृद्धि बहुत कम होगी, जिससे T_Jसीमा मूल्य से काफी नीचे रहेगा।
5. परिणाम:एक विश्वसनीय, ऑटोमोटिव ग्रेड के अनुरूप, सभी विनिर्देशों को पूरा करने वाला बैकलाइट समाधान।