PLCC-6 पैकेज सुपर रेड एलईडी A09K-SR1501H-AM डेटाशीट - पैकेज आयाम 3.2x2.8x1.9mm - वोल्टेज 2.15V - पावर 0.32W - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

A09K-SR1501H-AM एक उच्च चमक वाला अति-लाल प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है जो सतह माउंट PLCC-6 पैकेज में आता है। इसका डिज़ाइन मूल रूप से कठोर ऑटोमोटिव अनुप्रयोग वातावरण में उत्कृष्ट विश्वसनीयता और प्रदर्शन सुनिश्चित करने पर केंद्रित है। 150mA ड्राइव करंट पर, इस उपकरण की विशिष्ट चमक तीव्रता 4500 मिलिकैंडेला (mcd) तक पहुँच सकती है, जो उच्च दृश्यता की मांग वाले विभिन्न सिग्नल संकेत और प्रकाश व्यवस्था कार्यों के लिए उपयुक्त है। इसकी प्रमुख विशेषताओं में से एक AEC-Q101 प्रमाणन मानक के अनुपालन है, जो ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए इसकी मजबूती को प्रमाणित करता है। इसके अतिरिक्त, यह RoHS और REACH पर्यावरणीय निर्देशों का पालन करता है और सल्फाइड जंग प्रतिरोध क्षमता रखता है, जिससे कठिन परिचालन स्थितियों में इसका सेवा जीवन बढ़ जाता है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

इस LED का मुख्य लाभ इसके उच्च प्रकाश उत्पादन, 120 डिग्री के विस्तृत दृश्य कोण और ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता के संयोजन से उत्पन्न होता है। उच्च दीप्त तीव्रता यह सुनिश्चित करती है कि उज्ज्वल दिन के प्रकाश की स्थिति में भी उत्कृष्ट दृश्यता बनी रहे, जो ब्रेक लाइट जैसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए अत्यंत आवश्यक है। विस्तृत दृश्य कोण एक समान प्रकाश वितरण प्रदान करता है, जिससे विभिन्न कोणों से संकेत की पहचान क्षमता बढ़ जाती है। इसका प्रमुख लक्षित बाजार ऑटोमोटिव उद्योग है, विशेष रूप से बाह्य प्रकाश मॉड्यूल। इसकी प्रमाणन योग्यताएं इसे उन डिजाइनरों के लिए एक पसंदीदा विकल्प बनाती हैं जिन्हें कठोर ऑटोमोटिव गुणवत्ता और जीवनकाल मानकों को पूरा करने की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में सूचीबद्ध प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और तापीय पैरामीटरों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रस्तुत करता है।

2.1 ल्यूमिनस और विद्युत विशेषताएँ

मुख्य प्रकाशमिति पैरामीटर हैंचमकदार तीव्रता (I_V), I_F=150mA पर, विशिष्ट मान 4500 mcd, न्यूनतम मान 3550 mcd और अधिकतम मान 7100 mcd है। इस विस्तृत श्रेणी को एक ग्रेडिंग सिस्टम (बाद में विस्तार से वर्णित) के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है। चमकदार प्रवाह माप सहिष्णुता ±8% है, जो 25°C के हीट सिंक पैड तापमान पर मापी गई है।फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F)150mA पर विशिष्ट मान 2.15V है, जो 1.75V से 3.0V तक की सीमा में है। डेटाशीट में इस V_Fसीमा 99% उत्पादन आउटपुट का प्रतिनिधित्व करती है, माप सहनशीलता ±0.05V है।प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d)अनुभूत रंग को परिभाषित करता है; इस अल्ट्रा-रेड एलईडी के लिए, विशिष्ट मान 629 nm है, जो 627 nm से 639 nm की सीमा में है, माप सहनशीलता ±1 nm है।देखने का कोण (2φ)120 डिग्री, सहनशीलता ±5 डिग्री।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स एवं ताप प्रबंधन

पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती है जो स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं।Maximum Continuous Forward Current (I_F)is 200 mA.Power Dissipation (P_d)is rated at 600 mW. A key thermal parameter isThermal Resistance। दो मान दिए गए हैं: विद्युत माप (R_{th JS el}) अधिकतम 50 K/W, और वास्तविक माप (R_{th JS real}) अधिकतम 60 K/W है, दोनों ही जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक के थर्मल प्रतिरोध को संदर्भित करते हैं। उच्च "वास्तविक" मान डिजाइन के लिए अधिक रूढ़िवादी होते हैं।जंक्शन तापमान (T_J)125°C से अधिक नहीं होना चाहिए। कार्यशील और भंडारण तापमान सीमा -40°C से +110°C है। यह उपकरण सहन कर सकता हैसर्ज करंट (I_FM)1000 mA, पल्स चौड़ाई ≤10 μs, कम ड्यूटी साइकिल (D=0.005)। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा रेटिंग 8 kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

अर्धचालक निर्माण में प्राकृतिक विविधताओं के प्रबंधन के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर बिन किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि अंतिम उपयोगकर्ता को एक समान उत्पाद प्राप्त हो।

3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग

प्रकाश तीव्रता को अल्फ़ान्यूमेरिक कोड (जैसे CB, DA, DB) का उपयोग करके ग्रेड किया जाता है। डेटाशीट विस्तृत तालिकाएँ प्रदान करती है। A09K-SR1501H-AM के लिए, "हाई-ब्राइटनेस ब्लैक फ्रेम" संभावित आउटपुट ग्रेड को इंगित करता है। 4500 mcd की विशिष्ट तीव्रता और सीमा (3550-7100 mcd) के आधार पर, संबंधित ग्रेड CA (2800-3550 mcd), CB (3550-4500 mcd), DA (4500-5600 mcd) और DB (5600-7100 mcd) हैं। किसी विशिष्ट उत्पादन लॉट का सटीक ग्रेड ऑर्डर जानकारी में पुष्टि की जानी चाहिए।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग

डोमिनेंट वेवलेंथ को भी संख्यात्मक कोड का उपयोग करके ग्रेड किया जाता है। इस सुपर रेड एलईडी का लक्ष्य रेंज 627-630 nm (विशिष्ट 629 nm) है। ग्रेडिंग तालिका का संदर्भ लेते हुए, कोड "2730" रेंज 627-630 nm से मेल खाता है। आसन्न ग्रेड जैसे "3033" (630-633 nm) और "2427" (624-627 nm) भी उत्पादन वितरण का हिस्सा हो सकते हैं। सहनशीलता ±1 nm है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में ग्राफ़ विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत महत्वपूर्ण मापदंडों में परिवर्तन को दर्शाते हैं, जो मजबूत सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

4.1 IV वक्र और सापेक्ष तीव्रता

该फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेजचित्र एक विशिष्ट डायोड गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। करंट में वृद्धि के साथ वोल्टेज बढ़ता है, जो लगभग 1.4V से शुरू होकर 150mA पर लगभग 2.15V तक पहुँचता है।सापेक्ष चमक तीव्रता और अग्र धाराग्राफ 150mA के नीचे लगभग रैखिक है, जो अनुशंसित कार्य सीमा के भीतर अच्छी दक्षता को दर्शाता है।

4.2 तापमान निर्भरता

तापमान LED प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।सापेक्ष चमक तीव्रता और जंक्शन तापमानग्राफ दर्शाता है कि आउटपुट तापमान बढ़ने के साथ घटता है। 110°C के अधिकतम ऑपरेटिंग पैड तापमान पर (डेरेटिंग कर्व देखें), सापेक्ष तीव्रता लगभग उसके 25°C मूल्य का 60% है। इसे थर्मल डिज़ाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।सापेक्ष फॉरवर्ड वोल्टेज और जंक्शन तापमानThe graph has a negative slope, meaning V_Fdecreases with increasing temperature (approximately -1.5 mV/°C).Relative Wavelength vs. Junction Temperatureग्राफ एक सकारात्मक शिफ्ट दिखाता है; तापमान के साथ तरंगदैर्ध्य में मामूली वृद्धि होती है (लगभग +0.05 nm/°C)।

3.3 स्पेक्ट्रम वितरण और डेरेटिंग

该रिलेटिव स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशनवक्र ने LED की एकवर्णी प्रकृति की पुष्टि की, जिसमें लाल स्पेक्ट्रम (~629 nm) पर एक तीव्र शिखर है।फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्वविश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। यह पैड तापमान (T) पर आधारित अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है।_S) पर आधारित अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है। 110°C के अधिकतम परिवेश/सोल्डर जोड़ तापमान पर, अधिकतम अनुमत निरंतर करंट लगभग 84 mA तक कम हो जाता है। यह वक्र न्यूनतम ऑपरेटिंग करंट को 20 mA के रूप में भी निर्धारित करता है।अनुमत पल्स हैंडलिंग क्षमताग्राफ डिजाइनर को विभिन्न पल्स चौड़ाई (t_p) और ड्यूटी साइकिल (D) के लिए सुरक्षित सिंगल-पल्स या पल्स ऑपरेटिंग करंट की गणना करने की अनुमति देता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 भौतिक आयाम और ध्रुवीयता

यह LED मानक PLCC-6 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) सतह माउंट पैकेज में आता है। यांत्रिक चित्र महत्वपूर्ण आयामों के साथ शीर्ष दृश्य और पार्श्व दृश्य दिखाते हैं। पैकेज की लंबाई 3.2 mm, चौड़ाई 2.8 mm और ऊंचाई 1.9 mm है। चित्र स्पष्ट रूप से ध्रुवता चिह्न (आमतौर पर पैकेज के शीर्ष पर एक कट कोना या बिंदु) को दर्शाता है, जो कैथोड से मेल खाता है। असेंबली के दौरान सही अभिविन्यास महत्वपूर्ण है।

5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट

PCB डिज़ाइन के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। यह पैटर्न रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान अच्छे सोल्डर जोड़ों के निर्माण को सुनिश्चित करता है और आवश्यक थर्मल तथा विद्युत कनेक्शन प्रदान करता है। निर्माण उपज और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए इस लेआउट का पालन करना महत्वपूर्ण है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

स्पेसिफिकेशन शीट लीड-फ्री प्रक्रिया के अनुकूल रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल निर्धारित करती है। चरम सोल्डरिंग तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 240°C से ऊपर के समय को सीमित किया जाना चाहिए। एक विशिष्ट समय-तापमान आरेख प्रदान किया गया है जो प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग ज़ोन दिखाता है। इस प्रोफ़ाइल का पालन करने से LED पैकेज और आंतरिक चिप को थर्मल क्षति से बचाया जा सकता है।

6.2 उपयोग संबंधी सावधानियां

सामान्य सावधानियों में लेंस पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचना, प्रदूषण को रोकना और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि डिवाइस अपने पूर्ण अधिकतम रेटेड मानों से अधिक न चले। 8kV HBM ग्रेड के अनुसार, हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा पर विशेष ध्यान देना चाहिए।

7. पैकेजिंग एवं ऑर्डर जानकारी

एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए रील टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है। पैकेजिंग जानकारी रील आकार, कैरियर टेप चौड़ाई, पॉकेट पिच और कैरियर टेप पर घटक के अभिविन्यास को विस्तार से बताती है। ऑर्डर जानकारी में आमतौर पर बेस पार्ट नंबर (A09K-SR1501H-AM) और विशिष्ट ल्यूमिनस तीव्रता और तरंगदैर्ध्य बिनिंग के लिए कोड शामिल होते हैं, हालांकि प्रदान किए गए अंश में सटीक प्रारूप का विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

सूचीबद्ध मुख्य अनुप्रयोग सभी वाहन बाह्य प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में हैं:सेंटर हाई माउंटेड स्टॉप लैंप (CHMSL), टेल लाइट, तथाब्रेक लाइटइसकी उच्च चमक और लाल प्रकाश इन सुरक्षा संकेत कार्यों के लिए आदर्श हैं। यह अन्य उच्च विश्वसनीयता वाले लाल संकेतक अनुप्रयोगों के लिए भी उपयुक्त हो सकता है।

8.2 डिज़ाइन विचार

प्रमुख डिज़ाइन विचारों में शामिल हैं:
ड्राइवर सर्किट:स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए निरंतर धारा ड्राइवर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, क्योंकि LED की चमक वोल्टेज नहीं बल्कि धारा का एक कार्य है। सर्किट को धारा को अधिकतम 200 mA निरंतर तक सीमित करना चाहिए और तापमान डिरेटिंग पर विचार करना चाहिए।
थर्मल प्रबंधन:जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर रखने के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान या उच्च ड्राइव धारा पर, PCB लेआउट को LED पैड से हीट सिंक या बोर्ड के तांबे की परत तक पर्याप्त तापीय पथ प्रदान करना चाहिए।
ऑप्टिकल डिज़ाइन:120° के दृश्य कोण के लिए CHMSL जैसे विशिष्ट अनुप्रयोगों में बीम को आकार देने के लिए द्वितीयक ऑप्टिकल घटकों (लेंस, रिफ्लेक्टर) की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

मानक गैर-ऑटोमोटिव ग्रेड रेड एलईडी की तुलना में, A09K-SR1501H-AM की मुख्य भिन्नता इसकीAEC-Q101 प्रमाणन和सल्फाइड जंग प्रतिरोध क्षमताये आमतौर पर वाणिज्यिक ग्रेड एलईडी में परीक्षण नहीं किए जाते हैं। दूर से दृश्यता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, इसकी उच्च विशिष्ट चमकदार तीव्रता (4500 एमसीडी) भी एक प्रदर्शन लाभ है। छोटे या बड़े पैकेजों की तुलना में, पीएलसीसी-6 पैकेज आकार, थर्मल प्रदर्शन और असेंबली सुविधा के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 12V कार बैटरी से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। आपको करंट लिमिटिंग सर्किट या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए। सीधे 12V से जोड़ने पर करंट बहुत अधिक हो जाएगा, जिससे LED तुरंत क्षतिग्रस्त हो जाएगी।
प्रश्न: उच्च तापमान पर प्रकाश उत्पादन क्यों कम हो जाता है?
उत्तर: यह अर्धचालक सामग्री की एक मूलभूत विशेषता है। तापमान बढ़ने से LED चिप के भीतर गैर-विकिरण पुनर्संयोजन बढ़ जाता है, जिससे इसकी आंतरिक क्वांटम दक्षता (प्रति इकाई विद्युत इनपुट प्रकाश उत्पादन) कम हो जाती है।
प्रश्न: "MSL: 2a" का क्या अर्थ है?
उत्तर: मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल 2a इंगित करता है कि इस पैकेज को रिफ्लो से पहले बेकिंग की आवश्यकता के बिना, शुष्क वातावरण (≤30°C/60% RH) में 4 सप्ताह तक संग्रहीत किया जा सकता है। यह विनिर्माण प्रक्रिया नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है।
प्रश्न: मेरे एप्लिकेशन के लिए सही बिनिंग कैसे चुनें?
उत्तर: रंग-महत्वपूर्ण एप्लिकेशन (जैसे, टेल लाइट में कई एलईडी का मिलान) के लिए, सख्त तरंगदैर्ध्य बिनिंग (जैसे 2730) निर्दिष्ट करें। चमक-महत्वपूर्ण एप्लिकेशन जो न्यूनतम तीव्रता पर ध्यान केंद्रित करते हैं, उनके लिए, आपके डिज़ाइन लक्ष्यों को पूरा करने वाली न्यूनतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग निर्दिष्ट करें।

11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक CHMSL मॉड्यूल डिज़ाइन करना।डिज़ाइनर को एक समान चमक वाला, विनियमनिक प्रकाशमितीय आवश्यकताओं के अनुरूप CHMSL बनाने की आवश्यकता है। उन्होंने इसकी विश्वसनीयता के कारण A09K-SR1501H-AM का चयन किया। उन्होंने जीवनकाल सुनिश्चित करने और उच्च तापमान डिरेटिंग को ध्यान में रखते हुए, प्रत्येक LED को 100 mA (150mA के विशिष्ट बिंदु से कम) पर चलाने का निर्णय लिया। डिरेटिंग वक्र का उपयोग करते हुए, गणना किए गए अधिकतम सोल्डर जंक्शन तापमान 85°C पर, 100mA ड्राइव सुरक्षित है। उन्होंने एक स्थिर-धारा ड्राइवर सरणी डिज़ाइन की। रंग और चमक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, उन्होंने आपूर्तिकर्ता के साथ काम किया ताकि विशिष्ट उत्पादन बैच से, विशिष्ट तीव्रता (जैसे DA ग्रेड) और तरंगदैर्ध्य (2730 ग्रेड) सीमा के भीतर LED की खरीद की जा सके। PCB लेआउट में अनुशंसित पैड डिज़ाइन का उपयोग किया गया और ताप अपव्यय के लिए थर्मल वाया के माध्यम से आंतरिक ग्राउंड प्लेन से जोड़ा गया।

12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय

एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को सीधे प्रकाश में परिवर्तित करता है, जिसे इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस कहा जाता है। जब p-n जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। इस LED में, अर्धचालक सामग्री (आमतौर पर AlInGaP आधारित, लाल/नारंगी/एम्बर के लिए) को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि मुक्त ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में प्रकट होती है, जिसकी तरंगदैर्ध्य लाल प्रकाश (~629 nm) से मेल खाती है। प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन सूक्ष्म अर्धचालक चिप को लपेटता और सुरक्षित करता है, इसमें विद्युत कनेक्शन के लिए लीड फ्रेम शामिल होता है, और प्रकाश आउटपुट को आकार देने तथा देखने के कोण को निर्धारित करने के लिए एक मोल्डेड लेंस एकीकृत होता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

Automotive LED lighting trends are moving towards higher efficiency (more lumens per watt), higher power density, and higher integration. This enables the design of smaller, more stylized, and lower energy consumption luminaires. Simultaneously, there is a shift towards intelligent adaptive lighting systems, where individual LEDs or clusters can be digitally controlled to achieve dynamic functions. The underlying semiconductor technology continues to improve, offering better thermal performance and longer lifespan. Packaging technologies are also evolving to provide better thermal management in compact form factors, which is crucial for maintaining performance and reliability in space-constrained automotive applications.