लाल एलईडी 0402 विशिष्टता - 1.0x0.5x0.4mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.6-2.4V - पावर 48mW - तकनीकी डेटाशीट

1. उत्पाद अवलोकन

1.1 सामान्य विवरण

यह एलईडी एक सतह-माउंट लाल प्रकाश उत्सर्जक डायोड है जो लाल चिप का उपयोग करके बनाया गया है। पैकेज के आयाम 1.0 मिमी x 0.5 मिमी x 0.4 मिमी हैं, जो इसे कॉम्पैक्ट डिज़ाइनों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। यह एक विस्तृत व्यूइंग एंगल प्रदान करता है और मानक SMT असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगत है। यह उपकरण सामान्य प्रयोजन संकेतक और डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

1.2 विशेषताएँ

• 140 डिग्री का अत्यंत विस्तृत देखने का कोण।
• सभी SMT असेंबली और सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त।
• नमी संवेदनशीलता स्तर: स्तर 3 (JEDEC के अनुसार)।
• RoHS अनुपालन और खतरनाक पदार्थों से मुक्त।

1.3 अनुप्रयोग

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रकाशीय संकेतक।
• स्विच और प्रतीक बैकलाइटिंग।
• सामान्य इलेक्ट्रॉनिक संकेत और प्रदर्शन मॉड्यूल।

2. तकनीकी पैरामीटर

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ (Ts=25°C, IF=5mA पर)

निम्नलिखित मुख्य विद्युत और प्रकाशीय पैरामीटर हैं जो 5 mA की अग्र धारा और 25°C के परिवेश तापमान पर मापे गए हैं:

• स्पेक्ट्रल आधा बैंडविड्थ:15 nm (विशिष्ट)। यह अधिकतम तीव्रता पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई को इंगित करता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):1.6 V से 2.4 V तक 8 श्रेणियों में विभाजित, जिसमें 0.1 V की वृद्धि है। श्रेणियों में A1 (1.6-1.7V), A2 (1.7-1.8V), B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V) शामिल हैं।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λD):तीन श्रेणियों में उपलब्ध: F00 (625–630 nm), G00 (630–635 nm), H00 (635–640 nm)।
• दीप्त तीव्रता (IV):छह श्रेणियों में वर्गीकृत: A00 (8–12 mcd), B00 (12–18 mcd), C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd)।
• देखने का कोण (2θ1/2):140 डिग्री (विशिष्ट), एक विस्तृत विकिरण पैटर्न प्रदान करता है।
• विपरीत धारा (IR):अधिकतम 10 μA विपरीत वोल्टेज VR=5V पर।
• थर्मल प्रतिरोध (RTHJ-S):अधिकतम 450 °C/W, जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल प्रतिरोध को इंगित करता है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

क्षति को रोकने के लिए, एलईडी को निम्नलिखित सीमाओं से परे संचालित नहीं किया जाना चाहिए:

• पावर अपव्यय (Pd): 48 mW।
• फॉरवर्ड करंट (IF): 20 mA निरंतर।
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): 60 mA (पल्स चौड़ाई 0.1 ms, कर्तव्य चक्र 1/10)।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD, HBM): 2000 V।
• ऑपरेटिंग तापमान (Topr): -40 से +85 °C।
• भंडारण तापमान (Tstg): -40 से +85 °C।
• जंक्शन तापमान (Tj): 95 °C।

3. बिनिंग सिस्टम

3.1 वोल्टेज बिनिंग

श्रृंखला और समानांतर सर्किट में सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए बिनिंग के माध्यम से फॉरवर्ड वोल्टेज को कड़ाई से नियंत्रित किया जाता है। 1.6 V से 2.4 V तक आठ वोल्टेज बिन हैं, प्रत्येक 0.1 V की विंडो को कवर करता है। बिन कोड A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 और D2 हैं।

3.2 तरंगदैर्ध्य बिनिंग

प्रमुख तरंगदैर्ध्य को विशिष्ट रंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तीन समूहों में बांटा गया है: F00 (625–630 nm, गहरा लाल), G00 (630–635 nm, मानक लाल) और H00 (635–640 nm, थोड़ा लंबा लाल)।

3.3 दीप्त तीव्रता बिनिंग

चमक चयन में लचीलापन प्रदान करने के लिए दीप्त तीव्रता को छह बिनों में विभाजित किया गया है। बिन A00 (सबसे कम) से F00 (सबसे अधिक) तक हैं, जिनके मान 8 mcd से 100 mcd तक हैं।

4. प्रदर्शन वक्र

4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट

वक्र एक लघुगणकीय संबंध दर्शाता है: जैसे-जैसे फॉरवर्ड करंट बढ़ता है, फॉरवर्ड वोल्टेज भी धीरे-धीरे बढ़ता है। 5 mA पर, विशिष्ट वोल्टेज बिन के आधार पर लगभग 1.8–2.0 V होता है।

4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम सापेक्ष तीव्रता

सापेक्ष प्रकाश उत्पादन फॉरवर्ड करंट के साथ बढ़ता है। 20 mA तक वक्र लगभग रैखिक है, जो सामान्य ड्राइव धाराओं पर अच्छी दक्षता का संकेत देता है।

4.3 पिन तापमान बनाम सापेक्ष तीव्रता

जैसे-जैसे पिन का तापमान बढ़ता है, सापेक्ष तीव्रता घटती है। 85°C पर, तीव्रता धारा के आधार पर 25°C पर मान का लगभग 80–90% तक गिर सकती है।

4.4 पिन तापमान बनाम फॉरवर्ड करंट

उच्च तापमान पर अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने से बचने के लिए फॉरवर्ड करंट को कम करने की आवश्यकता होती है।

4.5 फॉरवर्ड करंट बनाम प्रमुख तरंगदैर्ध्य

फॉरवर्ड करंट बढ़ाने से प्रमुख तरंगदैर्ध्य में थोड़ा बदलाव होता है, आमतौर पर लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर कुछ नैनोमीटर।

4.6 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का शिखर 625–640 nm के आसपास होता है, जिसकी आधी-चौड़ाई 15 nm होती है, जो एक संकीर्ण लाल रंग प्रदान करता है।

4.7 विकिरण पैटर्न

विकिरण आरेख 140 डिग्री का एक विस्तृत कोण दर्शाता है, जो एलईडी को संकेतक अनुप्रयोगों में व्यापक क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त बनाता है।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

एलईडी पैकेज का माप 1.0 मिमी × 0.5 मिमी × 0.4 मिमी (लंबाई × चौड़ाई × ऊंचाई) है। शीर्ष दृश्य दो इलेक्ट्रोड दिखाता है: एनोड और कैथोड। नीचे का दृश्य आसान पहचान के लिए विभिन्न आकारों के सोल्डर पैड दिखाता है। ध्रुवता को शीर्ष सतह पर एक निशान या बिंदु से चिह्नित किया जाता है।

5.2 ध्रुवता और सोल्डरिंग पैटर्न

अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न में दो पैड होते हैं: एक एनोड के लिए (बड़ा) और एक कैथोड के लिए (छोटा)। उचित संरेखण सही ध्रुवता सुनिश्चित करता है। डेटाशीट में लेआउट आयाम दिए गए हैं: प्रत्येक पैड के लिए 0.6 मिमी जिसमें 0.5 मिमी की दूरी है।

5.3 टेप और रील आयाम

कैरियर टेप 8 मिमी चौड़ाई का उपयोग करता है, जिसमें घटक पॉकेट के लिए 2.00 मिमी की पिच होती है। रील का व्यास 178 मिमी है, जिसकी चौड़ाई 8.0 मिमी है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 SMT रिफ्लो सोल्डरिंग

अनुशंसित रिफ्लो प्रोफ़ाइल में 3°C/s तक की रैंप-अप दर, 150°C से 200°C तक 60-120 सेकंड के लिए प्रीहीटिंग, फिर 10 सेकंड की अवधि के लिए 260°C (अधिकतम) के पीक तापमान तक रैंप शामिल है। अधिकतम 6°C/s की दर से ठंडा करें। 25°C से पीक तक का कुल समय 8 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है, तो 300°C से कम तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें और 3 सेकंड से कम समय में जोड़ पूरा करें। प्रति एलईडी केवल एक हैंड सोल्डरिंग ऑपरेशन की अनुमति है।

6.3 मरम्मत और पुनर्कार्य

सोल्डरिंग के बाद मरम्मत की अनुशंसा नहीं की जाती है। यदि अपरिहार्य है, तो डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें और सत्यापित करें कि एलईडी विशेषताओं से समझौता नहीं किया गया है। ठंडा करने के दौरान यांत्रिक तनाव से बचें।

6.4 सामान्य सावधानियां

मुड़े हुए PCB क्षेत्रों पर एलईडी न लगाएं। सोल्डरिंग के बाद बोर्ड को मोड़ें नहीं या कंपन न लगाएं। रिफ्लो के बाद तेजी से ठंडा करने की अनुमति नहीं है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 कैरियर टेप और रील

मानक पैकेजिंग 8 मिमी कैरियर टेप में प्रति रील 4000 टुकड़े है। टेप में फीड होल और एक शीर्ष कवर टेप है। रील पर भाग संख्या, लॉट संख्या, बिन कोड, मात्रा और तारीख का लेबल लगा होता है।

7.2 नमी प्रतिरोधी पैकिंग

एलईडी को नमी के स्तर को कम बनाए रखने के लिए डेसिकैंट के साथ नमी अवरोधक बैग में भेजा जाता है। MSL स्तर 3 के अनुसार, खोलने के बाद, उपकरणों का उपयोग 168 घंटे के भीतर किया जाना चाहिए यदि ≤30°C/60%RH पर संग्रहीत किया जाए। यदि समय सीमा पार हो जाती है तो 60°C पर 24 घंटे बेकिंग आवश्यक है।

7.3 विश्वसनीयता परीक्षण सारांश

उत्पाद ने मानक विश्वसनीयता परीक्षण पास किए हैं जिनमें रिफ्लो सोल्डरिंग (260°C, 10s, 2 चक्र), तापमान साइक्लिंग (−40°C से 100°C, 100 चक्र), थर्मल शॉक (−40°C/100°C, 300 चक्र), उच्च तापमान भंडारण (100°C, 1000h), कम तापमान भंडारण (−40°C, 1000h) और जीवन परीक्षण (25°C, 5mA, 1000h) शामिल हैं। विफलता के मानदंड VF बदलाव >10%, IR >2x सीमा, या तीव्रता में गिरावट >30% के रूप में परिभाषित किए गए हैं।

8. अनुप्रयोग अनुशंसाएँ

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

संकेतक अनुप्रयोगों के लिए, एक श्रृंखला धारा-सीमित रोकनेवाला का उपयोग किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और 5mA धारा पर, लगभग 640Ω (VF≈1.8V के लिए) का एक रोकनेवाला उपयुक्त है। उच्च चमक के लिए, उचित थर्मल प्रबंधन के साथ 20mA तक ड्राइव करें।

8.2 ESD सुरक्षा

एलईडी में 2000V (HBM) का ESD सहन वोल्टेज है। हालांकि, हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD सावधानियां (ग्राउंडिंग, कलाई पट्टियाँ, आयनाइज़र) अनुशंसित हैं।

8.3 थर्मल डिज़ाइन

हालांकि थर्मल प्रतिरोध अपेक्षाकृत अधिक (450°C/W) है, कम बिजली अपव्यय का मतलब है कि गर्मी प्रबंधनीय है। अच्छा सोल्डर जॉइंट संपर्क सुनिश्चित करें और एलईडी को उच्च-शक्ति ताप स्रोतों के पास रखने से बचें।

9. तकनीकी तुलना

9.1 मानक 0402 लाल एलईडी के साथ तुलना

यह एलईडी सामान्य 120° उपकरणों की तुलना में एक व्यापक देखने का कोण (140°) प्रदान करता है। कड़े बिनिंग विकल्प बेहतर रंग और चमक स्थिरता की अनुमति देते हैं। 2 kV की ESD रेटिंग कई मानक एलईडी (आमतौर पर 1 kV) से अधिक है। थर्मल प्रतिरोध समान पैकेजों के तुलनीय है।

10. सामान्य प्रश्न

10.1 अनुशंसित फॉरवर्ड करंट क्या है?

विशिष्ट परीक्षण धारा 5 mA है, लेकिन एलईडी को लगातार 20 mA तक चलाया जा सकता है। पल्सिंग के लिए, 10% कर्तव्य चक्र पर 60 mA तक।

10.2 बैग खोलने के बाद मुझे एलईडी कैसे संग्रहीत करनी चाहिए?

≤30°C और ≤60% RH पर स्टोर करें। 168 घंटे के भीतर उपयोग करें। यदि उपयोग नहीं किया गया है, तो उपयोग से पहले 60°C पर 24 घंटे बेक करें।

10.3 क्या मैं इन एलईडी का उपयोग आउटडोर अनुप्रयोगों में कर सकता हूँ?

ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40 से +85°C है, जो नमी और यांत्रिक तनाव से उचित रूप से संरक्षित होने पर कई आउटडोर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

11.1 स्मार्टफोन केस पर स्थिति संकेतक

चार्जिंग स्थिति को इंगित करने के लिए 0402 लाल एलईडी का उपयोग किया जाता है। 5 mA ड्राइव के साथ, यह पर्याप्त दृश्यता प्रदान करता है। विस्तृत देखने का कोण यह सुनिश्चित करता है कि संकेतक विभिन्न कोणों से दिखाई दे।

11.2 ऑटोमोटिव कंसोल में बैकलिट पुशबटन

एक समान लाल बैकलाइटिंग प्रदान करने के लिए एक प्रतीक के पीछे कई 0402 एलईडी रखे गए हैं। कॉम्पैक्ट आकार घने पैकिंग की अनुमति देता है।

12. संचालन सिद्धांत

12.1 लाल एलईडी कार्य सिद्धांत

एलईडी लाल उत्सर्जक सामग्री (आमतौर पर AlGaInP या GaAsP) से बने अर्धचालक जंक्शन पर आधारित है। जब एक फॉरवर्ड बायस लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और छेद सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जो लाल तरंगदैर्ध्य रेंज (625–640 nm) के अनुरूप ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित करते हैं। तीव्रता धारा के समानुपाती होती है। चिप को एक पारदर्शी एपॉक्सी या सिलिकॉन पैकेज में समाहित किया जाता है जो प्रकाश को बाहर की ओर निर्देशित करता है।

13. विकास के रुझान

13.1 लघुकरण और उच्च दक्षता

एलईडी पैकेजिंग में प्रवृत्ति चमक या विश्वसनीयता का त्याग किए बिना 0402 और यहां तक कि 0201 जैसे छोटे फुटप्रिंट की ओर है। चिप डिजाइन और फॉस्फर प्रौद्योगिकी (सफेद एलईडी के लिए) में प्रगति दक्षता को अधिक बढ़ाना जारी रखती है। लाल एलईडी के लिए, बेहतर AlGaInP संरचनाओं ने उच्च दीप्त प्रभावकारिता और बेहतर तापमान स्थिरता का नेतृत्व किया है। भविष्य के विकास में छोटे पैकेजों में एकीकृत ESD सुरक्षा और उच्च शक्ति क्षमताएं शामिल हो सकती हैं।