रेड एलईडी 3030 3.0x3.0x0.55mm एसएमडी 2.6V 2.184W एलजीआईएनपी ऑटोमोटिव विशिष्टता पत्रक - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन वाले रेड सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के लिए विशिष्टताओं का विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण 3.0mm x 3.0mm x 0.55mm पैकेज में निर्मित है, जो माँगपूर्ण अनुप्रयोगों, विशेष रूप से ऑटोमोटिव क्षेत्र के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी मूल तकनीक एल्युमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (एलजीआईएनपी) अर्धचालक सामग्री पर आधारित है, जो उच्च-दक्षता एवं स्थिर लाल, नारंगी और पीले प्रकाश के उत्पादन हेतु प्रसिद्ध है।

1.1 मुख्य लाभ एवं उत्पाद स्थिति

यह एलईडी ऑटोमोटिव-ग्रेड प्रकाश व्यवस्था के लिए एक मजबूत समाधान के रूप में स्थापित है। इसके प्राथमिक लाभों में संकुचित फुटप्रिंट, उच्च दीप्तिमान आउटपुट और कठोर ऑटोमोटिव विश्वसनीयता मानकों का अनुपालन शामिल है। एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड (ईएमसी) पैकेज का उपयोग पारंपरिक प्लास्टिक की तुलना में तापीय प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को बढ़ाता है। 120-डिग्री के व्यापक दृश्य कोण के साथ, यह उन कार्यात्मक एवं सजावटी प्रकाश व्यवस्था हेतु उपयुक्त है, जहाँ समान प्रकाश वितरण आवश्यक है।

1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग परिदृश्य

प्राथमिक लक्षित बाजार ऑटोमोटिव उद्योग है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं, पर सीमित नहीं:

• बाह्य प्रकाश व्यवस्था:रीयर संयोजन लैंप (टेल लाइट्स, स्टॉप लाइट्स), सेंटर हाई-माउंट स्टॉप लाइट्स (सीएचएमएसएल), साइड मार्कर लाइट्स।
• आंतरिक प्रकाश व्यवस्था:डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, परिवेश मूड लाइटिंग, स्विच प्रकाश, रीडिंग लाइट्स और केबिन के भीतर विभिन्न संकेतक लाइट्स।

उत्पाद की योग्यता योजना एईसी-क्यू102 पर आधारित है, जो ऑटोमोटिव-ग्रेड डिस्क्रीट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अर्धचालकों के लिए उद्योग-मानक तनाव परीक्षण योग्यता है, जो ऑटोमोटिव उपयोग की कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों हेतु इसकी उपयुक्तता को रेखांकित करती है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

निम्नलिखित खंड इस एलईडी के लिए निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत, प्रकाशिकीय और तापीय मापदंडों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करते हैं।

2.1 प्रकाशमितीय एवं प्रकाशिकीय विशेषताएँ

सभी प्रकाशिकीय मापदंड 25°C केस तापमान (टीएस) और 700mA के अग्र धारा (आईएफ) की मानक परीक्षण स्थिति पर मापे गए हैं, जिसे सामान्य संचालन बिंदु माना जाता है।

• दीप्तिमान फ्लक्स (Φ):कुल दृश्य प्रकाश आउटपुट न्यूनतम 105 लुमेन (एलएम) से अधिकतम 144 एलएम तक होता है। यह उच्च आउटपुट इस पैकेज आकार में उच्च-शक्ति एलजीआईएनपी एलईडी की विशेषता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λD):उत्सर्जित प्रकाश का प्राथमिक रंग 612.5 nm से 620 nm की सीमा में आता है। यह लाल रंग से मेल खाता है, विशेष रूप से लाल स्पेक्ट्रम के लंबे तरंगदैर्ध्य (अधिक नारंगी-लाल) भाग में।
• दृश्य कोण (2θ1/2):अर्ध-तीव्रता कोण सामान्यतः 120 डिग्री होता है। यह अत्यधिक व्यापक बीम पैटर्न एलईडी की चिप डिज़ाइन और डोम-रहित पैकेज संरचना के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो कई ऑटोमोटिव प्रकाश कार्यों हेतु उपयुक्त एक व्यापक, समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।

2.2 विद्युत विशेषताएँ

• अग्र वोल्टेज (VF):700mA पर, अग्र वोल्टेज की सीमा 2.0V (न्यूनतम) से 2.6V (अधिकतम) तक होती है। यह अपेक्षाकृत कम वोल्टेज दक्षतापूर्ण है और शक्ति क्षय को कम करने में सहायक है। इस मापदंड के लिए माप सहिष्णुता ±0.1V है।
• रिवर्स करंट (IR):5V रिवर्स बायस लागू करने पर, लीकेज करंट अधिकतम 10 µA तक सीमित रहता है, जो अच्छी डायोड विशेषताओं को दर्शाता है।

2.3 तापीय विशेषताएँ एवं अधिकतम रेटिंग्स

उचित तापीय प्रबंधन एलईडी प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए महत्वपूर्ण है। प्रमुख तापीय मापदंडों में शामिल हैं:

• तापीय प्रतिरोध (R_thJ-S):दो मान प्रदान किए गए हैं।
  • वास्तविक (मापित):सामान्यतः 8.3 °C/W (अधिकतम 13.3 °C/W)। यह वास्तविक संचालन स्थितियों में अर्धचालक जंक्शन से सोल्डर बिंदु तक का तापीय प्रतिरोध है।
  • विद्युत (गणना योग्य):सामान्यतः 5 °C/W (अधिकतम 8 °C/W)। यह अक्सर तापमान के साथ अग्र वोल्टेज में परिवर्तन से प्राप्त होता है और एक वैकल्पिक माप विधि प्रदान करता है।
  ये मान दर्शाते हैं कि एलईडी चिप से प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) तक ऊष्मा कितनी प्रभावी रूप से स्थानांतरित की जा सकती है। निम्न मान बेहतर होते हैं।
• अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J):अर्धचालक जंक्शन पर पूर्ण अधिकतम स्वीकार्य तापमान 150°C है। इस तापमान पर या इसके निकट निरंतर संचालन से जीवनकाल काफी कम हो जाएगा।
• शक्ति क्षय (P_D):अधिकतम स्वीकार्य शक्ति क्षय 2184 mW है। वास्तविक संचालन शक्ति की गणना अग्र धारा (I_F) × अग्र वोल्टेज (V_F) के रूप में की जाती है। उदाहरण के लिए, 700mA और 2.6V पर, शक्ति 1820 mW है, जो सीमा के भीतर है।
• अग्र धारा रेटिंग्स:अधिकतम निरंतर अग्र धारा (I_F) 840 mA है। पल्स संचालन (10ms पल्स चौड़ाई, 1/10 ड्यूटी साइकिल) के लिए पीक अग्र धारा (I_FP) 1000 mA है।

3. बिनिंग सिस्टम व्याख्या

उत्पादन में रंग और चमक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर वर्गीकृत (बिन किया) जाता है। यह उत्पाद 700mA पर अग्र वोल्टेज और दीप्तिमान फ्लक्स के लिए द्वि-आयामी बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है।

3.1 वोल्टेज एवं दीप्तिमान फ्लक्स बिनिंग

बिनिंग मैट्रिक्स (स्रोत में तालिका 1-3) उपकरणों को निम्नानुसार व्यवस्थित करता है:

• अग्र वोल्टेज बिन्स (कॉलम):C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V), E0 (2.4-2.6V)।
• दीप्तिमान फ्लक्स बिन्स (पंक्तियाँ):SA, SB (विशिष्ट लुमेन सीमाएँ निहित हैं पर प्रदत्त अंश में स्पष्ट रूप से सूचीबद्ध नहीं हैं, सामान्यतः विभिन्न आउटपुट स्तरों का प्रतिनिधित्व करती हैं, उदाहरण के लिए, उच्च फ्लक्स के लिए SA)।

डिज़ाइनरों को ऑर्डर करते समय आवश्यक V_F/फ्लक्स बिन संयोजन निर्दिष्ट करना चाहिए, ताकि उनके अनुप्रयोग, विशेष रूप से बहु-एलईडी ऐरे में, आवश्यक विद्युत और चमक एकरूपता की गारंटी दी जा सके।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि विशिष्ट ग्राफिकल डेटा का उल्लेख किया गया है पर प्रदत्त पाठ में विस्तृत नहीं है, ऐसी एलईडी के लिए विशिष्ट प्रकाशिकीय विशेषता वक्रों में शामिल होंगे:

• सापेक्ष दीप्तिमान तीव्रता बनाम अग्र धारा (I_F):दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट धारा के साथ कैसे बढ़ता है, सामान्यतः उच्च धाराओं पर तापीय प्रभावों के कारण एक उप-रैखिक संबंध में।
• अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा (आई-वी कर्व):डायोड की टर्न-ऑन विशेषता और विभिन्न धाराओं पर संचालन वोल्टेज प्रदर्शित करता है।
• दीप्तिमान फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान:एलईडी के जंक्शन तापमान के बढ़ने पर प्रकाश आउटपुट में कमी को दर्शाता है, जो तापीय प्रबंधन के महत्व को उजागर करता है।
• स्पेक्ट्रल पावर वितरण:प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाने वाला ग्राफ, जो प्रमुख तरंगदैर्ध्य और स्पेक्ट्रल चौड़ाई की पुष्टि करता है (सामान्यतः इस तरह के मोनोक्रोमैटिक एलईडी के लिए संकीर्ण)।

ये वक्र ड्राइवर सर्किटरी और तापीय प्रणाली को डिज़ाइन करने के लिए आवश्यक हैं, ताकि उत्पाद के जीवनकाल में इष्टतम और स्थिर प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके।

5. यांत्रिक एवं पैकेज सूचना

5.1 आयाम एवं रेखाचित्र

एलईडी का एक वर्गाकार फुटप्रिंट 3.0mm x 3.0mm है, जिसकी ऊँचाई 0.55mm है। प्रमुख आयामों में लगभग 2.60mm x 2.60mm का लेंस आकार शामिल है। सभी आयामी सहिष्णुताएँ, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ±0.2mm हैं।

5.2 पैड डिज़ाइन एवं ध्रुवता पहचान

विश्वसनीय सोल्डरिंग और उचित हीट सिंकिंग सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित सोल्डर पैड पैटर्न प्रदान किया गया है। एलईडी में एक एनोड और एक कैथोड होता है। ध्रुवता उपकरण पर स्पष्ट रूप से चिह्नित होती है (सामान्यतः कैथोड साइड पर एक नॉच, बेवल या मार्कर के साथ)। असेंबली के दौरान सही ध्रुवता महत्वपूर्ण है, क्योंकि रिवर्स वोल्टेज लागू करने से एलईडी क्षतिग्रस्त हो सकती है।

6. सोल्डरिंग एवं असेंबली दिशानिर्देश

6.1 एसएमटी रीफ्लो सोल्डरिंग निर्देश

यह उपकरण सभी मानक सतह माउंट प्रौद्योगिकी (एसएमटी) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। विशिष्ट रीफ्लो प्रोफाइल्स सोल्डर पेस्ट निर्माता की सिफारिशों के अनुसार विकसित की जानी चाहिए। प्रमुख विचारों में शामिल हैं:

• पीक तापमान:एलईडी पैकेज की अधिकतम तापमान रेटिंग (भंडारण तापमान से अनुमानित, सामान्यतः बॉडी के लिए 125°C, पर रीफ्लो पीक आमतौर पर कम समय के लिए अधिक होता है) से अधिक नहीं होना चाहिए। मानक लीड-फ्री (एसएसी) प्रोफाइल्स सामान्यतः लागू होती हैं।
• लिक्विडस से ऊपर समय (टीएएल):घटक पर तापीय तनाव को कम करने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए।

6.2 हैंडलिंग एवं भंडारण सावधानियाँ

• नमी संवेदनशीलता स्तर (एमएसएल):इस घटक की एमएसएल लेवल 2 रेटिंग है। इसका अर्थ है कि इसे एक वर्ष तक फैक्ट्री परिवेश स्थितियों (≤ 30°C / 60% आरएच) में उजागर किया जा सकता है। यदि मूल ड्राई-पैक बैग खोला जाता है या इस समय से अधिक हो जाता है, तो रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले आईपीसी/जेडेक मानकों के अनुसार उपकरणों को बेक किया जाना चाहिए, ताकि रीफ्लो के दौरान पॉपकॉर्न क्रैकिंग को रोका जा सके।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी):उपकरण की ईएसडी सहनशीलता वोल्टेज 2000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) है। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ईएसडी सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
• भंडारण स्थितियाँ:-40°C से +125°C, शुष्क वातावरण में।

7. पैकेजिंग एवं ऑर्डरिंग सूचना

7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील पर आपूर्ति की जाती हैं।

• कैरियर टेप:मानक ईआईए-481 अनुरूप टेप, 3030 पैकेज के लिए आकार वाले पॉकेट्स के साथ।
• रील आयाम:मानक रील आकार (उदाहरण के लिए, 7-इंच या 13-इंच व्यास) उपयोग किए जाते हैं, प्रति रील मात्रा निर्दिष्ट होती है।
• लेबलिंग:प्रत्येक रील में पार्ट नंबर, मात्रा, लॉट नंबर और बिन कोड सूचना के साथ एक लेबल शामिल होता है।

7.2 नमी अवरोध पैकेजिंग

एमएसएल लेवल 2 घटकों के लिए, रील्स को डिसिकेंट और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ नमी अवरोध बैग में पैक किया जाता है, ताकि शिपिंग और भंडारण के दौरान उनकी सुरक्षा की जा सके।

8. अनुप्रयोग डिज़ाइन सिफारिशें

8.1 प्रमुख डिज़ाइन विचार

• धारा ड्राइव:स्थिर और सुसंगत प्रकाश आउटपुट के लिए एक स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें, स्थिर-वोल्टेज स्रोत नहीं। अनुप्रयोग के तापीय वातावरण को ध्यान में रखते हुए, इष्टतम जीवनकाल के लिए डिज़ाइन को 700mA निरंतर या उससे कम पर संचालित करना चाहिए।
• तापीय प्रबंधन:यह उच्च-शक्ति एलईडी के लिए सबसे महत्वपूर्ण पहलू है। पीसीबी में पर्याप्त तापीय डिज़ाइन होना चाहिए:
  • एक तापीय चालक पीसीबी (उदाहरण के लिए, मेटल-कोर पीसीबी (एमसीपीसीबी) या तापीय वियाज़ के साथ एफआर4) का उपयोग करें।
  • सुनिश्चित करें कि ऊष्मा स्थानांतरण को अधिकतम करने के लिए अनुशंसित सोल्डर पैड पैटर्न का उपयोग किया गया है।
  • एलईडी जंक्शन तापमान को 150°C अधिकतम से काफी नीचे, आदर्श रूप से लंबी आयु के लिए 85-105°C से नीचे रखने के लिए पर्याप्त वायु प्रवाह या हीटसिंकिंग के लिए डिज़ाइन करें।
• प्रकाशिकीय डिज़ाइन:व्यापक 120-डिग्री दृश्य कोण के लिए, अनुप्रयोग के आधार पर, द्वितीयक ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता हो भी सकती है और नहीं भी। सिग्नलिंग कार्यों के लिए, विशिष्ट प्रकाशमितीय आवश्यकताओं (तीव्रता वितरण पैटर्न) को पूरा करने हेतु ऑप्टिक्स की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी मापदंडों पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 840mA पर निरंतर चला सकता हूँ?
   उत्तर: 840mA रेटिंग एक पूर्ण अधिकतम है। इस धारा पर निरंतर संचालन केवल असाधारण तापीय प्रबंधन के साथ संभव है, जो जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर रखता है। विश्वसनीयता और जीवनकाल के लिए, 700mA सामान्य परीक्षण धारा पर या उससे कम पर संचालन की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।
2. प्रश्न: दो अलग-अलग तापीय प्रतिरोध मान क्यों हैं?
   उत्तर: दो मान विभिन्न माप पद्धतियों (वास्तविक बनाम विद्युत) के परिणाम हैं। उच्च "वास्तविक" मान (8.3 °C/W सामान्य) अधिक रूढ़िवादी है और इसे सबसे खराब स्थिति के तापीय डिज़ाइन गणना के लिए उपयोग किया जाना चाहिए, ताकि एक सुरक्षित मार्जिन सुनिश्चित किया जा सके।
3. प्रश्न: मैं अपने डिज़ाइन के लिए सही V_Fबिन कैसे चुनूँ?
   उत्तर: यदि आपका डिज़ाइन श्रृंखला में कई एलईडी का उपयोग करता है, तो समान V_Fबिन (उदाहरण के लिए, सभी D0) चुनें, ताकि जब एक स्थिर धारा स्रोत द्वारा चलाए जाने पर वे समान रूप से धारा साझा करें। समानांतर स्ट्रिंग्स के लिए, V_Fबिन मिलाने या प्रत्येक स्ट्रिंग के लिए अलग करंट रेगुलेटर्स का उपयोग करने पर विचार करें।
4. प्रश्न: जंक्शन तापमान का प्रदर्शन पर क्या प्रभाव पड़ता है?
   उत्तर: जंक्शन तापमान बढ़ने पर, दीप्तिमान फ्लक्स कम होता है (सामान्यतः एलजीआईएनपी रेड एलईडी के लिए प्रति °C लगभग -0.5% से -1%), अग्र वोल्टेज थोड़ा कम होता है, और दीर्घकालिक अवक्रमण दर घातांकीय रूप से तेज होती है। प्रभावी शीतलन सीधे चमक स्थिरता और उत्पाद जीवनकाल को प्रभावित करता है।

10. तकनीकी अवलोकन एवं संदर्भ

10.1 संचालन सिद्धांत

यह एलईडी एलजीआईएनपी अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर आधारित है। जब एक अग्र वोल्टेज लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक चिप के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजन करते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। एल्युमीनियम, गैलियम, इंडियम और फॉस्फाइड परतों की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है और इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश का तरंगदैर्ध्य (रंग), जो इस मामले में 612-620 nm लाल सीमा में है।

10.2 ऑटोमोटिव एलईडी प्रौद्योगिकी में रुझान

ऊर्जा दक्षता, डिज़ाइन लचीलापन, स्थायित्व और लंबी आयु में लाभों के कारण ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था में एलईडी का उपयोग निरंतर बढ़ रहा है। रुझानों में उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर उच्च-तापमान प्रदर्शन और बहु-एलईडी प्रणालियों में सजातीय उपस्थिति के लिए तंग रंग और चमक बिनिंग शामिल हैं। पैकेजिंग नवाचार, जैसे यहाँ उपयोग किया गया ईएमसी पैकेज, बेहतर तापीय प्रबंधन और पर्यावरणीय तनाव (तापमान चक्रण, आर्द्रता) के प्रतिरोध पर केंद्रित हैं, जो एईसी-क्यू102 जैसे कठोर ऑटोमोटिव विश्वसनीयता मानकों को पूरा करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।