लाल LED 3.50x2.80x1.85mm PLCC4 - फॉरवर्ड वोल्टेज 2.4V - पावर डिसिपेशन 196mW - तरंगदैर्ध्य 621nm - तकनीकी विशिष्टताएँ

1. उत्पाद अवलोकन

1.1 सामान्य विवरण

यह उत्पाद एक उच्च-प्रदर्शन लाल प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है जो AlGaInP एपिटैक्सियल परतों के साथ एक सब्सट्रेट पर निर्मित है। यह 3.50 mm × 2.80 mm × 1.85 mm माप वाले मानक PLCC-4 पैकेज में रखा गया है। यह उपकरण सतह माउंट तकनीक (SMT) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है और ऑटोमोटिव ग्रेड मानकों (AEC-Q101) के लिए योग्य है, जो इसे ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग और स्विच जैसे मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। LED 621 nm के आसपास केंद्रित प्रमुख तरंगदैर्ध्य के साथ गहरा लाल रंग उत्सर्जित करता है और 120° का एक बहुत विस्तृत देखने का कोण प्रदान करता है।

1.2 विशेषताएँ

• PLCC-4 पैकेज (3.50 mm × 2.80 mm × 1.85 mm)
• अत्यंत विस्तृत देखने का कोण (120°)
• सभी SMT असेंबली और सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त
• टेप और रील पर उपलब्ध (2000 पीस/रील)
• नमी संवेदनशीलता स्तर: स्तर 2 (IPC/JEDEC J-STD-020 के अनुसार)
• RoHS और REACH निर्देशों का अनुपालन
• ऑटोमोटिव-ग्रेड असतत अर्धचालकों के लिए AEC-Q101 तनाव परीक्षण योग्यता के अनुसार योग्य
• ESD सहन क्षमता: 2000 V (HBM), >90% उपज के साथ

1.3 अनुप्रयोग

• ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश (डोम लाइट, रीडिंग लाइट, एम्बिएंट लाइटिंग)
• स्विच और संकेतक लाइट

2. तकनीकी पैरामीटर

2.1 विद्युत और ऑप्टिकल विशेषताएँ (Ts = 25°C, IF = 50 mA पर)

निम्न तालिका 50 mA की फॉरवर्ड धारा पर मापे गए मुख्य विद्युत और ऑप्टिकल पैरामीटरों का सारांश प्रस्तुत करती है (जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो):

फॉरवर्ड वोल्टेज ±0.1 V की सहनशीलता के साथ मापा जाता है, और ल्यूमिनस इंटेंसिटी सहनशीलता ±10% है। रंग निर्देशांक (प्रमुख तरंगदैर्ध्य) सहनशीलता ±0.5 nm है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

डिवाइस को नीचे सूचीबद्ध पूर्ण अधिकतम रेटिंग से परे संचालित नहीं किया जाना चाहिए। इन सीमाओं से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

2.3 फॉरवर्ड वोल्टेज, ल्यूमिनस इंटेंसिटी और प्रमुख तरंगदैर्ध्य के लिए बिन रेंज

लगातार प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, LEDs को 50 mA की परीक्षण धारा पर निम्नलिखित श्रेणियों में बिन किया जाता है:

• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) बिन:C1 (2.0–2.1 V), C2 (2.1–2.2 V), D1 (2.2–2.3 V), D2 (2.3–2.4 V), E1 (2.4–2.5 V), E2 (2.5–2.6 V), F1 (2.6–2.7 V), F2 (2.7–2.8 V).
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V) बिन:N1 (1800–2300 mcd), N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd).
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) बिन:D2 (617.5–620 nm), E1 (620–622.5 nm), E2 (622.5–625 nm).

2.4 थर्मल विशेषताएँ

जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल रेज़िस्टेंस (R_{th J-S}) अधिकतम 130 °C/W है। जंक्शन तापमान को 120 °C से नीचे रखने के लिए उचित थर्मल प्रबंधन आवश्यक है। उच्च तापमान पर, फॉरवर्ड वोल्टेज घटता है और ल्यूमिनस इंटेंसिटी गिरती है। डिज़ाइनरों को पर्याप्त हीट सिंकिंग सुनिश्चित करनी चाहिए, खासकर जब अधिकतम रेटिंग (70 mA) के करीब धारा पर काम कर रहे हों।

3. प्रदर्शन वक्र

विशिष्ट ऑप्टिकल और विद्युत विशेषताओं को निम्नलिखित आंकड़ों में दर्शाया गया है (ग्राफिकल विवरण के लिए डेटाशीट देखें):

• फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट (चित्र 1-7):फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ अरेखीय रूप से बढ़ता है, 0 mA पर लगभग 2.20 V से 150 mA (पल्स स्थिति) पर 2.60 V तक। 50 mA की परीक्षण धारा पर, V_Fआमतौर पर 2.4 V है।
• सापेक्ष तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट (चित्र 1-8):सापेक्ष ल्यूमिनस तीव्रता 70 mA तक फॉरवर्ड करंट के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है। 70 mA पर, तीव्रता 20 mA की तुलना में लगभग 80% अधिक होती है।
• सोल्डर तापमान बनाम सापेक्ष तीव्रता (चित्र 1-9):जैसे-जैसे परिवेश या सोल्डर पॉइंट का तापमान 20 °C से 120 °C तक बढ़ता है, सापेक्ष तीव्रता लगभग 15% कम हो जाती है। उच्च तापमान संचालन के लिए थर्मल डिरेटिंग आवश्यक है।
• सोल्डर तापमान बनाम फॉरवर्ड करंट (चित्र 1-10):अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने से रोकने के लिए, सोल्डर तापमान बढ़ने पर फॉरवर्ड करंट को डिरेट किया जाना चाहिए। 100 °C पर, अधिकतम अनुमत धारा लगभग 40 mA है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम सोल्डर तापमान (चित्र 1-11):फॉरवर्ड वोल्टेज तापमान के साथ लगभग –2 mV/°C की दर से रैखिक रूप से घटता है।
• विकिरण पैटर्न (चित्र 1-12):डिवाइस 120° के विस्तृत अर्ध-तीव्रता कोण के साथ एक लैम्बर्टियन-जैसा विकिरण पैटर्न प्रदर्शित करता है, जो एकसमान रोशनी प्रदान करता है।
• फॉरवर्ड करंट बनाम प्रमुख तरंगदैर्ध्य (चित्र 1-13):जैसे-जैसे करंट बढ़ता है, प्रमुख तरंगदैर्ध्य थोड़ा लंबी तरंगदैर्ध्य (लाल शिफ्ट) की ओर स्थानांतरित होता है। 70 mA पर, शिफ्ट 10 mA की तुलना में लगभग +2 nm है।
• स्पेक्ट्रल वितरण (चित्र 1-14):उत्सर्जन स्पेक्ट्रम लगभग 621 nm पर चरम पर होता है जिसमें पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) लगभग 20 nm होती है। रंग संतृप्त लाल है।

4. मैकेनिकल पैकेज

4.1 पैकेज आयाम

LED 3.50 mm × 2.80 mm × 1.85 mm PLCC-4 पैकेज में पैक किया गया है। शीर्ष दृश्य शीर्ष पर स्पष्ट सिलिकॉन लेंस के साथ एक आयताकार आकार दिखाता है। कैथोड और एनोड को नीचे के दृश्य में एक चेम्फर्ड कोने (कैथोड) और एक कुंजी चिह्न द्वारा इंगित किया गया है। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, सहनशीलता ±0.2 mm है।

4.2 सोल्डरिंग पैटर्न (अनुशंसित लैंड पैटर्न)

पीसीबी डिज़ाइन के लिए अनुशंसित लैंड पैटर्न उचित सोल्डर जोड़ निर्माण और गर्मी अपव्यय सुनिश्चित करने के लिए प्रदान किया गया है। पैटर्न में 4.60 mm की पिच के साथ दो आयताकार पैड (2.40 mm × 1.60 mm) होते हैं। थर्मल प्रदर्शन में सुधार के लिए कुल तांबे के क्षेत्र को अधिकतम किया जाना चाहिए।

4.3 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड को नीचे के दृश्य में पैकेज बॉडी पर एक छोटे नॉच या चेम्फर द्वारा इंगित किया गया है। पिन कॉन्फ़िगरेशन इस प्रकार है: एक तरफ पिन 1 (एनोड) और पिन 2 (कैथोड), और विपरीत तरफ पिन 3 (एनोड) और पिन 4 (कैथोड)। सटीक ओरिएंटेशन के लिए डेटाशीट देखें।

5. असेंबली और सोल्डरिंग

5.1 रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल

LED निम्नलिखित प्रोफ़ाइल (JEDEC J-STD-020 पर आधारित) के अनुसार रिफ्लो सोल्डरिंग को सहन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है:

रिफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। यदि दो सोल्डरिंग चक्रों के बीच का अंतराल 24 घंटे से अधिक है, तो नमी की क्षति को रोकने के लिए LEDs को बेक किया जाना चाहिए (60 °C, 24 h)।

5.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है, तो 300 °C से कम तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें और डवेल टाइम 3 सेकंड से कम रखें। केवल एक हाथ सोल्डरिंग ऑपरेशन की अनुमति है।

5.3 हैंडलिंग और प्रोसेसिंग सावधानियाँ

• सिलिकॉन लेंस पर अत्यधिक दबाव न डालें। सिलिकॉन एनकैप्सुलेटेड LEDs के लिए डिज़ाइन किए गए उचित पिक-एंड-प्लेस नोजल का उपयोग करें।
• LED को वॉर्प्ड या नॉन-कॉप्लानर PCB सेक्शन पर माउंट करने से बचें।
• सोल्डरिंग के बाद, बोर्ड को धीरे-धीरे ठंडा होने दें; हवा या तरल से जबरदस्ती ठंडा न करें।
• सोल्डरिंग के बाद PCB का कोई मोड़ या मरोड़ न करें।
• केवल अनुशंसित सफाई सॉल्वैंट्स (आइसोप्रोपिल अल्कोहल) का उपयोग करें। अल्ट्रासोनिक सफाई की अनुशंसा नहीं की जाती है क्योंकि यह LED को नुकसान पहुंचा सकती है।

6. पैकेजिंग और भंडारण

6.1 पैकेजिंग विनिर्देश

LEDs निम्नलिखित विवरण के साथ टेप और रील पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती हैं:

• मात्रा: 2000 टुकड़े प्रति रील।
• कैरियर टेप: 8 mm चौड़ाई, पॉकेट पिच 4.0 mm, कवर टेप के साथ।
• रील: 330 mm व्यास, 100 mm हब व्यास, 13 mm स्पिंडल होल।

6.2 लेबल जानकारी

प्रत्येक रील पर पार्ट नंबर, स्पेसिफिकेशन नंबर, लॉट नंबर, बिन कोड (VF, IV, वेवलेंथ के लिए), मात्रा और डेट कोड वाला एक लेबल होता है।

6.3 मॉइस्चर बैरियर बैग और भंडारण शर्तें

LEDs को डीसिकैंट के साथ मॉइस्चर बैरियर बैग (MBB) में सील किया जाता है। भंडारण शर्तें:

7. विश्वसनीयता परीक्षण

7.1 परीक्षण आइटम और शर्तें

LED को सूचीबद्ध मानकों के अनुसार निम्नलिखित विश्वसनीयता परीक्षणों के अधीन किया गया है। प्रत्येक परीक्षण 20 नमूनों पर 0 विफलता (0/1) की स्वीकृति मानदंड के साथ किया गया।

7.2 विफलता मानदंड

एक उपकरण को विफल माना जाता है यदि वह परीक्षण के बाद निम्नलिखित सीमाओं से अधिक हो:

• 50 mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज: > 1.1 × ऊपरी विनिर्देश सीमा (U.S.L.)
• 5 V पर रिवर्स करंट: > 2.0 × U.S.L.
• 50 mA पर ल्यूमिनस फ्लक्स:<0.7 × निचली विनिर्देश सीमा (L.S.L.)

8. अनुप्रयोग डिज़ाइन संबंधी विचार

इष्टतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए, निम्नलिखित डिज़ाइन दिशानिर्देशों का पालन किया जाना चाहिए:

• वर्तमान सीमित:फॉरवर्ड करंट को 70 mA से अधिक न होने देने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला अनिवार्य है। आपूर्ति वोल्टेज में एक छोटा सा परिवर्तन भी खड़ी IV वक्र के कारण बड़ी धारा भिन्नता का कारण बन सकता है।
• रिवर्स वोल्टेज संरक्षण:LED का अधिकतम रिवर्स वोल्टेज केवल 5 V है। सुनिश्चित करें कि सर्किट संचालन या स्विचिंग ट्रांजिएंट के दौरान रिवर्स बायस लागू नहीं करता है।
• थर्मल प्रबंधन:50 mA पर, पावर डिसिपेशन लगभग 120 mW (विशिष्ट V_F2.4 V) है। 130 °C/W के थर्मल रेज़िस्टेंस के साथ, जंक्शन तापमान में वृद्धि सोल्डर पॉइंट से 15.6 °C ऊपर है। उच्च परिवेश तापमान के लिए, तदनुसार करंट को डिरेट करें।
• ESD संरक्षण:हालाँकि LED 2000 V HBM का सामना कर सकता है, फिर भी सर्किट में ESD संरक्षण उपकरणों (जैसे, जेनर डायोड) का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है यदि सिस्टम इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से ग्रस्त है।
• रासायनिक अनुकूलता:सल्फर, ब्रोमीन, क्लोरीन या वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) वाली सामग्रियों का उपयोग करने से बचें जो आउटगैस कर सकते हैं और सिलिकॉन एनकैप्सुलेशन पर हमला कर सकते हैं। पर्यावरण में सल्फर की सांद्रता 100 ppm से अधिक नहीं होनी चाहिए, और हैलोजन (Br, Cl) व्यक्तिगत रूप से 900 ppm से नीचे, कुल 1500 ppm से नीचे होनी चाहिए।
• सफाई:यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें। अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग न करें क्योंकि इससे वायर बॉन्ड को नुकसान हो सकता है।

9. तुलनात्मक लाभ

समान पैकेज आकार के मानक लाल LEDs की तुलना में, यह उपकरण कई विशिष्ट लाभ प्रदान करता है:

• विस्तृत देखने का कोण:120° (सामान्य 60°–90° की तुलना में) इसे एकसमान आंतरिक प्रकाश के लिए आदर्श बनाता है।
• उच्च चमक:50 mA पर 3500 mcd तक, दिन के उजाले में दिखाई देने वाले अनुप्रयोगों में सक्षम बनाता है।
• ऑटोमोटिव योग्यता:AEC-Q101 अनुपालन कठोर ऑटोमोटिव परिस्थितियों (तापमान चरम, कंपन, उच्च आर्द्रता) के तहत मजबूती सुनिश्चित करता है।
• कम थर्मल रेज़िस्टेंस:130 °C/W प्लास्टिक पैकेज के लिए प्रतिस्पर्धी है, जो उचित हीट सिंकिंग के साथ उच्च धारा संचालन की अनुमति देता है।
• संकीर्ण तरंगदैर्ध्य सहनशीलता:2.5 nm बिन में बिनिंग स्विच संकेतकों के लिए रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

1. प्रश्न: अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट क्या है?उत्तर: पूर्ण अधिकतम 70 mA है। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, उच्च तापमान वातावरण में 60 mA से नीचे रहने की सिफारिश की जाती है।
2. प्रश्न: क्या मैं बिना रोकनेवाला के LED चला सकता हूँ?उत्तर: नहीं। थर्मल रनअवे को रोकने के लिए एक करंट-लिमिटिंग रोकनेवाला आवश्यक है। एक स्थिर वोल्टेज स्रोत की भी सिफारिश नहीं की जाती है क्योंकि V_Fतापमान के साथ बदलता है।
3. प्रश्न: मुझे अप्रयुक्त LEDs को कैसे संग्रहीत करना चाहिए?उत्तर: उन्हें ≤30 °C और ≤75% RH पर बंद मॉइस्चर बैरियर बैग में रखें। एक बार खोलने के बाद, 24 घंटे के भीतर उपयोग करें या असेंबली से पहले बेक करें।
4. प्रश्न: प्रमुख तरंगदैर्ध्य और शिखर तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?उत्तर: प्रमुख तरंगदैर्ध्य मानव-अनुभूत रंग है (लाल LEDs के लिए, यह आमतौर पर शिखर के करीब होता है)। प्रमुख तरंगदैर्ध्य CIE मानकों के अनुसार मापा जाता है; इस उत्पाद के लिए, यह 617.5 से 625 nm तक होता है।
5. प्रश्न: क्या मैं इस LED का उपयोग बाहरी ऑटोमोटिव प्रकाश के लिए कर सकता हूँ?उत्तर: यह उपकरण आंतरिक अनुप्रयोगों के लिए निर्दिष्ट है। बाहरी उपयोग (जैसे, टेललाइट्स) के लिए, अतिरिक्त पर्यावरणीय परीक्षण (UV, जल प्रवेश) की आवश्यकता हो सकती है।
6. प्रश्न: सिलिकॉन लेंस नरम क्यों है?उत्तर: सिलिकॉन को इसके उत्कृष्ट प्रकाश संचरण और उच्च तापमान स्थिरता के लिए चुना गया है। हालाँकि, यह एपॉक्सी से नरम है; लेंस को तेज वस्तुओं से छूने से बचें।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग मामले

केस 1: ऑटोमोटिव डोम लाइट

एक एकल LED डोम लाइट में पारंपरिक तापदीप्त बल्ब को बदल सकता है। 50 mA ड्राइव के साथ, LED ~2.9 cd प्रदान करता है, जो एक छोटी कार के इंटीरियर को रोशन करने के लिए पर्याप्त है। एक विस्तृत देखने का कोण समान प्रकाश वितरण सुनिश्चित करता है। 18 Ω का एक रोकनेवाला (12 V आपूर्ति के लिए) धारा को ~50 mA तक सीमित करता है, एक विशिष्ट V_F2.4 V मानते हुए। LED को हीट सिंकिंग के लिए एल्युमिनियम-कोर PCB (MCPCB) पर माउंट किया जा सकता है।

केस 2: स्विच बैकलाइटिंग

एक पुश-बटन स्विच के लिए, LED को एक पारभासी बटन के पीछे रखा जा सकता है। कम ड्राइव करंट (20 mA) के साथ, तीव्रता (~1.5 cd) परिवेश संकेत के लिए पर्याप्त है। इससे बिजली की खपत और गर्मी उत्पादन कम हो जाता है। छोटा PLCC-4 पैकेज मानक FR4 PCBs पर अच्छी तरह फिट बैठता है।

12. कार्य सिद्धांत

LED AlGaInP (एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) सामग्री प्रणाली पर आधारित एक अर्धचालक प्रकाश स्रोत है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड बायस लागू किया जाता है, तो n-साइड से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में p-साइड से छिद्रों के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉनों (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा छोड़ता है जिसकी तरंगदैर्ध्य AlGaInP यौगिक के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। संरचना को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करके, उत्सर्जन को स्पेक्ट्रम के लाल भाग (~621 nm) में ट्यून किया जाता है। PLCC-4 पैकेज प्रकाश निष्कर्षण को बढ़ाने और एक विस्तृत विकिरण पैटर्न प्रदान करने के लिए एक स्पष्ट सिलिकॉन लेंस का उपयोग करता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश में प्रवृत्ति उच्च दक्षता, छोटे पैकेज और बेहतर रंग स्थिरता की ओर है। भविष्य के विकासों में शामिल हो सकते हैं:

- RGB या ट्यूनेबल व्हाइट समाधानों के लिए एक ही पैकेज में कई LEDs का एकीकरण।

- उन्नत पैकेज डिज़ाइनों (जैसे, धातु लीडफ्रेम या सिरेमिक सब्सट्रेट का उपयोग) के माध्यम से बेहतर थर्मल रेज़िस्टेंस।

- डेलाइट-रीडेबल डिस्प्ले का समर्थन करने के लिए उच्च चमक स्तर।

- अनुकूली प्रकाश प्रणालियों द्वारा मांग के अनुसार सख्त बिनिंग सहनशीलता।

- एम्बिएंस नियंत्रण के लिए ह्यूमन-सेंट्रिक लाइटिंग (HCL) में LEDs का बढ़ता उपयोग।

यह उत्पाद, अपनी AEC-Q101 योग्यता और वाइड-एंगल उत्सर्जन के साथ, ऑटोमोटिव इंटीरियर प्रकाश की अगली पीढ़ी के लिए अच्छी स्थिति में है।