नीला LED 3535 - 3.45x3.45x2.20mm - वोल्टेज 2.6-3.4V - पावर 5.1W - प्रमुख तरंगदैर्ध्य 465-475nm - तकनीकी डेटा शीट

1. उत्पाद अवलोकन

RF-AL-C3535L2K1RB-05 एक उच्च-प्रदर्शन वाला नीला प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है जो उन्नत InGaN-ऑन-सब्सट्रेट तकनीक पर आधारित है। सामान्य प्रकाश व्यवस्था और विशेष अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया यह 3535 पैकेज (3.45mm x 3.45mm x 2.20mm) 465-475nm की प्रमुख तरंगदैर्ध्य रेंज प्रदान करता है, जो गहरा नीला प्रकाश उत्पन्न करता है। 350mA पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6-3.4V और अधिकतम फॉरवर्ड धारा 1500mA के साथ, यह उत्कृष्ट दीप्त फ्लक्स (30-50 लुमेन) और कुल विकिरण फ्लक्स (400-800mW) प्रदान करता है। सिरेमिक पैकेज बेहतर थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है, जो इसे मानक SMT असेंबली और उच्च-शक्ति प्रकाश डिज़ाइन दोनों के लिए उपयुक्त बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ

• कम तापीय प्रतिरोध और बेहतर ऊष्मा अपव्यय के लिए सिरेमिक सब्सट्रेट
• समान प्रकाश वितरण के लिए अत्यंत विस्तृत देखने का कोण (120 डिग्री)
• सभी SMT असेंबली प्रक्रियाओं और सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत
• कुशल निर्माण के लिए टेप और रील पैकेजिंग (1000 पीस/रील) में उपलब्ध
• नमी संवेदनशीलता स्तर 1 (MSL1) – उपयोग से पहले बेकिंग की आवश्यकता नहीं
• RoHS अनुपालन – खतरनाक पदार्थों से मुक्त

1.2 लक्ष्य अनुप्रयोग

यह नीला LED विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है, जिसमें रंग एक्सेंट लाइटिंग, फ्लेक्सिबल LED स्ट्रिप्स, पादप विकास प्रकाश व्यवस्था (प्रकाश संश्लेषण के लिए नीला स्पेक्ट्रम), भूदृश्य प्रकाश व्यवस्था, स्टेज फोटोग्राफिक लाइटिंग, होटल, खुदरा स्थान, कार्यालय और सामान्य इनडोर प्रकाश व्यवस्था शामिल हैं। इसका उच्च विकिरण फ्लक्स इसे UV-क्योरिंग और विशेष औद्योगिक प्रकाश व्यवस्था के लिए भी उपयुक्त बनाता है जहाँ नीली तरंगदैर्ध्य की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ (25°C पर, IF=350mA)

LED का फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2.6V से 3.4V तक होता है, जिसका विशिष्ट मान ~3.0V है। दीप्त फ्लक्स (IV) 30 से 50 लुमेन के बीच है, जबकि कुल विकिरण फ्लक्स (Φe) 400mW से 800mW तक है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λD) 465-475nm निर्दिष्ट है, जिसमें माप में ±1nm की संकीर्ण सहनशीलता है। VR=5V पर विपरीत धारा (IR) 10µA से कम है, जो न्यूनतम रिसाव सुनिश्चित करती है। देखने का कोण (2θ1/2) 120 डिग्री है, जो व्यापक बीम कवरेज प्रदान करता है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग

• पावर डिसिपेशन (PD): 5100 mW
• फॉरवर्ड धारा (IF): 1500 mA
• पीक फॉरवर्ड धारा (IFP): 1650 mA (1/10 ड्यूटी चक्र, 0.1ms पल्स)
• रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V
• ESD (HBM): 2000 V
• संचालन तापमान (TOPR): -40°C से +85°C
• भंडारण तापमान (TSTG): -40°C से +85°C
• जंक्शन तापमान (TJ): 125°C

सावधानी बरतनी चाहिए कि पावर डिसिपेशन निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग से अधिक न हो। विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए जंक्शन तापमान 125°C से नीचे रखा जाना चाहिए।

3. बिनिंग प्रणाली

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिन (IF=350mA)

फॉरवर्ड वोल्टेज को चार बिनों में वर्गीकृत किया गया है:

• F0: 2.6 – 2.8 V
• G0: 2.8 – 3.0 V
• H0: 3.0 – 3.2 V
• I0: 3.2 – 3.4 V

3.2 दीप्त फ्लक्स बिन (IF=350mA)

• FA3: 30 – 35 lm
• FA4: 35 – 40 lm
• FA5: 40 – 45 lm
• FA6: 45 – 50 lm

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन

• D00: 465 – 470 nm
• E00: 470 – 475 nm

माप सहनशीलता: VF ±0.1V, λD ±1nm, दीप्त तीव्रता ±10%। बिनिंग ग्राहकों को उनके अनुप्रयोग के लिए सटीक रंग और फ्लक्स संयोजन चुनने में सक्षम बनाती है।

4. प्रदर्शन वक्र

4.1 फॉरवर्ड धारा बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज

टर्न-ऑन थ्रेशोल्ड (~2.6V) के बाद फॉरवर्ड धारा वोल्टेज के साथ तेज़ी से बढ़ती है। 3.0V पर धारा ~350mA है; 3.4V पर धारा 1500mA के करीब पहुँचती है। इस तीव्र IV विशेषता के लिए ओवरड्राइव से बचने के लिए सावधानीपूर्वक धारा नियमन की आवश्यकता होती है।

4.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम फॉरवर्ड धारा

सापेक्ष प्रकाश उत्पादन लगभग 1000mA तक धारा के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है, फिर संतृप्त होने लगता है। 1500mA पर सापेक्ष तीव्रता 350mA पर मान का लगभग 3.0 गुना होती है। हालांकि, उच्च धारा पर तापीय प्रभाव दक्षता को कम कर सकते हैं।

4.3 तापमान बनाम सापेक्ष तीव्रता

जैसे-जैसे सोल्डर पॉइंट तापमान (Ts) 25°C से 105°C तक बढ़ता है, सापेक्ष तीव्रता लगभग 20-30% कम हो जाती है। उच्च-शक्ति संचालन में दीप्त उत्पादन बनाए रखने के लिए पर्याप्त हीट सिंकिंग आवश्यक है।

4.4 Ts तापमान बनाम फॉरवर्ड धारा (डिरेटिंग)

तापमान बढ़ने पर अधिकतम स्वीकार्य फॉरवर्ड धारा को घटाया जाना चाहिए: 85°C Ts पर, अधिकतम धारा लगभग 800mA (25°C पर 1500mA से) तक कम हो जाती है। यह डिरेटिंग वक्र सुनिश्चित करता है कि जंक्शन तापमान 125°C से अधिक न हो।

4.5 स्पेक्ट्रम वितरण

वर्णक्रमीय उत्पादन ~465-475nm पर चरम पर होता है, जिसकी पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) लगभग 25-30nm है। स्पेक्ट्रम InGaN नीले LED के लिए सामान्य है, जिसमें कोई महत्वपूर्ण द्वितीयक उत्सर्जन नहीं है।

4.6 विकिरण आरेख

विकिरण पैटर्न लैम्बर्टियन-जैसा है, जिसका आधा-कोण 60 डिग्री (120° पूर्ण कोण) है। ऑप्टिकल अक्ष से ±60° पर सापेक्ष दीप्त तीव्रता 50% तक गिर जाती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

LED पैकेज 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm (लंबाई x चौड़ाई x ऊँचाई) मापता है। शीर्ष दृश्य एक वर्गाकार प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र दिखाता है; पार्श्व दृश्य में सिरेमिक आधार और सिलिकॉन लेंस सहित 2.20mm की मोटाई दिखाई देती है। निचला दृश्य क्रमशः 1.30mm x 0.65mm और 0.50mm x 0.65mm आयाम वाले दो विद्युत पैड (एनोड और कैथोड) इंगित करता है। ध्रुवता चिह्न प्रदान किया गया है।

5.2 अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न

सुझाए गए PCB लैंड पैटर्न में दो आयताकार पैड शामिल हैं: एनोड के लिए 1.30mm x 0.85mm और कैथोड के लिए 1.30mm x 0.50mm, उनके बीच 0.45mm का अंतर। ऊष्मा अपव्यय के लिए अतिरिक्त थर्मल पैड (3.50mm x 3.40mm) अनुशंसित है। सभी आयामों में ±0.2mm की सहनशीलता है।

5.3 ध्रुवता पहचान

कैथोड पैकेज के किनारे पर एक छोटे नॉच से चिह्नित है। निचले दृश्य में, बड़ा पैड आमतौर पर एनोड (धनात्मक) होता है। गलत ध्रुवता LED को स्थायी रूप से क्षति पहुँचा सकती है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

अनुशंसित SMT रिफ्लो प्रोफाइल J-STD-020 का अनुसरण करता है। मुख्य पैरामीटर:

• रैंप-अप दर: अधिकतम 3°C/s
• प्रीहीट: 150°C से 200°C तक 60-120 सेकंड
• 217°C (TL) से ऊपर का समय: अधिकतम 60 सेकंड
• पीक तापमान (TP): 260°C, अधिकतम 10 सेकंड
• पीक से 5°C के भीतर का समय: अधिकतम 30 सेकंड
• रैंप-डाउन दर: अधिकतम 6°C/s
• 25°C से पीक तक कुल समय: अधिकतम 8 मिनट

रिफ्लो दो चक्रों से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि रिफ्लो के बीच का अंतराल 24 घंटे से अधिक है, तो सिलिकॉन लेंस द्वारा अवशोषित नमी को हटाने के लिए बेकिंग की सिफारिश की जाती है।

6.2 मैनुअल सोल्डरिंग

हैंड सोल्डरिंग के लिए, आयरन का तापमान 300°C से नीचे रखें और संपर्क समय 3 सेकंड से कम रखें। केवल एक मैनुअल सोल्डरिंग ऑपरेशन की अनुमति है। गर्म होने पर सिलिकॉन लेंस पर दबाव डालने से बचें।

6.3 हैंडलिंग और भंडारण

LED को मूल सीलबंद बैग में <30°C और <75% RH पर स्टोर करें। खोलने के बाद, डिवाइस का उपयोग 168 घंटे (30°C/60% RH) के भीतर किया जाना चाहिए। यदि भंडारण 6 महीने से अधिक हो या नमी संकेतक रंग बदलता है, तो उपयोग से पहले 60±5°C, <5% RH पर कम से कम 24 घंटे के लिए बेक करें।

7. पैकिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 पैकेजिंग प्रारूप

मानक पैकेजिंग: 1000 टुकड़े प्रति रील। कैरियर टेप आयाम: 12mm चौड़ाई, 8mm पिच, शुरुआत और अंत में 50 खाली पॉकेट। रील व्यास: 178mm ±1mm, हब व्यास 59mm। लेबल में भाग संख्या, स्पेक संख्या, लॉट कोड, बिन कोड (फ्लक्स, तरंगदैर्ध्य, वोल्टेज), मात्रा और दिनांक कोड शामिल है। डेसिकेंट और ESD चेतावनी लेबल के साथ मॉइस्चर बैरियर बैग का उपयोग किया जाता है।

7.2 कार्डबोर्ड बॉक्स

शिपिंग के दौरान यांत्रिक सुरक्षा के लिए रीलों को कार्डबोर्ड बक्सों में पैक किया जाता है। ग्राहक लेबलिंग आवश्यकताओं को निर्दिष्ट कर सकता है।

8. अनुप्रयोग अनुशंसाएँ

8.1 थर्मल डिज़ाइन

उच्च शक्ति घनत्व (5.1W तक) के कारण, कुशल थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। एक बड़े तांबे के क्षेत्र या हीटसिंक से जुड़े PCB पर थर्मल पैड का उपयोग करें। जंक्शन तापमान 125°C से नीचे रखा जाना चाहिए। 350mA पर, जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक तापीय प्रतिरोध लगभग 10-15°C/W (विशिष्ट) होना चाहिए। उच्च परिवेश तापमान पर धारा को कम करना आवश्यक है।

8.2 सर्किट डिज़ाइन

छोटे वोल्टेज बदलावों के कारण ओवरकरंट को रोकने के लिए हमेशा करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करें। यदि सर्किट रिवर्स बायस लगा सकता है तो रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा (जैसे, Schottky डायोड) शामिल करें। समानांतर स्ट्रिंग्स के लिए, व्यक्तिगत रेसिस्टर का उपयोग करके समान धारा साझाकरण सुनिश्चित करें।

8.3 सामग्रियों के साथ संगतता

LED को उच्च सल्फर सामग्री (>100ppm) वाले वातावरण में उजागर करने से बचें, क्योंकि सल्फर चांदी के पैड को खराब कर सकता है। आसपास की सामग्रियों में ब्रोमीन और क्लोरीन की मात्रा प्रत्येक 900ppm से कम होनी चाहिए, और कुल हैलोजन 1500ppm से कम होना चाहिए। ऐसे चिपकने वाले और पॉटिंग कंपाउंड चुनें जो वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOC) का उत्सर्जन न करें, जो सिलिकॉन लेंस को धुंधला कर सकते हैं।

9. प्रतिस्पर्धी समाधानों के साथ तकनीकी तुलना

मानक प्लास्टिक पैकेज 3535 LED (जैसे PLCC) की तुलना में, इस LED के सिरेमिक पैकेज में कम तापीय प्रतिरोध (आमतौर पर 5-10°C/W बनाम 15-20°C/W) होता है, जो उच्च ड्राइव धाराओं और बेहतर लुमेन रखरखाव को सक्षम बनाता है। सिलिकॉन लेंस एपॉक्सी लेंस की तुलना में उच्च ऑप्टिकल दक्षता और व्यापक देखने का कोण प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, MSL 1 रेटिंग असेंबली से पहले थकाऊ बेकिंग की आवश्यकता को समाप्त करती है, जिससे उत्पादन डाउनटाइम कम होता है। हालांकि, सिरेमिक पैकेज थोड़े अधिक महंगे होते हैं, जो उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में बेहतर विश्वसनीयता से ऑफसेट होता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

10.1 क्या मैं इस LED को 1A पर लगातार चला सकता हूँ?

हाँ, लेकिन केवल तभी जब थर्मल डिज़ाइन जंक्शन तापमान को 125°C से नीचे रखे। 1A (1000mA) पर, फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 3.2-3.4V होगा, जिससे लगभग 3.2-3.4W अपव्यय होगा। अच्छा हीट सिंकिंग अनिवार्य है। डिरेटिंग वक्र देखें: 85°C परिवेश पर, अधिकतम धारा ~800mA है।

10.2 इस LED का विशिष्ट जीवनकाल क्या है?

रेटेड स्थितियों (350mA, Tj<105°C) के तहत, 50,000 घंटों के बाद >70% लुमेन रखरखाव की उम्मीद है। उच्च धाराएँ या तापमान जीवनकाल को कम करेंगे। विस्तृत अनुमानों के लिए, विश्वसनीयता परीक्षण डेटा (जीवन परीक्षण: 350mA/25°C पर 1000h कोई विफलता नहीं) देखें।

10.3 मैं ESD संवेदनशीलता को कैसे संभालूँ?

LED का ESD रेटिंग 2000V HBM है। ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, एंटी-स्टैटिक कलाई पट्टियाँ और प्रवाहकीय पैकेजिंग का उपयोग करें। मैन्युअल हैंडलिंग के दौरान, विद्युत संपर्कों को छूने से बचें।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

पादप वृद्धि प्रकाश जुड़नार के लिए एक नीली LED पट्टी पर विचार करें। प्रति मीटर 24 LED का उपयोग करते हुए, प्रत्येक 350mA (कुल ~0.84A प्रति मीटर) पर संचालित, प्रति मीटर कुल शक्ति लगभग 24 * 3.0V * 0.35A = 25.2W है। PCB में एक मोटी तांबे की परत (≥2 oz) और ऊष्मा अपव्यय के लिए एक एल्यूमीनियम कोर होना चाहिए। समान प्रकाश वितरण प्राप्त करने के लिए, LED को 41.6mm की दूरी पर रखा गया है। 24V आउटपुट और प्रति चैनल करंट लिमिटिंग वाला एक कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर स्थिर संचालन सुनिश्चित करता है। वनस्पति वृद्धि चरण के लिए नीली तरंगदैर्ध्य (470nm) का चयन किया गया है। किसी अतिरिक्त फॉस्फोर की आवश्यकता नहीं है। यह जुड़नार विद्युत शक्ति को विकिरण फ्लक्स में परिवर्तित करने में >90% दक्षता प्राप्त करता है।

12. संचालन का सिद्धांत

यह LED सक्रिय परत के रूप में InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) क्वांटम वेल्स का उपयोग करता है। जब फॉरवर्ड बायस किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल क्वांटम वेल्स में पुनर्संयोजित होते हैं, जो बैंडगैप (475nm नीले के लिए लगभग 2.6eV) के अनुरूप ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित करते हैं। सब्सट्रेट आमतौर पर नीलम या सिलिकॉन कार्बाइड होता है, जिस पर एपिटैक्सियल परतें उगाई जाती हैं। सिरेमिक पैकेज हीट स्प्रेडर के रूप में कार्य करता है और विद्युत अलगाव प्रदान करता है। एक सिलिकॉन लेंस डाई को एन्कैप्सुलेट करता है ताकि प्रकाश निष्कर्षण में सुधार हो और चिप की सुरक्षा हो। LED का प्रत्यक्ष बैंडगैप उच्च आंतरिक क्वांटम दक्षता (कम धाराओं पर >80%) सुनिश्चित करता है।

13. विकास के रुझान

उद्योग नीले LED को फॉस्फोर के साथ मिलाकर सफेद LED में उच्च प्रभावकारिता और उच्च रंग प्रतिपादन की ओर बढ़ रहा है। हालांकि, समर्पित नीले LED विशेष अनुप्रयोगों जैसे पादप प्रकाश व्यवस्था (नीला + लाल स्पेक्ट्रा), चिकित्सा फोटोथेरेपी और मनोरंजन प्रकाश व्यवस्था के लिए आवश्यक बने हुए हैं। रुझानों में दीप्त प्रभावकारिता बढ़ाना (नीले चिप्स के लिए लक्ष्य >200 lm/W), बेहतर पैकेज डिज़ाइन (जैसे, थिन-फिल्म फ्लिप-चिप) के माध्यम से तापीय प्रतिरोध को कम करना, और पैकेज के भीतर ESD सुरक्षा को एकीकृत करना शामिल है। वेफर स्तर पर स्वचालित बिनिंग को अपनाने से कड़े रंग और फ्लक्स वितरण की अनुमति मिलती है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन में सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।