LTST-C21KGKT रिवर्स माउंट SMD LED डेटाशीट - ग्रीन AlInGaP - 20mA - 2.4V - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च चमक, रिवर्स माउंट सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) की पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह उपकरण हरा प्रकाश उत्पन्न करने के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है। यह स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है और RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ हैजर्डस सबस्टेंसेज) निर्देश का अनुपालन करता है, जो इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के लिए एक पर्यावरण-अनुकूल घटक बनाता है।

यह LED मुख्य रूप से बैकलाइटिंग, स्टेटस संकेतन और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) के सामने की सीमित जगह वाले इंस्ट्रूमेंट पैनल प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयोग किया जाता है। इसका रिवर्स माउंट डिज़ाइन इसे बोर्ड के पीछे की तरफ सोल्डर किए जाने की अनुमति देता है, जबकि प्रकाश सामने से उत्सर्जित होता है, जिससे नवीन और स्थान-बचत उत्पाद डिजाइन संभव होता है।

2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

स्थायी क्षति से बचने के लिए, डिवाइस को इन सीमाओं से परे संचालित नहीं किया जाना चाहिए। प्रमुख रेटिंग में शामिल हैं: परिवेश के तापमान (T_F) 25°C पर, अधिकतम निरंतर अग्र धारा (I_a) 30 mA है। शक्ति अपव्यय रेटिंग 75 mW है। पल्स ऑपरेशन के लिए, 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1 ms पल्स चौड़ाई की स्थिति में, 80 mA का पीक फॉरवर्ड करंट अनुमत है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5 V है। ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान रेंज -55°C से +85°C तक निर्दिष्ट है।

सोल्डरिंग की स्थितियाँ महत्वपूर्ण हैं: वेव सोल्डरिंग या इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग का तापमान 5 सेकंड से अधिक 260°C नहीं होना चाहिए, जबकि वेपर फेज सोल्डरिंग का तापमान 3 मिनट से अधिक 215°C नहीं होना चाहिए। 50°C से अधिक के परिवेश तापमान के लिए, फॉरवर्ड करंट को 0.4 mA/°C के रैखिक डिरेटिंग फैक्टर के अनुसार डिरेट किया जाना चाहिए।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

T_a=25°C, फॉरवर्ड करंट (I_F) 20 mA की स्थिति में मापन, प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों को परिभाषित करता है।

• ल्यूमिनस तीव्रता (I_V):मान 28.0 mcd के न्यूनतम से लेकर 180.0 mcd के अधिकतम तक होते हैं। सारांश तालिका में कोई विशिष्ट मान निर्दिष्ट नहीं है, जो दर्शाता है कि यह विशिष्ट बिन कोड पर निर्भर करता है (धारा 3 देखें)। माप CIE फोटोपिक मानव आँख प्रतिक्रिया वक्र का पालन करते हैं।
• देखने का कोण (2θ_1/2):इसे 70 डिग्री के रूप में परिभाषित किया गया है। यह वह पूर्ण कोण है जब प्रकाश की तीव्रता केंद्रीय अक्ष पर मापे गए मान की आधी हो जाती है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_P):लगभग 574 nm है। यह वह तरंगदैर्ध्य है जब स्पेक्ट्रल पावर वितरण अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):I_F20mA पर, सीमा 567.5 nm से 576.5 nm तक है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला, प्रकाश के रंग को परिभाषित करने वाला एकल तरंगदैर्ध्य है, जो CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है।
• स्पेक्ट्रल हाफ-विड्थ (Δλ):लगभग 15 nm। यह हरे प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):I_F=20mA पर, रेंज 1.80 V से 2.40 V है।
• रिवर्स करंट (I_R):V_R=5V पर, अधिकतम 10 μA।
• कैपेसिटेंस (C):0 V bias aur 1 MHz frequency par mapan, typical value 40 pF hai.

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

Production mein rang aur prakash ki consistency ensure karne ke liye, LED ko binning kiya jata hai. Yeh product do alag binning standards ka upyog karta hai.

3.1 प्रकाश तीव्रता श्रेणीकरण

इकाई मिलिकैन्डेला (mcd) है, I_F=20mA की स्थिति में। ग्रेडिंग निम्नानुसार है:

• कोड N:28.0 mcd (न्यूनतम) से 45.0 mcd (अधिकतम)
• कोड P:45.0 mcd से 71.0 mcd
• कोड Q:71.0 mcd से 112.0 mcd
• कोड R:112.0 mcd से 180.0 mcd

प्रत्येक तीव्रता ग्रेड के भीतर ±15% सहनशीलता की अनुमति है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य श्रेणीकरण

इकाई नैनोमीटर (nm) है, I में_F=20mA की स्थिति में। ग्रेडिंग निम्नानुसार है:

• कोड C:567.5 nm (न्यूनतम) से 570.5 nm (अधिकतम)
• कोड D:570.5 nm से 573.5 nm
• कोड E:573.5 nm से 576.5 nm

प्रत्येक तरंगदैर्ध्य बिन में कठोर ±1 nm सहनशीलता अपनाई जाती है। पूर्ण पार्ट नंबर में सटीक प्रदर्शन निर्दिष्ट करने के लिए ये बिन कोड शामिल होते हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि विशिष्ट आंकड़ों का उल्लेख किया गया है, लेकिन प्रदान किए गए पाठ में विस्तार से वर्णन नहीं किया गया है, इस प्रकार के उपकरणों के विशिष्ट वक्रों में शामिल हैं:

• I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र:It shows an exponential relationship between forward voltage and current. The curve will have a specific knee voltage at approximately 1.8-2.4V.
• Luminous intensity vs. forward current:It indicates that light output increases with current, but not necessarily linearly, especially at higher currents due to thermal effects.
• प्रकाश तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:यह दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। AlInGaP LED का प्रकाश उत्पादन आमतौर पर नकारात्मक तापमान गुणांक रखता है।
• स्पेक्ट्रम वितरण:विभिन्न तरंगदैर्ध्यों पर सापेक्ष उत्सर्जन शक्ति दर्शाने वाला वक्र, जिसका शिखर लगभग 574 nm पर है और अर्ध-अधिकतम पूर्ण चौड़ाई (FWHM) लगभग 15 nm है।
• दृश्य कोण वितरण आरेख:प्रकाश तीव्रता के कोणीय वितरण को दर्शाने वाला ध्रुवीय आरेख; इस प्रकार के पैकेजिंग शैली के लिए, यह आमतौर पर लैम्बर्टियन या साइड-एमिटिंग प्रकार का होता है।

गैर-मानक संचालन स्थितियों के तहत प्रदर्शन का अनुमान लगाने के लिए ये वक्र डिजाइनरों के लिए महत्वपूर्ण हैं।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

5.1 Package Dimensions

यह एलईडी ईआईए मानक एसएमडी पैकेज आकृति के अनुरूप है। सभी महत्वपूर्ण आयाम (बॉडी लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच आदि) मिलीमीटर में ड्राइंग में प्रदान किए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.10 मिमी है। लेंस को "क्लियर" के रूप में निर्दिष्ट किया गया है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान और पैड लेआउट

इस घटक में एनोड और कैथोड टर्मिनल होते हैं। डेटाशीट में अनुशंसित पीसीबी लेआउट पैड आयाम चित्र शामिल है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़, सही अलाइनमेंट और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान प्रभावी हीट डिसिपेशन प्राप्त करने के लिए इन आयामों का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड डिज़ाइन सोल्डरिंग के दौरान "टॉम्बस्टोनिंग" (घटक का एक सिरा उठना) को रोकने में भी सहायता करता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

दो अनुशंसित इन्फ्रारेड (IR) रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई हैं: एक मानक टिन-लेड (SnPb) सोल्डर प्रक्रिया के लिए, और दूसरी लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डर प्रक्रिया (आमतौर पर SAC मिश्रधातु का उपयोग) के लिए। लीड-फ्री प्रोफाइल को उच्चतम शिखर तापमान (अधिकतम 260°C) की आवश्यकता होती है, लेकिन LED के एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन को नुकसान से बचाने के लिए लिक्विडस तापमान से ऊपर के समय को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। प्रीहीट चरण थर्मल शॉक को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है।

6.2 भंडारण और संचालन

एलईडी नमी-संवेदनशील उपकरण हैं। यदि मूल नमी-रोधी बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता हो, तो उन्हें 30°C से अधिक नहीं और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं के वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि अनपैक्ड भंडारण एक सप्ताह से अधिक हो, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे के बेकिंग की सलाह दी जाती है।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का ही उपयोग करें। कमरे के तापमान पर LED को एक मिनट से अधिक समय तक इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट या संक्षारक रसायनों का उपयोग करने से प्लास्टिक लेंस और एनकैप्सुलेशन सामग्री क्षतिग्रस्त हो सकती है।

6.4 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से क्षतिग्रस्त होने के प्रति संवेदनशील हैं। हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रिया के दौरान उचित ESD नियंत्रण उपाय अपनाने चाहिए:

• ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप और एंटीस्टैटिक मैट का उपयोग करें।
• सुनिश्चित करें कि सभी उपकरण और कार्यक्षेत्र ठीक से ग्राउंडेड हैं।
• प्लास्टिक लेंस पर जमा हो सकने वाले स्थिर विद्युत आवेश को निष्प्रभावी करने के लिए आयन जनरेटर के उपयोग पर विचार करें।

7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

LED उद्योग मानक पैकेजिंग में उपलब्ध हैं, जो स्वचालित असेंबली के लिए सुविधाजनक हैं।

• टेप और रील:घटकों को 8 मिलीमीटर चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप में रखा जाता है।
• रील का आकार:7 इंच (178 मिमी) व्यास वाली रील पर लगाया गया।
• मात्रा:मानक रील में 3000 टुकड़े शामिल हैं। शेष स्टॉक के लिए, न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े है।
• पैकेजिंग मानक:ANSI/EIA-481-1-A विनिर्देश के अनुरूप। कवर टेप के साथ कैरियर टेप, लगातार अधिकतम दो खाली गुहिकाओं की अनुमति है।

पूर्ण पार्ट नंबर (उदाहरण के लिए, LTST-C21KGKT) विशिष्ट विशेषताओं को एन्कोड करता है, जिसमें ल्यूमिनस तीव्रता और प्रमुख तरंग दैर्ध्य के लिए बिनिंग कोड शामिल हैं।

8. एप्लिकेशन नोट और डिज़ाइन विचार

8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

LED एक करंट-चालित उपकरण है। स्थिर और समान संचालन सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से कई LED को समानांतर में चलाते समय, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला जोड़ना अत्यधिकअनुशंसित है।(सर्किट मॉडल A)। बिना अलग रोकनेवाला के LED को सीधे समानांतर में चलाना (सर्किट मॉडल B) अनुशंसित नहीं है, क्योंकि विभिन्न उपकरणों के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) में भिन्नता होती है। ये भिन्नताएं करंट वितरण में महत्वपूर्ण असमानता पैदा करती हैं, जिससे चमक में असमानता होती है और सबसे कम फॉरवर्ड वोल्टेज वाले LED पर अत्यधिक दबाव पड़ सकता है।_F.

श्रृंखला प्रतिरोध (R_s) का मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R_s= (V_{पावर सप्लाई}- V_F) / I_F, जहाँ I_Fआवश्यक कार्य धारा है (उदाहरण के लिए, 20 mA), V_Fडेटाशीट में विशिष्ट या अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज है।

8.2 थर्मल मैनेजमेंट

अपेक्षाकृत कम बिजली की खपत (अधिकतम 75 mW) के बावजूद, दीर्घकालिक विश्वसनीयता और सुसंगत प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। LED का प्रकाश उत्पादन जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। LED पैड से PCB कॉपर लेयर तक एक अच्छा तापीय पथ सुनिश्चित करने से गर्मी अपव्यय में मदद मिलती है। पूर्ण अधिकतम धारा और तापमान सीमा पर लंबे समय तक संचालन से बचें।

8.3 अनुप्रयोग का दायरा और सीमाएँ

यह घटक सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कि उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑफिस ऑटोमेशन उपकरण और संचार उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन या प्रमाणित नहीं है जहां इसकी विफलता से सीधी सुरक्षा हानि हो सकती है (उदाहरण के लिए, एविएशन कंट्रोल, मेडिकल लाइफ सपोर्ट, ट्रैफिक सेफ्टी सिस्टम)। इस प्रकार के उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए, विशेष उत्पाद प्राप्त करने हेतु निर्माता से परामर्श करना आवश्यक है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

इस एलईडी की प्रमुख विभेदक विशेषता इसकीरिवर्स माउंटक्षमता और उपयोगAlInGaPचिप ने हरी रोशनी उत्सर्जन प्राप्त किया।

• रिवर्स माउंट बनाम मानक टॉप-व्यू एसएमडी:इससे एलईडी को पीसीबी के निचले हिस्से में लगाया जा सकता है, जबकि रोशनी छेद या लाइट गाइड के माध्यम से निकलती है, जिससे अन्य घटकों के लिए मूल्यवान शीर्ष स्थान मुक्त हो जाता है। इससे अधिक पतले उत्पाद डिज़ाइन की प्राप्ति होती है।
• AlInGaP vs. पारंपरिक GaP या InGaN:पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP तकनीक लाल, नारंगी, अंबर और हरे प्रकाश तरंगदैर्ध्य पर उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करती है। यह आमतौर पर उच्च चमक और अधिक संतृप्त रंग बिंदु प्रदान करती है।
• पारदर्शी लेंस:चिप का वास्तविक रंग बिना विसरण के प्रदान करता है, जो विसरण लेंस की तुलना में अधिक केंद्रित और तीव्र बीम पैटर्न उत्पन्न करता है।

10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर (FAQ)

Q1: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
A1: पीक वेवलेंथ (λ_P) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जहाँ LED सबसे अधिक प्रकाश शक्ति उत्सर्जित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) is a value calculated based on human color vision (CIE diagram) that best represents the perceived color. For monochromatic green LEDs, they are usually very close, but λ_dरंग मिलान करते समय यह अधिक प्रासंगिक पैरामीटर है।

Q2: क्या मैं इस LED को लगातार 30 mA पर चला सकता हूँ?
A2: हालांकि पूर्ण अधिकतम रेटिंग 30 mA DC है, लेकिन इष्टतम जीवनकाल और स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए, इसे आमतौर पर परीक्षण धारा 20 mA या उससे कम पर संचालित किया जाता है। 30 mA पर काम करने से अधिक गर्मी उत्पन्न होगी, दक्षता कम होगी और जीवनकाल कम हो सकता है। उच्च तापमान पर काम करते समय, डीरेटिंग दिशानिर्देशों का पालन करना सुनिश्चित करें।

Q3: पार्ट नंबर में बिनिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
A3: पार्ट नंबर के प्रत्यय में ऐसे कोड होते हैं जो ल्यूमिनस तीव्रता बिन (उदाहरण के लिए, R उच्चतम आउटपुट के लिए) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन (उदाहरण के लिए, D मध्यम हरे रंग के लिए) निर्दिष्ट करते हैं। उन अनुप्रयोगों के लिए जहां कई LEDs के बीच चमक और रंग की एकरूपता बनाए रखना महत्वपूर्ण है, उपयुक्त बिनिंग कोड का चयन करना आवश्यक है।

Q4: क्या यह LED वेव सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है?
A4: हाँ, डेटाशीट में वेव सोल्डरिंग की शर्तें 260°C पर अधिकतम 5 सेकंड निर्दिष्ट हैं। हालाँकि, इस प्रकार के SMD घटकों के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग पसंदीदा और सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है।

11. डिज़ाइन उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक पोर्टेबल मेडिकल डिवाइस के लिए स्टेटस इंडिकेटर लाइट डिजाइन करना।
डिवाइस को एक चमकदार, स्पष्ट हरे रंग की "पावर ऑन/तैयार" सूचक प्रकाश की आवश्यकता है। शीर्ष कंट्रोल पैनल पर स्थान अत्यंत सीमित है। एक रिवर्स माउंट LED का चयन किया गया। इसे मुख्य PCB के निचले हिस्से में रखा गया है। शीर्ष पैनल में प्रकाश को बाहर निकलने देने के लिए एक सटीक रूप से ड्रिल किया गया छोटा छेद है। लाइट पाइप या साधारण छेद डिजाइन का उपयोग किया जा सकता है। ड्राइवर सर्किट 3.3V पावर सप्लाई का उपयोग करता है। श्रृंखला अवरोधक की गणना: R_s= (3.3V - 2.2V_Typical) / 0.020A = 55 ओम। 56 ओम का एक मानक अवरोधक मान चुना गया। सभी उपकरणों के रंग में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, बिल ऑफ मैटीरियल में एक ही तरंगदैर्ध्य बिन (उदाहरण के लिए, कोड D) से LED निर्दिष्ट की गई है।

12. तकनीकी सिद्धांत परिचय

यह LED अल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (Al_xIn_yGa_1-x-yAlInGaP) अर्धचालक सामग्री। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल चिप के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। जालक में एल्यूमीनियम, इंडियम और गैलियम का विशिष्ट अनुपात बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करता है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करता है। हरे प्रकाश उत्सर्जन के लिए, लगभग 570-580 nm प्रकाश से संबंधित बैंडगैप प्राप्त करने के लिए एक विशिष्ट संरचना का उपयोग किया जाता है। AlInGaP सामग्री प्रणाली लाल से हरे स्पेक्ट्रम में उच्च आंतरिक क्वांटम दक्षता के लिए जानी जाती है।

13. उद्योग रुझान और विकास

संकेतक और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए SMD LED के रुझान उच्च दक्षता, छोटे पैकेजिंग और उच्च विश्वसनीयता की ओर निरंतर विकसित हो रहे हैं। लीड-मुक्त और उच्च तापमान रिफ्लो प्रक्रियाओं में प्रदर्शन बढ़ाने की मांग मजबूत है। सटीक रंग नियंत्रण और अधिक कठोर बिनिंग की मांग बढ़ रही है, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में जहां डिस्प्ले या पैनल के बीच रंग मिलान महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, डिजाइन को सरल बनाने और प्रदर्शन स्थिरता बढ़ाने के लिए, अंतर्निहित करंट विनियमन या नियंत्रण सर्किट (जैसे IC चालित LED) के साथ LED को एकीकृत करना एक बढ़ता हुआ रुझान है, भले ही यह विशिष्ट घटक एक मानक, अलग-अलग LED है।