0402 लाल एलईडी RF-RU0402TS-BC-B1 - 1.0x0.5x0.4mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.7-2.4V - पावर 48mW - अंग्रेजी तकनीकी डेटाशीट

1. उत्पाद अवलोकन

RF-RU0402TS-BC-B1 एक लघु लाल SMD एलईडी है जो 1.0mm x 0.5mm x 0.4mm पैकेज में है, जो उच्च-क्षमता वाले लाल चिप का उपयोग करके निर्मित है। यह सामान्य-उद्देश्य दृश्य संकेत के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो 140° का अत्यंत विस्तृत दृश्य कोण प्रदान करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां विभिन्न कोणों से दृश्यता महत्वपूर्ण है। यह उपकरण मानक SMT असेंबली और रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं का समर्थन करता है, और नमी संवेदनशीलता स्तर 3 के साथ RoHS अनुपालन है।

मुख्य विशेषताओं में कम फॉरवर्ड वोल्टेज सीमा (5mA पर 1.7V से 2.4V), अधिकतम फॉरवर्ड करंट 20mA, और 48mW का पावर अपव्यय शामिल है। एलईडी 625nm और 640nm के बीच प्रमुख तरंगदैर्ध्य के साथ लाल प्रकाश उत्सर्जित करता है, और चमक तीव्रता के बिन 8 mcd से 65 mcd तक होते हैं। यह उत्पाद कई तीव्रता और तरंगदैर्ध्य बिन्स में उपलब्ध है, जो बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में एकरूपता के लिए फाइन-ट्यूनिंग सक्षम बनाता है।

2. तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

25°C के परिवेश तापमान और 5mA के परीक्षण करंट पर, एलईडी निम्नलिखित सामान्य विशेषताएँ प्रदर्शित करता है:

• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):फॉरवर्ड वोल्टेज को कई समूहों (A2 से D2) में बिन किया गया है, जो 1.7V से 2.4V तक 0.1V चरणों में कवर करता है। माप सहनशीलता ±0.1V है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λD):तीन तरंगदैर्ध्य बिन (F00: 625-630nm, G00: 630-635nm, H00: 635-640nm) सटीक लाल रंग के चयन की अनुमति देते हैं। सहनशीलता ±2nm।
• दीप्त तीव्रता (IV):छह बिन (A00: 8-12 mcd, B00: 12-18 mcd, C00: 18-28 mcd, D00: 28-43 mcd, E00: 43-65 mcd) चमक विकल्पों की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करते हैं। सहनशीलता ±10%।
• दृश्य कोण (2θ1/2):सामान्यतः 140°, व्यापक फैलाव सुनिश्चित करता है।
• रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर 10 µA से कम।
• थर्मल प्रतिरोध (RTHJ-S):450°C/W (जंक्शन से सोल्डर पॉइंट)।

2.2 अधिकतम निरपेक्ष रेटिंग

स्थायी क्षति से बचने के लिए उपकरण को निम्नलिखित सीमाओं से अधिक नहीं होना चाहिए:

• पावर अपव्यय (Pd): 48 mW
• फॉरवर्ड करंट (IF): 20 mA (DC); पल्स के लिए 60 mA पीक (1/10 ड्यूटी, 0.1ms चौड़ाई)
• ESD (HBM): 2000 V
• ऑपरेटिंग तापमान (Topr): -40°C से +85°C
• भंडारण तापमान (Tstg): -40°C से +85°C
• जंक्शन तापमान (Tj): 95°C

2.3 थर्मल विशेषताएँ

450°C/W का थर्मल प्रतिरोध मध्यम गर्मी अपव्यय क्षमता को इंगित करता है। 20mA पर निरंतर संचालन में, परिवेश से ऊपर जंक्शन तापमान वृद्धि लगभग 9°C है (अच्छे थर्मल प्रबंधन को मानते हुए)। विशेष रूप से उच्च-घनत्व अनुप्रयोगों में, जंक्शन को 95°C सीमा से नीचे रखने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए। विशिष्ट ऑप्टिकल प्रदर्शन डिरेटिंग वक्र दिखाते हैं कि सापेक्ष तीव्रता बढ़ते परिवेश तापमान के साथ रैखिक रूप से घटती है (अनुभाग 3 देखें)।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई ग्राफिकल संबंध प्रदान करती है जो सर्किट डिजाइन में सहायता करते हैं:

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट

चित्र 1-6 एक सामान्य एक्सपोनेंशियल डायोड वक्र दिखाता है। 2V फॉरवर्ड वोल्टेज पर, करंट लगभग 5mA है। वक्र 2V से ऊपर तीव्र हो जाता है, 2.5V के आसपास 20mA तक पहुंचता है। यह नॉनलाइनियरिटी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स की आवश्यकता पर जोर देती है।

3.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट

सापेक्ष तीव्रता 20mA तक फॉरवर्ड करंट के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है, फिर थोड़ी संतृप्त होती है। 5mA पर, सापेक्ष तीव्रता लगभग 0.4 है (20mA पर सामान्यीकृत)। यह रैखिक क्षेत्र PWM या एनालॉग करंट नियंत्रण के माध्यम से आसान चमक ट्यूनिंग की अनुमति देता है।

3.3 तापमान प्रभाव

चित्र 1-8 दर्शाता है कि जब परिवेश तापमान 25°C से 85°C तक बढ़ता है तो सापेक्ष तीव्रता लगभग 15% गिर जाती है। चित्र 1-9 दिखाता है कि अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट 25°C पर 20mA से घटकर 100°C पिन तापमान पर लगभग 8mA हो जाता है। ये डिरेटिंग वक्र थर्मल डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3.4 तरंगदैर्ध्य स्थिरता

चित्र 1-10 इंगित करता है कि प्रमुख तरंगदैर्ध्य 5mA से 15mA तक थोड़ा (लगभग 2nm) स्थानांतरित होता है, बिन के भीतर रहता है। यह स्थिरता अधिकांश संकेतक अनुप्रयोगों के लिए स्वीकार्य है।

3.5 वर्णक्रमीय वितरण

स्पेक्ट्रम (चित्र 1-11) 630nm के आसपास केंद्रित एक संकीर्ण शिखर दिखाता है जिसकी पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) लगभग 20nm है, जो AllnGaP लाल एलईडी के लिए विशिष्ट है।

3.6 विकिरण पैटर्न

चित्र 1-12 एक ध्रुवीय आरेख प्रस्तुत करता है जो लगभग-लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न दर्शाता है। सापेक्ष तीव्रता अक्ष से लगभग 70° पर 50% तक गिर जाती है, जो 140° दृश्य कोण की पुष्टि करती है।

4. बिनिंग सिस्टम

RF-RU0402TS-BC-B1 रंग, चमक और फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए बहु-आयामी बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है:

• तरंगदैर्ध्य बिन:F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm)। प्रत्येक बिन सुसंगत रंग उपस्थिति सुनिश्चित करता है।
• दीप्त तीव्रता बिन:A00 से E00 (8-65 mcd सीमा)। बिन गैर-अतिव्यापी हैं, जो एकसमान बैकलाइटिंग या मैट्रिक्स डिस्प्ले के लिए सटीक मिलान की अनुमति देते हैं।
• फॉरवर्ड वोल्टेज बिन:A2 से D2 (1.7-2.4V, 0.1V चरण)। वोल्टेज समूहीकरण करंट भिन्नता को कम करके श्रृंखला/समानांतर सर्किट डिजाइन करने में मदद करता है।

इन बिनों का संयोजन भाग संख्या लेबल (जैसे, BIN CODE फील्ड) में एन्कोड किया गया है। ग्राहक कड़ी एकरूपता प्राप्त करने के लिए उच्च-मात्रा उत्पादन के लिए विशिष्ट बिन संयोजनों का अनुरोध कर सकते हैं।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

एलईडी एक अति-छोटे 0402 फुटप्रिंट (1.0mm × 0.5mm × 0.4mm) का उपयोग करता है। पैकेज में कैथोड मार्क के साथ दो टर्मिनल हैं (चित्र 1-4 देखें)। नीचे का दृश्य पैड आयाम दर्शाता है: पैड 1 एनोड है, पैड 2 कैथोड है। अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न (चित्र 1-5) में 0.5mm स्पेसिंग के साथ 0.6mm × 0.6mm पैड हैं, जो विश्वसनीय सोल्डर जॉइंट गठन की अनुमति देते हैं।

5.2 ध्रुवता और हैंडलिंग

ध्रुवता शीर्ष सतह (कैथोड पक्ष) पर एक चिह्न द्वारा स्पष्ट रूप से इंगित की गई है। गलत ध्रुवता रिवर्स ब्रेकडाउन (अधिकतम 5V) का कारण बन सकती है और एलईडी को नुकसान पहुंचा सकती है। पैकेज बहुत छोटा है, इसलिए वैक्यूम चिमटी या पिक-एंड-प्लेस टूल्स के साथ सावधानीपूर्वक हैंडलिंग की सिफारिश की जाती है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

अनुशंसित रिफ्लो प्रोफाइल (चित्र 3-1) 260°C के पीक तापमान (अधिकतम 10 सेकंड) के साथ IPC/JEDEC मानकों का पालन करता है। मुख्य पैरामीटर:

• प्रीहीट: 150°C से 200°C, 60-120 सेकंड के लिए
• 217°C (TL) से ऊपर का समय: 60-150 सेकंड
• पीक तापमान (TP): 260°C (अधिकतम 10 सेकंड)
• कूलिंग दर: ≤6°C/s

दो रिफ्लो चक्रों से अधिक न करें। यदि सोल्डरिंग ऑपरेशन के बीच 24 घंटे से अधिक समय बीत जाता है, तो बेकिंग आवश्यक है। आयरन के साथ मैनुअल सोल्डरिंग को ≤300°C पर एक तरफ ≤3 सेकंड तक सीमित किया जाना चाहिए।

6.2 हैंडलिंग सावधानियाँ

एलईडी नमी के प्रति संवेदनशील है (MSL स्तर 3)। अप्रयुक्त उपकरणों को डेसिकैंट के साथ एक सीलबंद नमी अवरोध बैग में संग्रहित किया जाना चाहिए। खोलने के बाद, भंडारण समय 30°C/60% RH पर 168 घंटे तक सीमित है। यदि आर्द्रता संकेतक कार्ड अत्यधिक नमी दिखाता है, तो 60±5°C पर ≥24 घंटे के लिए बेक करें।

इसके अतिरिक्त, सिलिकॉन एनकैप्सुलेंट सल्फर, ब्रोमीन, क्लोरीन और VOCs से रासायनिक हमले के लिए अतिसंवेदनशील है। संभोग सामग्री में 100PPM से कम सल्फर,<900PPM प्रत्येक ब्रोमीन और क्लोरीन (कुल<1500PPM) होना चाहिए। कार्बनिक वाष्प उत्सर्जित करने वाले चिपकने से बचें।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 पैकेजिंग प्रारूप

एलईडी 8mm चौड़ी कैरियर टेप (4000 पीस प्रति रील) में 178mm व्यास की रील के साथ आपूर्ति की जाती हैं। टेप में ध्रुवता ओरिएंटेशन और सुरक्षा के लिए कवर टेप है। प्रत्येक रील पर भाग संख्या, विशिष्टता संख्या, लॉट नंबर, बिन कोड, मात्रा और दिनांक कोड लेबल किया गया है।

7.2 भंडारण और शेल्फ लाइफ

सीलबंद बैग निर्माण की तारीख से एक वर्ष तक ≤30°C/≤75% RH पर संग्रहीत किए जा सकते हैं। एक बार खोलने के बाद, MSL स्तर 3 की फ्लोर लाइफ 168 घंटे का पालन करें। यदि डेसिकैंट का रंग बदल गया है या समय समाप्त हो गया है, तो बेकिंग अनिवार्य है।

8. एप्लिकेशन दिशानिर्देश

8.1 सामान्य अनुप्रयोग

RF-RU0402TS-BC-B1 स्टेटस संकेतक, पुश-बटन बैकलाइटिंग, प्रतीक रोशनी, और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, वियरेबल्स, IoT डिवाइस और ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग में सामान्य-उद्देश्य दृश्य फीडबैक के लिए आदर्श है। इसका छोटा फुटप्रिंट स्पेस-कंस्ट्रेंटेड PCBs के लिए उपयुक्त है।

8.2 सर्किट डिजाइन संबंधी विचार

हमेशा करंट को सीमित करने के लिए एक श्रृंखला रेसिस्टर का उपयोग करें। 3.3V आपूर्ति के लिए, 150Ω रेसिस्टर लगभग 10mA देता है (1.8V फॉरवर्ड ड्रॉप मानते हुए)। पल्स्ड ऑपरेशन (जैसे, 1/10 ड्यूटी) में, 60mA तक पीक करंट की अनुमति है। समानांतर ऐरे के लिए, वोल्टेज बिन भिन्नता के कारण करंट हॉगिंग से बचने के लिए प्रति एलईडी अलग-अलग रेसिस्टर का उपयोग करने पर विचार करें।

8.3 थर्मल प्रबंधन

कम पावर के बावजूद, जब कई एलईडी क्लस्टर किए जाते हैं तो उचित थर्मल डिजाइन की सिफारिश की जाती है। सोल्डर पैड का तापमान 85°C से नीचे रखें; गर्मी फैलाने के लिए थर्मल वियास और कॉपर पोर का उपयोग करें। उच्च परिवेश तापमान वातावरण में, फॉरवर्ड करंट कम करें (चित्र 1-9 में डिरेटिंग वक्र देखें)।

9. प्रतिस्पर्धी तुलना

अन्य विक्रेताओं के मानक 0402 एलईडी की तुलना में, RF-RU0402TS-BC-B1 एक व्यापक दृश्य कोण (सामान्य 120° की तुलना में 140°) और कड़े बिनिंग विकल्प (0.1V वोल्टेज बिन, 2nm तरंगदैर्ध्य बिन) प्रदान करता है। अधिकतम रेटेड फॉरवर्ड करंट 20mA कुछ प्रतिस्पर्धियों (अक्सर 18mA) की तुलना में थोड़ा अधिक है, जो आवश्यक होने पर उज्जवल आउटपुट की अनुमति देता है। ESD रेटिंग 2kV (HBM) उद्योग मानदंडों के बराबर है। एक अनूठा लाभ एलईडी गिरावट को रोकने के लिए सामग्री अनुकूलता (सल्फर, हलोजन सीमा) पर स्पष्ट मार्गदर्शन है, जो प्रतिस्पर्धी डेटाशीट में शायद ही कभी प्रदान किया जाता है।

10. सामान्य तकनीकी प्रश्न

प्रश्न: अधिकतम जीवनकाल के लिए अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट क्या है?उत्तर: सामान्य अनुप्रयोगों के लिए, 10mA पर संचालन चमक और दीर्घायु के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। जंक्शन तापमान वृद्धि न्यूनतम है, और एलईडी 50,000 घंटे से अधिक चल सकता है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 3.3V लॉजिक पिन से चला सकता हूँ?उत्तर: हाँ, लेकिन केवल उचित श्रृंखला रेसिस्टर के साथ। 150Ω रेसिस्टर करंट को लगभग 10mA तक सीमित करेगा (1.8V VF मानते हुए)। कई लॉजिक पिन 20mA सोर्स कर सकते हैं, लेकिन माइक्रोकंट्रोलर डेटाशीट जांचें।

प्रश्न: सोल्डरिंग के बाद मुझे PCB कैसे साफ करना चाहिए?उत्तर: आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) का उपयोग करें और आक्रामक सॉल्वैंट्स से बचें जो सिलिकॉन पर हमला कर सकते हैं। जब तक संगतता के लिए परीक्षण न किया जाए, अल्ट्रासोनिक सफाई की अनुशंसा नहीं की जाती है।

प्रश्न: ESD संवेदनशीलता स्तर क्या है?उत्तर: क्लास 1C (2000V HBM)। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD सावधानियों (ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, एंटीस्टैटिक बैग, रिस्ट स्ट्रैप) का उपयोग किया जाना चाहिए।

11. डिजाइन केस स्टडी

केस: 4 स्टेटस एलईडी के साथ पहनने योग्य फिटनेस ट्रैकर

डिजाइन आवश्यकता: चार लाल एलईडी (हृदय गति, ब्लूटूथ, गतिविधि, अलर्ट) सीधी धूप में दिखाई देनी चाहिए लेकिन कुल पावर बजट 200mW से अधिक नहीं होना चाहिए। C00 चमक बिन (18-28 mcd) में RF-RU0402TS-BC-B1 का उपयोग करके, प्रत्येक एलईडी को 2.0V आपूर्ति (बूस्ट कन्वर्टर) के माध्यम से 8mA पर संचालित किया जाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 1.8V है, इसलिए 25Ω रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है। कुल पावर: 4 × 1.8V × 8mA = 57.6mW, बजट के भीतर। चौड़ा 140° दृश्य कोण घड़ी के झुकाव कोणों पर दृश्यता सुनिश्चित करता है। फ्लेक्स PCB पर ESD सुरक्षा एकीकृत है। डिवाइस विश्वसनीयता परीक्षण डेटा (5mA पर 1000h लाइफ टेस्ट) ने 2-वर्ष की उत्पाद वारंटी के लिए विश्वास दिया।

12. संचालन सिद्धांत

यह एलईडी एक लाल-उत्सर्जक AllnGaP (एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है। जब फॉरवर्ड बायस लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, बैंडगैप (≈1.95 eV, 635nm) के अनुरूप ऊर्जा वाले फोटॉन छोड़ते हैं। चिप एक लीड फ्रेम पर लगाई जाती है और सतह-माउंट पैकेज बनाने के लिए एपॉक्सी या सिलिकॉन से एनकैप्सुलेट की जाती है। छोटा लेंस आकार (फ्लैट टॉप) चौड़े उत्सर्जन कोण में योगदान देता है। गर्मी पीछे की तरफ टर्मिनल के माध्यम से PCB में संचालित होती है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

जैसे-जैसे IoT और पहनने योग्य उपकरण सिकुड़ते जा रहे हैं, 0402 जैसे अति-लघु एलईडी की मांग बढ़ेगी। रुझानों में शामिल हैं:

• उच्च प्रभावशीलता:चिप डिजाइन में सुधार mcd/mA को बढ़ाएंगे, जिससे बैटरी बचत के लिए समान चमक कम करंट पर प्राप्त होगी।
• संकीर्ण बिनिंग:ग्राहकों को एकसमान सरणियों के लिए तंग रंग और वोल्टेज समूहों की आवश्यकता बढ़ रही है। यहां दिए गए 0.1V और 2nm बिन पहले से ही प्रतिस्पर्धी हैं।
• बेहतर विश्वसनीयता:सल्फर/हैलोजन प्रतिरोध और विस्तारित जीवनकाल परीक्षण (10,000h+) पर निरंतर ध्यान।
• एकीकरण:बहु-रंग 0402 पैकेज (RGB) उभर रहे हैं, लेकिन अकेला लाल स्थिति और सुरक्षा संकेतकों के लिए एक कार्यशील घोड़ा बना हुआ है।

RF-RU0402TS-BC-B1 अपने व्यापक बिनिंग, मजबूत डिजाइन और स्पष्ट एप्लिकेशन मार्गदर्शन के साथ इन रुझानों को पूरा करने के लिए अच्छी तरह से स्थित है।