सफेद एलईडी 3.5x2.8x1.84mm, 3.1V, 30mA, 91mW - PLCC2 पैकेज विनिर्देश

1. उत्पाद अवलोकन

यह सफेद एलईडी नीले चिप और फॉस्फर के संयोजन से सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए निर्मित की गई है। यह 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm (लंबाई x चौड़ाई x ऊंचाई) मापने वाले कॉम्पैक्ट PLCC2 पैकेज में स्थित है। यह उपकरण सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों, विशेष रूप से ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग और स्विच के लिए डिज़ाइन किया गया है, और ऑटोमोटिव-ग्रेड डिस्क्रीट सेमीकंडक्टर के लिए AEC-Q101 स्ट्रेस टेस्ट योग्यता दिशानिर्देशों का अनुपालन करता है। प्रमुख विशेषताओं में अत्यंत विस्तृत देखने का कोण, सभी SMT असेंबली और सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्तता, और टेप और रील पैकेजिंग में उपलब्धता शामिल है। JEDEC मानकों के अनुसार नमी संवेदनशीलता स्तर लेवल 2 है, और घटक RoHS और REACH आवश्यकताओं को पूरा करता है।

2. तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 ऑप्टिकल एवं विद्युत विशेषताएं (Ts=25°C)

3mA के परीक्षण धारा पर, फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2.5V से 3.1V तक होता है, जिसमें विशिष्ट मान 2.7V से 3.1V के आसपास होते हैं। VR=5V पर रिवर्स करंट (IR) अधिकतम 10 µA है, जो कम लीकेज सुनिश्चित करता है। 3mA पर दीप्त तीव्रता (IV) बिन के आधार पर 23 mcd से 53 mcd के बीच है। देखने का कोण (2θ1/2) सामान्यतः 120 डिग्री है, जो प्रकाश का व्यापक फैलाव प्रदान करता है। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल प्रतिरोध (RTHJ-S) अधिकतम 300 °C/W रेटेड है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग

उपकरण अधिकतम 91 mW तक शक्ति अपव्यय (PD) सहन कर सकता है। अधिकतम फॉरवर्ड निरंतर धारा 30 mA है, जबकि पीक फॉरवर्ड धारा (1/10 ड्यूटी साइकिल, 10ms पल्स) 100 mA तक पहुंच सकती है। रिवर्स वोल्टेज 5V तक सीमित है। विद्युत स्थैतिक डिस्चार्ज सहनशक्ति (HBM) 2000V है। संचालन और भंडारण तापमान सीमाएं दोनों -40°C से +100°C हैं, जिसमें अधिकतम जंक्शन तापमान 120°C है। डिजाइनरों को सुनिश्चित करना चाहिए कि शक्ति अपव्यय निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग से अधिक न हो, और थर्मल रनअवे को रोकने के लिए उपयुक्त प्रतिरोधकों का उपयोग करके धारा को सीमित किया जाना चाहिए।

3. बिनिंग सिस्टम

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज और दीप्त तीव्रता बिन (IF=3mA)

एलईडी को फॉरवर्ड वोल्टेज और दीप्त तीव्रता के लिए बिन में छांटा गया है। वोल्टेज बिन में E2 (2.5-2.6V), F1 (2.6-2.7V), F2 (2.7-2.8V), G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V) शामिल हैं। दीप्त तीव्रता बिन C20 (23-28 mcd), D10 (28-35 mcd), D20 (35-43 mcd), E10 (43-53 mcd) हैं। यह बिनिंग ग्राहकों को उनके विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सुसंगत विद्युत और ऑप्टिकल प्रदर्शन वाले एलईडी चुनने की अनुमति देता है।

3.2 रंगीनता बिनिंग

एलईडी को CIE 1931 (x,y) वर्णिकता के आधार पर रंग निर्देशांक के लिए भी बिन किया जाता है। चार मुख्य बिन परिभाषित हैं: M02, M03, P02, P03। प्रत्येक बिन का वर्णिकता आरेख में एक आयताकार क्षेत्र होता है, जो रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है। उदाहरण के लिए, M02 में x=0.2766-0.2866, y=0.2397-0.2477 शामिल है; M03 में x=0.2857-0.2957, y=0.2557-0.2637; P02 में x=0.2674-0.2820, y=0.2317-0.2397; P03 में x=0.2766-0.2911, y=0.2477-0.2557। ये बिन गर्म सफेद से तटस्थ सफेद रेंज में सहसंबद्ध रंग तापमान वाले सफेद प्रकाश के अनुरूप हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड धारा (IV वक्र)

विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड धारा विशेषता (चित्र 1-7) एक घातीय वृद्धि दर्शाती है: 2.5V पर धारा शून्य के करीब है, 2.7V पर लगभग 5mA, 2.9V पर 15mA, और 3.1V पर 30mA तक बढ़ जाती है। यह वक्र ड्राइव सर्किट डिजाइन करने के लिए आवश्यक है, क्योंकि छोटे वोल्टेज भिन्नता से बड़े धारा परिवर्तन होते हैं। धारा नियमन के लिए एक श्रृंखला प्रतिरोधक की सिफारिश की जाती है।

4.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम फॉरवर्ड धारा

सापेक्ष दीप्त तीव्रता फॉरवर्ड धारा के साथ उप-रैखिक रूप से बढ़ती है (चित्र 1-8)। 3mA पर तीव्रता लगभग 100% है; 1mA पर यह लगभग 40% तक गिर जाती है; 5mA पर यह लगभग 170% तक पहुंच जाती है। उच्च धाराओं पर संचालन से चमक बढ़ती है लेकिन अधिक गर्मी भी उत्पन्न होती है, इसलिए थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है।

4.3 तापमान निर्भरता

चित्र 1-9 से 1-11 प्रदर्शन पर सोल्डर तापमान (Ts) के प्रभाव को दर्शाते हैं। सापेक्ष तीव्रता बढ़ते तापमान के साथ थोड़ी कम हो जाती है: 100°C पर, तीव्रता 25°C मान के लगभग 90% तक गिर जाती है। तापमान बढ़ने पर अधिकतम फॉरवर्ड धारा को डिरेट किया जाना चाहिए। फॉरवर्ड वोल्टेज भी तापमान के साथ घटता है (लगभग -2mV/°C), जो बिजली की खपत को प्रभावित करता है। तापमान के साथ रंग बदलाव (चित्र 1-13) वर्णिकता आरेख में एक मामूली गति दर्शाता है; 25°C से 105°C तक x निर्देशांक लगभग 0.005 बढ़ता है और y लगभग 0.005 घटता है।

4.4 विकिरण पैटर्न

विकिरण आरेख (चित्र 1-12) लगभग लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न को इंगित करता है जिसमें सापेक्ष तीव्रता लगभग ±60° पर 50% तक गिर जाती है, जो 120° देखने के कोण की पुष्टि करती है। यह व्यापक वितरण उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनमें एक विस्तृत क्षेत्र में समान रोशनी की आवश्यकता होती है।

4.5 स्पेक्ट्रम

स्पेक्ट्रम (चित्र 1-14) InGaN चिप से लगभग 450nm पर एक नीली चोटी और केंद्र लगभग 550nm पर एक व्यापक पीला फॉस्फर चोटी दर्शाता है, जिसके परिणामस्वरूप सफेद प्रकाश उत्सर्जन होता है। वर्णक्रमीय वितरण 400-700nm तक फैला हुआ है।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

एलईडी पैकेज 3.50mm लंबा, 2.80mm चौड़ा और 1.84mm ऊंचा (शीर्ष दृश्य) है। नीचे का दृश्य केंद्रीय एनोड पैड (2.50mm x 2.18mm) और एक कैथोड पैड (0.75mm x 2.00mm) दिखाता है। पैकेज पर ध्रुवता चिह्न दर्शाया गया है। अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न (लैंड पैटर्न) के आयाम: कैथोड के लिए 2.40mm x 1.25mm, कुल 4.45mm x 2.40mm। जब तक अन्यथा उल्लेख न किया गया हो, सहिष्णुता ±0.2mm है।

5.2 टेप और रील पैकेजिंग

एलईडी 8mm की पिच के साथ कैरियर टेप में पैक किए जाते हैं, प्रति रील 2000 पीस। रील आयाम: व्यास 178±1mm, चौड़ाई 60±1mm, हब व्यास 13.0±0.5mm। टेप में एक ध्रुवता चिह्न और शीर्ष कवर टेप है। लेबलिंग में पार्ट नंबर, स्पेक नंबर, लॉट नंबर, बिन कोड, ल्यूमिनस फ्लक्स (या तीव्रता), रंगीनता बिन, फॉरवर्ड वोल्टेज, तरंग दैर्ध्य कोड, मात्रा और दिनांक कोड शामिल हैं।

5.3 नमी अवरोधक पैकेजिंग

रील को नमी अवरोधक बैग में रखा जाता है जिसमें एक आर्द्रता संकेतक और डेसीकेंट होता है। खोलने के बाद, यदि ≤30°C/≤60%RH पर संग्रहीत किया जाता है तो एलईडी का 24 घंटे के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि भंडारण अनुशंसित समय से अधिक हो जाता है, तो 60±5°C पर >24 घंटे के लिए बेकिंग आवश्यक है।

6. सोल्डरिंग दिशानिर्देश

6.1 रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

अनुशंसित रिफ्लो प्रोफाइल (चित्र 3-1, तालिका 3-1) निर्दिष्ट करता है: औसत रैंप-अप दर ≤3°C/s; 150°C से 200°C तक 60-120s के लिए प्रीहीटिंग; 217°C (TL) से ऊपर का समय अधिकतम 60s; शिखर तापमान (TP) 260°C अधिकतम 10s के लिए; शीतलन दर ≤6°C/s। 25°C से शिखर तक कुल समय अधिकतम 8 मिनट। केवल दो रिफ्लो चक्रों की अनुमति है; यदि चक्रों के बीच 24 घंटे से अधिक है, तो दूसरे रिफ्लो से पहले बेकिंग आवश्यक है।

6.2 हाथ सोल्डरिंग और मरम्मत

हाथ सोल्डरिंग: आयरन तापमान 300°C, समय<300°C, समय<3s, केवल एक बार। रिफ्लो के बाद मरम्मत की अनुशंसा नहीं की जाती है, लेकिन यदि आवश्यक हो, तो डबल-हेड आयरन का उपयोग करें। हीटिंग के दौरान सिलिकॉन एनकैप्सुलेंट पर यांत्रिक तनाव से बचें।

6.3 विशेष विचारणीय बातें

एलईडी एनकैप्सुलेंट सिलिकॉन है, जो नरम होता है। पिक-एंड-प्लेस के दौरान शीर्ष सतह पर अत्यधिक दबाव से बचें। विकृत PCBs पर माउंट न करें या सोल्डरिंग के बाद बोर्ड को मोड़ें नहीं। शीतलन के दौरान बल या कंपन न लगाएं। रिफ्लो के बाद तेजी से शीतलन की अनुमति नहीं है।

7. ऑर्डरिंग एवं भंडारण जानकारी

7.1 पैकेजिंग मात्रा

मानक पैकेजिंग मात्रा प्रति रील 2000 टुकड़े है। उच्च मात्रा के लिए, रील को कार्डबोर्ड बक्से में पैक किया जाता है। लेबलिंग डेटाशीट में दिखाए गए प्रारूप का पालन करती है।

7.2 भंडारण शर्तें

बिना खोले गए नमी अवरोधक बैग: तापमान ≤30°C, आर्द्रता ≤75%, निर्माण की तारीख से शेल्फ लाइफ 1 वर्ष। खोलने के बाद: ≤30°C/≤60%RH पर 24 घंटे के भीतर उपयोग की अनुशंसा की जाती है। यदि 24 घंटे के भीतर उपयोग नहीं किया जाता है, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर >24 घंटे के लिए बेक करें। डेसीकेंट नीला रहना चाहिए; यदि यह फीका पड़ गया है, तो बेकिंग आवश्यक है।

8. अनुप्रयोग अनुशंसाएं

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग

यह सफेद एलईडी ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग जैसे डोम लाइट, मैप लाइट, एम्बिएंट लाइटिंग और डैशबोर्ड बैकलाइटिंग के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है। यह ऑटोमोटिव और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में स्विच और संकेतक के लिए भी उपयुक्त है। विस्तृत देखने का कोण और कॉम्पैक्ट आकार इसे स्थान-सीमित डिजाइनों के लिए बहुमुखी बनाता है।

8.2 डिजाइन संबंधी विचार

थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है: जंक्शन तापमान को ≤120°C रखने के लिए उचित PCB पैड और हीट सिंक का उपयोग करें। धारा-सीमित प्रतिरोधकों का उपयोग करें; 30mA निरंतर फॉरवर्ड धारा से अधिक न करें। पल्स अनुप्रयोगों के लिए, 10% ड्यूटी साइकिल के साथ पीक धारा को 100mA तक सीमित करें। ESD सुरक्षा उपायों की आवश्यकता है क्योंकि उपकरण >2000V (HBM) के डिस्चार्ज से क्षतिग्रस्त हो सकता है। जंग या मलिनकिरण को रोकने के लिए एलईडी को सल्फर >100ppm या हैलोजन (Br<900ppm, Cl<900ppm, कुल<1500ppm) वाले वातावरण में उजागर करने से बचें। आइसोप्रोपिल अल्कोहल के साथ सफाई की सिफारिश की जाती है; अल्ट्रासोनिक सफाई एलईडी को नुकसान पहुंचा सकती है।

9. तकनीकी तुलना

समान PLCC2 सफेद एलईडी की तुलना में, यह उपकरण AEC-Q101 प्रमाणन प्रदान करता है, जो ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है। विस्तृत देखने का कोण (120°) संकीर्ण-कोण एलईडी की तुलना में बेहतर प्रकाश वितरण प्रदान करता है। वोल्टेज, तीव्रता और रंग के लिए बिनिंग विकल्प सख्त सहनशीलता मिलान की अनुमति देते हैं। अधिकतम संचालन तापमान 100°C (एम्बिएंट) और 120°C जंक्शन तापमान प्रतिस्पर्धी है। हालांकि, अपेक्षाकृत कम दीप्त तीव्रता (3mA पर अधिकतम 53mcd) के लिए उच्च चमक आवश्यकताओं के लिए कई उपकरणों की आवश्यकता हो सकती है। पैकेज की ऊंचाई 1.84mm कुछ अल्ट्रा-पतली एलईडी की तुलना में थोड़ी अधिक है, लेकिन अधिकांश डिजाइनों के लिए उपयुक्त है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 3.3V आपूर्ति से चला सकता हूं?
उत्तर: सीधे नहीं; आपको एक श्रृंखला प्रतिरोधक का उपयोग करना होगा। 3.3V पर, फॉरवर्ड वोल्टेज 2.5V जितना कम हो सकता है, जिससे अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी। प्रतिरोधक मान की गणना करें: R = (Vsupply - VF) / I। 30mA के लिए, VF=2.7V मानते हुए, R = (3.3-2.7)/0.03 = 20Ω। निकटतम मानक मान का उपयोग करें और शक्ति अपव्यय की जांच करें।

प्रश्न: विशिष्ट रंग तापमान क्या है?
उत्तर: रंगीनता बिन के आधार पर, रंग तापमान बिन के अनुसार लगभग 3000K से 5000K तक होता है। उदाहरण के लिए, M02 और M03 बिन गर्म सफेद के अनुरूप हैं, जबकि P02 और P03 थोड़े ठंडे हैं। सटीक CCT की गणना अनुमानित सूत्रों का उपयोग करके xy निर्देशांक से की जा सकती है।

प्रश्न: मैं श्रृंखला या समानांतर में कई एलईडी को कैसे संभालूं?
उत्तर: श्रृंखला में कनेक्ट करते समय, फॉरवर्ड वोल्टेज जुड़ जाते हैं; सुनिश्चित करें कि कुल उपलब्ध वोल्टेज पर्याप्त है। समानांतर शाखाओं के लिए, प्रत्येक एलईडी का अपना श्रृंखला प्रतिरोधक होना चाहिए ताकि धारा संतुलित हो। थर्मल वितरण पर विचार किया जाना चाहिए।

प्रश्न: क्या यह एलईडी बाहरी उपयोग के लिए उपयुक्त है?
उत्तर: संचालन तापमान सीमा -40 से +100°C है, जो अधिकांश इनडोर और ऑटोमोटिव वातावरण को कवर करती है। हालांकि, पैकेज UV-स्थिर नहीं है और सीधे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर खराब हो सकता है। बाहरी अनुप्रयोगों के लिए, अतिरिक्त सुरक्षा (जैसे, कन्फॉर्मल कोटिंग) की आवश्यकता हो सकती है।

11. व्यावहारिक उपयोग उदाहरण

उदाहरण 1: ऑटोमोटिव डोम लाइट
डोम लाइट के लिए समान रोशनी की आवश्यकता होती है। इन सफेद एलईडी में से 6 को एक गोलाकार सरणी में व्यवस्थित करके, प्रत्येक को 20mA पर चलाने से आंतरिक प्रकाश के लिए पर्याप्त चमक मिलती है। विस्तृत देखने का कोण कोई अंधेरा स्थान सुनिश्चित नहीं करता है। प्रकाश को और फैलाने के लिए एक लेंस जोड़ा जा सकता है। गर्मी अपव्यय के लिए एलईडी को एल्यूमीनियम PCB पर सोल्डर किया जाता है।

उदाहरण 2: पुशबटन बैकलाइटिंग
एक स्विच के लिए, एक एलईडी बटन के पीछे रखी जाती है। 3mA पर संचालित होने पर, यह लगभग 30mcd प्रदान करती है, जो एक छोटे संकेतक के लिए पर्याप्त है। एलईडी PCB पर सरफेस-माउंटेड है, और एक लाइट पाइप प्रकाश को बटन तक निर्देशित करता है। कम धारा गर्मी उत्पादन को कम करती है।

12. संचालन सिद्धांत

सफेद एलईडी फॉस्फर रूपांतरण के सिद्धांत पर काम करती है। एक नीला InGaN/GaN LED चिप लगभग 450nm पर नीली रोशनी उत्सर्जित करता है। यह नीली रोशनी एक पीला-उत्सर्जक फॉस्फर (आमतौर पर YAG:Ce) को उत्तेजित करती है, जो नीली रोशनी के एक हिस्से को व्यापक पीले उत्सर्जन में डाउन-कन्वर्ट करता है। शेष नीले और पीले प्रकाश का संयोजन मानव आंख को सफेद दिखाई देता है। सटीक रंग तापमान फॉस्फर संरचना और सांद्रता द्वारा निर्धारित किया जाता है। एलईडी को एक फॉरवर्ड धारा द्वारा संचालित किया जाता है, जो सक्रिय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को इंजेक्ट करता है, जो फोटॉन उत्पन्न करने के लिए पुनर्संयोजन करते हैं।

13. विकास के रुझान

ऑटोमोटिव और सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए सफेद एलईडी में उच्च प्रभावकारिता (lm/W) और बेहतर रंग प्रतिपादन की ओर रुझान है। इस PLCC2 पैकेज के भविष्य के संस्करण अधिक कुशल फॉस्फर का उपयोग कर सकते हैं जिनमें उच्च प्रभावकारिता और बेहतर रंग गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए संकीर्ण उत्सर्जन बैंड होते हैं। इसके अलावा, स्मार्ट ड्राइविंग और रंग-ट्यूनेबल सिस्टम के साथ एकीकरण की उम्मीद है। AEC-Q101 प्रमाणन कठोर वातावरण के लिए उच्च विश्वसनीयता की ओर एक धक्का इंगित करता है। लघुकरण जारी है, जिसमें पतले पैकेज और छोटे पदचिह्न दिखाई दे रहे हैं। हालांकि, बिजली घनत्व बढ़ने पर थर्मल प्रबंधन एक प्रमुख चुनौती बनी हुई है。