LTST-S110KRKT साइड-एमिटिंग SMD LED डेटाशीट - रेड - 20mA - 2.4V - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-S110KRKT एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है, जिसे विशेष रूप से साइड-एमिटिंग प्रकाश स्रोत की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मुख्य अनुप्रयोग सीमित स्थान वाले LCD बैकलाइट मॉड्यूल में है जहाँ प्रकाश को किनारे की ओर निकालने की आवश्यकता होती है। यह डिवाइस अल्ट्रा-ब्राइट AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है, जो लाल स्पेक्ट्रम रेंज में उच्च दक्षता और चमक के लिए जाना जाता है। पैकेजिंग वॉटर व्हाइट है, जो अधिकतम प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करती है और लेंस सामग्री रंग विचलन का कारण नहीं बनती है।

इस LED के मुख्य लाभों में RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ हैजर्डस सब्सटेंस) निर्देश के अनुपालन शामिल हैं, जो इसे एक पर्यावरण-अनुकूल "ग्रीन प्रोडक्ट" बनाता है। यह 8mm कैरियर टेप पैकेजिंग में आता है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है और मानक EIA (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) पैकेजिंग और स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ संगत है। यह संगतता कुशल, उच्च-मात्रा वाले उत्पादन को सुनिश्चित करती है। यह डिवाइस सामान्य सोल्डरिंग प्रक्रियाओं, जिसमें इन्फ्रारेड (IR) और वेपर फेज़ रिफ्लो सोल्डरिंग शामिल हैं, को सहन करने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक असेंबली के मानक हैं।

2. पूर्ण अधिकतम रेटिंग

पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती है जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। ये रेटिंग 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट हैं। अधिकतम निरंतर अग्र धारा (DC) 30 mA है। पल्स ऑपरेशन के लिए, विशिष्ट शर्तों (ड्यूटी साइकिल 1/10, पल्स चौड़ाई 0.1 ms) के तहत 80 mA की पीक फॉरवर्ड करंट की अनुमति है। अधिकतम शक्ति अपव्यय 75 mW है। उच्च तापमान पर विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए, 50°C से शुरू होकर 0.4 mA/°C का रैखिक डीरेटिंग फैक्टर लागू किया जाता है। इसका अर्थ है कि जब तापमान 50°C से अधिक हो जाता है, तो अनुमत अग्र धारा उसके अनुसार कम हो जाती है।

यह डिवाइस 5 V तक के रिवर्स वोल्टेज को सहन कर सकता है। ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान सीमा -55°C से +85°C तक निर्दिष्ट है, जो दर्शाता है कि यह विस्तृत परिवेशी परिस्थितियों के लिए उपयुक्त है। सोल्डरिंग के लिए, LED 260°C वेव सोल्डरिंग के 5 सेकंड, 260°C इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के 5 सेकंड और 215°C वेपर फेज़ रीफ्लो सोल्डरिंग के 3 मिनट तक सहन कर सकता है। असेंबली प्रक्रिया के दौरान इन सीमाओं का पालन करना डिवाइस की अखंडता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।

3. Electro-Optical Characteristics

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ Ta=25°C, ऑपरेटिंग करंट (IF) 20 mA की मानक परीक्षण स्थितियों के तहत मापी जाती हैं। ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) जो कि अनुभूत चमक का माप है, का विशिष्ट मान 54.0 मिलिकैंडेला (mcd) और न्यूनतम मान 18.0 mcd है। व्यूइंग एंगल (2θ1/2), जिसे वह पूर्ण कोण परिभाषित किया जाता है जहाँ तीव्रता अक्षीय मान से आधी हो जाती है, 130 डिग्री है, जो बैकलाइट एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त एक अत्यंत चौड़ी बीम पैटर्न प्रदान करता है।

पीक एमिशन वेवलेंथ (λP) 639 नैनोमीटर (nm) है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में स्थित है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd), जो अनुभूत रंग को परिभाषित करती है, 631 nm है। स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ) 20 nm है, जो उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 20 mA पर विशिष्ट रूप से 2.4 V और अधिकतम 2.4 V है। रिवर्स करंट (IR) रिवर्स वोल्टेज (VR) 5 V पर अधिकतम 10 माइक्रोएम्पीयर (μA) है। डिवाइस कैपेसिटेंस (C) शून्य बायस और 1 MHz आवृत्ति पर 40 पिकोफैरड (pF) मापी गई है।

4. Binning System

LED luminous intensity is divided into different bins to ensure brightness consistency in production applications. Binning is based on the minimum and maximum luminous intensity values measured at 20 mA. The bin codes and their corresponding ranges are as follows: M bin (18.0-28.0 mcd), N bin (28.0-45.0 mcd), P bin (45.0-71.0 mcd), Q bin (71.0-112.0 mcd), and R bin (112.0-180.0 mcd). A tolerance of +/- 15% is applied to each intensity bin. This system allows designers to select LEDs with a guaranteed brightness range for their specific application, ensuring uniform illumination when multiple LEDs are used.

5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

डेटाशीट मानक (टिन-लीड) और लीड-फ्री वेल्डिंग प्रक्रियाओं के लिए अनुशंसित इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल प्रदान करती है। लीड-फ्री प्रक्रियाओं के लिए, जो आमतौर पर SnAgCu सोल्डर पेस्ट का उपयोग करती हैं, तापमान प्रोफ़ाइल को घटक की असेंबली लाइन और थर्मल टॉलरेंस लाइन के बीच बनाए रखा जाना चाहिए। एलईडी पैकेज को थर्मल क्षति (जैसे डिलैमिनेशन या क्रैकिंग) से बचाने और सोल्डर जोड़ों के सही निर्माण को सुनिश्चित करने के लिए इन तापमान-समय प्रोफ़ाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है।

5.2 सफाई

LED को सोल्डरिंग के बाद सावधानी से साफ करना चाहिए। अनिर्दिष्ट रासायनिक तरल पदार्थों का उपयोग नहीं करना चाहिए, क्योंकि वे प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकते हैं। यदि सफाई आवश्यक है, तो LED को कमरे के तापमान पर ethanol या isopropyl alcohol में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोने की सलाह दी जाती है। लंबे समय तक संपर्क या प्रबल विलायकों का उपयोग लेंस सामग्री या epoxy एनकैप्सुलेशन सामग्री को खराब कर सकता है।

5.3 भंडारण एवं संचालन

दीर्घकालिक भंडारण के लिए, LED को 30°C से अधिक नहीं और 70% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। यदि मूल नमी-रोधी पैकेजिंग से निकाला जाता है, तो LED को एक सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के अधीन किया जाना चाहिए। मूल पैकेजिंग के बाहर एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत करने के मामले में, इसे डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण में रखा जाना चाहिए। इस तरह एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किए गए LED को असेंबली से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए, ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।

6. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

LED स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्त कैरियर टेप रील के रूप में आपूर्ति की जाती है। कैरियर टेप की चौड़ाई 8mm है, जो मानक 7 इंच (178mm) व्यास की रील पर लपेटी गई है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। पूरी रील से कम मात्रा के लिए, शेष भाग की न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े निर्धारित की गई है। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 विनिर्देश का पालन करती है। कैरियर टेप पर खाली घटक पॉकेट को कवर टेप से सील किया जाता है। स्वचालित उपकरणों में फीड विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, अनुमत अधिकतम लगातार लुप्त घटकों (खाली पॉकेट) की संख्या दो है। PCB डिजाइन और असेंबली प्रक्रिया सेटअप में सहायता के लिए कैरियर टेप, रील और PCB पर सुझाए गए पैड लेआउट के विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किए गए हैं।

7. अनुप्रयोग निर्देश और डिज़ाइन विचार

7.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

LED एक करंट-ड्राइवन डिवाइस है। एकाधिक LED को समानांतर में ड्राइव करते समय चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (सर्किट मॉडल A) जोड़ने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। अलग-अलग रेसिस्टर के बिना सीधे समानांतर में LED ड्राइव करने (सर्किट मॉडल B) की सिफारिश नहीं की जाती है। व्यक्तिगत LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) विशेषताओं में मामूली अंतर भी महत्वपूर्ण करंट असंतुलन पैदा कर सकता है, जिससे स्पष्ट चमक अंतर हो सकता है और कुछ डिवाइस पर अत्यधिक दबाव पड़ सकता है।

7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

LED स्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) और पावर सर्ज के प्रति संवेदनशील होते हैं, जिससे तत्काल या संभावित क्षति हो सकती है। ESD क्षति को रोकने के लिए, सही हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करना आवश्यक है: कर्मियों को कंडक्टिव रिस्ट स्ट्रैप या एंटीस्टैटिक दस्ताने का उपयोग करना चाहिए। सभी उपकरण, कार्यक्षेत्र और भंडारण रैक को ठीक से ग्राउंडेड होना चाहिए। हैंडलिंग के दौरान प्लास्टिक लेंस पर घर्षण से जमा हो सकने वाले स्टैटिक चार्ज को बेअसर करने के लिए आयन ब्लोअर का उपयोग किया जा सकता है। ESD से क्षतिग्रस्त LED असामान्य व्यवहार प्रदर्शित कर सकते हैं, जैसे प्रकाश उत्पादन में कमी, लीकेज करंट में वृद्धि या पूर्ण विफलता।

7.3 अनुप्रयोग दायरा और विश्वसनीयता

ये LED सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त हैं, जिनमें कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरण शामिल हैं। उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है और जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (जैसे एविएशन, परिवहन, चिकित्सा प्रणाली या सुरक्षा उपकरण), उपयोग से पहले अतिरिक्त परामर्श और प्रमाणन की आवश्यकता होती है।

8. प्रदर्शन वक्र और विशिष्ट विशेषताएँ

डेटाशीट विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों का संदर्भ देती है, जो विभिन्न मापदंडों के बीच संबंधों को ग्राफिक रूप से दर्शाते हैं। ये वक्र आमतौर पर फॉरवर्ड करंट या परिवेश तापमान को एक्स-अक्ष के रूप में लेकर प्लॉट किए जाते हैं, जिनमें फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) बनाम फॉरवर्ड करंट (IF), ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) बनाम फॉरवर्ड करंट (IF), और ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम परिवेश तापमान के संबंध शामिल हैं। इन वक्रों का विश्लेषण डिजाइनरों को विभिन्न परिचालन स्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, ल्यूमिनस इंटेंसिटी आमतौर पर परिवेश तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है, जिसे थर्मल प्रबंधन में ध्यान में रखा जाना चाहिए। फॉरवर्ड वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ थोड़ा कम हो जाता है।

9. तकनीकी तुलना और लाभ

AlInGaP तकनीक का उपयोग करके निर्मित लाल चिप, GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में स्पष्ट लाभ प्रदान करती है। AlInGaP LED आमतौर पर उच्च प्रकाश उत्सर्जन दक्षता, बेहतर तापमान स्थिरता और लंबी सेवा जीवन प्रदान करते हैं। साइड-एमिटिंग पैकेजिंग ज्यामिति एक महत्वपूर्ण अंतर बिंदु है, जो माउंटिंग प्लेन के समानांतर प्रकाश उत्सर्जन को सक्षम बनाती है। यह उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड और औद्योगिक पैनल में आमतौर पर पाए जाने वाले LCD डिस्प्ले में साइड-लाइटिंग बैकलाइट सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि इन प्रणालियों में ऊर्ध्वाधर स्थान अत्यंत सीमित होता है। 130 डिग्री का विस्तृत देखने का कोण अच्छे प्रकाश प्रसार और संपूर्ण बैकलाइट क्षेत्र में एकसमानता सुनिश्चित करता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: चरम तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
उत्तर: चरम तरंगदैर्ध्य (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर प्रकाश उत्पादन शक्ति अधिकतम होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो प्रकाश के अनुभव किए गए रंग से सबसे अच्छा मेल खाता है। इस लाल LED जैसे मोनोक्रोमैटिक LED के लिए, ये दोनों आमतौर पर करीब लेकिन पूरी तरह से समान नहीं होते हैं।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को इसकी अधिकतम 30mA DC धारा पर लगातार चला सकता हूं?
उत्तर: हालांकि यह संभव है, लेकिन जब तक एप्लिकेशन के लिए आवश्यक न हो, सर्वोत्तम जीवनकाल और विश्वसनीयता के लिए ऐसा करने की सलाह नहीं दी जाती है। विशिष्ट 20mA स्थिति या उससे कम धारा पर काम करने से तापीय प्रतिबल कम होगा और जीवनकाल बढ़ेगा। हमेशा 50°C से अधिक परिवेश के तापमान के लिए डीरेटिंग पर विचार करें।

प्रश्न: समानांतर में जुड़े प्रत्येक एलईडी के लिए श्रृंखला में एक रोकनेवाला (रेसिस्टर) की आवश्यकता क्यों होती है?
उत्तर: एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में निर्माण सहिष्णुता (टॉलरेंस) होती है। अलग-अलग रोकनेवालों के बिना, थोड़ा कम VF वाला एलईडी अनुपातहीन रूप से अधिक धारा खींचेगा, जिससे चमक में असंगति और संभावित ओवरकरंट विफलता हो सकती है। रोकनेवाला प्रत्येक एलईडी के लिए एक सरल और प्रभावी करंट रेगुलेटर का काम करता है।

प्रश्न: क्या वेल्डिंग से पहले हमेशा बेकिंग की आवश्यकता होती है?
उत्तर: बेकिंग केवल तभी आवश्यक है जब LED को उसकी मूल नमी-रोधी पैकेजिंग से निकाल दिया गया हो और एक गैर-नियंत्रित वातावरण में एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किया गया हो। यह प्रक्रिया अवशोषित नमी को हटाती है और उच्च तापमान रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान भाप के दबाव के कारण होने वाली क्षति को रोकती है।

11. डिज़ाइन एवं अनुप्रयोग केस स्टडी

हाथ में रखे जाने वाले मेडिकल डिवाइस में छोटे मोनोक्रोम LCD डिस्प्ले के लिए बैकलाइट डिज़ाइन करने पर विचार किया गया है। रात में पठनीयता सुनिश्चित करने के लिए इस डिस्प्ले को एक समान लाल बैकलाइट की आवश्यकता है। LTST-S110KRKT का चयन इसकी साइड-एमिटिंग विशेषता के कारण किया गया है, जो इसे पतली बेज़ल के भीतर स्थापित करने के लिए उपयुक्त बनाती है। चार LED को लाइट गाइड प्लेट के एक किनारे पर रखा गया है। आवश्यक चमक और लाइट गाइड प्लेट दक्षता के आधार पर, डिज़ाइनर ने पर्याप्त तीव्रता सुनिश्चित करने के लिए N ग्रेड (28-45 mcd) के LED का चयन किया। एक कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग किया गया है, जहाँ प्रत्येक LED का अपना 100 ओम सीरीज़ रेज़िस्टर है, जिसकी गणना 5V पावर सप्लाई पर 20mA ड्राइव करंट के आधार पर की गई है। सही सोल्डरिंग और संरेखण सुनिश्चित करने के लिए PCB लेआउट अनुशंसित पैड आकार का पालन करता है। असेंबली प्रक्रिया के दौरान, ESD रोकथाम उपायों का सख्ती से पालन किया जाता है और अनुशंसित लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल का उपयोग किया जाता है। अंतिम उत्पाद ने समान प्रकाश व्यवस्था, कम बिजली की खपत और उच्च विश्वसनीयता प्राप्त की है।

12. कार्य सिद्धांत

LED एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये चार्ज वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री के बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है। इस LED में उपयोग की गई AlInGaP सामग्री प्रणाली का बैंडगैप लाल प्रकाश से मेल खाता है। साइड-एमिटिंग पैकेज में एक मोल्डेड प्लास्टिक लेंस होता है जो उत्सर्जित प्रकाश को आकार देने और इसे घटक के शीर्ष सतह से पार्श्व रूप से निर्देशित करने के लिए होता है।

13. तकनीकी रुझान

LED प्रौद्योगिकी का समग्र रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग प्रतिपादन और उच्च विश्वसनीयता की ओर है। संकेतक और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए, लघुरूपण जारी है, जिसमें छोटे पैकेज आकार मानक बन रहे हैं। साथ ही, थर्मली संवेदनशील सब्सट्रेट के अनुकूल होने के लिए उन्नत लो-टेम्परेचर सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता बढ़ाने पर भी ध्यान दिया जा रहा है। इसके अलावा, छोटे पैकेजों के भीतर उच्च चमक प्राप्त करने की मांग ने चिप डिजाइन और पैकेज आंतरिक थर्मल प्रबंधन में प्रगति को प्रेरित किया है। साइड-एमिटिंग LED रूप मोबाइल और वियरेबल इलेक्ट्रॉनिक्स में अल्ट्रा-थिन डिस्प्ले डिजाइन के लिए अभी भी महत्वपूर्ण है।