SMD LED LTST-S320KRKT डेटाशीट - रेड - 639nm पीक - 20mA - 2.4V - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-S320KRKT एक उच्च-चमक, साइड-लुकिंग सरफेस माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी है जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसमें विश्वसनीय और कुशल संकेतक या बैकलाइटिंग कार्यों की आवश्यकता होती है। उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप तकनीक का उपयोग करते हुए, यह एलईडी लाल स्पेक्ट्रम में श्रेष्ठ ज्योति तीव्रता और रंग शुद्धता प्रदान करता है। इसका साइड-एमिटिंग डिज़ाइन प्रकाश को माउंटिंग सतह के समानांतर निर्देशित करने की अनुमति देता है, जिससे यह एज-लिट पैनल, ऊर्ध्वाधर पीसीबी पर स्थिति संकेतकों, या स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाता है जहां ऊपर से नीचे प्रकाश व्यवस्था संभव नहीं है।

इस घटक के प्रमुख लाभों में RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ हैजर्डस सब्सटेंस) निर्देशों का अनुपालन शामिल है, जो इसे एक हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत करता है। पैकेज में एक वाटर-क्लियर लेंस है जो प्रकाश उत्पादन को अधिकतम करता है और इसे उद्योग-मानक 8mm टेप पर आपूर्ति की जाती है जो 7-इंच रील्स पर लगा होता है, जिससे उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित होती है। यह डिवाइस मानक इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं को सहन करने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है, जो स्ट्रीमलाइन्ड सरफेस-माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) उत्पादन लाइनों में एकीकरण को सुविधाजनक बनाता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन अध्ययन

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन परिस्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है और विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए इससे बचना चाहिए।

• Power Dissipation (Pd): 75 mW. यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED पैकेज अपनी अधिकतम जंक्शन तापमान को पार किए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_F(PEAK)): 80 mA. यह करंट केवल पल्स्ड स्थितियों में लगाया जा सकता है, विशेष रूप से 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms की पल्स चौड़ाई पर। यह मल्टीप्लेक्सिंग या संक्षिप्त उच्च-तीव्रता वाले फ्लैश के लिए उपयोगी है।
• Continuous Forward Current (I_F): 30 mA DC. यह निरंतर संचालन के लिए अधिकतम अनुशंसित धारा है, जो दीर्घकालिक विश्वसनीयता और स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करती है।
• Reverse Voltage (V_R): 5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर LED जंक्शन की तत्काल और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
• Operating & Storage Temperature: क्रमशः -30°C से +85°C और -40°C से +85°C। ये सीमाएं विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में LED की यांत्रिक अखंडता और प्रदर्शन सुनिश्चित करती हैं।
• सोल्डरिंग स्थिति: 260°C पर 10 सेकंड तक सहन करता है, जो सामान्य लीड-मुक्त (Pb-free) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल्स के अनुरूप है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

Measured at a standard ambient temperature (T_a) of 25°C and a forward current (I_F) of 20 mA, these parameters define the core performance of the LED.

• Luminous Intensity (I_V): यह न्यूनतम 18.0 mcd से लेकर आम तौर पर 54.0 mcd मान तक होती है। वास्तविक प्रदान की गई तीव्रता को बिन किया गया है (धारा 3 देखें), जो डिज़ाइन के लिए पूर्वानुमेय चमक स्तर प्रदान करता है।
• Viewing Angle (2θ_1/2): 130 डिग्री। यह व्यापक दृश्य कोण विसरित लेंस वाले साइड-लुकिंग एलईडी की विशेषता है, जो स्थिति संकेतकों के लिए उपयुक्त एक विस्तृत, समान प्रकाश पैटर्न प्रदान करता है।
• पीक वेवलेंथ (λ_P): 639 एनएम। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अधिकतम होता है, जो लाल प्रकाश के अनुभूत रंग को परिभाषित करता है।
• डॉमिनेंट वेवलेंथ (λ_d): 631 एनएम। सीआईई क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त, यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आंख द्वारा अनुभव किए गए रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करती है।
• Spectral Bandwidth (Δλ): 20 nm. यह संकीर्ण बैंडविड्थ उच्च रंग शुद्धता को दर्शाता है, जहाँ अधिकांश उत्सर्जित प्रकाश शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित होता है।
• Forward Voltage (V_F): आमतौर पर 2.4 V, और 20mA पर अधिकतम 2.4 V। यह पैरामीटर करंट-लिमिटिंग सर्किट्री डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• Reverse Current (I_R): Maximum 10 µA at a reverse voltage of 5V, indicating good junction quality.

3. Binning System Explanation

To ensure consistency in brightness across production batches, the LTST-S320KRKT employs a luminous intensity binning system. Each LED is tested and sorted into a specific bin code based on its measured intensity at 20 mA.

• बिन कोड M: 18.0 - 28.0 mcd
• बिन कोड N: 28.0 - 45.0 mcd
• Bin Code P: 45.0 - 71.0 mcd
• Bin Code Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Bin Code R: 112.0 - 180.0 mcd

प्रत्येक तीव्रता बिन पर +/-15% की सहनशीलता लागू की जाती है। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग की चमक आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त बिन का चयन करना चाहिए। उदाहरण के लिए, उच्च-दृश्यता संकेतकों के लिए Bin R या Q की आवश्यकता हो सकती है, जबकि कम महत्वपूर्ण स्थिति प्रकाश Bin M या N का उपयोग कर सकते हैं। यह प्रणाली पूर्वानुमेय प्रदर्शन की अनुमति देती है और निर्माताओं के लिए इन्वेंट्री प्रबंधन को सरल बनाती है।

4. Performance Curve Analysis

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है (जैसे, चित्र.1, चित्र.6), उनके निहितार्थ AlInGaP एलईडी के लिए मानक हैं। डिजाइनर निम्नलिखित सामान्य संबंधों की अपेक्षा कर सकते हैं:

• I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र: फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) करंट के साथ लघुगणकीय संबंध प्रदर्शित करता है। यह अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट रेंज के भीतर विशिष्ट 2.4V के आसपास अपेक्षाकृत स्थिर रहता है, लेकिन उच्च करंट और तापमान के साथ बढ़ जाता है।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट: अधिकतम रेटेड करंट तक, इंटेंसिटी लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होती है। हालांकि, दक्षता (लुमेन प्रति वाट) आमतौर पर पूर्ण अधिकतम से कम करंट पर चरम पर होती है और उसके बाद थर्मल प्रभावों के कारण घट जाती है।
• तापमान निर्भरता: AlInGaP एलईडी की चमकीली तीव्रता में एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है। जैसे-जैसे जंक्शन तापमान बढ़ता है, प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। आगे का वोल्टेज भी बढ़ते तापमान के साथ थोड़ा कम हो जाता है। लगातार चमक बनाए रखने के लिए उचित थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है।
• स्पेक्ट्रम वितरण: उत्सर्जन स्पेक्ट्रम 639 एनएम (शिखर) पर केंद्रित एक गॉसियन जैसा वक्र है, जिसकी आधी चौड़ाई 20 एनएम है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (631 एनएम) बढ़े हुए जंक्शन तापमान और ड्राइव करंट के साथ थोड़ा (आमतौर पर लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर) बदल सकता है।

5. Mechanical & Package Information

The LED conforms to EIA (Electronic Industries Alliance) standard package dimensions for side-looking SMD LEDs. Key mechanical features include:

• Package Type: मानक साइड-व्यू एसएमडी पैकेज.
• लेंस: वाटर क्लियर, नॉन-डिफ्यूज़्ड (KRKT वेरिएंट के लिए), प्रकाश उत्पादन को अधिकतम करते हुए।
• समाप्ति: Tin (Sn) plating on the leads, providing good solderability and compatibility with lead-free processes.
• ध्रुवीयता पहचान: कैथोड को आमतौर पर पैकेज पर एक चिह्न द्वारा पहचाना जाता है, जैसे कि एक खांचा, बिंदु, या ट्रिम की गई लीड। डेटाशीट में सुझाए गए सोल्डरिंग पैड लेआउट और ओरिएंटेशन को दर्शाने वाला एक आरेख शामिल होता है ताकि सही प्लेसमेंट सुनिश्चित हो सके।
• टेप और रील: 7-इंच (178mm) व्यास की रीलों पर 8mm चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप में पैक किया गया। मानक रील मात्रा 3000 टुकड़े है। यह पैकेजिंग स्वचालित हैंडलिंग के लिए ANSI/EIA-481 विनिर्देशों के अनुरूप है।

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

Pb-free असेंबली के लिए एक सुझाई गई इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:

• प्रीहीट: 150-200°C पर अधिकतम 120 सेकंड तक बोर्ड और घटकों को धीरे-धीरे गर्म करें, तापीय आघात को कम करने के लिए।
• पीक तापमान: अधिकतम 260°C। इस शिखर तापमान पर घटक 10 सेकंड के लिए रेटेड है।
• Time Above Liquidus (TAL): प्रोफ़ाइल को इस तरह से चरित्रित किया जाना चाहिए कि LED को अधिक गर्म किए बिना उचित सोल्डर जोड़ बने। उदाहरण प्रोफ़ाइल JEDEC मानकों पर आधारित है।

6.2 Hand Soldering

यदि हाथ से सोल्डरिंग करना आवश्यक हो, तो अधिकतम 300°C पर सेट किए गए तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग करें। प्रति लीड संपर्क समय 3 सेकंड तक सीमित रखें, और प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को नुकसान से बचाने के लिए यह ऑपरेशन केवल एक बार करें।

6.3 Storage & Handling

• ESD (Electrostatic Discharge) Sensitivity: LED, ESD के प्रति संवेदनशील होते हैं। हैंडलिंग के दौरान ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप, कंडक्टिव मैट और ESD-सुरक्षित पैकेजिंग जैसे उचित एंटी-स्टैटिक सावधानियों का उपयोग करें।
• Moisture Sensitivity: हालांकि सीलबंद रील सुरक्षा प्रदान करती है, मूल पैकेजिंग से निकाले गए घटकों को एक सप्ताह के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। लंबे समय तक भंडारण के लिए, उन्हें शुष्क वातावरण (< 30°C, < 60% RH) में या एक सीलबंद कंटेनर में सिलिका जेल के साथ रखें। यदि एक सप्ताह से अधिक समय तक खुले में संग्रहीत किया गया है, तो "पॉपकॉर्निंग" (रीफ्लो के दौरान वाष्पित नमी के कारण पैकेज में दरार) को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले 60°C पर 20+ घंटे के बेक-आउट की सिफारिश की जाती है।
• सफाई: यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता है, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स जैसे आइसोप्रोपाइल अल्कोहल (IPA) या एथिल अल्कोहल का कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए उपयोग करें। आक्रामक या अनिर्दिष्ट रसायनों से बचें जो एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. Application Suggestions

7.1 Typical Application Scenarios

• Consumer Electronics: स्मार्टफोन, टैबलेट, राउटर और ऑडियो उपकरणों पर पावर, बैटरी या फ़ंक्शन स्थिति संकेतक।
• औद्योगिक नियंत्रण: मशीन की स्थिति, दोष अलार्म या परिचालन मोड के लिए पैनल-माउंटेड संकेतक।
• ऑटोमोटिव इंटीरियर: बटन, स्विच या मामूली स्थिति प्रदर्शन के लिए बैकलाइटिंग (विशिष्ट ऑटोमोटिव-ग्रेड योग्यता के अधीन, जो इस मानक भाग में नहीं हो सकती है)।
• इंस्ट्रुमेंटेशन: परीक्षण उपकरण, चिकित्सा उपकरण (गैर-महत्वपूर्ण कार्यों के लिए) और संचार हार्डवेयर पर संकेतक लाइटें।

7.2 डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटिंग: एलईडी को हमेशा एक कॉन्स्टेंट करंट सोर्स या वोल्टेज सोर्स के साथ सीरीज़ में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ ड्राइव करें। रेसिस्टर वैल्यू की गणना R = (V_{स्रोत} - V_F) / I_F. 5V आपूर्ति और लक्ष्य I के लिए_F 20mA के साथ V_F=2.4V: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. निकटतम मानक मान (जैसे, 120Ω या 150Ω) का उपयोग करें और वास्तविक धारा की जाँच करें।
• थर्मल प्रबंधन: हालांकि शक्ति क्षय कम है, LED जंक्शन से दूर ऊष्मा का संचालन करने के लिए पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र या सोल्डर पैड के आसपास थर्मल वाया सुनिश्चित करें, खासकर जब अधिकतम धारा के निकट या उच्च परिवेशी तापमान में संचालित किया जा रहा हो।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: साइड-एमिटिंग प्रकृति के कारण डिज़ाइन में एक लाइट गाइड या उचित स्थिति में लगी हुई व्यूइंग विंडो को शामिल करना आवश्यक है, ताकि प्रकाश को उत्पाद आवरण के वांछित स्थान तक पहुँचाया जा सके।

8. Technical Comparison & Differentiation

LTST-S320KRKT कई प्रमुख विशेषताओं के माध्यम से बाजार में स्वयं को अलग करता है:

• Chip Technology: पुराने GaAsP या मानक GaP की तुलना में AlInGaP के उपयोग से काफी अधिक चमकदार दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्राप्त होती है, जिसके परिणामस्वरूप उज्जवल और अधिक सुसंगत लाल प्रकाश मिलता है।
• साइड-लुकिंग पैकेज: यह टॉप-एमिटिंग एलईडी के लिए एक डिज़ाइन विकल्प प्रदान करता है, जो विशिष्ट लेआउट चुनौतियों को हल करता है जहां प्रकाश को पीसीबी के समानांतर यात्रा करने की आवश्यकता होती है।
• हाई ब्राइटनेस बिनिंग: 180 एमसीडी (बिन आर) तक की बिन्स की उपलब्धता उन अनुप्रयोगों के लिए अनुमति देती है जिनमें बहुत उच्च दृश्यता की आवश्यकता होती है।
• मजबूत प्रक्रिया संगतता: आईआर रीफ्लो और स्वचालित प्लेसमेंट के साथ स्पष्ट संगतता विनिर्माण को सुव्यवस्थित करती है, थ्रू-होल विकल्पों की तुलना में असेंबली लागत और जटिलता को कम करती है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्र: क्या मैं इस LED को सीधे माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन से चला सकता हूँ?
उ: यह GPIO की करंट सोर्सिंग क्षमता पर निर्भर करता है। कई MCU पिन केवल 10-25mA सोर्स कर सकते हैं। 20mA पर, आप संभवतः सीमा पर या उससे ऊपर हैं। GPIO का उपयोग करके एक ट्रांजिस्टर (जैसे, MOSFET) को नियंत्रित करना अधिक सुरक्षित है जो LED के अधिक करंट को स्विच करता है।

प्र: पीक वेवलेंथ (639nm) और डॉमिनेंट वेवलेंथ (631nm) के बीच अंतर क्यों है?
A: चोटी तरंगदैर्ध्य उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक अधिकतम है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य मानवीय रंग धारणा (CIE चार्ट) पर आधारित एक परिकलित मान है। मानव आँख की संवेदनशीलता (फोटोपिक प्रतिक्रिया) इस बदलाव का कारण बनती है, जिससे "स्पष्ट" रंग 631nm से मेल खाता है।

Q: यदि मैं LED को 30mA पर लगातार चलाता हूँ तो क्या होगा?
A: हालांकि यह अधिकतम DC रेटिंग है, पूर्ण अधिकतम पर संचालन से अधिक ऊष्मा उत्पन्न होगी, समय के साथ दीप्त दक्षता कम होगी और संभावित रूप से LED के जीवनकाल में कमी आ सकती है। इष्टतम विश्वसनीयता के लिए, अधिकांश अनुप्रयोगों में 15-20mA तक डीरेटिंग की सिफारिश की जाती है।

Q: ऑर्डर करते समय बिन कोड की व्याख्या कैसे करें?
A: अपने खरीद आदेश में आवश्यक चमकदार तीव्रता बिन कोड (जैसे, "P") निर्दिष्ट करें ताकि आपको 45-71 mcd रेंज में चमक वाले LED प्राप्त हों। यह आपके उत्पाद की उपस्थिति में एकरूपता सुनिश्चित करता है।

10. Design-in Case Study

Scenario: एक कॉम्पैक्ट IoT सेंसर मॉड्यूल के लिए एक स्टेटस इंडिकेटर डिजाइन करना। PCB घनी आबादी वाला है, और इंडिकेटर को बंद यूनिट के किनारे से दिखाई देना चाहिए।

Implementation: LTST-S320KRKT को इसके साइड-एमिटिंग गुण के कारण चुना गया है। इसे PCB के किनारे पर रखा गया है। एक 120Ω करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर को 3.3V रेल के साथ श्रृंखला में जोड़ा गया है, जिससे लगभग (3.3V - 2.4V)/120Ω = 7.5mA का फॉरवर्ड करंट प्राप्त होता है। यह इनडोर उपयोग के लिए पर्याप्त चमक प्रदान करता है, साथ ही बैटरी से चलने वाले IoT उपकरणों के लिए एक महत्वपूर्ण कारक, बिजली की खपत को कम करता है। LED के व्यापक व्यूइंग एंगल से यह सुनिश्चित होता है कि उपयोगकर्ता का दृष्टिकोण पूरी तरह से संरेखित न होने पर भी दृश्यता बनी रहे। घटक को मानक SMT असेंबली का उपयोग करके रखा गया है, और IR रीफ्लो प्रोफाइल को 10 सेकंड की सीमा के लिए 260°C के भीतर रहने के लिए समायोजित किया गया है, जिससे थर्मल क्षति के बिना एक विश्वसनीय सोल्डर जोड़ सुनिश्चित होता है।

11. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय

LTST-S320KRKT AlInGaP सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी पर आधारित है। यह सामग्री III-V समूह का एक यौगिक सेमीकंडक्टर है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। यहां, वे पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। सक्रिय परत में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट संरचना सेमीकंडक्टर की बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है। इस लाल LED के लिए, बैंडगैप को लगभग 639 nm के अनुरूप ऊर्जा वाले फोटॉन उत्पन्न करने के लिए इंजीनियर किया गया है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, प्रकाश आउटपुट पैटर्न (130-डिग्री व्यूइंग एंगल) को आकार देता है, और सेमीकंडक्टर सामग्री से प्रकाश निष्कर्षण को बढ़ाता है।

12. उद्योग रुझान

LTST-S320KRKT जैसे संकेतक LED में रुझान उच्च दक्षता, छोटे पैकेज और अधिक एकीकरण की ओर निरंतर बना हुआ है। जबकि उच्च दक्षता वाली लाल और एम्बर LED के लिए AlInGaP प्रमुख प्रौद्योगिकी बनी हुई है, InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) प्रौद्योगिकी ने हरी, नीली और सफेद सहित पूरे दृश्यमान स्पेक्ट्रम को उच्च दक्षता के साथ कवर करने के लिए उन्नति की है। भविष्य के विकास में साइड-लुकिंग पैकेजों का और अधिक लघुकरण तथा चिप-स्केल पैकेजिंग (CSP) LED के बढ़ते अपनाने के दर्शन हो सकते हैं, जो पारंपरिक प्लास्टिक पैकेज को समाप्त कर और भी छोटे फुटप्रिंट और संभावित रूप से बेहतर थर्मल प्रदर्शन के लिए होते हैं। इसके अतिरिक्त, सटीक रंग ट्यूनिंग और सख्त बिनिंग पर बढ़ता जोर है ताकि फुल-कलर संकेतक सरणियों और परिष्कृत मानव-मशीन इंटरफेस जैसे अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा किया जा सके, जहां सुसंगत रंग और चमक परम महत्वपूर्ण हैं।