LTST-S320KFKT ऑरेंज साइड-एमिटिंग SMD LED डेटाशीट - EIA मानक पैकेज - 20mA - AlInGaP चिप - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च चमक वाले साइड-एमिटिंग सरफेस माउंट डिवाइस (एसएमडी) लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह उपकरण एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है, जो नारंगी-लाल स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता और चमकदार प्रकाश उत्पन्न करने के लिए प्रसिद्ध है। पैकेजिंग डिज़ाइन में अधिकतम प्रकाश उत्पादन के लिए वाटर क्लियर लेंस का उपयोग किया गया है और उत्कृष्ट सोल्डरबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए टिन-प्लेटेड टर्मिनलों का उपयोग किया गया है। यह उत्पाद RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ हैजर्डस सब्सटेंस) डायरेक्टिव के पूर्ण अनुपालन में है और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के लिए उपयुक्त एक ग्रीन उत्पाद है।

यह एलईडी उद्योग-मानक 8mm कैरियर टेप, 7 इंच व्यास वाले रील पर आपूर्ति की जाती है, जो उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ पूर्णतः संगत है। इसका डिज़ाइन इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ भी संगत है, जो सरफेस माउंट सर्किट बोर्ड के बड़े पैमाने पर उत्पादन की मानक प्रक्रिया है। इसकी विद्युत विशेषताओं को मानक इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी) लॉजिक लेवल के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन सरल हो जाता है।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो उपकरण की स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं। इन सीमाओं के निकट या उन पर काम करने पर विश्वसनीयता की गारंटी नहीं दी जा सकती है और मजबूत डिजाइन में इनसे बचा जाना चाहिए।

• शक्ति अपव्यय (Pd):75 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज प्रदर्शन या आयु को प्रभावित किए बिना ऊष्मा के रूप में अपव्ययित कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर थर्मल रनवे और विफलता हो सकती है।
• शिखर अग्र धारा (I_FP):80 mA। यह अधिकतम अनुमत तात्कालिक अग्र धारा है, जिसे आमतौर पर स्पंद स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) के तहत निर्दिष्ट किया जाता है ताकि जंक्शन तापमान में अत्यधिक वृद्धि को रोका जा सके।
• डीसी अग्र धारा (I_F):30 mA। यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है। प्रकाशीय विशेषताओं में निर्दिष्ट विशिष्ट संचालन स्थिति 20mA है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V। इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लागू करने से एलईडी जंक्शन ब्रेकडाउन और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
• संचालन एवं भंडारण तापमान:-30°C से +85°C (कार्य), -40°C से +85°C (भंडारण)। ये क्रमशः डिवाइस की कार्यक्षमता और गैर-कार्यशील भंडारण के लिए पर्यावरणीय सीमाएं परिभाषित करते हैं।
• इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:260°C पर 10 सेकंड के लिए। यह लीड-फ्री असेंबली के लिए महत्वपूर्ण रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के शिखर तापमान और समय सहिष्णुता को परिभाषित करता है।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

परिवेश के तापमान (T_a) 25°C पर मापा गया, ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों के तहत डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• ल्यूमिनस तीव्रता (I_V):I_F= 20mA पर 45.0 - 90.0 mcd (मिलिकैंडेला)। यह मानव आंख के फोटोपिक प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने वाले फिल्टर सेंसर द्वारा मापा गया LED का माना गया चमक स्तर है। विस्तृत श्रेणी एक बिनिंग प्रणाली (धारा 3 देखें) के उपयोग को दर्शाती है।
• दृष्टिकोण (2θ_1/2):130 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब उत्सर्जन तीव्रता अपने अक्षीय मापे गए मान की आधी हो जाती है। 130° का कोण एक बहुत ही चौड़े उत्सर्जन पैटर्न को इंगित करता है, जो पारदर्शी लेंस वाले साइड-एमिटिंग LED की विशिष्ट विशेषता है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_P):611 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर LED की स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अधिकतम होती है। यह AlInGaP चिप सामग्री की एक भौतिक विशेषता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):605 nm। CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त, यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आंख द्वारा अनुभव किए गए LED के रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करती है। यह रंग विनिर्देश के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):17 nm। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है, जिसे उसके अधिकतम शक्ति के आधे स्तर पर स्पेक्ट्रम की चौड़ाई के रूप में मापा जाता है। 17nm AlInGaP LED के लिए एक विशिष्ट मान है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):I_F2.0V (न्यूनतम), 2.4V (विशिष्ट) I_F = 20mA पर। यह LED के कार्य करने पर इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
• रिवर्स करंट (I_R)_R):V_R_R10 μA (अधिकतम) V_R = 5V पर। यह डिवाइस के अपने अधिकतम रेटेड मान के भीतर रिवर्स बायस्ड होने पर प्रवाहित होने वाली छोटी लीकेज करंट है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

उत्पादन में रंग और चमक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। इस उत्पाद के लिए, बिनिंग ल्यूमिनस इंटेंसिटी पर लागू होती है।

बिन कोड सूची मानक 20mA टेस्ट करंट ड्राइव के तहत प्रत्येक बिन कोड के लिए न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी निर्दिष्ट करती है:

• बिन P:45.0 - 71.0 mcd
• बिन Q:71.0 - 112.0 mcd
• बिन R:112.0 - 180.0 mcd
• बिन S:180.0 - 280.0 mcd

प्रत्येक तीव्रता बिन पर +/-15% का सहनशीलता मार्जिन लागू किया गया है। इसका अर्थ है कि बिन Q के रूप में चिह्नित एलईडी का मापन लगभग 60.4 mcd से 128.8 mcd के बीच हो सकता है, जो मूल बिन सीमाओं द्वारा दर्शाए गए समूहन की तुलना में अधिक कसा हुआ समूहन सुनिश्चित करता है। डिज़ाइनर को न्यूनतम चमदीप्ति आवश्यकता को डिज़ाइन करते समय इस तीव्रता भिन्नता पर विचार करना चाहिए।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

The datasheet references typical performance curves, which are crucial for understanding device behavior under non-standard conditions. While the specific graphs are not reproduced in the text, their interpretation is standard.

• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current:This curve will show that within the normal operating range, light output is roughly proportional to forward current, but at extremely high currents, it eventually saturates or declines due to thermal effects and efficiency droop.
• Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature:For AlInGaP LEDs, luminous intensity typically decreases as the junction temperature increases. This curve is critical for applications operating in high-temperature environments.
• Forward Voltage vs. Forward Current:यह घातांकीय वक्र एलईडी V को परिभाषित करने वाले संबंध को दर्शाता है।_Fयह अरेखीय है और वोल्टेज नियंत्रण के बजाय धारा नियंत्रण की आवश्यकता पर बल देता है।
• स्पेक्ट्रम वितरण:यह ग्राफ विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर सापेक्ष शक्ति दर्शाता है, जो 611nm पर शिखर पर पहुँचता है, जिसकी विशिष्ट आकृति और 17nm अर्ध-चौड़ाई है।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

यह उपकरण इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस (EIA) के साइड-एमिटिंग एलईडी मानक पैकेज आउटलाइन के अनुरूप है। डेटाशीट में कुल लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच और लेंस स्थिति सहित प्रमुख आयामों का विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किया गया है। रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने और सही संरेखण सुनिश्चित करने के लिए सुझाई गई पैड लेआउट (पैड पैटर्न) भी प्रदान की गई है। उपकरण की ध्रुवता स्पष्ट रूप से चिह्नित है, आमतौर पर पैकेज पर एक निशान या पैड पैटर्न में असममित विशेषता के माध्यम से। कैरियर टेप और रील पैकेजिंग आयाम स्पष्ट रूप से परिभाषित हैं, जो मानक 8mm कैरियर टेप और 7-इंच रील के साथ इसकी संगतता की पुष्टि करते हैं।

6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड

6.1 रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए एक सुझाई गई इन्फ्रारेड रिफ्लो प्रोफाइल प्रदान करता है। महत्वपूर्ण पैरामीटर में प्रीहीट चरण, निर्दिष्ट गर्म करने की दर, 260°C से अधिक न होने वाला पीक तापमान, और एक अच्छा सोल्डर जोड़ बनाने के लिए पर्याप्त लिक्विडस ऊपर का समय (TAL) शामिल हैं। यह प्रोफाइल पैकेज विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए JEDEC मानक पर आधारित है। यह जोर दिया जाना चाहिए कि इष्टतम प्रोफाइल विशिष्ट PCB डिजाइन, सोल्डर पेस्ट और ओवन पर निर्भर करती है, इसलिए बोर्ड-स्तरीय विशेषता विश्लेषण करने की सिफारिश की जाती है।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक हो, तो सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रत्येक पिन पर सोल्डरिंग का समय अधिकतम 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। प्लास्टिक पैकेज और सेमीकंडक्टर चिप को थर्मल क्षति से बचाने के लिए यह ऑपरेशन केवल एक बार किया जाना चाहिए।

6.3 क्लीनिंग

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। डेटाशीट सुझाव देती है कि LED को कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोया जाए। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर एपॉक्सी लेंस या पैकेज सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6.4 स्टोरेज एंड हैंडलिंग

• ESD रोकथाम उपाय:LED स्थिर विद्युत निर्वहन (ESD) के प्रति संवेदनशील हैं। संचालन के दौरान कलाई पट्टा, ESD-सुरक्षात्मक दस्ताने और उचित रूप से ग्राउंडेड उपकरणों का उपयोग करें।
• आर्द्रता संवेदनशीलता:虽然密封卷盘提供保护，但一旦打开原装防潮袋，LED应在一周内使用或在受控环境（<30°C，<60% RH）中存储。对于长时间脱离防潮袋的存储，建议在焊接前进行60°C、20小时以上的烘烤，以去除吸收的湿气，防止回流焊接过程中发生“爆米花”效应。

7. पैकेजिंग एंड ऑर्डरिंग इनफॉर्मेशन

मानक पैकेजिंग प्रति 7-इंच रील 3000 टुकड़े है। कैरियर टेप को कवर टेप से सील किया जाता है। निरंतर खाली स्थानों की अधिकतम संख्या (दो) और शेष रील के लिए न्यूनतम पैक मात्रा (500 टुकड़े) निर्धारित की गई है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश का पालन करती है। पार्ट नंबर LTST-S320KFKT इस उत्पाद की विशिष्ट पहचान करता है: इस विशिष्ट पैकेज में एक नारंगी, साइड-एमिटिंग, AlInGaP LED।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह साइड-एमिटिंग, उच्च चमक वाला ऑरेंज LED उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनमें चौड़े दृश्य कोण वाली स्थिति संकेतन, छोटे डिस्प्ले या पैनल बैकलाइटिंग, और विशिष्ट ऑरेंज रंग की सजावटी प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। इसका SMD प्रारूप और रिफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगतता इसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था और उपकरणों में आधुनिक उच्च-घनत्व प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है।

8.2 डिज़ाइन विचार

• करंट ड्राइव:LED को हमेशा एक निरंतर करंट स्रोत या श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला के साथ वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित करें। अनुशंसित संचालन करंट 20mA है, लेकिन उच्च चमक के लिए इसे अधिकतम 30mA DC रेटेड मान तक संचालित किया जा सकता है, हालांकि इससे जीवनकाल कम होगा और ताप उत्पादन बढ़ेगा।
• थर्मल प्रबंधन:हालांकि बिजली की खपत कम है, लेकिन यह सुनिश्चित करना कि पैड के आसपास पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र या थर्मल वाया है, विशेष रूप से उच्च धारा या गर्म वातावरण में संचालित होने पर, गर्मी को दूर करने में मदद करता है। यह चमक और जीवनकाल को बनाए रखने में सहायक है।
• प्रकाशीय डिजाइन:130 डिग्री का देखने का कोण प्रकाश उत्सर्जन का एक बहुत व्यापक पैटर्न प्रदान करता है। अधिक दिशात्मक प्रकाश पुंज की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, बाहरी लेंस या प्रकाश मार्गदर्शक की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

इस एलईडी की प्रमुख विशिष्टता इसके तकनीकी संयोजन में निहित है: उच्च दक्षता वाला नारंगी प्रकाश प्राप्त करने के लिए AlInGaP चिप का उपयोग, व्यापक कोण उत्सर्जन के लिए साइड-व्यू पैकेज ज्यामिति, और लीड और लीड-मुक्त दोनों प्रक्रियाओं के साथ उत्कृष्ट सोल्डरबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए टिन-प्लेटेड लीड। GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी अधिक प्रकाश उत्सर्जन दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। EIA मानक पैकेजिंग यांत्रिक अनुकूलता सुनिश्चित करती है और अन्य निर्माताओं से प्रतिस्थापन या विकल्प प्राप्त करना आसान बनाती है।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: 5V बिजली की आपूर्ति का उपयोग करते समय, मुझे कितने प्रतिरोध मूल्य का उपयोग करना चाहिए?
उत्तर: 20mA पर विशिष्ट V_Fमान 2.4V का उपयोग करते हुए, प्रतिरोधक को 5V - 2.4V = 2.6V का वोल्टेज ड्रॉप सहन करना होगा। ओम के नियम (R = V/I) के अनुसार, R = 2.6V / 0.02A = 130 ओम। मानक 130Ω या 150Ω प्रतिरोधक उपयुक्त हैं। हमेशा अधिकतम संभव V_Fके आधार पर गणना करें ताकि धारा अधिकतम रेटेड मान से अधिक न हो।

प्रश्न: क्या मैं उच्च चमक के लिए इस LED को पल्स ड्राइव कर सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, डेटाशीट 1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई पर 80mA का पीक फॉरवर्ड करंट निर्दिष्ट करती है। उच्च धारा (जैसे 60-80mA) और कम ड्यूटी साइकिल के साथ पल्स ड्राइव करने से, औसत शक्ति सीमा को पार किए बिना, उच्च मानी गई पीक चमक प्राप्त की जा सकती है। ड्राइवर सर्किट को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि पल्स पैरामीटर स्पेसिफिकेशन के भीतर हों।

प्रश्न: प्रमुख तरंगदैर्ध्य (605nm) शिखर तरंगदैर्ध्य (611nm) से भिन्न क्यों है?
उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम के उच्चतम बिंदु का भौतिक माप है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य एक गणना मूल्य है जो इस आधार पर है कि मानव आँख उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के संपूर्ण रंग को कैसे देखती है। यह अंतर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार और चौड़ाई को ध्यान में रखता है।

11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग के उदाहरण

केस: एक औद्योगिक नियंत्रक के लिए स्टेटस इंडिकेशन पैनल डिज़ाइन करना।डिजाइनर को फ्रंट पैनल पीसीबी पर कई ऑरेंज स्टेटस एलईडी लगाने की आवश्यकता थी। उन्होंने इस एलईडी का चयन इसके व्यापक देखने के कोण (130°) के कारण किया, जो नियंत्रण कक्ष में सभी दिशाओं से स्पष्ट दृश्यता सुनिश्चित करता है। उन्होंने रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान स्व-संरेखण सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड लेआउट का उपयोग करके पीसीबी डिजाइन किया। उन्होंने प्रत्येक एलईडी को 20mA पर चलाने के लिए एक कॉन्स्टेंट करंट एलईडी ड्राइवर आईसी का उपयोग किया, ताकि सभी यूनिट्स की चमक एक समान हो, और +/-15% के बिनिंग टॉलरेंस को ध्यान में रखा गया। उन्होंने निर्माता को बिन Q या उच्चतर निर्दिष्ट किया, ताकि स्पष्ट संकेतन के लिए आवश्यक न्यूनतम चमबा स्तर सुनिश्चित हो सके। बोर्ड को अनुशंसित लीड-फ्री रिफ्लो प्रोफाइल का उपयोग करके असेंबल किया गया, और अंतिम उत्पाद का थर्मल साइकिल परीक्षण किया गया, ताकि 70°C तक के लक्षित ऑपरेटिंग वातावरण में विश्वसनीयता सत्यापित की जा सके।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

एलईडी एक सेमीकंडक्टर डायोड है। जब इसके टर्मिनलों के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (एनोड कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक) लगाया जाता है, तो एन-टाइप सेमीकंडक्टर सामग्री से इलेक्ट्रॉन और पी-टाइप सामग्री से होल उनके बीच के जंक्शन पर पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री के ऊर्जा बैंड गैप द्वारा निर्धारित होती है। इस उपकरण में, AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) कंपाउंड सेमीकंडक्टर का ऊर्जा बैंड गैप ऑरेंज लाइट एमिशन (लगभग 605-611 nm) के अनुरूप है। चिप को वाटर क्लियर एपॉक्सी लेंस में एनकैप्सुलेट किया गया है, जो यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।

13. तकनीकी रुझान

एलईडी प्रौद्योगिकी का समग्र रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग प्रतिपादन, उच्च शक्ति घनत्व और छोटे पैकेज आकार की ओर है। इस प्रकार के इंडिकेशन-टाइप एसएमडी एलईडी के लिए, रुझानों में व्यापक देखने के कोण का विकास, आधुनिक कम-शक्ति लॉजिक से मेल खाने के लिए कम ऑपरेटिंग वोल्टेज, और कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों (उच्च तापमान, आर्द्रता) में बढ़ी हुई विश्वसनीयता शामिल है। साथ ही, प्रदर्शन बनाए रखते हुए लागत कम करने के लिए निर्माण प्रक्रिया अनुकूलन को लगातार आगे बढ़ाया जा रहा है। AlInGaP की उच्च दक्षता के कारण, यह नारंगी/लाल प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए एक मानक विकल्प बना हुआ है, हालांकि भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए पेरोव्स्काइट और अन्य नई सामग्रियों पर शोध जारी है।