SMD LED 17-21/BHC-AP1Q2/3T डेटाशीट - ब्लू - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 75mW - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एक कॉम्पैक्ट, सरफेस-माउंट नीले एलईडी के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण नीला प्रकाश उत्पन्न करने के लिए एक InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है, जिसकी विशिष्ट प्रमुख तरंगदैर्ध्य 468 nm है। इसके प्राथमिक लाभ इसके लघु SMD (सरफेस माउंट डिवाइस) पैकेज से उत्पन्न होते हैं, जो PCB (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड) फुटप्रिंट में महत्वपूर्ण कमी, उच्च घटक पैकिंग घनत्व और समग्र उपकरण लघुकरण में योगदान करता है। पैकेज की हल्की प्रकृति इसे पोर्टेबल और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए और अधिक उपयुक्त बनाती है।

1.1 मुख्य विशेषताएं और अनुपालन

The LED is supplied on 8mm tape wound onto 7-inch diameter reels, making it fully compatible with automated pick-and-place assembly equipment. It is designed for use with standard infrared and vapor phase reflow soldering processes. The device is a mono-color (blue) type. From a materials and environmental compliance perspective, it is lead-free (Pb-free), conforms to the RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive, is compliant with EU REACH regulations, and meets halogen-free standards with limits of Bromine (Br) < 900 ppm, Chlorine (Cl) < 900 ppm, and their sum (Br+Cl) < 1500 ppm.

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

इस LED के विशिष्ट अनुप्रयोगों में इंस्ट्रूमेंट पैनल, स्विच और प्रतीकों के लिए बैकलाइटिंग शामिल है। दूरसंचार में, यह टेलीफोन और फैक्स मशीन जैसे उपकरणों में एक संकेतक या बैकलाइट के रूप में कार्य करता है। यह LCDs के लिए एक समतल बैकलाइट स्रोत के रूप में और सामान्य-उद्देश्य संकेतक उपयोग के लिए भी उपयुक्त है जहाँ एक विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट नीला प्रकाश स्रोत आवश्यक हो।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये निरंतर संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं। Absolute maximum ratings 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट की गई हैं।

• रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF): 20 mA.
• Peak Forward Current (IFP): 40 mA, permissible only under pulsed conditions with a duty cycle of 1/10 at 1 kHz.
• Power Dissipation (Pd): 75 mW. यह डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में क्षय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति की मात्रा है।
• Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM): 150 V. Proper ESD handling procedures must be followed.
• Operating Temperature Range (Topr): -40°C to +85°C.
• Storage Temperature Range (Tstg): -40°C से +90°C.
• सोल्डरिंग तापमान (Tsol): रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, अधिकतम 10 सेकंड के लिए 260°C का शिखर तापमान निर्दिष्ट है। हैंड सोल्डरिंग के लिए, प्रत्येक टर्मिनल के लिए अधिकतम 3 सेकंड के लिए आयरन टिप का तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

ये पैरामीटर सामान्य संचालन स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं, जिन्हें आमतौर पर Ta=25°C और 20 mA की फॉरवर्ड करंट (IF) पर मापा जाता है, जब तक कि अन्यथा न कहा गया हो।

• Luminous Intensity (Iv): यह न्यूनतम 45.0 mcd से लेकर अधिकतम 112.0 mcd तक होती है। तालिका में विशिष्ट मान निर्दिष्ट नहीं है, यह इस बिन-निर्भर सीमा के भीतर आता है।
• Viewing Angle (2θ1/2): आधी तीव्रता वाला कोण आम तौर पर 140 डिग्री होता है, जो एक विस्तृत दृश्य शंकु को दर्शाता है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λp): आमतौर पर 468 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अधिकतम होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 464.5 nm से 476.5 nm तक की सीमा में है। यह अनुभव किया गया रंग तरंगदैर्ध्य है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): आमतौर पर 25 nm, अधिकतम तीव्रता के आधे (FWHM) पर मापा जाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 2.7 V (न्यूनतम) से 3.7 V (अधिकतम) तक की सीमा में, IF=20mA पर 3.3 V का एक विशिष्ट मान होता है।
• Reverse Current (IR): 5V के रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाने पर अधिकतम 50 µA। यह डिवाइस रिवर्स बायस में संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं है।

महत्वपूर्ण नोट्स: सहनशीलताएं चमकदार तीव्रता के लिए ±11%, प्रमुख तरंगदैर्ध्य के लिए ±1 nm, और अग्र वोल्टेज के लिए ±0.1V के रूप में निर्दिष्ट हैं। रिवर्स वोल्टेज रेटिंग केवल IR परीक्षण स्थिति पर लागू होती है।

3. Binning System Explanation

उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को विशिष्ट चमक और रंग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 Luminous Intensity Binning

बिन को कोड P1, P2, Q1, और Q2 द्वारा परिभाषित किया जाता है, प्रत्येक दीप्त तीव्रता की एक विशिष्ट सीमा को कवर करता है जिसे मिलीकैंडेला (mcd) में IF=20mA पर मापा जाता है।

• P1: 45.0 – 57.0 mcd
• P2: 57.0 – 72.0 mcd
• Q1: 72.0 – 90.0 mcd
• Q2: 90.0 – 112.0 mcd

3.2 Dominant Wavelength Binning

तरंगदैर्ध्य बिन कोड A9 से A12 द्वारा परिभाषित किए गए हैं, प्रत्येक 3 nm की सीमा को कवर करता है, जो सख्त रंग नियंत्रण सुनिश्चित करता है।

• A9: 464.5 – 467.5 nm
• A10: 467.5 – 470.5 nm
• A11: 470.5 – 473.5 nm
• A12: 473.5 – 476.5 nm

4. Performance Curve Analysis

The datasheet provides several characteristic curves that are crucial for circuit design and thermal management.

4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

यह वक्र एलईडी से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके पार वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) धारा के साथ बढ़ता है। डिज़ाइनर किसी दिए गए आपूर्ति वोल्टेज के लिए वांछित ऑपरेटिंग धारा (जैसे, 20 mA) प्राप्त करने हेतु आवश्यक करंट-लिमिटिंग रोकनेवाला मान निर्धारित करने के लिए इस वक्र का उपयोग करते हैं। 3.3V का विशिष्ट VF एक प्रमुख डिज़ाइन पैरामीटर है।

4.2 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current

यह ग्राफ दर्शाता है कि ड्राइव करंट के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है। हालांकि करंट बढ़ाने से चमक बढ़ती है, यह रैखिक नहीं है और अधिकतम करंट रेटिंग और तापीय प्रभावों द्वारा सीमित है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग से परे संचालन करने से जीवनकाल कम होगा और विफलता का कारण बन सकता है।

4.3 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

LED प्रकाश आउटपुट तापमान पर निर्भर करता है। यह वक्र आम तौर पर दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ दीप्त तीव्रता कम हो जाती है। उच्च परिवेशी तापमान पर काम करने वाले अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त चमक बनाए रखने हेतु इस डीरेटिंग को समझना आवश्यक है।

4.4 Forward Current Derating Curve

यह विश्वसनीयता के लिए एक महत्वपूर्ण ग्राफ है। यह परिवेश के तापमान के एक फलन के रूप में अधिकतम अनुमत निरंतर अग्र धारा दर्शाता है। तापमान बढ़ने के साथ, अधिकतम सुरक्षित धारा कम हो जाती है ताकि अत्यधिक गर्म होने से बचा जा सके और दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित किया जा सके। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनका ऑपरेटिंग पॉइंट इस डीरेटेड क्षेत्र के भीतर आता है।

4.5 Spectrum Distribution

स्पेक्ट्रल ग्राफ तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष विकिरण शक्ति को दर्शाता है। यह लगभग 468 nm के शिखर और 25 nm की विशिष्ट स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) के साथ नीले रंग के उत्सर्जन की पुष्टि करता है, जो रंग की शुद्धता को इंगित करता है।

4.6 Radiation Diagram

यह ध्रुवीय आरेख प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है, जो 140-डिग्री के व्यापक दृश्य कोण की पुष्टि करता है। तीव्रता को इसके अधिकतम मान (आमतौर पर 0 डिग्री पर, उत्सर्जक सतह के लंबवत) के सापेक्ष सामान्यीकृत किया गया है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

LED एक कॉम्पैक्ट सरफेस-माउंट पैकेज में रखा गया है। मुख्य आयाम (मिमी में, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो, आमतौर पर ±0.1 मिमी सहनशीलता के साथ) में 2.0 मिमी का बॉडी लंबाई, 1.25 मिमी की चौड़ाई और 0.8 मिमी की ऊंचाई शामिल है। डेटाशीट एक विस्तृत ड्राइंग प्रदान करती है जो पैड लेआउट, टर्मिनल स्पेसिंग और कैथोड पहचान चिह्न के स्थान को दर्शाती है, जो असेंबली के दौरान सही PCB ओरिएंटेशन के लिए आवश्यक है।

5.2 पोलैरिटी पहचान

सही ध्रुवता अनिवार्य है। पैकेज में एक विशिष्ट कैथोड चिह्न होता है। डिवाइस को रिवर्स बायस में जोड़ने से उसे क्षति पहुँच सकती है, क्योंकि अधिकतम रिवर्स वोल्टेज केवल 5V है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट की गई है। मुख्य मापदंडों में शामिल हैं: 60-120 सेकंड के लिए 150°C और 200°C के बीच एक प्री-हीटिंग चरण; लिक्विडस (217°C) से ऊपर 60-150 सेकंड का समय; 260°C से अधिक न होने वाला एक पीक तापमान, जिसे अधिकतम 10 सेकंड तक बनाए रखा जाता है; और नियंत्रित रैंप-अप और कूल-डाउन दर (उदाहरण के लिए, अधिकतम 3°C/सेकंड रैंप-अप, अधिकतम 6°C/सेकंड कूल-डाउन)। रीफ्लो दो बार से अधिक नहीं किया जाना चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग सावधानियां

यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी की आवश्यकता है। सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से नीचे होना चाहिए, और प्रत्येक टर्मिनल के लिए संपर्क समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। कम-शक्ति वाले आयरन (<25W) की सिफारिश की जाती है। थर्मल शॉक को रोकने के लिए प्रत्येक टर्मिनल की सोल्डरिंग के बीच कम से कम 2 सेकंड का कूलिंग अंतराल रखना चाहिए।

6.3 भंडारण और नमी संवेदनशीलता

एलईडी को डिसिकेंट के साथ नमी-प्रतिरोधी बैग में पैक किया जाता है। घटकों के उपयोग के लिए तैयार होने तक बैग नहीं खोलना चाहिए। खोलने के बाद, अप्रयुक्त एलईडी को ≤ 30°C और ≤ 60% सापेक्ष आर्द्रता पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। खोलने के बाद "फ्लोर लाइफ" 168 घंटे (7 दिन) है। यदि यह समय पार हो जाता है या डिसिकेंट इंडिकेटर का रंग बदल गया है, तो उपयोग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए 60 ± 5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग उपचार की आवश्यकता है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 रील और टेप विशिष्टताएँ

घटक 7 इंच व्यास वाले रीलों पर उभरी हुई वाहक टेप में आपूर्ति किए जाते हैं। टेप की चौड़ाई 8 मिमी है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। स्वचालित फीडर के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए रील, वाहक टेप पॉकेट और कवर टेप के विस्तृत आयाम प्रदान किए गए हैं।

7.2 लेबल स्पष्टीकरण

पैकेजिंग लेबल में कई कोड शामिल हैं: CPN (ग्राहक का उत्पाद संख्या), P/N (उत्पाद संख्या), QTY (पैकिंग मात्रा), CAT (चमकदार तीव्रता बिन कोड), HUE (वर्णिकता/प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन कोड), REF (फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक), और LOT No (अनुरेखण के लिए लॉट संख्या)।

8. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार

8.1 करंट लिमिटिंग अनिवार्य है

एलईडी करंट-चालित उपकरण हैं। सर्किट डिजाइन में एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला बिल्कुल आवश्यक है। इसके बिना, डायोड की घातीय आई-वी विशेषता के कारण, आपूर्ति वोल्टेज में मामूली वृद्धि भी फॉरवर्ड करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है।

8.2 Thermal Management

हालांकि पैकेज छोटा है, पावर डिसिपेशन (75 mW तक) और लाइट आउटपुट के नकारात्मक तापमान गुणांक पर विचार किया जाना चाहिए। इष्टतम प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए, गर्मी को दूर करने के लिए पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र या थर्मल वाया का उपयोग सुनिश्चित करें, खासकर जब उच्च परिवेशी तापमान पर या अधिकतम करंट के निकट संचालित किया जा रहा हो।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

140-डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल इस LED को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक प्रकाश व्यवस्था या कई कोणों से दृश्यता की आवश्यकता होती है। केंद्रित प्रकाश के लिए, द्वितीयक ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता होगी। वाटर-क्लियर रेजिन अच्छे प्रकाश निष्कर्षण की अनुमति देता है।

9. Technical Comparison and Positioning

पारंपरिक थ्रू-होल एलईडी की तुलना में, यह एसएमडी प्रकार असेंबली गति (पिक-एंड-प्लेस के साथ संगत), बोर्ड स्पेस बचत और डिज़ाइन लचीलेपन में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। एसएमडी ब्लू एलईडी श्रेणी के भीतर, इसके मुख्य अंतर इसके विशिष्ट पैकेज आकार (2.0x1.25mm), विशिष्ट 3.3V फॉरवर्ड वोल्टेज, चौड़ा व्यूइंग एंगल और चमक एवं रंग स्थिरता के लिए परिभाषित बिनिंग संरचना हैं। InGaN चिप तकनीक कुशल नीली उत्सर्जन प्रदान करती है।

10. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

प्रश्न: 5V आपूर्ति के साथ मुझे किस प्रतिरोधक मान का उपयोग करना चाहिए?
उत्तर: ओम के नियम (R = (Vsupply - Vf) / If) और सामान्य मानों का उपयोग करते हुए: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 ओम। निकटतम मानक मान (जैसे, 82 या 91 ओम) का उपयोग करें और यह सुनिश्चित करने के लिए न्यूनतम/अधिकतम Vf पर विचार करें कि धारा सीमा के भीतर रहे।

प्रश्न: क्या मैं अधिक चमक के लिए इस LED को 30 mA पर चला सकता हूँ?
A: नहीं। निरपेक्ष अधिकतम निरंतर अग्र धारा 20 mA है। इस रेटिंग से अधिक होने पर विश्वसनीयता प्रभावित होती है और तत्काल या समय से पहले विफलता का कारण बन सकता है। उच्च तापमान पर संचालन करते समय डीरेटिंग वक्र का उपयोग करें।

Q: एलईडी बहुत मंद है। क्या गलत हो सकता है?
A> First, check polarity. Second, verify the forward current using the voltage drop across the current-limiting resistor. Third, ensure the ambient temperature is not excessively high, as light output decreases with temperature.

Q: क्या मुझे सोल्डरिंग से पहले एलईडी को बेक करने की आवश्यकता है?
A> Only if the moisture-proof bag has been opened for more than 168 hours (7 days) or if the desiccant indicator shows moisture exposure. Follow the specified baking procedure (60°C for 24 hours).

11. Design and Usage Case Study

परिदृश्य: कई नीली एलईडी के साथ एक स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना।
एक डिजाइनर को एक नियंत्रण पैनल पर 10 समान नीले संकेतकों की आवश्यकता है। वे करेंगे:
1. दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए एक ही चमकदार तीव्रता बिन (जैसे, Q1) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन (जैसे, A10) से एलईडी का चयन करें।
2. करंट हॉगिंग को रोकने के लिए प्रत्येक एलईडी के लिए एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (3.3V विशिष्ट Vf के लिए गणना की गई) के साथ पीसीबी डिजाइन करें।
3. एलईडी पैड के आसपास मामूली ताप अपव्यय के लिए कुछ कॉपर पाउर प्रदान करने के लिए बोर्ड लेआउट करें।
4. असेंबली हाउस को निर्दिष्ट करें कि प्रदान की गई लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल का उपयोग करें और नमी-संवेदनशील डिवाइसों को दिशानिर्देशों के अनुसार हैंडल करें (सील्ड बैग में स्टोर करें, फ्लोर लाइफ के भीतर उपयोग करें)।
यह दृष्टिकोण विश्वसनीय संचालन, सुसंगत उपस्थिति और दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

12. Operating Principle

यह एलईडी एक अर्धचालक पी-एन जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करती है। सक्रिय क्षेत्र InGaN से बना है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। InGaN सामग्री की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, जो इस मामले में दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र (~468 nm) में है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन एनकैप्सुलेंट चिप की सुरक्षा करता है और प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देने में मदद करता है।

13. Technology Trends

InGaN प्रौद्योगिकी पर आधारित नीले एलईडी ठोस-राज्य प्रकाश व्यवस्था में एक परिपक्व और आधारभूत प्रौद्योगिकी का प्रतिनिधित्व करते हैं। वे न केवल नीले संकेतकों के लिए बल्कि फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी में सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के पंप स्रोत के रूप में भी महत्वपूर्ण घटक हैं, जो सामान्य प्रकाश व्यवस्था बाजार पर हावी हैं। इस क्षेत्र में चल रहा विकास दीप्त प्रभावकारिता (प्रति विद्युत वाट अधिक प्रकाश उत्पादन) बढ़ाने, जीवनकाल में रंग स्थिरता और संगति सुधारने, उच्च-तापमान और उच्च-धारा संचालन के तहत विश्वसनीयता बढ़ाने और अति-लघु अनुप्रयोगों के लिए और भी छोटे पैकेज आकारों को सक्षम करने पर केंद्रित है। उच्च दक्षता और प्रति लुमेन कम लागत का प्रयास एक प्रमुख उद्योग प्रवृत्ति बना हुआ है।