SMD LED 27-21 Blue Datasheet - आयाम 2.7x2.1x1.2mm - वोल्टेज 3.3V - पावर 0.095W - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

27-21 SMD LED एक कॉम्पैक्ट, सरफेस-माउंट डिवाइस है जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें विश्वसनीय संकेतक या बैकलाइटिंग कार्यक्षमता की आवश्यकता होती है। इसका प्राथमिक लाभ पारंपरिक लीड-फ्रेम एलईडी की तुलना में इसके काफी कम फुटप्रिंट में निहित है, जो मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCBs) पर उच्च घटक घनत्व को सक्षम बनाता है, भंडारण आवश्यकताओं को कम करता है, और अंततः अंतिम उपकरणों के लघुरूपण में योगदान देता है। हल्की निर्माण संरचना अंतरिक्ष-सीमित और पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए इसकी उपयुक्तता को और बढ़ाती है।

यह मोनो-कलर ब्लू एलईडी एक InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करके निर्मित है, जिसे वाटर-क्लियर रेजिन में एनकैप्सुलेट किया गया है। यह RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ हैजार्डस सब्सटेंस) निर्देशों, EU REACH विनियमों और हैलोजन-मुक्त मानकों का अनुपालन करने वाला एक Pb-मुक्त उत्पाद है, जो पर्यावरणीय सुरक्षा और व्यापक बाजार स्वीकृति सुनिश्चित करता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन परिस्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

• Reverse Voltage (V_R): 5V. Exceeding this voltage in reverse bias can cause junction breakdown.
• Continuous Forward Current (I_F): 25 mA. विश्वसनीय संचालन के लिए अधिकतम DC धारा।
• Peak Forward Current (I_FP): 100 mA. यह केवल स्पंदित स्थितियों (ड्यूटी साइकिल 1/10, 1 kHz पर) में अनुमेय है, ताकि क्षणिक सर्ज को संभाला जा सके।
• शक्ति क्षय (P_d): 95 mW. परिवेशी तापमान (T_a) 25°C पर पैकेज द्वारा क्षय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति। उच्च तापमान पर डीरेटिंग आवश्यक है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD): 150V (ह्यूमन बॉडी मॉडल). असेंबली और हैंडलिंग के दौरान उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाएं अनिवार्य हैं।
• ऑपरेटिंग तापमान (T_opr): -40°C से +85°C. सामान्य डिवाइस संचालन के लिए परिवेश का तापमान सीमा।
• भंडारण तापमान (T_stg): -40°C से +90°C।
• सोल्डरिंग तापमान: यह डिवाइस 260°C के शिखर तापमान पर 10 सेकंड तक रीफ्लो सोल्डरिंग, या प्रति टर्मिनल 350°C पर 3 सेकंड तक हैंड सोल्डरिंग को सहन कर सकता है।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

ये पैरामीटर T_a=25°C और I_F=20mA पर मापे गए हैं, जो विशिष्ट संचालन स्थितियों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• दीप्त तीव्रता (I_v): 28.5 mcd (न्यूनतम) से 72.0 mcd (अधिकतम) तक होती है, जिसकी विशिष्ट सहनशीलता ±11% है। यह LED की अनुभूत चमक को परिभाषित करता है।
• Viewing Angle (2θ_1/2): 130 degrees (typical). This wide angle ensures good visibility from off-axis positions.
• Peak Wavelength (λ_p): 468 nm (typical). वह तरंगदैर्ध्य जिस पर वर्णक्रमीय उत्सर्जन सबसे प्रबल होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): 464.50 nm से 476.50 nm तक की सीमा। यह प्रकाश के अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करता है, जिसकी सहनशीलता ±1 nm की कड़ी सीमा में है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): 25 nm (typical). The width of the emitted spectrum at half the maximum intensity (FWHM).
• Forward Voltage (V_F): Ranges from 2.70V (min) to 3.70V (max), with a typical value of 3.30V at 20mA. This is critical for designing the current-limiting circuit.
• Reverse Current (I_R): Maximum of 50 µA at V_R=5V. यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है; डिवाइस को रिवर्स बायस में संचालित नहीं किया जाना चाहिए।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख पैरामीटर के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 Luminous Intensity Binning

LEDs को उनकी I=20mA पर मापी गई दीप्त तीव्रता के आधार पर चार बिन (N1, N2, P1, P2) में वर्गीकृत किया जाता है।_Fयह डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त चमक ग्रेड का चयन करने की अनुमति देता है, जिससे बहु-एलईडी सरणियों में एक समान रूप सुनिश्चित होता है।

• Bin N1: 28.5 – 36.0 mcd
• Bin N2: 36.0 – 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 – 57.0 mcd
• Bin P2: 57.0 – 72.0 mcd

3.2 Dominant Wavelength Binning

एलईडी को प्रमुख तरंगदैर्ध्य के आधार पर भी चार कोड (A9, A10, A11, A12) में वर्गीकृत किया जाता है। यह सख्त नियंत्रण (प्रति बिन ≈3 nm) सटीक रंग मिलान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

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

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

While specific graphs are referenced in the datasheet, their implications are critical for design.

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V वक्र)

I-V विशेषता घातीय है। सामान्य 3.3V से आगे फॉरवर्ड वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि, फॉरवर्ड करंट में बड़ी और संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है। यह LED के साथ श्रृंखला में एक बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर के उपयोग की पूर्ण आवश्यकता को रेखांकित करता है।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

रेटेड सीमाओं के भीतर, ल्यूमिनस इंटेंसिटी फॉरवर्ड करंट के लगभग आनुपातिक होती है। 20mA से नीचे संचालन करने से आउटपुट कम हो जाएगा, जबकि 25mA से अधिक करने पर त्वरित गिरावट और जीवनकाल में कमी का जोखिम होता है, भले ही वह क्षणिक रूप से पीक करंट रेटिंग के भीतर हो।

4.3 तापमान पर निर्भरता

LED प्रदर्शन तापमान-संवेदनशील होता है। जंक्शन तापमान बढ़ने पर, फॉरवर्ड वोल्टेज आमतौर पर थोड़ा कम हो जाता है, जबकि चमकदार तीव्रता काफी कम हो सकती है। PCB पर पर्याप्त थर्मल प्रबंधन, विशेष रूप से उच्च-घनत्व या बंद अनुप्रयोगों में, सुसंगत चमक बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 Package Dimensions

27-21 पैकेज के नाममात्र आयाम 2.7 मिमी (लंबाई) x 2.1 मिमी (चौड़ाई) x 1.2 मिमी (ऊंचाई) हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, तब तक ±0.1 मिमी का मानक सहनशीलता है। विस्तृत आयाम चित्र PCB लैंड पैटर्न डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण माप प्रदान करता है, जिसमें पैड आकार, अंतराल और घटक अभिविन्यास शामिल हैं।

5.2 Polarity Identification

LED पैकेज पर कैथोड को आमतौर पर एक दृश्य चिह्न द्वारा इंगित किया जाता है, जैसे कि एक खांचा, हरा बिंदु, या कटा हुआ कोना। सही संचालन सुनिश्चित करने के लिए स्थापना के दौरान सही ध्रुवता का पालन किया जाना चाहिए।

5.3 Tape and Reel Packaging

डिवाइस 7 इंच व्यास वाली रीलों पर 8mm कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती है, जो मानक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगत है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग में नमी-प्रतिरोधी सामग्री शामिल है: एक एल्यूमीनियम नमी-रोधी बैग जिसमें एक सिलिका जेल और एक आर्द्रता सूचक कार्ड होता है, जो भंडारण और परिवहन के दौरान एलईडी को परिवेशीय नमी से बचाने के लिए होता है।

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 Reflow Soldering Profile

एक लीड-फ्री (Pb-free) रीफ्लो प्रोफाइल निर्दिष्ट की गई है। मुख्य पैरामीटर में शामिल हैं: 150-200°C के बीच 60-120 सेकंड के लिए एक प्री-हीटिंग स्टेज; लिक्विडस (217°C) से ऊपर का समय 60-150 सेकंड; एक पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं, अधिकतम 10 सेकंड के लिए; और थर्मल शॉक को कम करने के लिए नियंत्रित रैंप-अप और कूल-डाउन दर। रीफ्लो दो बार से अधिक नहीं किया जाना चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग करना आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी की आवश्यकता है। 350°C से कम टिप तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें, प्रत्येक टर्मिनल पर 3 सेकंड से अधिक समय तक गर्मी न लगाएं, और टर्मिनलों के बीच कम से कम 2 सेकंड का शीतलन अंतराल दें। स्थानीय अधिक गर्म होने से बचने के लिए आयरन की शक्ति 25W या उससे कम होनी चाहिए।

6.3 मॉइस्चर सेंसिटिविटी और स्टोरेज

LEDs नमी के प्रति संवेदनशील हैं। सीलबंद नमी-रोधी बैग को उपयोग से ठीक पहले तक नहीं खोलना चाहिए। खोलने के बाद, अप्रयुक्त LEDs को 30°C या उससे कम और 60% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। बैग खोलने के बाद का "फ्लोर लाइफ" 168 घंटे (7 दिन) है। यदि यह समय सीमा पार हो जाती है या डिसिकेंट संतृप्ति का संकेत देता है, तो उपयोग से पहले 60°C ±5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग उपचार की आवश्यकता है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• बैकलाइटिंग: इसके कॉम्पैक्ट आकार और सुसंगत नीले आउटपुट के कारण डैशबोर्ड संकेतकों, स्विच प्रकाश व्यवस्था और प्रतीक बैकलाइटिंग के लिए आदर्श।
• Telecommunication Equipment: टेलीफोन और फैक्स मशीन जैसे उपकरणों में स्टेटस इंडिकेटर या कीपैड बैकलाइट के रूप में कार्य करता है।
• एलसीडी फ्लैट बैकलाइटिंग: छोटे, कम-बिजली वाले एलसीडी डिस्प्ले के लिए सरणियों में उपयोग किया जा सकता है।
• सामान्य संकेतक उपयोग: उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स में बिजली की स्थिति, मोड संकेत, और अन्य संकेतन कार्यों के लिए उपयुक्त।

7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• करंट लिमिटिंग: हमेशा सप्लाई वोल्टेज (V) के आधार पर गणना किए गए सीरीज रेसिस्टर का उपयोग करें_CC), एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F), और वांछित अग्र धारा (I_F). सूत्र: R = (V_CC - V_F) / I_F. अधिकतम V का उपयोग करें_F एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए डेटाशीट से।
• थर्मल प्रबंधन: सुनिश्चित करें कि पीसीबी में एलईडी पैड से जुड़ा पर्याप्त तांबे का क्षेत्र है जो हीट सिंक के रूप में कार्य करे, विशेष रूप से अधिकतम करंट रेटिंग पर या उसके निकट संचालन करते समय।
• ईएसडी सुरक्षा: यदि LED उपयोगकर्ता-सुलभ है, तो संवेदनशील इनपुट लाइनों पर ESD संरक्षण उपाय लागू करें।

8. Technical Comparison & Differentiation

27-21 SMD LED अपनी श्रेणी में कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है। इसका 2.7x2.1mm फुटप्रिंट कई पारंपरिक 3mm या 5mm थ्रू-होल LEDs से छोटा है, जिससे महत्वपूर्ण बोर्ड स्थान की बचत होती है। 130° का विस्तृत व्यूइंग एंगल संकरे-कोण वाले LEDs की तुलना में बेहतर ऑफ-एक्सिस दृश्यता प्रदान करता है। InGaN प्रौद्योगिकी के उपयोग से उच्च दक्षता के साथ चमकीला, संतृप्त नीला रंग प्राप्त होता है। इसके अलावा, RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों के अनुपालन से यह सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले वैश्विक बाजारों के लिए एक भविष्य-सुरक्षित विकल्प बन जाता है। विस्तृत बिनिंग सिस्टम डिजाइनरों को बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आवश्यक पूर्वानुमान देता है, जिसमें दृश्य स्थिरता की आवश्यकता होती है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

9.1 करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर अनिवार्य क्यों है?

LED की I-V विशेषता गैर-रैखिक है। बिना रोकनेवाला के, आपूर्ति वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि से धारा में बड़ी, अनियंत्रित वृद्धि होती है, जो 25mA की Absolute Maximum Rating को तेजी से पार कर जाती है और तत्काल विफलता का कारण बनती है। रोकनेवाला एक स्थिर कार्य बिंदु निर्धारित करता है।

9.2 क्या मैं इस LED को 5V की आपूर्ति से चला सकता हूँ?

हाँ, लेकिन आपको एक श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग करना होगा। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति (V_CC=5V), एक विशिष्ट V_F 3.3V का, और एक लक्ष्य I_F 20mA का, रोकनेवाला मान R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 ओम होगा। एक मानक 82 या 100 ओम रोकनेवाला उपयुक्त होगा, जिसकी शक्ति रेटिंग P = I²R = (0.02)² * 85 = 0.034W, इसलिए 1/8W या 1/10W रेसिस्टर पर्याप्त है।

9.3 Peak और Dominant Wavelength में क्या अंतर है?

Peak Wavelength (λ_p) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जहाँ स्पेक्ट्रल आउटपुट सबसे अधिक होता है। डॉमिनेंट वेवलेंथ (λ_d) एक गणना किया गया मूल्य है जो मानव आँख द्वारा अनुभव किए गए रंग से मेल खाता है, जिसमें संपूर्ण उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और आँख की संवेदनशीलता को ध्यान में रखा जाता है। इस नीले जैसे मोनोक्रोमैटिक एलईडी के लिए, वे अक्सर करीब होते हैं, लेकिन λ_d रंग विनिर्देश के लिए अधिक प्रासंगिक है।

9.4 बैग खोलने के बाद सख्त "फ्लोर लाइफ" क्यों होती है?

SMD LEDs अपने प्लास्टिक पैकेजिंग के माध्यम से वातावरण से नमी अवशोषित कर सकते हैं। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से फैल सकती है, जिससे आंतरिक विस्तार या "पॉपकॉर्निंग" हो सकती है, जो पैकेज को दरार देती है और डिवाइस को नष्ट कर देती है। फ्लोर लाइफ और बेकिंग प्रक्रियाएं इस नमी सामग्री का प्रबंधन करती हैं।

10. ऑपरेशनल प्रिंसिपल्स

यह एलईडी एक सेमीकंडक्टर फोटोनिक डिवाइस है। जब इसके जंक्शन क्षमता (लगभग 3.3V) से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल InGaN चिप के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। InGaN मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है—इस मामले में, लगभग 468 nm पर नीला। वाटर-क्लियर रेजिन एनकैप्सुलेशन चिप की सुरक्षा करता है और एक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो उत्सर्जित प्रकाश को निर्दिष्ट 130-डिग्री व्यूइंग एंगल में आकार देता है।

11. Industry Trends & Context

27-21 पैकेज एसएमडी एलईडी बाजार में एक परिपक्व और व्यापक रूप से अपनाया गया फॉर्म फैक्टर है, जो आकार, प्रदर्शन और निर्माण क्षमता के बीच संतुलन बनाता है। उद्योग अति-लघुकरण के लिए और भी छोटे पैकेजों (जैसे, 2016, 1608) और प्रकाश व्यवस्था के लिए उच्च-शक्ति वाले पैकेजों की ओर प्रयासरत है। इस तरह के घटकों को प्रभावित करने वाले प्रमुख रुझानों में शामिल हैं: डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए उच्च-रंग सटीकता और सुसंगत बिनिंग की बढ़ती मांग; स्मार्ट एलईडी के लिए ऑनबोर्ड आईसी का एकीकरण; और चमकदार दक्षता (लुमेन प्रति वाट) और विश्वसनीयता में सुधार पर अथक ध्यान। इसके अलावा, पर्यावरण अनुपालन (RoHS, हैलोजन-मुक्त) वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं में अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए एक अंतरकारक से एक आधारभूत आवश्यकता में बदल गया है।