SMD LED 15-21/B6C-ZQ1R1N/2T डेटाशीट - नीला - 2.0x1.25x0.8mm - अधिकतम 3.7V - 40mW - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

15-21/B6C-ZQ1R1N/2T एक कॉम्पैक्ट, सरफेस-माउंट ब्लू एलईडी है जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिनमें उच्च-घनत्व घटक प्लेसमेंट और विश्वसनीय प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। यह उपकरण 468 एनएम की विशिष्ट चरम तरंगदैर्ध्य के साथ नीला उत्सर्जन उत्पन्न करने के लिए InGaN चिप तकनीक का उपयोग करता है। इसका लघु फुटप्रिंट और हल्का निर्माण इसे स्थान-सीमित डिज़ाइनों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ

इस एलईडी का प्राथमिक लाभ पारंपरिक लीड-फ्रेम प्रकार के घटकों की तुलना में इसका काफी कम आकार है। इससे छोटे मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) डिज़ाइन, उच्च पैकिंग घनत्व, भंडारण स्थान की कम आवश्यकता और अंततः, अधिक कॉम्पैक्ट अंतिम-उपयोगकर्ता उपकरणों का विकास संभव होता है। मानक स्वचालित प्लेसमेंट और सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ इसकी अनुकूलता उच्च-मात्रा विनिर्माण के लिए इसकी उपयुक्तता को और बढ़ाती है।

1.2 लक्षित बाजार और अनुप्रयोग

यह एलईडी उपभोक्ता, औद्योगिक और दूरसंचार अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए लक्षित है। विशिष्ट उपयोग के मामलों में इंस्ट्रूमेंट पैनल, स्विच और प्रतीकों के लिए बैकलाइटिंग; टेलीफोन और फैक्स मशीन जैसे दूरसंचार उपकरणों में संकेतक और बैकलाइटिंग कार्य; एलसीडी के लिए फ्लैट बैकलाइटिंग; और सामान्य-उद्देश्य संकेतक अनुप्रयोग शामिल हैं।

2. तकनीकी विशिष्टताएँ और गहन व्याख्या

यह खंड डिवाइस की विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं का विस्तृत विश्लेषण प्रदान करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।

• Reverse Voltage (VR): 5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• फॉरवर्ड करंट (IF): 20 mA. यह अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): 40 mA. यह रेटिंग 1 kHz पर 1/10 ड्यूटी साइकिल के साथ पल्स्ड स्थितियों में लागू होती है।
• पावर डिसिपेशन (Pd): 40 mW. यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज 25°C के परिवेश तापमान पर व्यय कर सकता है। उच्च तापमान पर डीरेटिंग आवश्यक है।
• Operating Temperature (Topr): -40°C to +85°C. The device is guaranteed to function within this ambient temperature range.
• Storage Temperature (Tstg): -40°C से +90°C.
• सोल्डरिंग तापमान (Tsol): रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, अधिकतम 10 सेकंड के लिए 260°C का पीक तापमान निर्दिष्ट है। हैंड सोल्डरिंग के लिए, प्रति टर्मिनल अधिकतम 3 सेकंड के लिए आयरन टिप का तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये मापदंड 20 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) और 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर मापे गए हैं, जो विशिष्ट संचालन स्थितियों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• Luminous Intensity (Iv): यह न्यूनतम 72.0 mcd से लेकर अधिकतम 140.0 mcd तक होता है, जिसकी सामान्य सहनशीलता ±11% है। वास्तविक मान बिन कोड (Q1, Q2, R1) द्वारा निर्धारित किया जाता है।
• देखने का कोण (2θ1/2): आम तौर पर 130 डिग्री। यह चौड़ा देखने का कोण LED को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λp): आमतौर पर 468 nm.
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 465.0 nm से 475.0 nm तक की सीमा में, ±1 nm की सहनशीलता के साथ। विशिष्ट बिन को X (465-470 nm) या Y (470-475 nm) के रूप में कोडित किया गया है।
• Spectral Bandwidth (Δλ): आमतौर पर 25 nm, शिखर तीव्रता के आधे पर मापा गया (FWHM)।
• Forward Voltage (VF): 20 mA पर 2.70 V से 3.70 V तक की सीमा, जिसकी सहनशीलता ±0.1V है। विशिष्ट बिन को 10 (2.7-2.9V) से 14 (3.5-3.7V) तक कोडित किया गया है।
• रिवर्स करंट (IR): जब 5V का रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाया जाता है तो अधिकतम 50 μA। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि डिवाइस रिवर्स बायस में संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल लीकेज करंट परीक्षण के लिए है।

2.3 थर्मल विशेषताएँ

हालांकि एक अलग तालिका में स्पष्ट रूप से सूचीबद्ध नहीं है, थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। 40 mW की पावर डिसिपेशन रेटिंग और ऑपरेटिंग तापमान सीमा थर्मल सीमाओं को परिभाषित करती है। डिजाइनरों को पर्याप्त PCB लेआउट सुनिश्चित करना चाहिए और, यदि आवश्यक हो, तो थर्मल वायस या हीटसिंकिंग का उपयोग करके जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखना चाहिए, खासकर जब उच्च परिवेश के तापमान पर या अधिकतम धारा के निकट संचालित किया जा रहा हो।

3. Binning System Explanation

उत्पाद को उत्पादन लॉट के भीतर एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 Luminous Intensity Binning

Luminous intensity is categorized into three bins:
- Q1: 72.0 - 90.0 mcd
- Q2: 90.0 - 112.0 mcd
- R1: 112.0 - 140.0 mcd

3.2 Dominant Wavelength Binning

रंग (प्रमुख तरंगदैर्ध्य) को दो बिन में वर्गीकृत किया गया है:
- X: 465.0 - 470.0 nm
- Y: 470.0 - 475.0 nm

3.3 Forward Voltage Binning

फॉरवर्ड वोल्टेज को करंट रेगुलेशन सर्किट डिजाइन में सहायता के लिए पाँच बिन में वर्गीकृत किया गया है:
- 10: 2.7 - 2.9 V
- 11: 2.9 - 3.1 V
- 12: 3.1 - 3.3 V
- 13: 3.3 - 3.5 V
- 14: 3.5 - 3.7 V

4. Performance Curve Analysis

The datasheet includes several typical characteristic curves that illustrate device behavior under varying conditions.

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (आई-वी कर्व)

यह कर्व फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का चयन करने के लिए यह अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह कर्व आम तौर पर दर्शाता है कि टर्न-ऑन बिंदु से आगे वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि से करंट में बड़ी वृद्धि होती है, जो करंट रेगुलेशन की आवश्यकता को रेखांकित करती है।

4.2 रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन फॉरवर्ड करंट के साथ बढ़ता है। यह एक सीमा में आम तौर पर रैखिक होता है, लेकिन उच्च धाराओं पर तापीय और दक्षता प्रभावों के कारण संतृप्त हो जाएगा। अधिकतम रेटेड करंट के निकट संचालन से चमक में आनुपातिक वृद्धि नहीं हो सकती है और यह डिवाइस के जीवनकाल को कम कर देगा।

4.3 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

यह वक्र परिवेशी तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी (डीरेटिंग) दर्शाता है। तापमान बढ़ने पर प्रदीप्त तीव्रता आमतौर पर कम हो जाती है। विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए, अनुप्रयोग डिजाइन में तापीय प्रबंधन पर विचार किया जाना चाहिए।

4.4 Spectrum Distribution

स्पेक्ट्रल प्लॉट 468 nm की शिखर तरंगदैर्ध्य पर केंद्रित उत्सर्जन प्रोफाइल दर्शाता है, जिसकी विशिष्ट FWHM 25 nm है। यह जानकारी रंग-संवेदी अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4.5 Radiation Pattern

विकिरण आरेख प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है, जो सामान्य 130-डिग्री दृश्य कोण की पुष्टि करता है। इस प्रकार के पैकेज के लिए पैटर्न आमतौर पर लैम्बर्टियन या नियर-लैम्बर्टियन होता है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

15-21 SMD LED का फुटप्रिंट कॉम्पैक्ट है। मुख्य आयाम (मिमी में, सहनशीलता ±0.1 मिमी जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो) में बॉडी की लंबाई 2.0 मिमी, चौड़ाई 1.25 मिमी और ऊंचाई 0.8 मिमी शामिल हैं। विस्तृत ड्राइंग PCB लैंड पैटर्न डिजाइन के लिए पैड स्पेसिंग और समग्र आउटलाइन निर्दिष्ट करती है।

5.2 Polarity Identification

कैथोड को पैकेज पर स्पष्ट रूप से चिह्नित किया गया है। डिवाइस को क्षति से बचाने के लिए असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी का पालन किया जाना चाहिए।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

यह डिवाइस इन्फ्रारेड और वेपर फेज रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगत है। एक लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है:
- प्रीहीट: 150-200°C, 60-120 सेकंड के लिए।
- लिक्विडस (217°C) से ऊपर समय: 60-150 सेकंड।
- शिखर तापमान: अधिकतम 260°C, 10 सेकंड से अधिक नहीं रोका जाना चाहिए।
- अधिकतम तापन दर: 6°C/सेकंड, अधिकतम शीतलन दर: 3°C/सेकंड।
Reflow soldering दो बार से अधिक नहीं किया जाना चाहिए।

6.2 Hand Soldering

यदि हाथ से सोल्डरिंग करना आवश्यक हो, तो 350°C से कम टिप तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। प्रत्येक टर्मिनल के लिए संपर्क समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रत्येक टर्मिनल की सोल्डरिंग के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतराल होना चाहिए। थर्मल शॉक से बचने के लिए सोल्डरिंग आयरन की शक्ति 25W या उससे कम होनी चाहिए।

6.3 Storage and Moisture Sensitivity

एलईडी को नमीरोधी बैरियर बैग में डिसिकेंट के साथ पैक किया गया है।
- उपयोग के लिए तैयार होने तक बैग न खोलें।
- खोलने के बाद, अनुपयोगी एलईडी को ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहित किया जाना चाहिए।
- बैग खोलने के बाद "फ्लोर लाइफ" 168 घंटे (7 दिन) है।
- यदि फ्लोर लाइफ समाप्त हो गई है या डेसिकेंट नमी के प्रवेश का संकेत देता है, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे के लिए बेक-आउट आवश्यक है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

एलईडी 8 मिमी चौड़ी उभरी हुई वाहक टेप पर आपूर्ति की जाती हैं, जो 7-इंच व्यास के रील पर लपेटी जाती हैं। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। स्वचालित फीडर सेटअप के लिए रील और वाहक टेप के विस्तृत आयाम प्रदान किए गए हैं।

7.2 लेबल सूचना

रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए महत्वपूर्ण जानकारी होती है: ग्राहक उत्पाद संख्या (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), पैकिंग मात्रा (QTY), और प्रकाशमान तीव्रता (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (HUE), और अग्र वोल्टेज (REF) के लिए विशिष्ट बिन कोड, साथ ही लॉट नंबर।

8. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार

8.1 करंट लिमिटिंग

Critical: LED के साथ श्रृंखला में हमेशा एक बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग किया जाना चाहिए। फॉरवर्ड वोल्टेज का नकारात्मक तापमान गुणांक और उत्पादन सहनशीलता होती है। वोल्टेज स्रोत से सीधा कनेक्शन, यहां तक कि सामान्य VF से थोड़ा ऊपर भी, एक बड़े, अनियंत्रित करंट सर्ज का कारण बन सकता है जिससे तत्काल विफलता हो सकती है।

8.2 PCB Layout

सुनिश्चित करें कि PCB लैंड पैटर्न अनुशंसित फुटप्रिंट से मेल खाता है। विशेष रूप से उच्च धाराओं पर या उच्च परिवेशी तापमान में कार्य करते समय, ताप अपव्यय के लिए पर्याप्त तांबे का क्षेत्र प्रदान करें। सोल्डरिंग के दौरान और बाद में LED बॉडी पर यांत्रिक तनाव से बचें।

8.3 ESD सावधानियाँ

डिवाइस की ESD संवेदनशीलता रेटिंग 150V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) है। असेंबली और हैंडलिंग के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।

9. अनुपालन और पर्यावरण संबंधी जानकारी

उत्पाद प्रमुख पर्यावरणीय नियमों के अनुपालन में है:
- RoHS: यह उत्पाद सीसा-मुक्त है और हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध निर्देश (RoHS) का अनुपालन करता है।
- REACH: यूरोपीय संघ के रसायनों के पंजीकरण, मूल्यांकन, प्राधिकरण और प्रतिबंध (REACH) विनियमन के अनुरूप है।
- हैलोजन-मुक्त: Compliant with halogen-free requirements (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

10. Frequently Asked Questions (FAQ)

10.1 मेरा LED पावर चालू करते ही तुरंत क्यों विफल हो गया?

सबसे आम कारण एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का अभाव है। LED करंट-चालित उपकरण हैं। उन्हें सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ने पर अत्यधिक करंट प्रवाह होता है। हमेशा एक रेसिस्टर का उपयोग करें जिसकी गणना सप्लाई वोल्टेज, LED के फॉरवर्ड वोल्टेज (सुरक्षा के लिए अधिकतम बिन मान का उपयोग करें), और वांछित ऑपरेटिंग करंट के आधार पर की गई हो।

10.2 क्या मैं इस LED का उपयोग बाहर कर सकता हूँ?

इसका ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40°C से +85°C है, जो कई बाहरी परिस्थितियों को कवर करता है। हालाँकि, बाहरी उपयोग के लिए मुख्य सीमा अक्सर नमी और यूवी विकिरण के प्रति पैकेज का प्रतिरोध होता है, जो इस मानक वाणिज्यिक-ग्रेड घटक के लिए निर्दिष्ट नहीं है। कठोर वातावरण के लिए, विशेष रूप से बाहरी या ऑटोमोटिव उपयोग के लिए रेटेड उपकरणों पर विचार करें।

10.3 लेबल पर बिन कोड्स की व्याख्या कैसे करूँ?

बिन कोड (जैसे ZQ1R1N) विशिष्ट प्रदर्शन वर्गीकरण से मेल खाते हैं। "Q1" चमकदार तीव्रता बिन (72-90 एमसीडी) को दर्शाता है, "R1" आंतरिक उत्पाद कोड का हिस्सा है, और "N" अन्य विशेषताओं से संबंधित हो सकता है। लेबल फ़ील्ड CAT, HUE और REF क्रमशः चमकदार तीव्रता, प्रमुख तरंगदैर्ध्य और फॉरवर्ड वोल्टेज बिन को स्पष्ट रूप से बताते हैं।

10.4 क्या सोल्डरिंग के बाद मरम्मत/पुनर्कार्य की अनुमति है?

मरम्मत की अनुशंसा नहीं की जाती है। यदि बिल्कुल आवश्यक हो, तो सोल्डर जोड़ों या एलईडी बॉडी पर यांत्रिक तनाव से बचने के लिए दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए दोहरे सिरे वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। किसी भी पुनर्कार्य के बाद हमेशा सत्यापित करें कि एलईडी की विशेषताएं ख़राब नहीं हुई हैं।

11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

11.1 एक स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिज़ाइन करना

एक कंट्रोल पैनल पर विचार करें जिसमें कई नीले स्टेटस इंडिकेटर की आवश्यकता है। 15-21 LED का उपयोग करके, डिजाइनर उच्च-घनत्व लेआउट प्राप्त कर सकते हैं। 5V सिस्टम के लिए, एक श्रृंखला रोकनेवाला मूल्य की गणना की जाती है। बिन 14 (3.7V) से अधिकतम VF और 15 mA के लक्ष्य करंट (लंबे जीवन के लिए 20 mA अधिकतम से नीचे) का उपयोग करते हुए, रोकनेवाला मूल्य R = (5V - 3.7V) / 0.015A ≈ 87 ओम है। एक मानक 91-ओम या 100-ओम रोकनेवाला उपयुक्त होगा। 130-डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल विभिन्न कोणों से दृश्यता सुनिश्चित करता है। असेंबली के दौरान नमी संवेदनशीलता प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए यदि पीसीबी को बैग खोलने के तुरंत बाद सोल्डर नहीं किया जाता है।

12. Technical Principle Introduction

यह LED एक इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) सेमीकंडक्टर चिप पर आधारित है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सेमीकंडक्टर के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। InGaN मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य को परिभाषित करती है—इस मामले में, नीला। चिप को एक स्पष्ट रेजिन लेंस में एनकैप्सुलेट किया गया है जो डाई की सुरक्षा करता है, यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है।

13. उद्योग रुझान और संदर्भ

15-21 पैकेज एसएमडी एलईडी बाजार में एक परिपक्व फॉर्म फैक्टर का प्रतिनिधित्व करता है। वर्तमान उद्योग रुझान अति-लघुकरण, उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) और बेहतर रंग स्थिरता (टाइटर बिनिंग) के लिए और भी छोटे पैकेजों (जैसे, 0402, 0201 मीट्रिक आकार) की ओर अग्रसर हैं। ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उच्च तापमान और आर्द्रता स्थितियों में बढ़ी हुई विश्वसनीयता पर भी मजबूत ध्यान केंद्रित है। यह डिवाइस उन अनुप्रयोगों में अच्छी तरह फिट बैठता है जहां एक सिद्ध, लागत-प्रभावी और आसानी से उपलब्ध नीला प्रकाश स्रोत आवश्यक है, जो आकार, प्रदर्शन और निर्माण में आसानी के बीच संतुलन बनाता है।