SMD LED LTST-T680TBWT डेटाशीट - ब्लू स्कैटर्ड लाइट - 20mA - 80mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह घटक स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली प्रक्रिया के लिए डिज़ाइन किया गया है और स्थान-सीमित महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। यह LED एक बिखरने वाले लेंस का उपयोग करती है, जो पारदर्शी या वाटर-क्लियर लेंस की तुलना में व्यापक और अधिक समान प्रकाश वितरण प्रदान करती है, जिससे यह चकाचौंध कम करने की आवश्यकता वाले संकेतक प्रकाश और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

इस एलईडी के मुख्य लाभों में RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ हैजर्डस सब्सटेंस) निर्देश का अनुपालन शामिल है, जो इसे सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त बनाता है। यह 8mm कैरियर टेप पैकेजिंग में आता है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है और बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण में उपयोग किए जाने वाले मानक स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगत है। यह डिवाइस इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत होने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है, जो SMD असेंबली का उद्योग मानक है। इसकी इंटीग्रेटेड सर्किट (I.C.) संगत ड्राइव विशेषता सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाती है। इस घटक के प्रमुख लक्ष्य बाजार दूरसंचार उपकरण, ऑफिस ऑटोमेशन उपकरण, घरेलू उपकरण और औद्योगिक उपकरण हैं, जहाँ इसका उपयोग आमतौर पर स्टेटस इंडिकेशन, सिग्नल और सिंबल लाइटिंग तथा फ्रंट पैनल बैकलाइटिंग के लिए किया जाता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

यह खंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत LED की कार्य सीमाओं और प्रदर्शन विशेषताओं का विस्तृत विश्लेषण करता है। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और घटक के जीवनकाल को सुनिश्चित करने के लिए इन पैरामीटरों को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

Absolute maximum ratings define the stress limits that may cause permanent damage to the device. These are not conditions for continuous operation.

• Power Dissipation (Pd):80 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED पैकेज ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर अत्यधिक गर्मी हो सकती है और अर्धचालक सामग्री के क्षरण में तेजी आ सकती है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):100 mA। यह अधिकतम अनुमत तात्कालिक अग्र धारा है, जो आमतौर पर पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत निर्दिष्ट की जाती है। यह निरंतर धारा रेटिंग से काफी अधिक है और अल्पकालिक उच्च-तीव्रता फ्लैश से संबंधित है।
• DC अग्र धारा (I_F):20 mA। यह सामान्य संचालन के दौरान अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है। इस धारा या इससे कम पर LED चलाने से इष्टतम प्रदर्शन और दीर्घायु सुनिश्चित होती है।
• कार्य तापमान सीमा (T_opr):-40°C से +85°C। यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस परिवेश के तापमान की इस सीमा के भीतर निर्दिष्ट विशिष्टताओं के अनुसार कार्य करता है।
• भंडारण तापमान सीमा (T_stg):-40°C से +100°C। बिजली के बिना, डिवाइस इस तापमान सीमा में बिना क्षति के संग्रहीत किया जा सकता है।

2.2 Electrical and Optical Characteristics

ये पैरामीटर LED की सामान्य प्रदर्शन विशेषताओं का वर्णन करते हैं जब यह इसकी अनुशंसित स्थितियों (I_F= 20mA, Ta=25°C) के तहत संचालित होता है।

• प्रकाश तीव्रता (I_V):140.0 - 450.0 mcd (मिलिकैंडेला)। यह उत्सर्जित प्रकाश की अनुभूत शक्ति का माप है। विस्तृत सीमा इंगित करती है कि उपकरण में चमक के विभिन्न ग्रेड हैं (धारा 3 देखें)। तीव्रता एक ऐसे सेंसर का उपयोग करके मापी जाती है जिसे मानव आँख के दृश्य प्रकाश प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किया गया है।
• देखने का कोण (2θ_1/2):120 डिग्री (टिपिकल मान)। व्यू एंगल को वह पूर्ण कोण परिभाषित किया जाता है जब उत्सर्जित तीव्रता, अक्षीय (0 डिग्री) मापी गई तीव्रता की आधी हो जाती है। 120 डिग्री का कोण इंगित करता है कि प्रकाश पुंज बहुत चौड़ा है, जो एक डिफ्यूज़िंग लेंस की विशेषता है।
• पीक एमिशन वेवलेंथ (λ_P):468 nm (टिपिकल मान)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश का स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है। यह प्रयुक्त InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) सेमीकंडक्टर मटेरियल की एक भौतिक विशेषता है।
• डोमिनेंट वेवलेंथ (λ_d):465 - 475 nm। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो प्रकाश के अनुभव किए गए रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करती है, जो CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होती है। यह रंग ग्रेडिंग के लिए उपयोग किया जाने वाला पैरामीटर है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm (typical). यह अधिकतम तीव्रता के आधे पर मापी गई स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (फुल विड्थ एट हाफ मैक्सिमम - FWHM) है। 20nm का मान नीले InGaN LED के लिए विशिष्ट है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):3.3 V (typical), 3.8 V (maximum). यह 20mA ड्राइव करंट पर LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किट (जैसे, श्रृंखला रोकनेवाला या निरंतर-धारा ड्राइवर का चयन) डिजाइन करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• रिवर्स करंट (I_R):V_R= 5V पर, अधिकतम 10 μA। LED रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं है। यह पैरामीटर दर्शाता है कि यदि गलती से रिवर्स वोल्टेज लगाया जाता है तो बहुत कम लीकेज करंट होगा। अधिकतम रेटेड मान से अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से तत्काल विफलता हो सकती है।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

उत्पादन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, निर्माण के बाद LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर ग्रेड किया जाता है। इससे डिजाइनर अपने अनुप्रयोग के लिए विशिष्ट चमक, रंग और वोल्टेज आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन कर सकते हैं।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (V_f) ग्रेडिंग

LED को 20mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर ग्रेड किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड (D7 से D11) के लिए सहनशीलता ±0.1V है। उदाहरण के लिए, ग्रेड D9 में V_f3.2V से 3.4V के बीच वोल्टेज वाला LED। समान V_fरेंज से LED चुनने से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि जब कई LED एक सामान्य करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से समानांतर में जुड़े होते हैं तो उनकी चमक एक समान रहे।

3.2 Luminous Intensity (I_V) ग्रेडिंग

यह चमक ग्रेडिंग है। ग्रेडिंग R2 (140.0-180.0 mcd) से T2 (355.0-450.0 mcd) तक होती है, प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता 11% है। विशिष्ट चमक स्तर वाले अनुप्रयोग आवश्यक तीव्रता ग्रेड कोड निर्दिष्ट कर सकते हैं।

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य (W_d) ग्रेडिंग

यह रंग ग्रेडिंग है। इस नीले एलईडी के लिए, ग्रेड AC (465.0-470.0 nm) और AD (470.0-475.0 nm) हैं, सहनशीलता कड़ाई से ±1nm है। यह सुनिश्चित करता है कि असेंबली में सभी एलईडी का नीला रंग समान हो, जो सौंदर्यशास्त्र और सिग्नल अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि स्पेसिफिकेशन शीट में विशिष्ट आंकड़ों (जैसे, चित्र 1, चित्र 5) का हवाला दिया गया है, लेकिन यहां उनके सामान्य अर्थ का विश्लेषण किया गया है। गैर-मानक परिस्थितियों में प्रदर्शन को समझने के लिए ये वक्र महत्वपूर्ण हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)

LED की I-V विशेषता घातांकीय होती है। निर्णायक वोल्टेज से आगे फॉरवर्ड वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में भारी वृद्धि होती है। यह अरेखीय संबंध ही कारण है कि LED को करंट स्रोत या करंट-सीमित रोकनेवाला द्वारा संचालित किया जाना चाहिए; एक स्थिर वोल्टेज स्रोत थर्मल रनवे और क्षति का कारण बनेगा। 20mA पर विशिष्ट V_Fयह 3.3V है, जो इस वक्र पर एक बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट

कार्यशील सीमा के भीतर, दीप्त तीव्रता लगभग अग्र धारा के समानुपाती होती है। हालांकि, दक्षता (लुमेन प्रति वाट) अधिकतम रेटेड धारा से कम मान पर चरम पर पहुंच सकती है। LED को अधिकतम निरंतर धारा (20mA) पर चलाने से उच्चतम आउटपुट मिलता है, लेकिन इससे कम ड्राइव धाराओं की तुलना में प्रकाश दक्षता थोड़ी कम हो सकती है।

4.3 तापमान निर्भरता

LED का प्रदर्शन तापमान के प्रति संवेदनशील है। जंक्शन तापमान बढ़ने पर:
- फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) कम हो जाती है। यदि इसे एक स्थिर वोल्टेज स्रोत द्वारा एक साधारण रोकनेवाला के माध्यम से संचालित किया जाता है, तो इससे धारा में वृद्धि हो सकती है।
- प्रकाश तीव्रता (I_V) कम हो जाती है। तापमान बढ़ने के साथ, प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है, इस घटना को थर्मल क्षय कहा जाता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य में मामूली बदलाव हो सकता है, जिससे रंग में सूक्ष्म परिवर्तन होते हैं।
इसलिए, सुसंगत प्रदर्शन बनाए रखने के लिए उचित थर्मल प्रबंधन (उदाहरण के लिए, गर्मी अपव्यय के लिए पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र) महत्वपूर्ण है।

4.4 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रम आउटपुट वक्र लगभग 468 nm पर केंद्रित एक एकल शिखर दिखाता है, जिसकी विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 20 nm है। यह नीले InGaN LED की विशेषता है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के अन्य भागों में न्यूनतम उत्सर्जन होता है, जिससे संतृप्त नीला रंग उत्पन्न होता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आकार और ध्रुवीयता

LED को मानक उद्योग SMD पैकेज में एनकैप्सुलेट किया गया है। कैथोड को आमतौर पर घटक के शीर्ष पर एक हरे बिंदु या पैकेज बॉडी के एक तरफ एक खांचे/चम्फर द्वारा चिह्नित किया जाता है। सही ध्रुवीयता पर माउंट करते समय ध्यान देना चाहिए। यह पैकेज इन्फ्रारेड रीफ्लो और वेपर फेज सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

5.2 अनुशंसित PCB पैड

डेटाशीट में अनुशंसित PCB पैड पैटर्न (फुटप्रिंट आयाम) शामिल होते हैं। विश्वसनीय सोल्डर जोड़, रीफ्लो के दौरान सही सेल्फ-अलाइनमेंट, और एलईडी से PCB तक प्रभावी ऊष्मा स्थानांतरण प्राप्त करने के लिए इस पैटर्न का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड डिज़ाइन में आमतौर पर सोल्डरबिलिटी और ऊष्मा अपव्यय के संतुलन के लिए थर्मल रिलीफ कनेक्शन शामिल होते हैं।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

यह घटक लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए रेटेड है। J-STD-020B के अनुरूप अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्रीहीट/सोक:150°C से 200°C तक गर्म करें, अधिकतम 120 सेकंड तक रखें, ताकि फ्लक्स सक्रिय हो और थर्मल शॉक न्यूनतम रहे।
- रिफ्लो (लिक्विडस):पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 217°C (SAC सोल्डर का विशिष्ट लिक्विडस तापमान) से ऊपर का समय सिफारिशित सीमा (जैसे, 30-60 सेकंड) के भीतर सीमित होना चाहिए।
- कूलिंग:वेल्ड जोड़ों और घटकों पर तनाव को कम करने के लिए शीतलन दर को नियंत्रित करें।
विशिष्ट PCB असेंबली के लिए प्रोफाइल को चरित्रित करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि बोर्ड की मोटाई, घटक घनत्व और ओवन प्रकार LED द्वारा अनुभव किए गए थर्मल प्रोफाइल को प्रभावित करते हैं।

6.2 मैनुअल सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग करनी ही पड़े, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। 300°C अधिकतम तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, प्रत्येक पैड पर सोल्डरिंग का समय 3 सेकंड से कम सीमित रखें। प्लास्टिक पैकेजिंग और आंतरिक बॉन्डिंग तारों को तापीय क्षति से बचाने के लिए यह प्रक्रिया केवल एक बार की जानी चाहिए।

6.3 सफाई

सोल्डरिंग के बाद की सफाई केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट से ही की जानी चाहिए। आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) या एथेनॉल के उपयोग की सिफारिश की जाती है। LED को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। कठोर या अनिर्दिष्ट रसायन प्लास्टिक लेंस और पैकेजिंग सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6.4 भंडारण एवं आर्द्रता संवेदनशीलता

LED को डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी बैग में पैक किया जाता है। मूल सीलबंद बैग खोलने के बाद, घटक पर्यावरणीय आर्द्रता के संपर्क में आ जाता है। बैग खोलने के 168 घंटे (7 दिन) के भीतर इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया पूरी करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। खोलने के बाद लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता वाले मामलों के लिए, LED को डिसिकेंट के साथ सीलबंद कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। यदि घटक का संपर्क समय 168 घंटे से अधिक हो जाता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव (एनकैप्सुलेशन दरार) को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता होती है।

7. अनुप्रयोग नोट और डिजाइन विचार

7.1 ड्राइविंग विधि

LED एक करंट-ड्राइवन डिवाइस है। सबसे आम और सरल ड्राइविंग विधि वोल्टेज स्रोत से श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला जोड़ना है। रोकनेवाला मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (V_{पावर सप्लाई}- V_F) / I_Fउदाहरण के लिए, 5V पावर सप्लाई का उपयोग करते हुए, V_F3.3V के लिए, अपेक्षित I_F20mA के लिए: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 ओम। मानक 82 या 100 ओम रोकनेवाला उपयुक्त होगा। कई एलईडी वाले अनुप्रयोगों के लिए, उन्हें श्रृंखला में जोड़ने से प्रत्येक एलईडी के माध्यम से समान धारा सुनिश्चित होती है, जिससे चमक एकसमान होती है। समानांतर कनेक्शन संभव है, लेकिन इसमें V के सावधानीपूर्वक मिलान की आवश्यकता होती है।_Fया प्रत्येक एलईडी के लिए अलग-अलग रोकनेवाला का उपयोग करें, ताकि धारा असमान न हो।

7.2 थर्मल प्रबंधन

हालांकि बिजली की खपत अपेक्षाकृत कम है (अधिकतम 80mW), लेकिन जीवनकाल और रंग स्थिरता के लिए प्रभावी ताप अपव्यय अभी भी महत्वपूर्ण है। अनुशंसित PCB पैड का उपयोग करना और तांबे की परत के साथ पर्याप्त थर्मल कनेक्शन रखने से ताप अपव्यय में मदद मिलती है। LED को वेंटिलेशन रहित बंद स्थानों में रखने से बचें।

7.3 अनुप्रयोग सीमाएँ

यह घटक सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से प्रमाणित नहीं किया गया है जहाँ उच्च विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है और विफलता सुरक्षा को खतरे में डाल सकती है (उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस, चिकित्सा जीवन समर्थन, यातायात नियंत्रण)। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, उचित प्रमाणन वाले घटकों की खरीद की जानी चाहिए।

8. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

8.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश

LED को सुरक्षात्मक कवर टेप के साथ उभरे हुए कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है। कैरियर टेप की चौड़ाई 8mm है। रील का व्यास 7 इंच (178mm) है। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 मानक के अनुरूप है, ताकि स्वचालित असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित हो सके। कैरियर टेप में स्थिति छिद्र होते हैं, ताकि सतह माउंट प्रक्रिया के दौरान ध्रुवीयता सही रहे।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को बिना किसी रोकनेवाला के 3.3V बिजली आपूर्ति से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। एक सामान्य V_F3.3V है, लेकिन बिनिंग के अनुसार, यह 2.8V से 3.8V के बीच भिन्न हो सकता है। इसे सीधे 3.3V पावर स्रोत से जोड़ने से कम V_Fवाले यूनिट में अत्यधिक करंट, या उच्च V_Fवाले यूनिट में प्रकाश उत्सर्जन न हो सकता है। हमेशा एक श्रृंखला रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: चरम तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
उत्तर: चरम तरंगदैर्ध्य (λ_P) स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली एकल तरंगदैर्ध्य है, जिसकी गणना रंग निर्देशांक से की जाती है। λ_dरंग विनिर्देश और ग्रेडिंग के लिए।

प्रश्न: बैग खोलने के बाद 168 घंटे की शॉप फ्लोर लाइफ सीमा क्यों है?
उत्तर: SMD प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन हवा से नमी अवशोषित कर लेता है। उच्च तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह नमी तेजी से भाप में बदल जाती है, जिससे आंतरिक दबाव पैदा होता है और एनकैप्सुलेशन में दरार आ सकती है ("पॉपकॉर्न" प्रभाव)। 168 घंटे की सीमा घटक की Moisture Sensitivity Level (MSL) पर आधारित है।

प्रश्न: बहु-LED ऐरे में समान चमाक कैसे प्राप्त करें?
उत्तर: सर्वोत्तम विधि एलईडी को श्रृंखला में जोड़ना है, ताकि प्रत्येक एलईडी से समान धारा प्रवाहित हो। यदि समानांतर विन्यास का उपयोग करना ही है, तो समान V_Fऔर I_Vग्रेड से एलईडी का उपयोग करें, और V_F variations की भरपाई के लिए प्रत्येक एलईडी के लिए अलग-अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करने पर विचार करें।