LTST-S320TBKT साइड-एमिटिंग SMD ब्लू LED डेटाशीट - 3.2x1.6x1.2mm - 2.8-3.8V - 76mW - इंडियम गैलियम नाइट्राइड ब्लू चिप - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक माइक्रो साइड-एमिटिंग सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह उपकरण स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है और सीमित स्थान वाले महत्वपूर्ण अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। इसके कॉम्पैक्ट आकार और विश्वसनीय प्रदर्शन के कारण यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक आदर्भ घटक है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

इस LED के मुख्य लाभों में शामिल हैं: इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करके अति-उच्च चमक आउटपुट प्राप्त करना, 130 डिग्री का व्यापक देखने का कोण होना, और बड़े पैमाने पर विनिर्माण में उपयोग की जाने वाली मानक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ पूर्ण संगतता। बेहतर सोल्डरबिलिटी के लिए पैकेजिंग टिन प्लेटेड है, और उच्च दक्षता वाली पिक-एंड-प्लेस स्वचालित उत्पादन के लिए इसे उद्योग-मानक 8 मिलीमीटर टेप और 7 इंच रील के रूप में आपूर्ति की जाती है।

इसके लक्षित अनुप्रयोग व्यापक उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों को शामिल करते हैं। यह आमतौर पर स्टेटस इंडिकेशन, कीबोर्ड बैकलाइटिंग, कंट्रोल पैनल पर प्रतीक प्रकाश व्यवस्था, और माइक्रो-डिस्प्ले में एकीकरण के लिए उपयोग किया जाता है। इसकी विश्वसनीयता और प्रदर्शन इसे दूरसंचार उपकरणों, ऑफिस ऑटोमेशन उपकरणों, घरेलू उपकरणों और विभिन्न औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

सर्किट डिज़ाइन को सही ढंग से करने और अपेक्षित प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए विद्युत और प्रकाशिक मापदंडों की गहन समझ महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग्स उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन्हें परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट किया गया है।

• शक्ति अपव्यय (Pd):76 mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे डिवाइस सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• निरंतर अग्र धारा (IF):20 mA DC. यह सुझाव दिया गया अधिकतम धारा है जो दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए है।
• Peak Forward Current:100 mA, केवल पल्स स्थितियों में अनुमति है (ड्यूटी साइकिल 1/10, पल्स चौड़ाई 0.1ms)। डीसी धारा रेटिंग से क्षणिक अधिकता भी LED के प्रदर्शन में गिरावट का कारण बन सकती है।
• कार्य तापमान सीमा:-20°C से +80°C। यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर सामान्य रूप से कार्य करता है।
• भंडारण तापमान सीमा:-30°C से +100°C।
• वेल्डिंग तापमान:यह 260°C के पीक तापमान और अधिकतम 10 सेकंड के लिए इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग को सहन कर सकता है, जो लीड-फ्री (Pb-free) असेंबली प्रक्रिया मानकों के अनुरूप है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं, मापन की शर्तें Ta=25°C, अग्र धारा (IF) 20 mA हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।

• प्रदीपन तीव्रता (Iv):रेंज न्यूनतम 28.0 मिलिकैंडेला (mcd) से लेकर अधिकतम 180.0 mcd तक है। वास्तविक मान डिवाइस के बिनिंग ग्रेड द्वारा निर्धारित किया जाता है (धारा 3 देखें)।
• व्यूइंग एंगल (2θ1/2):130 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब उत्सर्जन तीव्रता केंद्रीय अक्ष पर मापे गए मान से आधी हो जाती है। साइड-व्यू पैकेज को माउंटिंग सतह के लंबवत प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो साइड-लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए इस पैरामीटर को महत्वपूर्ण बनाता है।
• पीक एमिशन वेवलेंथ (λP):विशिष्ट मान 468 नैनोमीटर (nm) है, जो दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र में स्थित है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):यह 465.0 nm से 475.0 nm तक की सीमा में होता है। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है और जो रंग को परिभाषित करता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):लगभग 25 nm. यह उत्सर्जित नीले प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):20 mA धारा पर, यह 2.8 वोल्ट से 3.8 वोल्ट तक की सीमा में होता है। यह LED के काम करते समय उसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है, जो ड्राइवर डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
• रिवर्स करंट (IR):5V रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाने पर, अधिकतम 10 माइक्रोएम्पियर (μA)। LED रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

निर्माण भिन्नताओं के कारण, LED को प्रदर्शन के आधार पर बिन किया जाता है। यह प्रणाली डिजाइनरों को सख्ती से नियंत्रित विशेषताओं वाले उपकरणों का चयन करने की अनुमति देती है, ताकि अनुप्रयोग प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित हो सके।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ग्रेडिंग

LED को 20 mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर समूहीकृत किया जाता है। ग्रेडिंग रेंज D7 (2.80V - 3.00V) से D11 (3.60V - 3.80V) तक है, प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±0.1V है। एक ही VF ग्रेड से LED का चयन करने से कई डिवाइसों को समानांतर में जोड़ने पर चमक और करंट वितरण एक समान सुनिश्चित होता है।

3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) ग्रेडिंग

यह प्रमुख चमक ग्रेडिंग है। ग्रेडिंग को N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd) और R (112.0-180.0 mcd) के रूप में परिभाषित किया गया है, प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±15% है। यह अंतिम अनुप्रयोग में प्रकाश उत्पादन स्तर का सटीक नियंत्रण सक्षम बनाता है।

3.3 डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) ग्रेडिंग

LED को उनके रंग बिंदु के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। इस नीले LED के लिए, ग्रेड AC (465.0-470.0 nm) और AD (470.0-475.0 nm) हैं, जिनकी सख्त सहनशीलता ±1 nm है। यह सुनिश्चित करता है कि किसी सरणी या डिस्प्ले में विभिन्न LED के बीच रंग भिन्नता न्यूनतम हो।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार की गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

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

I-V characteristic is nonlinear. The curve shows that a small increase in voltage beyond the turn-on threshold (approximately 2.8V) causes a sharp rise in current. Therefore, a current-limiting source, not a constant voltage source, must be used to drive the LED to prevent thermal runaway and damage.

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट संबंध

यह वक्र दर्शाता है कि निर्धारित कार्य सीमा के भीतर, प्रकाश उत्पादन लगभग अग्र धारा के समानुपाती होता है। हालांकि, अत्यधिक उच्च धारा पर, ताप वृद्धि के कारण दक्षता (लुमेन प्रति वाट) कम हो सकती है।

4.3 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रल आउटपुट ग्राफ लगभग 468 nm पर केंद्रित एक एकल शिखर दिखाता है, जो InGaN-आधारित नीले LED की विशेषता है। अपेक्षाकृत संकीर्ण FWHM अच्छे रंग संतृप्ति का संकेत देता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Package Dimensions

यह उपकरण उद्योग-मानक SMD पैकेज आकार का अनुपालन करता है। प्रमुख आयामों में लगभग 3.2 मिमी की बॉडी लंबाई, 1.6 मिमी चौड़ाई और 1.2 मिमी ऊंचाई शामिल है। सभी सहनशीलताएं आमतौर पर ±0.1 मिमी होती हैं। साइड-एमिटिंग डिज़ाइन का अर्थ है कि प्रकाश उत्सर्जन का मुख्य सतह पैकेज के छोटे पार्श्व पर स्थित है।

5.2 PCB पैड लेआउट और पोलैरिटी

PCB डिज़ाइन के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किए गए हैं। कैथोड (नकारात्मक) टर्मिनल को आमतौर पर LED पैकेज पर एक दृश्य चिह्न द्वारा पहचाना जाता है, जैसे कि नॉच, हरा बिंदु या कट कॉर्नर। असेंबली त्रुटियों को रोकने के लिए PCB सिल्कस्क्रीन को पोलैरिटी को स्पष्ट रूप से इंगित करना चाहिए। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों को प्राप्त करने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान टॉम्बस्टोनिंग को रोकने के लिए सही पैड आकार और पिच महत्वपूर्ण हैं।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल

यह उपकरण लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्त है। अनुशंसित तापमान प्रोफ़ाइल में प्रीहीट ज़ोन (150-200°C), नियंत्रित तापन प्रक्रिया, 260°C से अधिक न होने वाला पीक तापमान और पीक तापमान पर अधिकतम 10 सेकंड का समय शामिल है। रीफ्लो सोल्डरिंग चक्रों की कुल संख्या दो से अधिक नहीं होनी चाहिए। यह प्रोफ़ाइल पैकेज अखंडता और विश्वसनीय विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करने के लिए JEDEC मानक पर आधारित है।

6.2 भंडारण और संचालन

LED नमी-संवेदनशील (MSL 3) होते हैं। जब सिलिका जेल ड्रायर के साथ मूल सील्ड मॉइस्चर बैग में संग्रहित किए जाते हैं, तो ≤30°C और ≤90% RH स्थितियों में इनकी शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। एक बार बैग खोलने के बाद, घटकों को ≤30°C और ≤60% RH के परिवेशी परिस्थितियों में एक सप्ताह के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि एक्सपोजर का समय अधिक है, तो अवशोषित नमी को हटाने और "पॉपकॉर्न" प्रभाव (रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान पैकेज क्रैकिंग) को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले कम से कम 20 घंटे, 60°C पर बेकिंग की आवश्यकता होती है।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स जैसे आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) या एथेनॉल का उपयोग करें। LED को कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अपघर्षक या अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकता है।

6.4 स्थैतिक विद्युत निर्वहन (ESD) सुरक्षा उपाय

यह LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से क्षति के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रिया के दौरान उचित ESD नियंत्रण उपाय अपनाने आवश्यक हैं। इसमें ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, कलाई पट्टा, प्रवाहकीय फर्श मैट और एंटीस्टैटिक पैकेजिंग का उपयोग शामिल है।

7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

7.1 टेपिंग और रील विनिर्देश

घटक 8 मिलीमीटर चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं। कैरियर टेप मानक 7 इंच (178 mm) व्यास की रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप को सुरक्षात्मक कवर टेप से सील किया जाता है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 मानक के अनुरूप है।

7.2 न्यूनतम ऑर्डर मात्रा

मानक पैकेजिंग मात्रा एक रील (3000 पीस) है। पूरी रील से कम मात्रा के लिए, 500 पीस के न्यूनतम पैक आकार में खुला स्टॉक उपलब्ध है।

8. अनुप्रयोग विवरण एवं डिज़ाइन विचार

8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित करते समय, एक स्थिर-धारा ड्राइवर या एलईडी के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग करना आवश्यक है। रोकनेवाला मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R = (सप्लाई वोल्टेज - एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज) / वांछित धारा। फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज (2.8-3.8V) को ध्यान में रखते हुए, डिज़ाइन में सबसे खराब स्थिति पर विचार किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कम फॉरवर्ड वोल्टेज वाले उपकरणों के उपयोग की स्थिति में भी धारा कभी भी पूर्ण अधिकतम रेटेड मान से अधिक न हो।

8.2 थर्मल मैनेजमेंट

हालांकि बिजली की खपत कम है (76 mW), लेकिन जीवनकाल बढ़ाने और प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन अभी भी महत्वपूर्ण है। गर्मी को संचालित करने के लिए सुनिश्चित करें कि PCB में LED के थर्मल पैड (यदि लागू हो) या सोल्डर पैड से जुड़ने के लिए पर्याप्त तांबे का क्षेत्र है। उच्च परिवेश के तापमान या अधिकतम धारा पर संचालन से डिवाइस का जीवनकाल कम हो जाता है।

8.3 ऑप्टिकल एकीकरण

साइड-एमिटिंग विशेषता लाइट गाइड प्लेट की एज लाइटिंग, ऊर्ध्वाधर सतहों पर प्रतीक प्रकाश व्यवस्था, या PCB से सटे बटनों के लिए बैकलाइट प्रदान करने के लिए आदर्श है। लाइट पाइप या डिफ्यूज़र डिजाइन करते समय, लक्ष्य क्षेत्र में समान प्रकाश व्यवस्था सुनिश्चित करने के लिए 130 डिग्री के व्यूइंग एंगल पर विचार किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

शीर्ष-उत्सर्जक SMD LED की तुलना में, यह साइड-उत्सर्जक मॉडल सीमित स्थान वाले डिज़ाइनों में एक विशिष्ट यांत्रिक लाभ प्रदान करता है जहां प्रकाश को PCB तल के समानांतर उत्सर्जित करने की आवश्यकता होती है। पुरानी तकनीकों की तुलना में, इंडियम गैलियम नाइट्राइड चिप का उपयोग उच्च दक्षता और चमकदार नीला आउटपुट प्रदान करता है। मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग और टेप एंड रील पैकेजिंग के साथ इसकी संगतता, ऑटोमेशन और बड़े पैमाने पर उत्पादन में इसे लागत-प्रभावी बनाती है, जो हाथ से सोल्डरिंग की आवश्यकता वाले LED से अलग है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

10.1 क्या मैं इस LED को सीधे 5V पावर स्रोत से चला सकता हूँ?

नहीं। 5V से सीधे जोड़ने पर अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जिससे LED तुरंत क्षतिग्रस्त हो जाएगी। आपको हमेशा श्रृंखला में करंट सीमित रोकनेवाला या समर्पित constant current LED ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए।

10.2 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?

पीक वेवलेंथ (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अधिकतम होता है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर रंग निर्देशांक से प्राप्त होती है, जो अनुभव किए गए रंग का प्रतिनिधित्व करती है। मोनोक्रोमैटिक प्रकाश स्रोत जैसे इस नीले LED के लिए, दोनों बहुत करीब होते हैं, लेकिन रंग विनिर्देश के संदर्भ में λd अधिक प्रासंगिक होती है।

10.3 खोलने के बाद भंडारण की शर्तें इतनी सख्त क्यों हैं?

एपॉक्सी एनकैप्सुलेंट सामग्री हवा से नमी अवशोषित करती है। उच्च तापमान रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान, यह अवशोषित नमी तेजी से वाष्पित हो जाती है, जिससे आंतरिक दबाव पैदा होता है और एनकैप्सुलेशन में दरार ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) हो सकती है। MSL 3 रेटिंग और बेकिंग प्रक्रिया इस विफलता मोड को रोकने के लिए है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

परिदृश्य: नेटवर्क राउटर के लिए स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिजाइन करना।इस पैनल में स्थिति प्रतीकों (पावर, इंटरनेट, Wi-Fi) के लिए छोटे ऊर्ध्वाधर स्लॉट हैं। एक साइड-एमिटिंग LED प्रत्येक स्लॉट के ठीक पीछे मुख्य PCB पर लगाई गई है। इसका 130 डिग्री का व्यूइंग एंगल सुनिश्चित करता है कि प्रतीक स्लॉट के भीतर से समान रूप से प्रकाशित हों। डिजाइनरों ने समान ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेड (जैसे, Q ग्रेड) और फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (जैसे, D9 ग्रेड) वाले LED चुने हैं, ताकि सभी स्थिति संकेतकों की चमक और रंग समान हो जब उन्हें एक सामान्य करंट स्रोत द्वारा संचालित किया जाए। PCB लेआउट अनुशंसित पैड ज्यामिति का पालन करता है, और असेंबली प्लांट निर्दिष्ट JEDEC-अनुरूप रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल का उपयोग करता है।

12. कार्य सिद्धांत

यह एक अर्धचालक फोटोनिक उपकरण है। यह इंडियम गैलियम नाइट्राइड हेटरोस्ट्रक्चर पर आधारित है। जब फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल क्रमशः n-टाइप और p-टाइप अर्धचालक परतों से सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। ये वाहक विकिरण पुनर्संयोजन से गुजरते हैं, जिससे ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। इंडियम गैलियम नाइट्राइड सामग्री की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, जो इस मामले में नीले स्पेक्ट्रम (लगभग 468 nm) में स्थित है। एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और आउटपुट प्रकाश बीम को आकार देता है।

13. तकनीकी रुझान

नीली एलईडी की आधारभूत तकनीक – इंडियम गैलियम नाइट्राइड, ठोस-राज्य प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में एक क्रांतिकारी विकास है, जिसने सफेद एलईडी (फॉस्फर रूपांतरण के माध्यम से) और पूर्ण-रंग डिस्प्ले को संभव बनाया है। वर्तमान एसएमडी एलईडी प्रौद्योगिकी के रुझान उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट अधिक प्रकाश उत्पादन), सफेद एलईडी के रंग प्रतिपादन सूचकांक (सीआरआई) में सुधार, उच्च विश्वसनीयता और लंबी आयु प्राप्त करने, तथा अति-लघु अनुप्रयोगों के लिए छोटे पैकेज आकार हासिल करने पर केंद्रित हैं। पैकेजिंग सामग्रियों में प्रगति का उद्देश्य ऊष्मा का बेहतर प्रबंधन करना और व्यापक देखने का कोण या अधिक नियंत्रित प्रकाश पुंज पैटर्न प्रदान करना भी है।