SMD LED 19-213/Y2C-CQ1 R2/3T डेटाशीट - चमकदार पीला - 20mA - 2.2V Typ - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

19-213/Y2C-CQ1 R2/3T एक सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी है जो उच्च-घनत्व इलेक्ट्रॉनिक असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह मोनो-कलर प्रकार का है, जो चमकीली पीली रोशनी उत्सर्जित करता है, और इसे AlGaInP अर्धचालक सामग्री का उपयोग करके निर्मित किया गया है जो वाटर-क्लियर रेजिन में एनकैप्सुलेटेड है। यह घटक पारंपरिक लीड-फ्रेम एलईडी की तुलना में काफी छोटा है, जिससे पीसीबी फुटप्रिंट में पर्याप्त कमी, पैकिंग घनत्व में वृद्धि होती है, और अंततः अंतिम उपकरणों के लघुकरण में योगदान होता है। इसके हल्के निर्माण के कारण यह उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है जहां स्थान और वजन महत्वपूर्ण बाधाएं हैं।

1.1 मुख्य विशेषताएं और लाभ

The primary advantages of this LED stem from its SMD package and material composition. Key features include compatibility with standard 8mm tape on 7-inch diameter reels, making it fully compatible with automated pick-and-place assembly equipment. It is designed for use with both infrared and vapor phase reflow soldering processes, aligning with modern high-volume manufacturing techniques. The device is lead-free (Pb-free) and compliant with major environmental and safety regulations including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product itself is maintained within RoHS compliant specifications.

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह एलईडी बहुमुखी है और विभिन्न प्रकाश व्यवस्था एवं संकेतन भूमिकाओं में उपयोग पाता है। सामान्य अनुप्रयोगों में इंस्ट्रूमेंट पैनल डैशबोर्ड और स्विच के लिए बैकलाइटिंग शामिल है। दूरसंचार उपकरणों में, यह टेलीफोन और फैक्स मशीन जैसे उपकरणों के लिए एक संकेतक या बैकलाइट के रूप में कार्य करता है। यह एलसीडी, स्विच और प्रतीकों के लिए समतल बैकलाइटिंग प्रदान करने के लिए भी उपयुक्त है। इसका सामान्य-उद्देश्यीय डिज़ाइन इसे उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक विश्वसनीय विकल्प बनाता है जिन्हें एक कॉम्पैक्ट, चमकीले पीले संकेतक की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी विशिष्टताएँ और वस्तुनिष्ठ व्याख्या

यह खंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत डिवाइस की परिचालन सीमाओं और प्रदर्शन विशेषताओं का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V है। निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF) 25 mA से अधिक नहीं होना चाहिए। पल्स ऑपरेशन के लिए, 1 kHz पर 1/10 ड्यूटी साइकिल के तहत 60 mA का पीक फॉरवर्ड करंट (IFP) अनुमेय है। अधिकतम पावर डिसिपेशन (Pd) 60 mW है। डिवाइस ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM) के अनुसार 2000V के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) को सहन कर सकता है। ऑपरेशनल तापमान सीमा (Topr) -40°C से +85°C तक है, जबकि भंडारण तापमान सीमा (Tstg) -40°C से +90°C पर थोड़ी अधिक व्यापक है। सोल्डरिंग तापमान सीमाएं रीफ्लो (अधिकतम 10 सेकंड के लिए 260°C) और हैंड सोल्डरिंग (टिप पर अधिकतम 3 सेकंड के लिए 350°C) के लिए निर्दिष्ट हैं।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये पैरामीटर विशिष्ट परिचालन स्थितियों (IF=20mA, Ta=25°C) के तहत प्रकाश उत्पादन और विद्युतीय प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं। दीप्त तीव्रता (Iv) की एक विशिष्ट सीमा होती है, जिसके न्यूनतम और अधिकतम मान बिनिंग प्रणाली द्वारा परिभाषित होते हैं। दृश्य कोण (2θ1/2) आम तौर पर 120 डिग्री होता है, जो एक विस्तृत विकिरण पैटर्न को दर्शाता है। शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) लगभग 591 nm पर केंद्रित होता है, और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 585.5 nm से 591.5 nm के बीच होता है, जो दृष्टिगत पीले रंग को परिभाषित करता है। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) लगभग 15 nm होती है। अग्र वोल्टेज (VF) आम तौर पर 2.20V मापता है, जिसकी सीमा 1.70V से 2.40V तक होती है। विपरीत धारा (IR) बहुत कम होती है, VR=5V पर अधिकतम 10 μA। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह उपकरण विपरीत अभिनति के तहत संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; VR रेटिंग केवल IR परीक्षण स्थिति पर लागू होती है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह उपकरण दो स्वतंत्र बिनिंग पैरामीटर का उपयोग करता है।

3.1 दीप्त तीव्रता बिनिंग

20mA पर चलाए जाने पर दीप्त आउटपुट को चार बिन (Q1, Q2, R1, R2) में वर्गीकृत किया गया है। Q1 बिन 72.0 mcd से 90.0 mcd तक के परिसर को कवर करता है। Q2 90.0 mcd से 112.0 mcd तक फैला हुआ है। R1 112.0 mcd से 140.0 mcd तक को कवर करता है। सबसे उच्च आउटपुट वाला बिन, R2, 140.0 mcd से 180.0 mcd तक की सीमा में है। प्रत्येक बिन के भीतर दीप्त तीव्रता पर ±11% की सहनशीलता लागू होती है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

रंग (प्रमुख तरंगदैर्ध्य) को रंगत भिन्नता नियंत्रित करने के लिए दो बिन (D3 और D4) में वर्गीकृत किया जाता है। D3 बिन में 585.5 nm से 588.5 nm के बीच प्रमुख तरंगदैर्ध्य वाले LED शामिल हैं। D4 बिन में 588.5 nm से 591.5 nm तक के LED शामिल हैं। प्रमुख तरंगदैर्ध्य के लिए ±1 nm की सहनशीलता निर्दिष्ट है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई विशेषता वक्र शामिल हैं जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाते हैं। ये सर्किट डिज़ाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए आवश्यक हैं।

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

यह वक्र एलईडी से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज पात के बीच संबंध दर्शाता है। यह अरेखीय है, जो एक डायोड की विशिष्ट विशेषता है। यह वक्र डिजाइनरों को किसी दिए गए चालन धारा के लिए कार्यकारी वोल्टेज निर्धारित करने में सक्षम बनाता है, जो उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स का चयन या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर्स के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

यह ग्राफ प्रकाश उत्पादन की तापमान निर्भरता को प्रदर्शित करता है। जैसे-जैसे परिवेश का तापमान (Ta) बढ़ता है, दीप्त तीव्रता आमतौर पर कम हो जाती है। यह विशेषता उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो उच्च तापमान वाले वातावरण में कार्य करते हैं, क्योंकि स्थिर चमक बनाए रखने के लिए इसके लिए प्रकाशीय या विद्युत क्षतिपूर्ति की आवश्यकता हो सकती है।

4.3 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current

यह प्लॉट दर्शाता है कि चालक धारा के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है। हालांकि धारा बढ़ने से चमक आमतौर पर बढ़ती है, संबंध पूरी तरह से रैखिक नहीं होता है, और बहुत अधिक धारा पर दक्षता गिर सकती है। यह अग्र धारा अवमूल्यन वक्र की भी जानकारी देता है, जो शक्ति क्षय सीमाओं के भीतर रहने के लिए परिवेश के तापमान के फलन के रूप में अधिकतम अनुमेय निरंतर धारा दर्शाता है।

4.4 Spectrum Distribution and Radiation Pattern

स्पेक्ट्रम वितरण वक्र तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष तीव्रता को आलेखित करता है, जो शिखर और प्रमुख तरंगदैर्ध्य मानों की पुष्टि करता है और उत्सर्जित प्रकाश स्पेक्ट्रम के आकार को दर्शाता है। विकिरण आरेख (ध्रुवीय आलेख) 120-डिग्री दृश्य कोण का दृश्य प्रतिनिधित्व करता है, जो दर्शाता है कि प्रकाश तीव्रता स्थानिक रूप से कैसे वितरित होती है।

5. Mechanical and Package Information

PCB लेआउट और असेंबली के लिए सटीक मैकेनिकल डेटा आवश्यक है।

5.1 Package Dimensions

डेटाशीट एलईडी पैकेज का विस्तृत आयामी चित्र प्रदान करती है। सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.1 मिमी हैं। डिजाइनरों को सही सोल्डरिंग और संरेखण सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी पर सही लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) बनाने हेतु इस चित्र का संदर्भ लेना चाहिए।

6. Soldering and Assembly Guidelines

विश्वसनीयता के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है। यह उपकरण नमी-संवेदनशील है और विशिष्ट सोल्डरिंग प्रोफाइल की आवश्यकता होती है।

6.1 भंडारण और नमी संवेदनशीलता

एलईडी को डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी बैग में पैक किया जाता है। घटकों के उपयोग के लिए तैयार होने तक बैग नहीं खोला जाना 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 यदि डिसिकेंट संकेतक संतृप्ति दिखाता है, तो उपयोग से पहले 60 ±5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग उपचार आवश्यक है।

6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक लीड-फ्री (Pb-free) रीफ्लो प्रोफाइल निर्दिष्ट की गई है। प्रमुख पैरामीटर में 150-200°C के बीच 60-120 सेकंड के लिए प्री-हीटिंग चरण, लिक्विडस (217°C) से ऊपर 60-150 सेकंड का समय, 260°C से अधिक न होने वाला पीक तापमान जो अधिकतम 10 सेकंड तक रखा जाता है, और नियंत्रित रैंप-अप व कूल-डाउन दरें (क्रमशः अधिकतम 6°C/सेकंड और 3°C/सेकंड) शामिल हैं। रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। हीटिंग के दौरान LED बॉडी पर तनाव और सोल्डरिंग के बाद बोर्ड वारपेज से बचना चाहिए।

6.3 हैंड सोल्डरिंग और रिपेयर

If hand soldering is necessary, the soldering iron tip temperature must be below 350°C, applied for no more than 3 seconds per terminal. A low-power iron (<25W) is recommended, with a pause of at least 2 seconds between soldering each terminal. Repair after initial soldering is discouraged. If unavoidable, a dual-head soldering iron should be used to simultaneously heat both terminals, minimizing thermal stress. The potential for damage must be assessed beforehand.

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

यह उपकरण स्वचालित असेंबली के लिए उद्योग-मानक पैकेजिंग में आपूर्ति किया जाता है।

7.1 Reel and Tape Specifications

एलईडी 8 मिमी चौड़ी वाहक टेप पर आपूर्ति की जाती हैं, जो 7-इंच व्यास के रील पर लपेटी जाती हैं। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। वाहक टेप और रील के विस्तृत आयामी चित्र प्रदान किए गए हैं, जिनमें अन्यथा निर्दिष्ट न होने पर ±0.1 मिमी के मानक सहनशीलता मान हैं।

7.2 लेबल स्पष्टीकरण

The packaging label contains several key identifiers: CPN (Customer's Product Number), P/N (Product Number), QTY (Packing Quantity), CAT (Luminous Intensity Rank/Bin), HUE (Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank/Bin), REF (फॉरवर्ड वोल्टेज Rank), and LOT No (Lot Number for traceability).

8. अनुप्रयोग डिज़ाइन विचार

8.1 सर्किट सुरक्षा

एक मौलिक डिज़ाइन नियम श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का अनिवार्य उपयोग है। एक LED का फॉरवर्ड वोल्टेज नकारात्मक तापमान गुणांक और उत्पादन विचरण रखता है। आपूर्ति वोल्टेज में मामूली वृद्धि, यदि रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर द्वारा सीमित नहीं की जाती है, तो फॉरवर्ड करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है।

8.2 थर्मल मैनेजमेंट

हालांकि एक छोटा SMD कंपोनेंट है, पावर डिसिपेशन (अधिकतम 60 mW) और परिवेश के तापमान के साथ फॉरवर्ड करंट के डिरेटिंग पर विचार किया जाना चाहिए। उच्च तापमान या उच्च-करंट अनुप्रयोगों में प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए थर्मल पैड (यदि लागू हो) के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर एरिया या सामान्य बोर्ड कूलिंग आवश्यक हो सकती है।

8.3 Optical Design

120 डिग्री का विस्तृत 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, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता होगी। वाटर-क्लियर रेजिन पैकेज उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहाँ विसरण के बिना चिप के वास्तविक रंग की आवश्यकता होती है।

9. 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 (Vf=2.2V, If=20mA) का उपयोग करते हुए, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 ओम। एक मानक 150 ओम प्रतिरोधक एक सुरक्षित शुरुआती बिंदु होगा, लेकिन न्यूनतम Vf (1.7V) की जाँच की जानी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि धारा अधिकतम रेटिंग से अधिक न हो।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
A: हाँ, लेकिन दक्षता कम होगी। Vf typ=2.2V और 3.3V आपूर्ति के साथ, रोकनेवाला पर वोल्टेज ड्रॉप केवल 1.1V है। 20mA प्राप्त करने के लिए, R = 1.1 / 0.02 = 55 ओम। सुनिश्चित करें कि माइक्रोकंट्रोलर पिन आवश्यक करंट सोर्स/सिंक कर सकता है।

Q: भंडारण तापमान सीमा परिचालन सीमा से अधिक चौड़ी क्यों होती है?
A: परिचालन सीमा सक्रिय सेमीकंडक्टर व्यवहार, प्रकाश उत्पादन और विद्युत तनाव के तहत दीर्घकालिक विश्वसनीयता पर विचार करती है। भंडारण सीमा निष्क्रिय घटकों के लिए है जहाँ केवल सामग्री अखंडता और नमी अवशोषण चिंता का विषय होते हैं, जो तापमान विंडो को थोड़ा अधिक चौड़ा होने की अनुमति देता है।

Q: "ब्रिलियंट येलो" रंग किसे संदर्भित करता है?
A> It describes the specific hue produced by the AlGaInP semiconductor material, corresponding to a dominant wavelength in the 585-592 nm range. It is a saturated, pure yellow compared to broader-spectrum or phosphor-converted yellows.

10. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक उपभोक्ता उपकरण के लिए एक स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना। एक डिजाइनर को घनी आबादी वाले PCB पर कई चमकीले, सुसंगत पीले संकेतकों की आवश्यकता है। छोटे आकार, ऑटो-प्लेसमेंट के साथ संगतता, और तीव्रता (उच्च चमक के लिए चुना गया R1 बिन) और तरंगदैर्ध्य (सुसंगत रंग के लिए D4 बिन) के लिए स्पष्ट बिनिंग के कारण 19-213 LED का चयन किया गया है। PCB लेआउट डेटाशीट से सटीक पैकेज आयामों का उपयोग करता है। एक 5V रेल उपलब्ध है, इसलिए प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक 150-ओम 0805 रोकनेवाला रखा गया है, जिसकी गणना विशिष्ट Vf के आधार पर की गई है। असेंबली हाउस को निर्देश दिया गया है कि वह निर्दिष्ट रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करे और यदि उपयोग से पहले नमी अवरोध बैग 48 घंटे से अधिक समय तक खुला रहा है तो रीलों को बेक करे। व्यापक दृश्य कोण यह सुनिश्चित करता है कि संकेतक अंतिम उत्पाद में विभिन्न कोणों से दिखाई दें।

11. तकनीकी सिद्धांत परिचय

यह एलईडी एक AlGaInP (एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप पर आधारित है। जब 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। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है—इस मामले में, पीला (~591 nm)। चिप को कंडक्टिव एपॉक्सी या सोल्डर के साथ एक सरफेस-माउंट पैकेज में लगाया जाता है, और पैकेज लीड्स से वायर-बॉन्डेड किया जाता है। फिर इसे एक स्पष्ट एपॉक्सी या सिलिकोन रेजिन में एनकैप्सुलेट किया जाता है जो चिप की सुरक्षा करता है, प्रकाश उत्पादन को आकार देने के लिए लेंस के रूप में कार्य करता है, और यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है।

12. Technology Trends and Context

19-213 जैसे SMD एलईडी संकेतक और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए उद्योग मानक का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिन्होंने निर्माण दक्षता और आकार के कारण थ्रू-होल एलईडी को काफी हद तक प्रतिस्थापित कर दिया है। AlGaInP सामग्री का उपयोग लाल, नारंगी और पीले स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता और रंग शुद्धता प्रदान करता है। व्यापक एलईडी उद्योग में वर्तमान रुझान चमकदार प्रभावकारिता (लुमेन प्रति वाट) बढ़ाने, रंग प्रतिपादन में सुधार, आगे लघुकरण (जैसे, चिप-स्केल पैकेज) और उच्च तापमान एवं धारा घनत्व के तहत विश्वसनीयता बढ़ाने पर केंद्रित हैं। मानक संकेतक अनुप्रयोगों के लिए, प्रौद्योगिकी परिपक्व है, जिसमें लागत-अनुकूलित निर्माण, स्थिरता के लिए सख्त बिनिंग और विकसित हो रहे पर्यावरणीय नियमों (हैलोजन-मुक्त, कम कार्बन फुटप्रिंट) के अनुपालन पर जोर दिया जाता है।