SMD LED 19-213 Bright Yellow-Green Data Sheet - Package Size 2.0x1.25x0.8mm - Voltage 2.0V - Power 60mW - Technical Documentation

1. उत्पाद अवलोकन

19-213是一款专为现代紧凑型电子应用设计的表面贴装器件（SMD）LED。它采用AlGaInP（铝镓铟磷）半导体芯片，可发出亮黄绿色的光。该元件的主要优势在于其微型封装尺寸，能显著减小印刷电路板（PCB）的尺寸和设备的整体体积。其轻量化结构使其特别适用于空间和重量受限的关键应用场景。该LED以8mm载带形式卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容高速自动化贴片组装设备。它是一种单色、无铅（Pb-free）元件，符合包括RoHS、欧盟REACH和无卤标准（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）在内的主要环保法规。

2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों के तहत संचालन की गारंटी नहीं दी जा सकती है। Absolute Maximum Ratings परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V है। निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF) 25 mA से अधिक नहीं होना चाहिए। पल्स ऑपरेशन के लिए, 1 kHz आवृत्ति और 1/10 ड्यूटी साइकिल पर, अनुमत पीक फॉरवर्ड करंट (IFP) 60 mA है। अधिकतम पावर डिसिपेशन (Pd) 60 mW है। ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM) के अनुसार, डिवाइस 2000V के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) को सहन कर सकता है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा (Topr) -40°C से +85°C है, जबकि स्टोरेज तापमान सीमा (Tstg) थोड़ी व्यापक है, -40°C से +90°C। सोल्डरिंग के लिए, 260°C पीक तापमान, 10 सेकंड की अवधि के साथ एक रीफ्लो प्रोफाइल निर्दिष्ट है, या 350°C के सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके 3 सेकंड से अधिक नहीं के लिए हैंड सोल्डरिंग।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

टाइपिकल प्रदर्शन Ta=25°C और फॉरवर्ड करंट (IF) 20 mA की स्थिति में मापा गया है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) का एक टाइपिकल रेंज होता है जिसे बिनिंग कोड द्वारा परिभाषित किया जाता है, न्यूनतम मान 45.0 mcd और अधिकतम मान 112.0 mcd है। व्यूइंग एंगल (2θ1/2), वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता अक्षीय मान की आधी होती है, 120 डिग्री का विस्तृत कोण है। पीक वेवलेंथ (λp) का टाइपिकल मान 575 nm है, डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) की सीमा 569.5 nm से 577.5 nm है और इसे विशिष्ट बिन में वर्गीकृत किया गया है। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) लगभग 20 nm है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) का टाइपिकल मान 2.0V और अधिकतम मान 2.35V है। जब 5V रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाया जाता है, तो अधिकतम रिवर्स करंट (IR) 10 μA है। ध्यान दें कि यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; VR रेटिंग केवल IR को मापने के लिए परीक्षण की स्थिति के रूप में है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

चमक और रंग की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 दीप्ति तीव्रता ग्रेडिंग

IF=20mA पर मापने पर, प्रकाश आउटपुट को चार ग्रेड (P1, P2, Q1, Q2) में विभाजित किया गया है। P1 ग्रेड 45.0 से 57.0 mcd, P2 ग्रेड 57.0 से 72.0 mcd, Q1 ग्रेड 72.0 से 90.0 mcd, और Q2 ग्रेड 90.0 से 112.0 mcd को कवर करता है। प्रकाश तीव्रता की सहनशीलता ±11% है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग

प्रमुख तरंगदैर्ध्य द्वारा परिभाषित रंग को IF=20mA पर चार ग्रेड (C16, C17, C18, C19) में विभाजित किया गया है। C16 ग्रेड की सीमा 569.5 से 571.5 nm, C17 ग्रेड 571.5 से 573.5 nm, C18 ग्रेड 573.5 से 575.5 nm, और C19 ग्रेड 575.5 से 577.5 nm है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य ±1nm की सख्त सहनशीलता बनाए रखता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं जो सर्किट डिज़ाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

4.1 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम अग्र धारा

यह वक्र दर्शाता है कि अग्र धारा बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बढ़ता है। यह अरेखीय है, और डिजाइनरों को वांछित चमक प्राप्त करने के लिए उपयुक्त कार्य धारा चुनने और निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग से अधिक न होने को सुनिश्चित करने के लिए इस ग्राफ का संदर्भ लेना चाहिए।

4.2 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम परिवेश तापमान

यह ग्राफ प्रकाश उत्पादन की तापीय डिरेटिंग विशेषता को दर्शाता है। परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ, चमक दक्षता कम हो जाती है। उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए यह महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसके लिए प्रकाशीय या विद्युत क्षतिपूर्ति की आवश्यकता हो सकती है।

4.3 अग्र वोल्टता बनाम अग्र धारा

IV (करंट-वोल्टेज) विशेषता वक्र करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन का आधार है। यह एक घातांकीय संबंध दर्शाता है, जो आवश्यक श्रृंखला प्रतिरोध मान या निरंतर-धारा ड्राइवर विनिर्देशों की गणना में सहायक होता है।

4.4 स्पेक्ट्रम वितरण

वर्णक्रमीय शक्ति वितरण वक्र ने LED की एकवर्णी प्रकृति की पुष्टि की, जो 575 nm पर केंद्रित एक एकल शिखर दिखाता है, जो इसके चमकीले पीले-हरे रंग को परिभाषित करता है।

4.5 विकिरण पैटर्न

ध्रुवीय आरेख प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। यहाँ 120° के दृश्य कोण की पुष्टि होती है, जो लैम्बर्टियन-प्रकार के उत्सर्जन पैटर्न के करीब दिखता है, जो व्यापक क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।

4.6 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व

विश्वसनीयता के संदर्भ में यह संभवतः सबसे महत्वपूर्ण ग्राफ है। यह परिवेश के तापमान के एक फलन के रूप में अधिकतम अनुमत निरंतर अग्र धारा को दर्शाता है। तापमान बढ़ने पर, डिवाइस के सुरक्षित संचालन क्षेत्र और शक्ति अपव्यय सीमा के भीतर रहने के लिए अधिकतम धारा को कम करना आवश्यक है।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

यह एलईडी एक कॉम्पैक्ट एसएमडी पैकेज में आती है। मुख्य आयामों में बॉडी लंबाई 2.0 मिमी, चौड़ाई 1.25 मिमी और ऊंचाई 0.8 मिमी शामिल हैं। एनोड और कैथोड टर्मिनल स्पष्ट रूप से चिह्नित हैं। सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.1 मिमी हैं। सीएडी सॉफ्टवेयर में पीसीबी पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) बनाने के लिए आयाम चित्र महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल

लीड-फ्री सोल्डरिंग के लिए, एक विशिष्ट तापमान प्रोफाइल का पालन करना आवश्यक है। प्रीहीट क्षेत्र 150°C से 200°C के बीच होना चाहिए, जो 60-120 सेकंड तक रहता है। सोल्डर लिक्विडस तापमान (217°C) से ऊपर का समय 60-150 सेकंड होना चाहिए। शिखर तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और इस शिखर तापमान के ±5°C के भीतर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। अधिकतम हीटिंग दर 3°C/सेकंड और अधिकतम कूलिंग दर 6°C/सेकंड है। रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से कम होना चाहिए और प्रत्येक टर्मिनल के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। कम पावर वाले सोल्डरिंग आयरन (≤25W) के उपयोग की सिफारिश की जाती है। थर्मल शॉक को रोकने के लिए प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतराल होना चाहिए।

6.3 भंडारण और आर्द्रता संवेदनशीलता

घटकों को डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी बैग में पैक किया जाता है। भागों का उपयोग करने के लिए तैयार होने से पहले बैग न खोलें। खोलने के बाद, अप्रयुक्त LED को ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता (RH) की स्थिति में संग्रहीत किया जाना चाहिए और 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि यह समय सीमा पार हो जाती है या डिसिकेंट इंडिकेटर का रंग बदल जाता है, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे तक बेकिंग (सुखाना) आवश्यक है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 रील और कैरियर टेप विनिर्देश

LED, 7 इंच (178 mm) व्यास की रील पर उभरे हुए कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है। रील की चौड़ाई 13.0 mm है और केंद्रीय छिद्र का व्यास 44.4 mm है। प्रति रील 3000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप पॉकेट का आकार 2.0x1.25 mm पैकेज को सुरक्षित रूप से पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

7.2 लेबल जानकारी

पैकेजिंग लेबल में ट्रेसबिलिटी और सही अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है: ग्राहक उत्पाद संख्या (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), पैकेज मात्रा (QTY), चमकदार तीव्रता ग्रेड (CAT), रंग/प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (HUE), फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (REF) और बैच संख्या (LOT No.)।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग

चमकीला पीला-हरा रंग और चौड़ा देखने का कोण इस LED को स्टेटस संकेत और बैकलाइटिंग के लिए आदर्श विकल्प बनाता है। सामान्य उपयोगों में डैशबोर्ड गेज और स्विच की बैकलाइटिंग, टेलीफोन और फैक्स मशीन जैसे दूरसंचार उपकरणों में संकेतक और कीपैड बैकलाइटिंग, छोटे LCD और प्रतीकों की फ्लैट बैकलाइटिंग, और सामान्य संकेतक अनुप्रयोग शामिल हैं।

8.2 डिज़ाइन विचार

करंट लिमिटेशन:बाहरी करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग अनिवार्य है। इसके घातीय IV विशेषता का अर्थ है कि वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में बड़ी, विनाशकारी वृद्धि हो सकती है। रोकनेवाला मान की गणना सप्लाई वोल्टेज, LED के विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (2.0V) और आवश्यक ऑपरेटिंग करंट (≤25 mA) के आधार पर की जानी चाहिए।
थर्मल प्रबंधन:यद्यपि पैकेज छोटा है, पावर डिसिपेशन (60 mW तक) पर विचार किया जाना चाहिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान या सीमित स्थान में। डीरेटिंग कर्व का संदर्भ लेना आवश्यक है। पैड के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र गर्मी अपव्यय में सहायता करता है।
ESD सुरक्षा:2000V HBM रेटिंग के बावजूद, असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
ऑप्टिकल डिज़ाइन:120° का व्यू एंगल व्यापक कवरेज प्रदान करता है। फोकस्ड लाइट के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिकल एलिमेंट्स (लेंस) की आवश्यकता होती है। इसके वॉटर-क्लियर रेजिन लेंस अच्छी लाइट एक्सट्रैक्शन दक्षता प्रदान करते हैं।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

पुराने थ्रू-होल LED पैकेजिंग की तुलना में, यह SMD प्रकार पैकेज आकार और ऊंचाई को काफी कम कर देता है, जिससे आधुनिक मिनिएचराइज्ड डिज़ाइन हासिल होता है। AlGaInP तकनीक पीले-हरे स्पेक्ट्रम रेंज में उच्च दक्षता और संतृप्त रंग प्रदान करती है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें व्यापक दृश्यता की आवश्यकता होती है, इसका 120° व्यापक व्यू एंगल संकीर्ण व्यू एंगल वाले LED की तुलना में एक महत्वपूर्ण लाभ है। RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों के अनुपालन से यह सुनिश्चित होता है कि यह इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए वैश्विक सख्त पर्यावरणीय आवश्यकताओं को पूरा करता है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को बिना सीरीज़ रेसिस्टर के ड्राइव कर सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। डेटाशीट स्पष्ट रूप से चेतावनी देती है कि वोल्टेज में मामूली विचलन से करंट में बड़ा परिवर्तन हो सकता है, जिससे जलने का कारण बन सकता है। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर आवश्यक है।
प्रश्न: यदि मॉइस्चर बैरियर बैग खोलने के बाद 7 दिनों की फ्लोर लाइफ से अधिक हो जाए तो क्या होगा?
उत्तर: एलईडी नमी अवशोषित कर सकता है, जिससे रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान पॉपकॉर्न क्रैकिंग या डिलैमिनेशन हो सकता है। उपयोग से पहले इसे 60±5°C पर 24 घंटे के लिए बेक करना आवश्यक है।
प्रश्न: क्या मैं इसे रिवर्स वोल्टेज संकेतन के लिए उपयोग कर सकता हूं?
उत्तर: नहीं। यह डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। 5V रिवर्स वोल्टेज रेटिंग केवल लीकेज करंट (IR) मापने के परीक्षण की स्थिति के लिए है।
प्रश्न: लेबल पर बिन कोड (जैसे P1, C17 आदि) की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: ये कोड ल्यूमिनस इंटेंसिटी (P1, P2, Q1, Q2) और डोमिनेंट वेवलेंथ (C16-C19) की गारंटीकृत सीमा निर्दिष्ट करते हैं। डिज़ाइनरों को चमक और रंग स्थिरता के लिए अपनी एप्लिकेशन आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त बिन का चयन करना चाहिए।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

एक पोर्टेबल उपभोक्ता उपकरण के लिए 3.3V पावर रेल पर एक स्टेटस इंडिकेटर डिज़ाइन करने पर विचार करें, जिसका लक्ष्य स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाली चमकीली पीली-हरी रोशनी प्राप्त करना है।
चरण 1 - करंट चयन:मध्यम चमक को लक्ष्य मानते हुए, 15 mA का कार्यशील धारा चुना गया, जो 25 mA की अधिकतम सीमा से काफी कम है।
चरण 2 - प्रतिरोध गणना:ओम के नियम का उपयोग करें: R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - LED फॉरवर्ड वोल्टेज) / LED धारा। मान लें पावर सप्लाई वोल्टेज = 3.3V, LED विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज = 2.0V, LED धारा = 0.015 A, तो R = (3.3 - 2.0) / 0.015 = 86.67 Ω। निकटतम मानक मान 91 Ω या 82 Ω चुना जा सकता है, जिससे धारा थोड़ी समायोजित होगी।
चरण 3 - प्रतिरोध शक्ति रेटिंग:प्रतिरोध द्वारा व्यय शक्ति P_R = I²R = (0.015)² * 91 = 0.0205 W। एक मानक 1/10W (0.1W) प्रतिरोध पर्याप्त से अधिक है।
चरण 4 - तापीय जाँच:उपकरण की शक्ति खपत P_LED = Vf * I = 2.0V * 0.015A = 30 mW। डेरेटिंग वक्र के अनुसार, 50°C के अपेक्षित अधिकतम परिवेश तापमान पर, अनुमत धारा अभी भी 25 mA से अधिक है, इसलिए 15 mA सुरक्षित है।
चरण 5 - PCB लेआउट:2.0x1.25mm पैकेज से मेल खाने वाला एक पैड पैटर्न बनाएं। एक मध्यम कॉपर फॉयल क्षेत्र से छोटे थर्मल विसर्जन के माध्यम से कनेक्ट करें, जो सोल्डरिंग और गर्मी अपव्यय में सहायता करता है, जबकि बड़े हीट सिंक का निर्माण नहीं करता है जो रीफ्लो प्रक्रिया को जटिल बना सकता है।

12. कार्य सिद्धांत

यह LED सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। सक्रिय क्षेत्र AlGaInP से बना है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। यहां, वे पुनर्संयोजन करते हैं और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, जो इस मामले में चमकीले पीले-हरे रंग (लगभग 575 nm) से मेल खाती है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी एनकैप्सुलेंट सेमीकंडक्टर चिप की रक्षा करता है, यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है, और प्रकाश आउटपुट को निर्दिष्ट 120-डिग्री व्यूइंग एंगल में आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

19-213 जैसे SMD LED का विकास इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में लघुरकरण, उच्च विश्वसनीयता और स्वचालित असेंबली की व्यापक प्रवृत्ति का एक हिस्सा है। AlGaInP तकनीकी उच्च चमक वाले लाल, नारंगी, पीले और हरे LED के उत्पादन के लिए एक परिपक्व और कुशल समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। अर्धचालक सामग्री के क्षेत्र में निरंतर शोध, जैसे एपिटैक्सियल विकास में और सुधार और व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए फॉस्फर रूपांतरण, दक्षता, रंग प्रतिपादन और शक्ति घनत्व की सीमाओं को लगातार आगे बढ़ा रहा है। इसके अलावा, पैकेजिंग नवाचार थर्मल प्रबंधन में सुधार पर केंद्रित है ताकि छोटे पैकेज आकार में उच्च ड्राइव करंट की अनुमति मिल सके, और कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में विश्वसनीयता बढ़ सके। ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स और मल्टी-कलर चिप्स को एक ही पैकेज (जैसे RGB LED) में एकीकृत करना उन्नत SMD तकनीकों द्वारा सक्षम एक और महत्वपूर्ण प्रवृत्ति है।