एसएमडी एलईडी LTST-T180KEKT डेटाशीट - AlInGaP रेड - 120° व्यूइंग एंगल - 30mA - 75mW - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) के लिए पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह घटक स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे उच्च-मात्रा वाले विनिर्माण के लिए आदर्श बनाता है। इसका लघु रूप विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों में स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस एलईडी के प्राथमिक लाभों में RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों का अनुपालन, स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों के लिए 7-इंच रील पर उद्योग-मानक 8mm टेप में पैकेजिंग, और इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ पूर्ण संगतता शामिल है। यह JEDEC लेवल 3 नमी संवेदनशीलता मानकों के लिए पूर्व-शर्तित है, जो असेंबली के दौरान विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है। इसके लक्षित अनुप्रयोग व्यापक हैं, जिनमें दूरसंचार उपकरण, कार्यालय स्वचालन उपकरण, घरेलू उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों में स्थिति संकेतक, सिग्नल और प्रतीक प्रकाश व्यवस्था, और फ्रंट-पैनल बैकलाइटिंग शामिल हैं।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं के अंतर्गत या उन पर संचालन की गारंटी नहीं है। मुख्य सीमाओं में अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F) 30 mA, पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत शिखर फॉरवर्ड करंट 80 mA, अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5V, और पावर डिसिपेशन (P_D) सीमा 75 mW शामिल है। संचालन और भंडारण तापमान सीमा -40°C से +100°C तक निर्दिष्ट है।

2.2 थर्मल विशेषताएं

थर्मल प्रबंधन एलईडी प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए महत्वपूर्ण है। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (T_j) 115°C है। जंक्शन से परिवेशी वायु तक विशिष्ट थर्मल प्रतिरोध (R_θJA) 140 °C/W है। यह पैरामीटर इंगित करता है कि अर्धचालक जंक्शन से गर्मी कितनी प्रभावी ढंग से हटाई जाती है; एक कम मान बेहतर होता है। विशेष रूप से उच्च धाराओं पर संचालन करते समय, जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए पर्याप्त थर्मल रिलीफ के साथ उचित पीसीबी लेआउट आवश्यक है।

2.3 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

ये मानक परीक्षण स्थितियों (T_a=25°C, I_F=20mA) के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं। चमकदार तीव्रता (I_V) न्यूनतम 140 mcd से अधिकतम 420 mcd तक होती है, जिसके विशिष्ट मान बिन रैंक द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। व्यूइंग एंगल (2θ_1/2) 120 डिग्री है, जिसे पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया गया है जहां तीव्रता अपने ऑन-एक्सिस मान के आधे तक गिर जाती है, जो एक विस्तृत, विसरित उत्सर्जन पैटर्न को इंगित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) 615 nm और 628 nm के बीच होता है, जो अनुभव किए गए लाल रंग को चित्रित करता है। परीक्षण धारा पर फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) आमतौर पर 1.7V से 2.5V तक होता है।

3. बिन रैंक सिस्टम स्पष्टीकरण

एलईडी का चमकदार आउटपुट बैच से बैच भिन्न हो सकता है। एक बिनिंग सिस्टम का उपयोग डिवाइस को सुसंगत प्रदर्शन वाले समूहों में वर्गीकृत करने के लिए किया जाता है। यह एलईडी तीव्रता (I_V) बिन रैंक सिस्टम का उपयोग करती है। बिन को R2, S1, S2, और T1 के रूप में लेबल किया गया है, जिसमें 20 mA पर संबंधित न्यूनतम और अधिकतम चमकदार तीव्रता मान हैं (उदाहरण के लिए, S1: 185-240 mcd, T1: 315-420 mcd)। प्रत्येक बिन के भीतर +/-11% की सहनशीलता लागू की जाती है। यह सिस्टम डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक चमक स्थिरता वाली एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

जबकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल डेटा का संदर्भ दिया गया है, ऐसे डिवाइस के लिए विशिष्ट वक्रों में निम्नलिखित संबंध शामिल होंगे, जो डिजाइन विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण हैं:

• I-V वक्र (करंट बनाम वोल्टेज):फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच घातीय संबंध दर्शाता है। नी वोल्टेज आमतौर पर निर्दिष्ट V_Fसीमा के आसपास होता है। यह वक्र करंट-लिमिटिंग ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• चमकदार तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट:दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट करंट के साथ कैसे बढ़ता है, आमतौर पर संचालन सीमा के भीतर लगभग रैखिक संबंध में, इससे पहले कि उच्च धाराओं पर संतृप्ति हो या अत्यधिक गर्मी पैदा हो।
• चमकदार तीव्रता बनाम परिवेशी तापमान:दर्शाता है कि परिवेशी (या जंक्शन) तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश आउटपुट कैसे कम होता है। यह उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• स्पेक्ट्रल वितरण:सापेक्ष विकिरण शक्ति बनाम तरंगदैर्ध्य का एक प्लॉट, जो लगभग 630 nm के आसपास शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P) और लगभग 15 nm के स्पेक्ट्रल आधी-चौड़ाई (Δλ) को दर्शाता है, जो एक संकीर्ण-बैंड लाल उत्सर्जन की पुष्टि करता है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

एलईडी एक मानक एसएमडी पैकेज में आती है। लेंस का रंग वाटर क्लियर है, जबकि प्रकाश स्रोत का रंग लाल है, जो एक AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री द्वारा उत्पादित होता है। विस्तृत पैकेज आयाम डेटाशीट चित्रों में प्रदान किए गए हैं, जिनमें लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और पैड स्पेसिंग शामिल हैं। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं जिनमें ±0.2 mm की मानक सहनशीलता है जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। ध्रुवता भौतिक चिह्न या पैड डिजाइन (आमतौर पर एक कैथोड मार्क) द्वारा इंगित की जाती है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 अनुशंसित आईआर रीफ्लो प्रोफाइल

डिवाइस लीड-मुक्त (Pb-मुक्त) सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। अनुशंसित इन्फ्रारेड रीफ्लो प्रोफाइल J-STD-020B मानकों का अनुपालन करना चाहिए। मुख्य पैरामीटर में 150-200°C का प्रीहीट तापमान, 120 सेकंड तक का प्रीहीट समय, 260°C से अधिक नहीं का शिखर तापमान, और सोल्डर पेस्ट विनिर्देश के अनुसार लिक्विडस (TAL) से ऊपर का समय शामिल है। शिखर तापमान के 5°C के भीतर कुल समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए, और रीफ्लो दो बार से अधिक नहीं किया जाना चाहिए।

6.2 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता है, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। एलईडी को सामान्य तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6.3 भंडारण और हैंडलिंग

एलईडी नमी-संवेदनशील हैं। जब मूल नमी-रोधी बैग में डिसिकेंट के साथ सीलबंद किया जाता है, तो उन्हें ≤30°C और ≤70% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार बैग खोलने के बाद, भंडारण वातावरण 30°C और 60% RH से अधिक नहीं होना चाहिए। परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में 168 घंटे से अधिक समय तक रहने वाले घटकों को सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" को रोका जा सके।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

मानक पैकेजिंग 7-इंच (178 mm) व्यास की रील पर 8mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप है। प्रत्येक रील में 5000 टुकड़े होते हैं। शेष ऑर्डर के लिए न्यूनतम पैकिंग मात्रा 500 टुकड़े उपलब्ध है। टेप को कवर टेप से सील किया जाता है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देशों का अनुपालन करती है।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

एलईडी करंट-चालित डिवाइस हैं। एक समान चमक सुनिश्चित करने और करंट हॉगिंग को रोकने के लिए, विशेष रूप से जब कई एलईडी समानांतर में जुड़ी होती हैं, तो प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग किया जाना चाहिए। रेसिस्टर मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (V_supply- V_F) / I_F, जहां V_Fवांछित करंट I_Fपर एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज है। करंट लिमिट के बिना वोल्टेज स्रोत से सीधे एलईडी चलाने की अनुशंसा नहीं की जाती है और इससे डिवाइस नष्ट होने की संभावना है।

8.2 डिजाइन विचार और सावधानियां

यह उत्पाद सामान्य-उद्देश्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए है। असाधारण विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए जहां विफलता सुरक्षा को खतरे में डाल सकती है (जैसे, विमानन, चिकित्सा, परिवहन), विशिष्ट योग्यता और परामर्श आवश्यक है। पीसीबी पैड लेआउट डेटाशीट में अनुशंसित डिजाइन का पालन करना चाहिए ताकि उचित सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित हो सके। 75 mW के ताप अपव्यय का प्रबंधन करने के लिए, विशेष रूप से बंद स्थानों या उच्च परिवेशी तापमान में, पीसीबी पर थर्मल डिजाइन पर ध्यान दिया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) रेड एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, इस डिवाइस में उपयोग की जाने वाली AlInGaP सामग्री काफी उच्च चमकदार दक्षता प्रदान करती है, जिसके परिणामस्वरूप समान करंट पर उज्जवल आउटपुट और बेहतर तापमान स्थिरता होती है। 120-डिग्री व्यूइंग एंगल एक बहुत विस्तृत और समान प्रकाश व्यवस्था पैटर्न प्रदान करता है जो पैनल संकेतकों के लिए उपयुक्त है जहां ऑफ-एक्सिस कोणों से देखने की आवश्यकता होती है, जो केंद्रित प्रकाश के लिए उपयोग की जाने वाली संकीर्ण-कोण वाली एलईडी के विपरीत है। मानक आईआर रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ इसकी संगतता इसे उन एलईडी से अलग करती है जिन्हें मैनुअल या वेव सोल्डरिंग की आवश्यकता होती है, जिससे लागत-प्रभावी, उच्च-गति स्वचालित असेंबली सक्षम होती है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 5V आपूर्ति से सीधे चला सकता हूं?

उत्तर: नहीं। आपको श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 20mA पर विशिष्ट V_F2.0V और 5V आपूर्ति के साथ, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω। एक रेसिस्टर अनिवार्य है।

प्रश्न: लाल एलईडी के लिए \"वाटर क्लियर\" लेंस का क्या अर्थ है?

उत्तर: लेंस सामग्री स्वयं रंगहीन/पारदर्शी होती है। लाल रंग केवल अंदर के AlInGaP अर्धचालक चिप द्वारा उत्सर्जित होता है। एक स्पष्ट लेंस अक्सर एक रंगीन विसरित लेंस की तुलना में व्यापक व्यूइंग एंगल और कम रंग विरूपण की अनुमति देता है।

प्रश्न: अधिकतम करंट 30mA है, लेकिन परीक्षण स्थिति 20mA है। मुझे किसका उपयोग करना चाहिए?

उत्तर: 20mA स्थिति प्रकाशीय विशेषताओं को निर्दिष्ट करने के लिए मानक परीक्षण बिंदु है। आप एलईडी को 30mA DC के पूर्ण अधिकतम तक किसी भी करंट पर संचालित कर सकते हैं, लेकिन चमकदार तीव्रता और फॉरवर्ड वोल्टेज तदनुसार स्केल होगा (प्रदर्शन वक्र देखें)। कम धाराओं पर संचालन से दीर्घायु बढ़ती है और गर्मी कम होती है।

प्रश्न: भंडारण आर्द्रता इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?

उत्तर: एसएमडी पैकेज हवा से नमी अवशोषित कर सकते हैं। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक दबाव बनता है जो पैकेज को तोड़ सकता है या आंतरिक बॉन्ड को अलग कर सकता है - एक घटना जिसे \"पॉपकॉर्निंग\" के रूप में जाना जाता है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक नेटवर्क राउटर के लिए स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना।कई एलईडी (पावर, LAN, WAN, Wi-Fi) की आवश्यकता है। इस एलईडी मॉडल का उपयोग करते हुए, डिजाइनर: 1) अनुशंसित पैड फुटप्रिंट के अनुसार फ्रंट पैनल पीसीबी लेआउट पर एलईडी रखेगा। 2) प्रत्येक एलईडी के लिए, सिस्टम की 3.3V लॉजिक आपूर्ति और 15mA के लक्ष्य करंट (चमक और शक्ति के संतुलन के लिए) के आधार पर एक श्रृंखला रेसिस्टर की गणना करेगा। V_F= 2.0V मानते हुए, R = (3.3V - 2.0V)/0.015A ≈ 87 Ω (82 Ω या 100 Ω मानक मान का उपयोग करें)। 3) सुनिश्चित करें कि पीसीबी लेआउट एलईडी पैड के नीचे कुछ थर्मल कॉपर क्षेत्र प्रदान करता है। 4) बिल ऑफ मैटेरियल (बीओएम) में सभी एलईडी के लिए समान तीव्रता बिन कोड (जैसे, S1) निर्दिष्ट करें ताकि पूरे पैनल में एक समान चमक की गारंटी हो। 5) असेंबली के दौरान अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करें।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

एक लाइट एमिटिंग डायोड एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा मुक्त होती है। एक मानक सिलिकॉन डायोड में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से गर्मी के रूप में मुक्त होती है। एक एलईडी में, अर्धचालक सामग्री (इस मामले में, AlInGaP) में एक प्रत्यक्ष बैंडगैप होता है, जिसका अर्थ है कि ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। प्रकाश का विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है। एक व्यापक बैंडगैप छोटे तरंगदैर्ध्य (नीला) प्रकाश उत्पन्न करता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान और विकास

एसएमडी संकेतक एलईडी में सामान्य रुझान उच्च दक्षता (विद्युत इनपुट के प्रति वाट अधिक प्रकाश आउटपुट) की ओर है, जो बिजली की खपत और गर्मी उत्पादन को कम करता है। यह या तो समान करंट पर उज्जवल संकेतक या कम धाराओं पर समान चमक की अनुमति देता है, जिससे डिवाइस बैटरी जीवन बढ़ता है। पैकेज आकार लगातार सिकुड़ रहे हैं, जिससे सघन संकेतक सरणियाँ और कभी-छोटे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में एकीकरण सक्षम हो रहा है। उन्नत बिनिंग तकनीकों और अधिक स्थिर अर्धचालक सामग्री के माध्यम से तापमान और जीवनकाल पर रंग स्थिरता और स्थिरता में सुधार पर भी ध्यान केंद्रित किया गया है। वैश्विक पर्यावरणीय नियमों के अनुपालन में लीड-मुक्त और हैलोजन-मुक्त सामग्री के व्यापक अपनाने का प्रयास एक प्रमुख उद्योग चालक बना हुआ है।