LTST-C990KRKT सर्फेस माउंट LED डेटाशीट - रेड AlInGaP चिप - 20mA - 1.6-2.4V - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक कॉम्पैक्ट, उच्च चमक वाले सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी लैंप की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह घटक स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है और विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श विकल्प है।

1.1 उत्पाद विशेषताएँ

• RoHS पर्यावरणीय निर्देश आवश्यकताओं का अनुपालन करता है।
• गुंबददार लेंस का उपयोग करता है, प्रकाश वितरण को अनुकूलित करता है।
• अल्ट्रा-हाई ब्राइटनेस एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करके, लाल स्पेक्ट्रम रेंज में उच्च ल्यूमिनस दक्षता प्राप्त की जाती है।
• 8mm टेप और रील पैकेजिंग अपनाई गई है, रील व्यास 7 इंच है, जो मानक स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगत है।
• EIA (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानक पैकेज आउटलाइन के अनुरूप।
• सीधे एकीकृत सर्किट (IC) आउटपुट द्वारा संचालित होने के लिए डिज़ाइन किया गया।
• इन्फ्रारेड (IR) रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ पूर्णतः संगत।

1.2 अनुप्रयोग क्षेत्र

यह LED व्यापक अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं:

• Communication equipment, office automation equipment, home appliances और industrial control systems.
• कीबोर्ड और बटन की बैकलाइट प्रकाश व्यवस्था।
• स्थिति और पावर संकेतक।
• माइक्रो डिस्प्ले और पैनल संकेतक।
• सिग्नल लैंप और प्रतीक प्रकाश।

2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

निम्नलिखित रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे जाने से डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। सभी मान परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।

• पावर डिसिपेशन (Pd):62.5 mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज बिना प्रदर्शन गिरावट के ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_F(PEAK)):60 mA. यह अधिकतम अनुमत पल्स फॉरवर्ड करंट है, जो आमतौर पर 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1 ms पल्स चौड़ाई की स्थिति में ओवरहीटिंग को रोकने के लिए निर्दिष्ट किया जाता है।
• डीसी फॉरवर्ड करंट (I_F):25 mA. यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V. इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स बायस में जंक्शन ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है।
• ऑपरेटिंग तापमान रेंज:-30°C से +85°C. डिवाइस के संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया परिवेश तापमान सीमा।
• भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +85°C। गैर-कार्यशील अवस्था में भंडारण तापमान सीमा।
• इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:यह 260°C के शिखर तापमान को 10 सेकंड तक सहन कर सकता है और लीड-मुक्त (Pb-free) रीफ्लो प्रक्रिया मानकों का अनुपालन करता है।

2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ

ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, I_F=20mA, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो) के तहत डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

• प्रकाश तीव्रता (I_V):180.0 - 1120.0 mcd (मिलिकैंडेला)। CIE फोटोपिक (मानव आँख) प्रतिक्रिया वक्र से मेल खाने वाले फिल्टर के साथ सेंसर का उपयोग करके मापा गया। इस विस्तृत श्रेणी को एक बिनिंग प्रणाली के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है।
• देखने का कोण (2θ_1/2):75 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब उत्सर्जन तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) माप के आधे पर होती है। गुंबददार लेंस इस प्रकार के चौड़े दृश्य कोण वाले प्रकाश पैटर्न का निर्माण करता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):639 nm (विशिष्ट)। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):624.0 - 636.0 nm। CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम के अनुसार गणना की गई, यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा रंग (लाल) को परिभाषित करने वाला माना जाता है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm (टिपिकल)। पीक इंटेंसिटी के आधे पर मापी गई उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की बैंडविड्थ, जो रंग की शुद्धता को दर्शाती है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):1.6 - 2.4 V। 20mA ड्राइव करंट पर LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। ड्राइवर डिज़ाइन करते समय इस रेंज को ध्यान में रखना चाहिए।
• रिवर्स करंट (I_R):10 μA (अधिकतम)। 5V रिवर्स बायस लगाने पर लीकेज करंट।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

अनुप्रयोगों में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख प्रकाशीय मापदंडों के आधार पर वर्गीकृत (बिन किया गया) किया जाता है।

3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग कोड

यह उपकरण 20mA पर मापी गई न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक बिन के भीतर सहनशीलता +/-15% है।

• S ग्रेड:180.0 - 280.0 mcd
• T ग्रेड:280.0 - 450.0 mcd
• U grade:450.0 - 710.0 mcd
• V grade:710.0 - 1120.0 mcd

एक से अधिक LED की समान चमाक्षमता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त ग्रेड का चयन करना महत्वपूर्ण है।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

यद्यपि विशिष्ट आरेखों (जैसे चित्र 1, चित्र 5) का विनिर्देश पुस्तिका में उल्लेख किया गया है, लेकिन निम्नलिखित विश्लेषण प्रदान किए गए सारणीबद्ध डेटा और मानक LED व्यवहार पर आधारित है।

4.1 IV (करंट-वोल्टेज) वक्र का अर्थ

20mA पर, फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 1.6V से 2.4V तक होता है, जो डायोड के विशिष्ट घातांकीय संबंध को दर्शाता है। किसी विशिष्ट यूनिट का वास्तविक V_Fअर्धचालक सामग्री गुणों और जंक्शन तापमान पर निर्भर करता है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि करंट-लिमिटिंग सर्किट इस सीमा को समायोजित कर सके, ताकि स्थिर करंट बनाए रखा जा सके और इस प्रकार चमक में एकरूपता सुनिश्चित हो।

4.2 तापमान विशेषताएँ

निर्दिष्ट कार्य तापमान सीमा -30°C से +85°C है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि LED विशेषताएँ तापमान पर निर्भर होती हैं। आम तौर पर, फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है (तापमान बढ़ने के साथ घटता है), और प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता भी जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। प्रदर्शन और जीवनकाल बनाए रखने के लिए PCB पर पर्याप्त थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है, खासकर जब अधिकतम रेटेड करंट के करीब काम किया जा रहा हो।

4.3 स्पेक्ट्रम वितरण

मुख्य तरंगदैर्ध्य 624nm से 636nm के बीच है, विशिष्ट स्पेक्ट्रल आधी चौड़ाई 20nm है, यह LED संतृप्त लाल प्रकाश उत्सर्जित करती है। अपेक्षाकृत संकीर्ण स्पेक्ट्रम AlInGaP तकनीक की विशेषता है, जो GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में बेहतर रंग शुद्धता प्रदान करती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

यह एलईडी मानक एसएमडी पैकेज आकृति के अनुरूप है। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, और विशिष्ट सहनशीलता ±0.1 मिमी है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। विशिष्ट पैकेज आयाम और ऊंचाई पैकेज ड्राइंग में परिभाषित की गई है, जो पीसीबी लेआउट और क्लीयरेंस जांच के लिए महत्वपूर्ण है।

5.2 अनुशंसित PCB पैड लेआउट

विश्वसनीय सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए सुझाए गए पैड पैटर्न (कॉपर पैड डिज़ाइन) प्रदान किए गए हैं। इस अनुशंसा का पालन करने से रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान सही सोल्डर फ़िलेट और संरेखण बनाने में मदद मिलती है।

5.3 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड को आमतौर पर डिवाइस पर चिह्नित किया जाता है, जिसमें नॉच, हरा मार्कर या पैकेज के अंदर छोटी लीड सामान्य तरीके हैं। डिवाइस के सही ढंग से काम करने को सुनिश्चित करने के लिए असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी ओरिएंटेशन महत्वपूर्ण है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो वेल्डिंग पैरामीटर (लीड-फ्री प्रक्रिया)

यह डिवाइस 260°C पीक तापमान, अधिकतम 10 सेकंड के अवरक्त रीफ्लो वेल्डिंग के लिए रेटेड है। उदाहरण तापमान प्रोफ़ाइल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, जिसमें प्रीहीट चरण (150-200°C, अधिकतम 120 सेकंड) शामिल है, ताकि घटकों को धीरे-धीरे गर्म किया जा सके और थर्मल शॉक को कम से कम किया जा सके। तापमान प्रोफ़ाइल को JEDEC मानकों के अनुसार, विशिष्ट PCB डिज़ाइन और सोल्डर पेस्ट को ध्यान में रखते हुए विकसित और सत्यापित किया जाना चाहिए।

6.2 हैंड वेल्डिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग की आवश्यकता हो, तो तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए, जिसका अधिकतम तापमान 300°C पर सेट हो। LED टर्मिनल के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रत्येक पैड को केवल एक बार सोल्डर किया जाना चाहिए ताकि एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन और सेमीकंडक्टर चिप को थर्मल क्षति से बचाया जा सके।

6.3 भंडारण की शर्तें

LED नमी-संवेदनशील उपकरण (MSL स्तर 3) हैं। जब इन्हें मूल सीलबंद नमी-रोधी बैग (जिसमें सिलिका जेल हो) में संग्रहित किया जाता है, तो परिवेश ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता के अंतर्गत होना चाहिए और इनका उपयोग एक वर्ष के भीतर किया जाना चाहिए। एक बार पैकेज खोलने के बाद, भंडारण वातावरण 30°C और 60% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं होना चाहिए। जो घटक परिवेशी वायु में एक सप्ताह से अधिक समय तक उजागर रहे हैं, उन्हें अवशोषित नमी को हटाने और सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए रिफ्लो सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।

6.4 सफाई

यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स जैसे आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) या एथेनॉल का उपयोग करें। LED को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंट प्लास्टिक लेंस या एनकैप्सुलेशन सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 टेपिंग और रील विनिर्देश

घटक 8 मिमी चौड़ाई की एम्बॉस्ड कैरियर टेप पर आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटे जाते हैं। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। घटकों की सुरक्षा के लिए कैरियर टेप को कवर टेप से सील किया जाता है। पॉकेट पिच और दिशा उद्योग मानक (ANSI/EIA 481) का पालन करती है।

7.2 न्यूनतम ऑर्डर मात्रा

मानक पैकेजिंग मात्रा प्रति रील 3000 टुकड़े है। खुले मात्रा के लिए, न्यूनतम पैकेजिंग 500 टुकड़े है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है। समान चमक सुनिश्चित करने और करंट असंतुलन को रोकने के लिए, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर जोड़ने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, भले ही कई LED वोल्टेज स्रोत से समानांतर में जुड़े हों (जैसा कि डेटाशीट में "सर्किट मॉडल A" में दिखाया गया है)। बिना करंट रेगुलेशन के सीधे वोल्टेज स्रोत से LED को ड्राइव करने ("सर्किट मॉडल B") की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि इससे चमक में भिन्नता आ सकती है और विभिन्न यूनिटों के बीच V_Fके अंतर के कारण ओवरकरंट क्षति हो सकती है।

8.2 डिज़ाइन विचार

• वर्तमान सेटिंग:इष्टतम जीवनकाल के लिए अनुशंसित मान 20mA डीसी फॉरवर्ड करंट या उससे कम पर कार्य करें। आवश्यक चमक प्राप्त करने के लिए न्यूनतम संभव धारा का उपयोग करें।
• थर्मल प्रबंधन:सुनिश्चित करें कि PCB में पर्याप्त तांबे का क्षेत्रफल या थर्मल वाया है, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान या उच्च धारा अनुप्रयोगों में।
• ESD सुरक्षा:यह उपकरण इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील है। संचालन और असेंबली के दौरान उचित ESD नियंत्रण उपायों (एंटीस्टैटिक कलाई पट्टा, ग्राउंडेड वर्कस्टेशन) का उपयोग करना आवश्यक है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

This AlInGaP red LED offers several advantages:

• Higher Efficiency and Brightness:पारंपरिक GaAsP लाल LED की तुलना में, AlInGaP तकनीक समान ड्राइव करंट पर काफी अधिक प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता प्रदान करती है।
• बेहतर तापमान स्थिरता:कुछ अन्य तकनीकों की तुलना में, AlInGaP LED की प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता में तापमान वृद्धि के साथ होने वाली गिरावट आमतौर पर कम होती है।
• मानकीकृत पैकेजिंग:EIA-मानक के अनुरूप SMD पैकेजिंग बड़ी संख्या में स्वचालित असेंबली उपकरणों और PCB डिज़ाइन लाइब्रेरी के साथ संगतता सुनिश्चित करती है, जिससे डिज़ाइन और निर्माण जटिलता कम होती है।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

10.1 प्रकाश तीव्रता की सीमा इतनी विस्तृत (180-1120 mcd) क्यों है?

यह सीमा पूरे उत्पादन बैच के समग्र वितरण को दर्शाती है। ग्रेडिंग सिस्टम (S, T, U, V) के माध्यम से, इकाइयों को अधिक संकीर्ण समूहों में वर्गीकृत किया जाता है। डिजाइनर अपने अनुप्रयोग में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक ग्रेड निर्दिष्ट करते हैं।

10.2 क्या मैं इस LED को 25mA धारा पर लगातार चला सकता हूँ?

हालांकि 25mA पूर्ण अधिकतम DC धारा रेटिंग है, लेकिन दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन और वास्तविक तापीय परिस्थितियों को ध्यान में रखते हुए, ड्राइवर सर्किट को कम धारा, जैसे कि विशिष्ट परीक्षण स्थिति 20mA, के लिए डिज़ाइन करने की सलाह दी जाती है। डीरेटिंग विश्वसनीयता बढ़ाती है।

10.3 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?

शिखर तरंगदैर्ध्य (λ) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय आउटपुट सबसे मजबूत होता है।_Pप्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ) मानव आंख के रंग दृष्टि बोध (CIE चार्ट) पर आधारित गणना किया गया मान है, जो अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करता है।_dएकवर्णी प्रकाश स्रोत जैसे कि इस लाल LED के लिए, दोनों मान करीब होते हैं लेकिन आवश्यक रूप से बिल्कुल समान नहीं होते।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

दृश्य:एक स्टेटस इंडिकेशन पैनल डिज़ाइन करें, जिसमें 5V पावर रेल द्वारा संचालित, 5 समान रूप से चमकीले लाल LED की आवश्यकता है।

1. ग्रेड चयन:उच्च और सुसंगत चमक प्राप्त करने के लिए U ग्रेड (450-710 mcd) चुनें।
2. ड्राइव करंट:चमक और आयु के बीच अच्छा संतुलन बनाने के लिए प्रत्येक LED का लक्ष्य करंट 18mA निर्धारित करें।
3. श्रृंखला प्रतिरोध गणना:ओम के नियम का उपयोग करें: R = (V_{बिजली की आपूर्ति}- V_F) / I_F। V के अनुकूल होने के लिए_Fरेंज (1.6V-2.4V) के लिए, एक रूढ़िवादी डिज़ाइन अपनाया गया, अधिकतम V का उपयोग करते हुए_Fमान की गणना: R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144 Ω। निकटतम मानक मान 150 Ω है। न्यूनतम V के लिए_Fधारा की पुनर्गणना: I_F= (5V - 1.6V) / 150Ω ≈ 22.7mA, जो अभी भी सुरक्षित सीमा के भीतर है। इसलिए, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में 150Ω, 1/8W का एक रोकनेवाला लगाना उपयुक्त है।
4. लेआउट:अनुशंसित पैड लेआउट के अनुसार LED और रोकनेवाला रखें। ताप अपव्यय के लिए LED पैड के चारों ओर पर्याप्त कॉपर फ़ॉयल क्षेत्र सुनिश्चित करें।

12. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय

एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करता है। जब p-n जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र (इस मामले में AlInGaP चिप) में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त करता है। अर्धचालक की विशिष्ट सामग्री संरचना (एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम, फॉस्फोरस) बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है - इस मामले में लाल। गुंबद के आकार का एपॉक्सी लेंस चिप की सुरक्षा के लिए, अर्धचालक से निकाले गए प्रकाश को बढ़ाने के लिए और विकिरण पैटर्न को एक विस्तृत देखने के कोण में ढालने के लिए उपयोग किया जाता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

SMD LED प्रौद्योगिकी का समग्र रुझान उच्च दीप्त दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन), उच्च विश्वसनीयता और छोटे पैकेज आकार (उच्च घनत्व डिजाइन का समर्थन) की ओर निरंतर विकास कर रहा है। साथ ही, अधिक सख्त रंग और तीव्रता ग्रेडिंग सहनशीलता पर ध्यान दिया जा रहा है, ताकि सटीक रंग मिलान और एकरूपता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों, जैसे फुल-कलर डिस्प्ले और ऑटोमोटिव लाइटिंग, की मांग पूरी की जा सके। इसके अतिरिक्त, पैकेजिंग सामग्रियों में प्रगति का उद्देश्य बेहतर थर्मल प्रदर्शन और उच्च आर्द्रता व तापमान चक्र जैसी कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रति बेहतर सहनशीलता प्रदान करना है।