LTST-C171KDWT SMD LED डेटाशीट - सफेद फैलाव लेंस - AlInGaP रेड चिप - 30mA फॉरवर्ड करंट - 75mW पावर डिसिपेशन - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-C171KDWT एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) LED लैंप है जिसे स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला में स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किए गए लघु घटकों के परिवार से संबंधित है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

यह LED लाल प्रकाश उत्पन्न करने के लिए एक अल्ट्रा ब्राइट AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप का लाभ उठाता है, जिसे फिर एक सफेद लेंस के माध्यम से फैलाया जाता है। इस संयोजन का लक्ष्य एक विस्तृत, समान दृश्य कोण के साथ उच्च चमकदार तीव्रता प्राप्त करना है। इसके प्राथमिक लाभों में स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनरी और इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता शामिल है, जो बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में मानक हैं। डिवाइस RoHS अनुपालन करता है, पर्यावरणीय नियमों को पूरा करता है। लक्षित अनुप्रयोग दूरसंचार (जैसे, सेलुलर फोन), कार्यालय स्वचालन (जैसे, नोटबुक कंप्यूटर, नेटवर्क सिस्टम), घरेलू उपकरण, औद्योगिक उपकरण और विशिष्ट प्रकाश कार्यों जैसे कीपैड/कीबोर्ड बैकलाइटिंग, स्थिति संकेतक, माइक्रो-डिस्प्ले और सिग्नल ल्यूमिनेयर्स तक फैले हुए हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

विश्वसनीय सर्किट डिज़ाइन और प्रदर्शन पूर्वानुमान के लिए विद्युत और प्रकाशीय विनिर्देशों की गहन समझ महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। इन्हें 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट किया गया है। अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट (IF) 30 mA है। 80 mA का एक उच्चतर पीक फॉरवर्ड करंट अनुमेय है लेकिन केवल 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1 ms पल्स चौड़ाई वाली पल्स्ड स्थितियों के तहत, जो संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता सिग्नलिंग के लिए उपयोगी है। डिवाइस द्वारा व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति 75 mW है। अधिकतम अनुमेय रिवर्स वोल्टेज (VR) 5 V है; इसे पार करने से LED के PN जंक्शन का ब्रेकडाउन हो सकता है। संचालन और भंडारण तापमान सीमाएं क्रमशः -30°C से +85°C और -40°C से +85°C हैं।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

ये Ta=25°C और 20 mA के एक मानक परीक्षण करंट (IF) पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं। चमकदार तीव्रता (Iv) की एक विस्तृत श्रृंखला है, न्यूनतम 11.2 mcd (मिलिकैंडेला) से अधिकतम 45.0 mcd तक, जिसके विशिष्ट मान बिनिंग प्रक्रिया द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। दृश्य कोण (2θ1/2) 130 डिग्री है, जो एक बहुत ही विस्तृत उत्सर्जन पैटर्न को इंगित करता है जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था या ऐसे संकेतकों के लिए उपयुक्त है जिन्हें ऑफ-एक्सिस स्थितियों से देखने की आवश्यकता होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd), जो अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करता है, 630 nm से 660 nm तक होता है, जो इसे स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में रखता है। 20 mA पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 1.6 V से 2.4 V तक होता है। रिवर्स करंट (IR) आमतौर पर बहुत कम होता है, पूर्ण 5 V रिवर्स बायस पर अधिकतम 10 µA होता है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LEDs को प्रदर्शन श्रेणियों या "बिन" में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 चमकदार तीव्रता बिनिंग

LTST-C171KDWT 20 mA पर मापी गई चमकदार तीव्रता पर आधारित एक बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है। बिन को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है: बिन कोड "L" 11.2 से 18.0 mcd को कवर करता है, बिन "M" 18.0 से 28.0 mcd को कवर करता है, और बिन "N" 28.0 से 45.0 mcd को कवर करता है। प्रत्येक बिन के भीतर तीव्रता पर +/-15% का सहनशीलता लागू होती है। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक चमक एकरूपता की गारंटी देने के लिए, विशेष रूप से जब एक सरणी में कई LEDs का उपयोग करते हैं, तो ऑर्डर करते समय आवश्यक बिन निर्दिष्ट करना चाहिए।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का संदर्भ दिया गया है, उनके निहितार्थ मानक हैं। फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V) वक्र एक डायोड की विशिष्ट घातीय संबंध दिखाता है। चमकदार तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र प्रदर्शित करता है कि प्रकाश उत्पादन करंट के साथ कैसे बढ़ता है, आमतौर पर अनुशंसित संचालन बिंदु के आसपास एक निकट-रैखिक क्षेत्र में। चमकदार तीव्रता बनाम परिवेश तापमान वक्र महत्वपूर्ण है, क्योंकि LED उत्पादन आम तौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है; इस डीरेटिंग को समझना उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले डिजाइनों के लिए आवश्यक है। स्पेक्ट्रल वितरण ग्राफ लगभग 650 nm के शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास उत्सर्जित प्रकाश की सांद्रता दिखाएगा।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 भौतिक आयाम और ध्रुवता

LED एक मानक EIA पैकेज फुटप्रिंट में आता है। सटीक लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई के आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं, जिनकी विशिष्ट सहनशीलता ±0.1 mm है। घटक में एक ध्रुवता संकेतक होता है, जो असेंबली के दौरान सही अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण है। कैथोड को आमतौर पर चिह्नित किया जाता है, अक्सर पैकेज के संबंधित पक्ष पर हरे रंग की टिंट या प्लास्टिक बॉडी में एक खांचे द्वारा।

5.2 अनुशंसित PCB पैड लेआउट

विश्वसनीय सोल्डरिंग और उचित यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक लैंड पैटर्न डिज़ाइन सुझाया गया है। यह पैटर्न PCB पर तांबे के पैड के आकार और आकार को निर्दिष्ट करता है, जिसमें किसी भी थर्मल रिलीफ या सोल्डर मास्क परिभाषाएं शामिल हैं, ताकि रीफ्लो के दौरान सोल्डर जोड़ के गठन को अनुकूलित किया जा सके।

5.3 टेप और रील पैकेजिंग

स्वचालित असेंबली के लिए, LEDs को 8mm चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप पर 7-इंच (178 mm) व्यास की रीलों पर लपेटकर आपूर्ति की जाती है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA 481 विनिर्देशों का पालन करती है। मुख्य नोट्स में शामिल हैं: टेप में खाली पॉकेट्स को कवर टेप से सील किया जाता है, अवशेषों के लिए न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े है, और प्रति रील अधिकतम दो लगातार लापता घटकों की अनुमति है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 IR रीफ्लो सोल्डरिंग स्थितियां

डिवाइस लीड-मुक्त (Pb-मुक्त) सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए योग्य है। अनुशंसित शिखर रीफ्लो तापमान 260°C है, और इस शिखर तापमान से ऊपर का समय 10 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। थर्मल शॉक को रोकने और उचित सोल्डर पेस्ट सक्रियण सुनिश्चित करने के लिए प्री-हीट चरणों (जैसे, 150-200°C अधिकतम 120 सेकंड के लिए) सहित एक पूर्ण थर्मल प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है। डेटाशीट प्रोफाइल विकास के आधार के रूप में JEDEC मानकों का संदर्भ देती है, इस बात पर जोर देते हुए कि अंतिम प्रोफाइल को विशिष्ट PCB डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए ओवन के लिए चरित्रित किया जाना चाहिए।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग

LEDs नमी-संवेदनशील हैं। जब उन्हें डिसिकेंट के साथ उनकी मूल नमी-रोधी बैग में सील किया जाता है, तो उन्हें ≤ 30°C और ≤ 90% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार बैग खोलने के बाद, "फ्लोर लाइफ" सीमित होती है। MSL 2a (मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल 2a) के लिए, घटकों को परिवेशी कारखाना स्थितियों (≤ 30°C / 60% RH) के संपर्क में आने के 672 घंटे (28 दिन) के भीतर IR-रीफ्लो किया जाना चाहिए। लंबे समय तक संपर्क के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेकिंग की आवश्यकता होती है ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" क्षति को रोका जा सके। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियां अनिवार्य हैं; ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप्स और वर्कस्टेशन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। LED को कमरे के तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट या आक्रामक रसायन प्लास्टिक लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. अनुप्रयोग नोट्स और डिजाइन विचार

7.1 ड्राइव सर्किट डिजाइन

LEDs करंट-संचालित उपकरण हैं। सुसंगत चमक सुनिश्चित करने और करंट हॉगिंग को रोकने के लिए, प्रत्येक LED के लिए एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, भले ही कई LEDs को वोल्टेज स्रोत के समानांतर जोड़ा गया हो। रोकनेवाला मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vcc - VF) / IF, जहां Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, VF LED का फॉरवर्ड वोल्टेज है (विश्वसनीयता के लिए डेटाशीट से अधिकतम मान का उपयोग करें), और IF वांछित फॉरवर्ड करंट है। करंट विनियमन के बिना सीधे वोल्टेज स्रोत से LEDs को चलाने की अनुशंसा नहीं की जाती है क्योंकि इससे थर्मल रनअवे और डिवाइस विफलता हो सकती है।

7.2 थर्मल प्रबंधन

हालांकि शक्ति व्यय अपेक्षाकृत कम है (75 mW अधिकतम), दीर्घकालिक विश्वसनीयता और चमकदार तीव्रता बनाए रखने के लिए PCB पर प्रभावी थर्मल प्रबंधन अभी भी महत्वपूर्ण है। LED के थर्मल पैड (यदि लागू हो) के आसपास पर्याप्त तांबे का क्षेत्र और सामान्य PCB वेंटिलेशन सुनिश्चित करना गर्मी को दूर करने में मदद करता है, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान अनुप्रयोगों में या जब LED को उसके अधिकतम करंट रेटिंग के निकट चलाया जाता है।

7.3 अनुप्रयोग दायरा और सीमाएं

यह LED सामान्य-उद्देश्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए अभिप्रेत है। डेटाशीट स्पष्ट रूप से सलाह देती है कि इसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में उपयोग न करें जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है—जैसे विमानन, परिवहन नियंत्रण, चिकित्सा उपकरण, या जीवन-समर्थन प्रणाली—बिना पूर्व परामर्श और विशिष्ट योग्यता के।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

LTST-C171KDWT की मुख्य विभेदक विशेषता इसका एक सफेद फैलाव लेंस के साथ AlInGaP चिप का उपयोग है। पारंपरिक GaAsP या GaP लाल LEDs की तुलना में, AlInGaP तकनीक आम तौर पर उच्च दक्षता और तापमान पर बेहतर प्रदर्शन स्थिरता प्रदान करती है। सफेद फैलाव लेंस एक स्पष्ट या वाटर-क्लियर लेंस की तुलना में एक विस्तृत और अधिक समान दृश्य कोण प्रदान करता है, जिसमें अक्सर अधिक केंद्रित बीम होता है। यह इसे उन अनुप्रयोगों के लिए श्रेष्ठ बनाता है जिन्हें विस्तृत-क्षेत्र, मुलायम प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है, न कि एक निर्देशित स्पॉटलाइट की।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को 30 mA पर लगातार चला सकता हूं?

उत्तर: हां, 30 mA अधिकतम रेटेड निरंतर DC फॉरवर्ड करंट है। इष्टतम दीर्घायु के लिए, इस अधिकतम से थोड़ा नीचे संचालित करना, जैसे कि 20 mA (मानक परीक्षण स्थिति) पर, अक्सर अनुशंसित किया जाता है।

प्रश्न: प्रमुख तरंगदैर्ध्य और शिखर तरंगदैर्ध्य के बीच क्या अंतर है?

उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम सबसे मजबूत होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर रंग निर्देशांक से प्राप्त होता है और उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो प्रकाश के अनुभव किए गए रंग से सबसे अच्छा मेल खाता है। रंग विनिर्देश के लिए λd अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: एक स्थिर वोल्टेज आपूर्ति के लिए भी एक श्रृंखला रोकनेवाला क्यों आवश्यक है?

उत्तर: एक LED का फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में एक विनिर्माण सहनशीलता होती है और तापमान बढ़ने के साथ घटता है। एक स्थिर वोल्टेज स्रोत के कारण करंट अनियंत्रित रूप से बढ़ जाएगा क्योंकि LED गर्म होता है, संभावित रूप से थर्मल रनअवे की ओर ले जाता है। एक श्रृंखला रोकनेवाला नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रदान करता है, करंट को स्थिर करता है।

10. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग मामला

परिदृश्य: एक नेटवर्क राउटर के लिए एक स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना।पैनल को चार समान रूप से चमकदार लाल स्थिति LEDs की आवश्यकता है। सिस्टम 5V रेल का उपयोग करता है। डिजाइन चरण: 1) आवश्यक चमकदार तीव्रता बिन का चयन करें (जैसे, 18-28 mcd के लिए बिन "M")। 2) श्रृंखला रोकनेवाला की गणना करें। VF का अधिकतम मान 2.4V और लक्ष्य IF 20 mA का उपयोग करते हुए: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω। 130 Ω या 150 Ω का निकटतम मानक मान उपयोग किया जा सकता है। 3) अनुशंसित पैड पैटर्न का उपयोग करके PCB लेआउट डिजाइन करें, सही ध्रुवता संरेखण सुनिश्चित करें। 4) PCB असेंबली के दौरान दिशानिर्देशों के अनुसार IR रीफ्लो प्रोफाइल निर्दिष्ट करें। 5) असेंबली के बाद, संचालन स्थितियों के तहत तीव्रता एकरूपता सत्यापित करें।

11. संचालन सिद्धांत परिचय

एक LED एक सेमीकंडक्टर डायोड है। जब इसके टर्मिनलों पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है (एनोड कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक), तो n-प्रकार के सेमीकंडक्टर से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार के सेमीकंडक्टर से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। विशिष्ट सेमीकंडक्टर सामग्री (इस मामले में AlInGaP) बैंडगैप ऊर्जा और इस प्रकार उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। सफेद फैलाव लेंस में बिखरने वाले कण होते हैं जो चिप से प्रारंभिक दिशात्मक प्रकाश उत्पादन को चौड़ा करते हैं, एक विस्तृत, समान दृश्य कोण बनाते हैं।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

SMD LEDs में सामान्य रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग प्रतिपादन और अधिक विश्वसनीयता की ओर है। संकेतक-प्रकार के LEDs के लिए, लघुकरण जारी है जबकि चमक बनाए रखी या बढ़ाई जा रही है। उपलब्ध रंगों और रंग तापमान की श्रृंखला का विस्तार करने पर भी ध्यान केंद्रित किया गया है। विनिर्माण प्रक्रियाओं को कठोर बिनिंग सहनशीलता प्राप्त करने के लिए परिष्कृत किया जा रहा है, जो डिजाइनरों को अधिक सुसंगत प्रदर्शन प्रदान करता है। उच्च तापमान सहनशीलता और लीड-मुक्त, उच्च-तापमान सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए प्रयास उद्योग का एक प्रमुख फोकस बना हुआ है।