SMD LED 19-223/R7G6C-A01/2T डेटाशीट - पैकेज आयाम 2.0x1.25x0.8mm - वोल्टेज 2.0-2.4V - ड्यूल कलर - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

19-223 एक कॉम्पैक्ट मल्टी-कलर सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी है, जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें उच्च घनत्व पैकेजिंग और विश्वसनीय प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। यह घटक पारंपरिक लीड फ्रेम एलईडी की तुलना में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो छोटे, हल्के और अधिक कुशल अंतिम उत्पादों के विकास को सक्षम बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ और उत्पाद स्थिति

19-223 SMD LED का प्रमुख लाभ इसका माइक्रो पैकेज आकार है। लीड वाले घटकों की तुलना में, इसका आकार काफी कम हो गया है, जिससे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) डिज़ाइन छोटा हो सकता है, घटक पैकेजिंग घनत्व अधिक हो सकता है, भंडारण स्थान की आवश्यकता कम हो सकती है, और अंततः अधिक कॉम्पैक्ट उपकरण प्राप्त किए जा सकते हैं। इसकी हल्की संरचना इसे पोर्टेबल और माइक्रो अनुप्रयोगों के लिए आदर्श विकल्प बनाती है, जहाँ वजन एक महत्वपूर्ण कारक है।

1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग क्षेत्र

यह LED बहुमुखी है और मुख्य रूप से निम्नलिखित प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों को लक्षित करता है:

• ऑटोमोटिव और इंस्ट्रूमेंटेशन:डैशबोर्ड संकेतक और स्विच की बैकलाइटिंग।
• दूरसंचार उपकरण:टेलीफोन, फैक्स मशीन और अन्य संचार उपकरणों में स्थिति संकेतक और बैकलाइट।
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (LCD) के लिए फ्लैट बैकलाइट, स्विच प्रकाश और प्रतीक प्रकाश।
• सामान्य संकेत:विभिन्न उद्योगों में व्यापक स्थिति संकेत आवश्यकताओं के लिए विश्वसनीय समाधान प्रदान करता है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट के अनुसार, एलईडी के प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में या उससे आगे संचालन की गारंटी नहीं है।

• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5V। यह एक अपेक्षाकृत कम मान है, जो इस बात पर जोर देता है कि यह LED रिवर्स बायस संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है और उन सर्किटों में सुरक्षा की आवश्यकता होती है जहाँ रिवर्स वोल्टेज संभव हो।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F):R7 (गहरा लाल) और G6 (चमकीला पीला-हरा) चिप्स दोनों 25 mA हैं।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):60 mA (ड्यूटी साइकिल 1/10 @ 1kHz)। यह संक्षिप्त उच्च-धारा स्पंदों की अनुमति देता है, जो मल्टीप्लेक्सिंग या उच्च तात्कालिक चमक प्राप्त करने के लिए उपयुक्त है।
• पावर डिसिपेशन (P_d):60 mW। यह पैरामीटर फॉरवर्ड वोल्टेज के साथ मिलकर, दी गई थर्मल स्थितियों में अधिकतम सस्टेनेबल फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM):2000V। यह मध्यम स्तर की ESD रोबस्टनेस को दर्शाता है, लेकिन असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD सुरक्षा उपाय अभी भी आवश्यक हैं।
• कार्य और भंडारण तापमान:-40°C से +85°C (कार्य), -40°C से +90°C (भंडारण)। यह व्यापक सीमा प्रतिकूल परिस्थितियों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
• सोल्डरिंग तापमान:रिफ्लो सोल्डरिंग (पीक 260°C, अधिकतम 10 सेकंड) और हैंड सोल्डरिंग (350°C, अधिकतम 3 सेकंड) के साथ संगत।

2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ

ये Ta=25°C और I_F=20mA पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।

• Luminous Intensity (I_v):18.0 - 72.0 mcd (minimum - maximum range). Typical value is within this binning range (see Section 3). Tolerance is ±11%.
• Viewing Angle (2θ_1/2):130 डिग्री (टाइपिकल)। यह विस्तृत व्यूइंग एंगल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिन्हें व्यापक दृश्यता की आवश्यकता होती है।
• पीक वेवलेंथ (λ_p):R7: 639 nm (टाइपिकल), G6: 575 nm (टाइपिकल)। यह उत्सर्जित प्रकाश के स्पेक्ट्रम के शिखर को परिभाषित करता है।
• डोमिनेंट वेवलेंथ (λ_d):R7: 631 nm (टाइपिकल), G6: 573 nm (टाइपिकल)। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख महसूस करती है और यह रंग से निकटता से संबंधित है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):दोनों 20 nm (टाइपिकल) हैं। यह उत्सर्जित रंग की स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):2.00V (टाइपिकल), 2.40V (अधिकतम)। यह कम फॉरवर्ड वोल्टेज कम बिजली खपत और बैटरी संचालित उपकरणों के लिए फायदेमंद है।
• रिवर्स करंट (I_R):10 μA (अधिकतम), V_R=5V की स्थिति में।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

LED की प्रकाश उत्पादन क्षमता प्रत्येक इकाई के अनुसार भिन्न होती है। प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर उपकरणों को वर्गीकृत करने के लिए बिनिंग प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

3.1 प्रकाश तीव्रता ग्रेडिंग

जब ड्राइव करंट I_F=20mA पर, R7 और G6 चिप्स दोनों को तीन तीव्रता स्तरों (M, N, P) में विभाजित किया गया है:

• M स्तर:18.0 - 28.5 mcd
• N स्तर:28.5 - 45.0 mcd
• P मोड:45.0 - 72.0 mcd

इससे डिजाइनर अपने एप्लिकेशन के लिए समान चमक वाले एलईडी का चयन कर सकते हैं, जिससे बहु-एलईडी सरणियों में एक समान रूप सुनिश्चित होता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में विशिष्ट विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं, जो विभिन्न कार्य स्थितियों में एलईडी के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

4.1 दीप्ति तीव्रता बनाम अग्र धारा

यह वक्र एक अरेखीय संबंध दर्शाता है। हालांकि तीव्रता आम तौर पर करंट बढ़ने के साथ बढ़ती है, लेकिन उच्च करंट पर, बढ़ती गर्मी के कारण दक्षता (लुमेन प्रति वाट) कम हो सकती है। अधिकतम निरंतर करंट (25mA) के करीब कार्य करने के लिए सावधानीपूर्वक थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है।

4.2 प्रकाश तीव्रता बनाम परिवेश तापमान

परिवेश तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश तीव्रता कम हो जाती है। यह थर्मल डेरेटिंग एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन विचार है, विशेष रूप से उच्च तापमान वाले वातावरण में अनुप्रयोगों के लिए या जब LED को उच्च धारा पर चलाया जाता है। फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व उच्च तापमान पर बिजली अपव्यय सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए अनुमत अधिकतम धारा प्रदान करता है।

4.3 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (I-V वक्र)

यह एक्सपोनेंशियल कर्व मूलभूत है। LED एक विशिष्ट थ्रेशोल्ड वोल्टेज (इन डिवाइस के लिए लगभग 1.8V) पर चालू होना और प्रकाश उत्सर्जित करना शुरू करता है। इस बिंदु के बाद, वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में भारी वृद्धि होती है। यह थर्मल रनवे को रोकने के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर के उपयोग की आवश्यकता पर जोर देता है।

4.4 स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन

ग्राफ सापेक्ष वर्णक्रमीय शक्ति वितरण दर्शाता है। R7 चिप लाल क्षेत्र में (लगभग 639nm शिखर) प्रकाश उत्सर्जित करती है, जबकि G6 चिप पीले-हरे क्षेत्र में (लगभग 575nm शिखर) प्रकाश उत्सर्जित करती है। 20nm की बैंडविड्थ मध्यम रंग संतृप्ति को इंगित करती है।

4.5 रेडिएशन पैटर्न डायग्राम

ध्रुवीय आरेख 130 डिग्री के देखने के कोण की पुष्टि करता है, जो लैम्बर्टियन-जैसे उत्सर्जन पैटर्न दिखाता है, जहाँ 0° (चिप के लंबवत) पर तीव्रता अधिकतम होती है और किनारों की ओर घटती जाती है।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना

5.1 पैकेज आयाम

यह एलईडी कॉम्पैक्ट एसएमडी पैकेज में आती है। मुख्य आयाम (इकाई: मिमी, सहनशीलता ±0.1 मिमी, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो) में लगभग 2.0 मिमी बॉडी लंबाई, लगभग 1.25 मिमी चौड़ाई और लगभग 0.8 मिमी ऊंचाई शामिल हैं। डेटाशीट में पीसीबी पैड डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण, पैड लेआउट सहित विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किया गया है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड को आमतौर पर पैकेज पर एक निशान या चम्फर द्वारा पहचाना जाता है, जैसा कि आयाम चित्र में दिखाया गया है। असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी का ध्यान रखना आवश्यक है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

यह घटक इन्फ्रारेड और वाष्प चरण रिफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगत है। अनुशंसित लीड-मुक्त तापमान प्रोफ़ाइल में शामिल हैं: प्रीहीट चरण (150-200°C, 60-120 सेकंड), लिक्विडस ऊपर का समय (217°C से ऊपर, 60-150 सेकंड), अधिकतम 260°C का पीक तापमान, अधिकतम 10 सेकंड, और नियंत्रित कूलिंग दर। रिफ्लो चक्रों की संख्या दो से अधिक नहीं होनी चाहिए।

6.2 भंडारण एवं नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ

LED को डिसिकेंट के साथ नमी-सुरक्षात्मक बैग में पैक किया जाता है। सावधानियाँ अत्यंत महत्वपूर्ण हैं:

• थैली को उपयोग करने के लिए तैयार होने पर ही खोलें।
• खोलने के बाद, यदि ≤30°C और ≤60% RH स्थितियों में संग्रहित किया जाता है, तो इसे 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग करना चाहिए।
• यदि एक्सपोजर समय से अधिक हो जाता है, तो रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव क्षति को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले बेकिंग (60±5°C, 24 घंटे) की आवश्यकता होती है।

6.3 डिज़ाइन संबंधी विचार

• करंट लिमिटिंग:कार्यशील धारा निर्धारित करने के लिए बाह्य श्रेणीक्रम प्रतिरोध का उपयोग अनिवार्य है। तीव्र I-V वक्र का अर्थ है कि वोल्टेज में मामूली वृद्धि विनाशकारी धारा सर्ज का कारण बन सकती है।
• यांत्रिक प्रतिबल:सोल्डरिंग या सर्किट बोर्ड हैंडलिंग के दौरान, LED बॉडी पर प्रतिबल लगाने से बचें। असेंबली के बाद PCB को मोड़ें नहीं।

7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

7.1 टेपिंग और रील विनिर्देश

उत्पाद 8mm टेप में आपूर्ति किया जाता है, जो 7 इंच व्यास की रील पर लगा होता है और मानक स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगत है। प्रत्येक रील में 2000 यूनिट होते हैं। कैरियर टेप और रील के विस्तृत आयाम डेटाशीट में प्रदान किए गए हैं।

7.2 लेबल विवरण

रील लेबल में निम्नलिखित कोड शामिल हैं:

• उत्पाद संख्या (P/N)
• पैकेजिंग मात्रा (QTY)
• चमकदार तीव्रता ग्रेड (CAT)
• क्रोमैटिसिटी और प्रमुख तरंग दैर्ध्य ग्रेड (HUE)
• Forward Voltage Level (REF)
• Batch Number (LOT No.)

8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ

सबसे बुनियादी ड्राइवर सर्किट में वोल्टेज स्रोत (V_CC), current limiting resistor (R_S) and series-connected LED. R_S= (V_CC- V_F) / I_Fतापमान और बिजली आपूर्ति वोल्टेज में परिवर्तन के तहत चमक स्थिर रखने के लिए, निरंतर धारा ड्राइवर के उपयोग की सिफारिश की जाती है।

8.2 ताप प्रबंधन

छोटे आकार के बावजूद, बिजली की खपत (अधिकतम 60mW) पर विचार किया जाना चाहिए। यह सुनिश्चित करें कि PCB पर एलईडी के थर्मल पैड (यदि लागू हो) या हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए आसपास के ग्राउंड प्लेन से जुड़ने के लिए पर्याप्त तांबे का क्षेत्र है, खासकर उच्च परिवेश तापमान या उच्च धारा पर काम करते समय।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

यदि अधिक केंद्रित प्रकाश पुंज की आवश्यकता हो, तो 130 डिग्री के विस्तृत दृश्य कोण के लिए द्वितीयक प्रकाशीय घटकों (लेंस, प्रकाश मार्गदर्शक प्लेट) की आवश्यकता हो सकती है। पैकेजिंग के लिए क्रिस्टल स्पष्ट रेजिन रंग उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ चिप के वास्तविक रंग की आवश्यकता होती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

19-223 LED अपने अत्यंत छोटे आकार, एक ही पैकेज पैड पर दो अलग-अलग रंगों (लाल और पीला-हरा) की पेशकश, और आधुनिक पर्यावरणीय मानकों (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) के अनुपालन के संयोजन के माध्यम से विभेदन प्रदर्शित करता है। बड़े एलईडी की तुलना में यह काफी स्थान बचाता है। दोनों रंग AlGaInP सामग्री का उपयोग करते हैं, जो अच्छी प्रकाश उत्सर्जन दक्षता प्रदान करते हैं।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: करंट-सीमित रोकनेवाला (लिमिटिंग रेसिस्टर) बिल्कुल आवश्यक क्यों है?
उत्तर: फॉरवर्ड वोल्टेज अपेक्षाकृत स्थिर होता है, लेकिन थ्रेशोल्ड के बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि के साथ करंट घातीय रूप से बढ़ता है। यदि कोई प्रतिरोध नहीं है, तो करंट जल्दी से अधिकतम रेटेड मान (25mA) से अधिक हो जाएगा और LED को नुकसान पहुंचाएगा।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को 3.3V या 5V लॉजिक पावर स्रोत से चला सकता हूं?
उत्तर: हां, लेकिन उपयुक्त श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करनी होगी। उदाहरण के लिए, 3.3V स्रोत का उपयोग करते हुए, लक्ष्य I_F20mA है, एक विशिष्ट V_F2.0V: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 ओम। मानक 68 ओम रोकनेवाला उपयुक्त है।

प्रश्न: "±11% सहनशीलता" मेरे डिजाइन के लिए क्या मायने रखती है?
उत्तर: इसका मतलब है कि एक ही ग्रेड के भीतर व्यक्तिगत एलईडी की चमक नाममात्र ग्रेड मान से 11% तक भिन्न हो सकती है। एक समान रूप की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे बैकलाइट सरणियों) के लिए, आपको एक सख्त ग्रेड का चयन करने या वर्तमान कैलिब्रेशन लागू करने की आवश्यकता हो सकती है।

11. वास्तविक डिज़ाइन केस स्टडी

परिदृश्य:एक पोर्टेबल डिवाइस के लिए एक कॉम्पैक्ट स्टेटस इंडिकेशन पैनल डिज़ाइन करें, जिसमें चार एलईडी (दो लाल, दो हरे) हों, और डिवाइस 3.7V लिथियम-आयन बैटरी द्वारा संचालित हो।

डिज़ाइन चरण:

1. करंट चयन:I का चयन करें_F= 15 mA, अच्छी चमक और कम बिजली खपत के बीच संतुलन बनाने के लिए, बैटरी जीवन को बढ़ाने के लिए।
2. प्रतिरोध गणना:सबसे खराब स्थिति V मान लें_F= 2.4V। R_S= (3.7V - 2.4V) / 0.015A ≈ 86.7Ω। मानक 91Ω या 100Ω प्रतिरोधक का उपयोग करें।
3. PCB लेआउट:LED लगाते समय ध्रुवता का सही ध्यान रखें। कैथोड पैड के चारों ओर ताप अपव्यय में सहायता के लिए तांबे का एक छोटा सा पैच जोड़ें।
4. थर्मल जांच:प्रत्येक LED की बिजली खपत: P = V_F* I_F≈ 2.0V * 0.015A = 30mW, जो 60mW की अधिकतम सीमा से काफी कम है। चार LEDs की कुल खपत 120mW है, जो एक छोटे सर्किट बोर्ड पर प्रबंधनीय है।
5. भंडारण/असेंबली:PCB असेंबली योजना की व्यवस्था करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि नमी-रोधी बैग खोलने के 7 दिनों के भीतर LED रील का उपयोग किया जाए।

12. कार्य सिद्धांत परिचय

लाइट एमिटिंग डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब p-n जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन, p-प्रकार की सामग्री से होल के साथ सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। 19-223 AlGaInP (एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) सामग्री प्रणाली का उपयोग करता है, जो लाल से पीले-हरे स्पेक्ट्रम सीमा में एक उच्च दक्षता वाला ल्यूमिनोफोर है।

13. प्रौद्योगिकी विकास प्रवृत्तियाँ

19-223 जैसे SMD LED का विकास कई स्पष्ट उद्योग प्रवृत्तियों का अनुसरण करता है: छोटे अंतिम उत्पादों के लिए निरंतर लघुकरण, प्रकाश उत्पादन दक्षता में वृद्धि (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन), विश्वसनीयता और जीवनकाल में सुधार, और पर्यावरणीय नियमों (हैलोजन-मुक्त, RoHS) का सख्ती से पालन। उच्च घनत्व पैकेजिंग की ओर प्रवृत्ति ने पैकेज-स्तरीय ताप प्रबंधन तकनीकों की प्रगति को प्रेरित किया है, और रंग व चमक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए अधिक सटीक बिनिंग प्रणालियों को भी बढ़ावा दिया है, विशेष रूप से स्वचालित बड़े पैमाने पर विनिर्माण में।