0603 पैकेज SMD ग्रीन LED स्पेसिफिकेशन शीट - आयाम 1.6x0.8x0.6mm - वोल्टेज 3.2V - पावर 76mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ 0603 पैकेज आकार के सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) की पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह उपकरण हरे प्रकाश का उत्सर्जन करने के लिए इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है। यह स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, मानक अवरक्त और वाष्प चरण रिफ्लो सोल्डरिंग तकनीकों के साथ संगत है, और उच्च मात्रा वाले इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माण के लिए उपयुक्त है।

इस घटक के मुख्य लाभों में इसका कॉम्पैक्ट पैकेज आकार, RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश के अनुपालन और स्वचालित प्लेसमेंट प्रणाली विश्वसनीयता के लिए डिज़ाइन शामिल है। यह विभिन्न उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें संकेतक प्रकाश, बैकलाइट या स्थिति प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

Absolute maximum ratings define the stress limits that may cause permanent damage to the device. These values are not intended for continuous operation.

• Power Dissipation (Pd):76 mW। यह एलईडी पैकेज का परिवेश तापमान (Ta) 25°C होने पर, ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम कुल शक्ति है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_F(PEAK)):100 mA. यह पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में अनुमत अधिकतम धारा है। इस मान से अधिक होने पर तत्काल विनाशकारी विफलता हो सकती है।
• निरंतर अग्र धारा (I_F):20 mA. दीर्घकालिक विश्वसनीयता और स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित निरंतर डीसी संचालन की अधिकतम धारा यह है।
• डीसी धारा डिरेटिंग:जब परिवेश का तापमान 50°C से अधिक हो जाता है, तो अधिकतम अनुमत निरंतर धारा प्रति डिग्री सेल्सियस 0.25 mA की दर से रैखिक रूप से घटती है। यह संलग्न या उच्च तापमान वाले वातावरण में ताप प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V। इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से LED के PN जंक्शन का ब्रेकडाउन हो सकता है।
• ऑपरेटिंग एवं स्टोरेज तापमान:डिवाइस की रेटेड ऑपरेटिंग तापमान सीमा -20°C से +80°C तक है, और भंडारण तापमान सीमा -30°C से +100°C तक है।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

ये पैरामीटर 25°C के परिवेश तापमान और 20 mA के फॉरवर्ड करंट (I_F) के मानक परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।

• Luminous Intensity (I_V):The range extends from a minimum of 71.0 mcd to a maximum of 450.0 mcd, and a typical value is provided. This wide range is managed through a binning system (detailed later). The intensity is measured using a sensor filtered to match the photopic response of the human eye (CIE curve).
• Viewing Angle (2θ_1/2):130 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब प्रकाश की तीव्रता अपने अक्षीय माप के आधे तक गिर जाती है। 130 डिग्री का कोण एक व्यापक, विसरित प्रकाश पैटर्न को इंगित करता है, जो संकेतक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• चरम तरंगदैर्ध्य (λ_P):530 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति आउटपुट सबसे अधिक होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):525 nm। यह CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से प्राप्त किया जाता है और प्रकाश के माने जाने वाले रंग का सबसे अच्छा वर्णन करने वाली एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है। यह रंग स्थिरता का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):35 nm. यह उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की उसकी अधिकतम शक्ति के आधे बिंदु पर चौड़ाई (फुल विड्थ हाफ मैक्सिमम - FWHM) है। संकीर्ण बैंडविड्थ का अर्थ है शुद्धतर रंग और उच्च संतृप्ति।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):20 mA करंट पर 2.80 V (न्यूनतम) से 3.60 V (अधिकतम) तक की सीमा, जिसका विशिष्ट मान 3.20 V है। यह अंतर वोल्टेज बिनिंग के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है।
• रिवर्स करंट (I_R):5 V रिवर्स बायस लगाने पर, यह अधिकतम 10 µA होता है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, यदि यह मान इससे काफी अधिक है, तो यह इंगित कर सकता है कि डिवाइस क्षतिग्रस्त हो गया है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर विभिन्न "बिन" में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को ऐसे घटकों का चयन करने में सक्षम बनाता है जो उनके अनुप्रयोग की विशिष्ट सहनशीलता आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.1 Forward Voltage Binning

यूनिटों को 20 mA पर मापे गए उनके फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक बिन (D7 से D10) का आंतरिक सहनशीलता मान \u00b10.1V है।
उदाहरण: D8 ग्रेड में V शामिल है_F3.00V से 3.20V के बीच के LED।

3.2 Luminous Intensity Binning

यूनिट 20 mA पर मापी गई उसकी ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V) के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड (Q, R, S, T) के लिए आंतरिक सहनशीलता \u00b115% है।
उदाहरण: एस ग्रेड में 180.0 एमसीडी से 280.0 एमसीडी के बीच तीव्रता वाले एलईडी शामिल हैं।

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग

इकाई को 20 एमए पर मापे गए उसके प्रमुख तरंगदैर्ध्य (\u03bb_d) को वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड (AP, AQ, AR) के लिए आंतरिक सहिष्णुता \u00b11 nm है।
उदाहरण: AQ ग्रेड में 525.0 nm से 530.0 nm के बीच प्रमुख तरंग दैर्ध्य वाले LED शामिल हैं, जो हरे प्रकाश की एक विशिष्ट टोन उत्पन्न करते हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि स्पेसिफिकेशन शीट में विशिष्ट ग्राफिकल कर्व्स (चित्र 1, चित्र 6) का हवाला दिया गया है, लेकिन उनका अर्थ LED प्रौद्योगिकी के लिए मानक है।

• IV कर्व:फॉरवर्ड करंट (I_F) बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (V_Fवोल्टेज और करंट के बीच संबंध घातांकीय है। "निर्णायक बिंदु" वोल्टेज के पार, वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में भारी और संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि होती है। इसीलिए निरंतर धारा ड्राइव आवश्यक है।
• प्रकाश तीव्रता बनाम धारा:कार्यशील सीमा के भीतर, प्रकाश उत्पादन लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होता है। हालांकि, बहुत अधिक धारा पर, गर्मी में वृद्धि के कारण दक्षता कम हो सकती है।
• प्रकाश तीव्रता बनाम तापमान:एलईडी का प्रकाश उत्पादन जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है जो उच्च परिवेशी तापमान पर चलते हैं या जिनकी ताप प्रबंधन प्रणाली खराब है।
• स्पेक्ट्रम वितरण:उत्सर्जन स्पेक्ट्रम मोटे तौर पर एक गाऊसी वितरण का अनुसरण करता है, जो शिखर तरंगदैर्ध्य पर केंद्रित होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य CIE आरेख पर धारित रंग बिंदु को परिभाषित करती है।

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 पैकेज आयाम

यह उपकरण EIA मानक 0603 पैकेज आयामों का अनुपालन करता है, जिसकी लंबाई लगभग 1.6mm, चौड़ाई लगभग 0.8mm और ऊंचाई लगभग 0.6mm (सहनशीलता ±0.10mm) है। लेंस पानी जैसा सफेद है। सटीक पैड लेआउट और घटक ज्यामिति के लिए विस्तृत यांत्रिक चित्र देखना चाहिए।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

ध्रुवीयता आमतौर पर घटक बॉडी पर अंकन या पैकेज में असममित विशेषताओं द्वारा इंगित की जाती है। कैथोड आमतौर पर चिह्नित होता है। असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता पर ध्यान देना आवश्यक है, क्योंकि 5V से अधिक का रिवर्स बायस वोल्टेज उपकरण को क्षतिग्रस्त कर सकता है।

5.3 टेपिंग एवं रील पैकेजिंग

घटक 8 मिमी चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटे जाते हैं। मानक रील मात्रा 3000 टुकड़े है। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A मानक का पालन करती है, जो स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करती है। घटकों को प्रदूषण से बचाने के लिए कैरियर टेप पर कवर फिल्म लगी होती है।

6. सोल्डरिंग एवं असेंबली मार्गदर्शिका

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

यह LED लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। अनुशंसित इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल इस प्रकार है:
- प्रीहीट:150°C से 200°C.
- प्रीहीटिंग समय:अधिकतम 120 सेकंड, तापीय संतुलन और फ्लक्स सक्रियण प्राप्त करने के लिए।
- शिखर तापमान:अधिकतम 260°C.
- लिक्विडस से ऊपर का समय:शिखर तापमान पर अधिकतम 10 सेकंड। रिफ्लो सोल्डरिंग ऑपरेशन दो बार से अधिक नहीं होना चाहिए।

6.2 हस्त वेल्डिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग करना आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए:
- सोल्डरिंग आयरन तापमान:अधिकतम 300°C.
- सोल्डरिंग समय:प्रत्येक पिन के लिए अधिकतम 3 सेकंड।
- प्लास्टिक पैकेजिंग पर थर्मल स्ट्रेस को कम करने के लिए हैंड सोल्डरिंग केवल एक बार की जानी चाहिए।

6.3 सफाई

केवल निर्दिष्ट क्लीनर का उपयोग किया जाना चाहिए। अनुशंसित सॉल्वेंट कमरे के तापमान पर एथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल है। LED को एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस या पैकेजिंग को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6.4 भंडारण एवं संचालन

- 30°C से अधिक नहीं तापमान और 70% से अधिक नहीं सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित करें।
- मूल नमी-रोधी बैग से निकालने के बाद, घटकों को एक सप्ताह के भीतर रिफ्लो सोल्डर किया जाना चाहिए।
- यदि मूल पैकेजिंग के बाहर दीर्घकालिक भंडारण आवश्यक हो, तो ड्रायर युक्त वायुरोधी कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण का उपयोग करें।
- एक सप्ताह से अधिक समय तक बैग के बाहर संग्रहीत घटकों को, अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।

7. अनुप्रयोग डिज़ाइन सुझाव

7.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

LED एक करंट-चालित उपकरण है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से कई LED को समानांतर में जोड़ने पर, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला (सर्किट मॉडल A) जोड़ने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। सीधे वोल्टेज स्रोत से कई LED को समानांतर में ड्राइव करने (सर्किट मॉडल B) की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि अलग-अलग LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) विशेषता में मामूली अंतर करंट वितरण और चमक में महत्वपूर्ण अंतर पैदा करेगा।

7.2 स्थैतिक विद्युत निर्वहन (ESD) संरक्षण

LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील होते हैं। ESD क्षति उच्च रिवर्स लीकेज करंट, कम फॉरवर्ड वोल्टेज या पूरी तरह से प्रकाश उत्सर्जन में विफलता के रूप में प्रकट हो सकती है। सावधानी बरतना आवश्यक है:
- ऑपरेटरों को ग्राउंडिंग कलाई पट्टा या एंटीस्टैटिक दस्ताने पहनने चाहिए।
- सभी कार्य स्टेशनों, उपकरणों और उपकरणों को उचित रूप से ग्राउंडेड किया जाना चाहिए।
- प्लास्टिक लेंस पर संचालन के दौरान जमा होने वाले स्थैतिक आवेश को बेअसर करने के लिए आयन जनरेटर का उपयोग करें।
- मानक ESD संचालन प्रक्रिया (ANSI/ESD S20.20) का पालन करें।

7.3 ताप प्रबंधन

हालांकि बिजली की खपत कम है (अधिकतम 76mW), लेकिन सही थर्मल डिज़ाइन जीवनकाल बढ़ा सकता है और स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रख सकता है। हीट सिंकिंग के लिए पीसीबी पर पर्याप्त तांबे का क्षेत्र सुनिश्चित करें, खासकर जब उच्च परिवेश तापमान पर काम कर रहे हों या अधिकतम रेटेड करंट के करीब हों। 50°C से ऊपर करंट डीरेटिंग विनिर्देशों का पालन करें।

8. तकनीकी तुलना एवं विचार

GaP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, यह InGaN-आधारित हरा LED उच्च दक्षता और चमकदार आउटपुट प्रदान करता है। 0603 पैकेजिंग 0805 या 1206 जैसे पुराने LED पैकेज आकारों की तुलना में काफी छोटा है, जो उच्च घनत्व वाली PCB डिजाइन को सक्षम बनाता है। 130 डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल ओमनीडायरेक्शनल इंडिकेटर लाइट्स के लिए आदर्श है, जबकि संकीर्ण कोण वाले LED फोकस्ड बीम एप्लिकेशन के लिए अधिक उपयुक्त हो सकते हैं। अनग्रेडेड या चौड़े ग्रेड वाले घटकों की तुलना में, व्यापक ग्रेडिंग सिस्टम महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में सख्त रंग और चमक मिलान की अनुमति देता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 5V लॉजिक आउटपुट से ड्राइव कर सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। इसका विशिष्ट V_F3.2V है, इसे सीधे 5V से जोड़ने पर करंट अधिक हो जाएगा और LED क्षतिग्रस्त हो जाएगी। आपको एक श्रृंखला में करंट सीमित करने वाला रेसिस्टर अवश्य उपयोग करना चाहिए। सूत्र का उपयोग करें R = (V_{सप्लाई}- V_F) / I_F.

प्रतिरोध मान की गणना करें।
प्रश्न: प्रकाश तीव्रता की सीमा इतनी व्यापक (71-450 mcd) क्यों है?

उत्तर: यह पूर्ण उत्पादन सीमा है। ग्रेडिंग सिस्टम (Q, R, S, T) के माध्यम से, आप विशिष्ट, संकीर्ण तीव्रता सीमा (उदाहरण के लिए, S ग्रेड: 180-280 mcd) से LED खरीद सकते हैं, ताकि आपके उत्पाद की एकरूपता सुनिश्चित हो सके।
प्रश्न: क्या यह LED बाहरी उपयोग के लिए उपयुक्त है?

उत्तर: इसका कार्य तापमान सीमा -20°C से +80°C है। हालांकि यह कई बाहरी परिस्थितियों में काम कर सकता है, लेकिन सीधी धूप, नमी और पराबैंगनी विकिरण के लंबे समय तक संपर्क में रहने से समय के साथ एपॉक्सी लेंस खराब हो सकता है। कठोर वातावरण के लिए, कन्फॉर्मल कोटिंग वाले या विशेष रूप से बाहरी उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए LED का उपयोग करने पर विचार करें।
प्रश्न: यदि मैं रिवर्स वोल्टेज रेटिंग से अधिक हो जाऊं तो क्या होगा?

उत्तर: 5V से अधिक रिवर्स बायस PN जंक्शन में एवलांच ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है, जिससे तत्काल और स्थायी क्षति होती है, आमतौर पर शॉर्ट सर्किट के रूप में।

10. डिज़ाइन उपयोग केस स्टडी
दृश्य: नेटवर्क राउटर के लिए स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिज़ाइन करना।Sइस पैनल को लिंक गतिविधि और पावर स्थिति प्रदर्शित करने के लिए 10 समान चमकदार हरे एलईडी की आवश्यकता है। सभी एलईडी की समान चमक और रंग सुनिश्चित करने के लिए, डिज़ाइनर ने तीव्रता बिनिंग निर्दिष्ट किया है।AQ(180-280 mcd) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग।

(525-530 nm)। वर्तमान स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक LED को माइक्रोकंट्रोलर के GPIO पिन द्वारा एक 100 ओम के श्रृंखला अवरोधक (3.3V बिजली आपूर्ति और लगभग 20mA लक्ष्य धारा के लिए गणना) के माध्यम से संचालित किया जाता है। PCB लेआउट में ताप अपव्यय के लिए ग्राउंड प्लेन से जुड़ा एक छोटा हीट सिंक पैड शामिल है। असेंबली प्रक्रिया के दौरान, कारखाना अनुशंसित IR रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल का उपयोग करता है, और ऑपरेटर ESD प्रक्रियाओं का पालन करते हैं। अंतिम परिणाम एक समान और विश्वसनीय संकेतक रोशनी वाला एक संकेतक पैनल प्राप्त करना है।

11. कार्य सिद्धांत

यह एक अर्धचालक फोटोनिक उपकरण है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र (InGaN क्वांटम वेल) में इंजेक्ट किए जाते हैं। ये वाहक पुनर्संयोजन करते हैं और ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) InGaN अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जिसे एपिटैक्सियल विकास प्रक्रिया के दौरान हरे प्रकाश (लगभग 525-530 nm) उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एपॉक्सी राल लेंस का उपयोग अर्धचालक चिप की सुरक्षा, प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देने और चिप की प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए किया जाता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान
- हरे LED की आधारभूत तकनीक InGaN का निरंतर विकास जारी है। रुझानों में शामिल हैं:दक्षता वृद्धि:
- चल रहे शोध का उद्देश्य "दक्षता गिरावट" (उच्च ड्राइव करंट पर दक्षता में कमी) को कम करना और आंतरिक क्वांटम दक्षता में सुधार करना है, ताकि कम बिजली खपत पर अधिक चमकीले एलईडी प्राप्त किए जा सकें।लघुरूपण:
- पैकेजिंग आकार लगातार छोटा हो रहा है (उदाहरण के लिए, 0603 से 0402 और उससे छोटे), ताकि अति-कॉम्पैक्ट उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की मांग को पूरा किया जा सके।रंग एकरूपता में सुधार:
- एपिटैक्सियल विकास और बिनिंग एल्गोरिदम में प्रगति ने उत्पादों को अधिक कठोर रंग सहिष्णुता के साथ उत्पादित करना संभव बनाया है, जिससे द्वितीयक छंटाई की आवश्यकता कम हो गई है।विश्वसनीयता में वृद्धि: