SMD LED 0603 Green Datasheet - आयाम 1.6x0.8x0.6mm - वोल्टेज 2.8-3.8V - पावर 80mW - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक मानक 0603 पैकेज में एक लघु सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह घटक स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। एलईडी InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करके हरी रोशनी उत्सर्जित करता है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त एक चमकदार और कुशल प्रकाश स्रोत प्रदान करता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस LED के प्राथमिक लाभों में इसका अत्यंत कॉम्पैक्ट आकार, स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनरी के साथ संगतता, और उच्च-मात्रा इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्तता शामिल है। यह RoHS (Restriction of Hazardous Substances) अनुपालन को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके लक्षित बाजार उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, दूरसंचार, कंप्यूटिंग और औद्योगिक उपकरणों तक फैले हुए हैं। विशिष्ट अनुप्रयोगों में स्टेटस इंडिकेटर्स, फ्रंट पैनल और कीपैड के लिए बैकलाइटिंग, सिग्नल इल्युमिनेशन और मोबाइल फोन, लैपटॉप, नेटवर्किंग हार्डवेयर, घरेलू उपकरण और इंडोर साइनेज जैसे उपकरणों में सजावटी प्रकाश व्यवस्था शामिल है।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

यह खंड LED की विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं का विस्तृत विश्लेषण प्रदान करता है। इन मापदंडों को समझना विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और सिस्टम एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये मान 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट हैं।

• Power Dissipation (Pd): 80 mW. यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED पैकेज अपनी तापीय सीमाओं को पार किए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP): 100 mA. यह अधिकतम अनुमेय तात्कालिक अग्र धारा है, जिसे आमतौर पर अति ताप को रोकने के लिए स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) के तहत निर्दिष्ट किया जाता है।
• DC Forward Current (I_F): 20 mA. यह सामान्य संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है।
• Operating Temperature Range: -40°C to +85°C. LED इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर कार्य करने की गारंटी है।
• भंडारण तापमान सीमा: -40°C से +100°C. इस सीमा के भीतर बिना लगाए गए बिजली के उपकरण को संग्रहित किया जा सकता है।

2.2 Electrical and Optical Characteristics

ये सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर Ta=25°C और I पर मापे गए हैं।_F=20mA, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो।

• ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V): 450 - 1400 mcd (मिलिकैंडेला)। यह मानव आँख द्वारा देखे गए एलईडी की अनुभूत चमक का माप है। विस्तृत सीमा इंगित करती है कि डिवाइस विभिन्न चमक बिन (सेक्शन 3 देखें) में उपलब्ध है।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2): 110 डिग्री (सामान्य)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर चमकदार तीव्रता, अक्षीय (0 डिग्री) पर मापी गई तीव्रता की आधी होती है। 110-डिग्री का कोण एक चौड़े, विसरित दृश्य पैटर्न को दर्शाता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P): 518 nm (सामान्य)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर प्रकाशीय आउटपुट शक्ति अपने अधिकतम स्तर पर होती है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): 520 - 535 nm. यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा देखा जाता है और जो LED के प्रकाश उत्पादन के रंग से सबसे अच्छा मेल खाता है। यह रंग विनिर्देशन के लिए मुख्य पैरामीटर है।
• स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ): 35 nm (typical). यह उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है, जिसे उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की अर्ध-अधिकतम पर पूर्ण चौड़ाई (FWHM) के रूप में मापा जाता है।
• Forward Voltage (V_F): 2.8 - 3.8 V at I_F=20mA. This is the voltage drop across the LED when it is conducting current. The range corresponds to different voltage bins.
• Reverse Current (I_R): 10 μA (max) at V_R=5V. एलईडी रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। यह पैरामीटर मुख्य रूप से गुणवत्ता आश्वासन परीक्षण के लिए है।

3. Binning System Explanation

बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। इससे डिज़ाइनर ऐसे घटकों का चयन कर सकते हैं जो चमक, रंग और वोल्टेज की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) बिनिंग

एलईडी को 20mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक बिन की सहनशीलता ±0.1V होती है। बिन हैं: D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), और D11 (3.6-3.8V)। एक ही V_F बिन से एलईडी का चयन करने से कई एलईडी को समानांतर में जोड़ने पर एकसमान चमक सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।

3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V) बिनिंग

एलईडी को चमक के आधार पर पांच तीव्रता वर्गों में वर्गीकृत किया गया है, प्रत्येक की सहनशीलता ±11% है। वर्ग हैं: U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), और W1 (1120-1400 mcd)। यह अनुप्रयोग की चमक आवश्यकताओं के आधार पर चयन की अनुमति देता है।

3.3 Dominant Wavelength (λ_d) बिनिंग

हरे प्रकाश का रंग (रंगत) प्रमुख तरंगदैर्ध्य को वर्गों में बांटकर नियंत्रित किया जाता है, प्रत्येक वर्ग की सहनशीलता ±1nm है। वर्ग हैं: AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), और AR (530-535 nm)। यह एक डिस्प्ले या संकेतक सरणी में कई एलईडी के बीच रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

एलईडी की विशेषताओं के ग्राफिकल प्रतिनिधित्व विभिन्न परिस्थितियों में इसके व्यवहार की गहरी समझ प्रदान करते हैं। डेटाशीट में निम्नलिखित संबंधों के लिए विशिष्ट वक्र शामिल हैं (विशिष्ट ग्राफ़ के लिए मूल दस्तावेज़ देखें)।

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)

यह कर्व एलईडी से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, जिसका अर्थ है कि वोल्टेज में एक छोटा सा परिवर्तन धारा में बड़ा परिवर्तन ला सकता है। यही कारण है कि एलईडी को एक स्थिर वोल्टेज स्रोत से नहीं, बल्कि एक करंट-लिमिटेड स्रोत से चलाया जाना चाहिए।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन (mcd में) आगे की धारा बढ़ने के साथ बढ़ता है। यह एक सीमा में आम तौर पर रैखिक होता है लेकिन तापीय प्रभावों और दक्षता में गिरावट के कारण बहुत अधिक धाराओं पर संतृप्त हो जाएगा।

4.3 Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

यह वक्र प्रकाश उत्पादन की तापीय निर्भरता को प्रदर्शित करता है। आम तौर पर, परिवेश के तापमान के बढ़ने के साथ दीप्त तीव्रता कम हो जाती है। उच्च-तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए इस डीरेटिंग को समझना महत्वपूर्ण है।

4.4 Spectral Distribution

यह प्लॉट विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित सापेक्षिक प्रकाश शक्ति को दर्शाता है। यह शिखर तरंगदैर्ध्य (518 nm) के आसपास केंद्रित है और इसकी अर्ध-चौड़ाई (35 nm) द्वारा परिभाषित एक विशिष्ट आकृति है।

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 पैकेज आयाम

LED एक मानक EIA 0603 पैकेज में रखा गया है। प्रमुख आयाम (मिलीमीटर में) में बॉडी की लंबाई 1.6mm, चौड़ाई 0.8mm और ऊंचाई 0.6mm शामिल है। एनोड और कैथोड टर्मिनल स्पष्ट रूप से चिह्नित हैं। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलताएं ±0.1mm हैं। मूल डेटाशीट में एक विस्तृत आयामित चित्र प्रदान किया गया है।

5.2 अनुशंसित PCB अटैचमेंट पैड लेआउट

PCB पर सोल्डर पैड डिजाइन करने के लिए एक लैंड पैटर्न आरेख प्रदान किया गया है। यह पैटर्न IR रीफ्लो प्रक्रियाओं के दौरान विश्वसनीय सोल्डरिंग के लिए अनुकूलित है, जो उचित सोल्डर फिलेट निर्माण और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करता है।

5.3 ध्रुवीयता पहचान

एलईडी पैकेज में कैथोड टर्मिनल की पहचान करने के लिए एक चिह्न या विशिष्ट आकार (अक्सर एक खांचा या हरा बिंदु) होता है। उचित संचालन सुनिश्चित करने के लिए असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी का पालन किया जाना चाहिए।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 Recommended IR Reflow Profile

लीड-मुक्त सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए, J-STD-020B के अनुरूप एक विशिष्ट रीफ्लो तापमान प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है। प्रमुख पैरामीटर में प्री-हीट ज़ोन (150-200°C, अधिकतम 120 सेकंड), 260°C से अधिक न होने वाला शिखर तापमान, और प्रयुक्त सोल्डर पेस्ट के लिए उपयुक्त लिक्विडस (TAL) से ऊपर का समय शामिल है। यह घटक इस प्रोफाइल को अधिकतम दो बार सहन कर सकता है।

6.2 भंडारण की शर्तें

बिना खोले गए, नमी-संवेदनशील उपकरणों को ≤30°C और ≤70% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार नमी अवरोधक बैग खोलने के बाद, एलईडी को ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। परिवेशी वायु के संपर्क में 168 घंटे से अधिक रहने वाले घटकों को रीफ्लो से पहले एक बेकिंग प्रक्रिया (लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे) की आवश्यकता होती है ताकि सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्निंग" या विस्तारण को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक हो, तो केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स जैसे एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल का उपयोग सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए किया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन LED पैकेज को क्षति पहुंचा सकते हैं।

6.4 मैनुअल सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग की आवश्यकता हो, तो सोल्डरिंग आयरन का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रति टर्मिनल सोल्डरिंग का समय अधिकतम 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। मैन्युअल सोल्डरिंग केवल एक बार की जानी चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 टेप और रील विनिर्देश

एलईडी 12 मिमी चौड़ी उभरी हुई वाहक टेप पर आपूर्ति की जाती हैं, जो 7-इंच (178 मिमी) व्यास की रीलों पर लपेटी जाती हैं। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। टेप और रील के आयाम ANSI/EIA-481 मानकों के अनुरूप होते हैं ताकि स्वचालित असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित हो सके।

7.2 न्यूनतम आदेश मात्रा

मानक पैकिंग मात्रा प्रति रील 4000 टुकड़े है। शेष मात्रा के लिए न्यूनतम पैकिंग मात्रा 500 टुकड़े उपलब्ध है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

LEDs are current-driven devices. For consistent brightness, especially when multiple LEDs are used in parallel, each LED should be driven by its own current-limiting resistor connected in series. Driving LEDs directly from a microcontroller pin requires ensuring the pin's current sourcing/sinking capability and the total V_F LED श्रृंखला के वोल्टेज सीमाएं सिस्टम की वोल्टेज सीमाओं के भीतर हैं।

8.2 डिज़ाइन विचार

• Current Limiting: निरंतर संचालन के लिए ऑपरेटिंग करंट को 20mA या उससे कम सेट करने के लिए हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला या स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें।
• Thermal Management: हालांकि पैकेज छोटा है, लेकिन प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए, यदि उच्च परिवेशी तापमान पर या अधिकतम धारा के निकट संचालित किया जा रहा है, तो पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र या थर्मल वाया सुनिश्चित करें।
• ESD सुरक्षा: हालांकि स्पष्ट रूप से नहीं कहा गया है, असेंबली के दौरान सेमीकंडक्टर उपकरणों के लिए मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

यह 0603 हरा LED, InGaN प्रौद्योगिकी पर आधारित है, जो कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है। AlGaInP (लाल/पीले रंग के लिए प्रयुक्त) जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, InGaN हरे और नीले तरंगदैर्ध्य के लिए उच्च दक्षता और चमक प्रदान करता है। 0603 पैकेज मानकीकृत SMD LED फुटप्रिंट्स में सबसे छोटे में से एक है, जो 0805 या 1206 जैसे बड़े पैकेजों की तुलना में महत्वपूर्ण स्थान बचत प्रदान करता है। इसका 110-डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल इसे व्यापक दृश्यता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है, जबकि संकीर्ण-कोण वाले LED केंद्रित प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयोग किए जाते हैं।

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

10.1 क्या मैं इस LED को सीधे 5V आपूर्ति से चला सकता हूँ?

नहीं। LED के सीधे दोनों सिरों पर 5V आपूर्ति जोड़ने से अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जिससे यह तुरंत नष्ट हो सकता है। आपको हमेशा श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। रेसिस्टर का मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R = (V_supply - V_F) / I_F. For example, with a 5V supply, a V_F of 3.2V, and a desired I_F of 20mA: R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 ohms. A standard 91-ohm or 100-ohm resistor would be appropriate.

10.2 चमकदार तीव्रता (450-1400 mcd) में इतना व्यापक परिसर क्यों है?

यह श्रृंखला सम्पूर्ण उत्पादन में फैले कुल विस्तार को दर्शाती है। बिनिंग प्रक्रिया (Section 3.2) के माध्यम से, LEDs को विशिष्ट, संकीर्ण चमक श्रेणियों (जैसे, U1, V2, W1) में वर्गीकृत किया जाता है। डिज़ाइनर ऑर्डर देते समय एक विशेष बिन कोड निर्दिष्ट कर सकते हैं ताकि उनके अनुप्रयोग के लिए सुसंगत और पूर्वानुमेय चमक वाले LEDs की गारंटी हो सके।

10.3 शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?

शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_P) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जहां एलईडी सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करती है, जैसा कि स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा मापा जाता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) एक मनोभौतिक माप है; यह एकवर्णी प्रकाश की वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आंख को एलईडी के विस्तृत-स्पेक्ट्रम आउटपुट के समान रंग प्रतीत होगी। λ_d दृश्य अनुप्रयोगों में रंग विनिर्देशन के लिए अधिक प्रासंगिक है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

Scenario: Designing a multi-LED status indicator panel for a network router. The panel requires 10 green LEDs to indicate link activity on different ports. Uniform brightness and color are critical for a professional appearance.

1. Component Selection: Specify LEDs from the same Intensity bin (e.g., V1: 710-900 mcd) and the same Dominant Wavelength bin (e.g., AQ: 525-530 nm) to ensure visual consistency.
2. Circuit Design: दस समान ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन करें, जिनमें से प्रत्येक में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ श्रृंखला में LED हो। प्रत्येक सर्किट को एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन और ग्राउंड के बीच कनेक्ट करें। रेसिस्टर मान की गणना माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट हाई वोल्टेज (जैसे, 3.3V) और LED के विशिष्ट V_F इसके वोल्टेज बिन से।
3. PCB लेआउट: अनुशंसित लैंड पैटर्न का उपयोग करें। समान प्रकाश वितरण और थर्मल क्रॉसटॉक को रोकने के लिए LEDs के बीच पर्याप्त स्पेसिंग सुनिश्चित करें।
4. असेंबली: आईआर रीफ्लो प्रोफाइल दिशानिर्देशों का पालन करें। असेंबली के बाद, यदि आवश्यक हो तो आइसोप्रोपाइल अल्कोहल का उपयोग करके सफाई करें।

12. सिद्धांत परिचय

एक एलईडी एक अर्धचालक पी-एन जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो एन-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और पी-टाइप क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। एक मानक डायोड में, यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है। एक एलईडी में, अर्धचालक सामग्री (इस मामले में, InGaN) का चयन इस प्रकार किया जाता है कि यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त हो। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। चौड़ा व्यूइंग एंगल एलईडी चिप की ज्यामिति और एनकैप्सुलेटिंग लेंस के गुणों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

इंडिकेटर अनुप्रयोगों के लिए एसएमडी एलईडी में सामान्य प्रवृत्ति और भी छोटे पैकेज आकारों (जैसे, 0402, 0201) की ओर है ताकि उच्च-घनत्व पीसीबी डिज़ाइन सक्षम हो सकें। बढ़ी हुई ल्यूमिनस एफिकेसी (प्रति इकाई विद्युत शक्ति इनपुट अधिक प्रकाश उत्पादन) और सख्त बिनिंग सहनशीलताओं के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता के लिए निरंतर प्रयास है। इसके अलावा, पैकेजिंग सामग्रियों में प्रगति का उद्देश्य उच्च तापमान रीफ्लो प्रोफाइल के तहत विश्वसनीयता बढ़ाना और नमी और थर्मल साइक्लिंग जैसे पर्यावरणीय कारकों के प्रति प्रतिरोध में सुधार करना है।