SMD एलईडी ग्रीन AlInGaP डेटाशीट - 3.0x1.5x1.1mm - 2.4V - 75mW - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन, सरफेस-माउंट एलईडी के विनिर्देशों का विवरण देता है जो हरा प्रकाश उत्पन्न करने के लिए AlInGaP (एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप का उपयोग करता है। यह उपकरण उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें एक कॉम्पैक्ट, उद्योग-मानक पैकेज में उच्च दीप्त तीव्रता और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। इसके प्राथमिक लाभों में अति-चमकदार आउटपुट, स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता, और RoHS तथा हरित उत्पाद मानकों का पालन शामिल है। लक्षित बाज़ार में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक संकेतक, ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था, और सामान्य प्रकाश मॉड्यूल शामिल हैं जहाँ सुसंगत रंग और चमक महत्वपूर्ण है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग

उपकरण को 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर 30 mA की अधिकतम निरंतर अग्र धारा (DC) के लिए रेट किया गया है। शक्ति अपव्यय 75 mW तक सीमित है। स्पंदित संचालन के लिए, 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms स्पंद चौड़ाई के तहत 80 mA की शिखर अग्र धारा स्वीकार्य है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5 V है। संचालन और भंडारण तापमान सीमा -55°C से +85°C तक निर्दिष्ट है। एलईडी 260°C पर 5 सेकंड के लिए वेव या इन्फ्रारेड सोल्डरिंग, और 215°C पर 3 मिनट के लिए वेपर फेज़ सोल्डरिंग को सहन कर सकता है। 50°C से अधिक के परिवेश तापमान के लिए अग्र धारा के लिए 0.4 mA/°C का डीरेटिंग फैक्टर लागू होता है।

2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ

Ta=25°C और 20 mA की अग्र धारा (IF) पर मापे गए, प्रमुख पैरामीटर निम्नानुसार हैं। दीप्त तीव्रता (IV) का विशिष्ट मान 600 mcd है, जिसका न्यूनतम 180 mcd है। देखने का कोण (2θ1/2), जिसे आधी तीव्रता पर पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया गया है, 25 डिग्री है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP) विशिष्ट रूप से 574 nm है, जबकि प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd), जो अनुभूत रंग को परिभाषित करता है, विशिष्ट रूप से 571 nm है। स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ) 15 nm है। अग्र वोल्टेज (VF) 20 mA पर 2.0 V से 2.4 V तक होता है। रिवर्स धारा (IR) 5 V के रिवर्स वोल्टेज (VR) पर अधिकतम 10 μA है। जंक्शन धारिता (C) 0 V और 1 MHz पर मापी गई 40 pF है।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

उत्पादन में सुसंगतता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख पैरामीटरों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिज़ाइनरों को वोल्टेज, चमक और रंग के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 अग्र वोल्टेज बिनिंग

अग्र वोल्टेज को 0.1 V के चरणों में बिन किया जाता है। बिन कोड 4 (1.90V - 2.00V) से 8 (2.30V - 2.40V) तक होते हैं। प्रत्येक बिन के भीतर सहनशीलता ±0.1 V है। यह करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर गणना और समानांतर सरणियों में एकसमान चमक सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.2 दीप्त तीव्रता बिनिंग

दीप्त तीव्रता को लघुगणकीय पैमाने पर बिन किया जाता है। बिन कोड हैं: S (180-280 mcd), T (280-450 mcd), U (450-710 mcd), V (710-1120 mcd), और W (1120-1800 mcd)। प्रत्येक बिन के भीतर ±15% की सहनशीलता लागू होती है। यह विभिन्न चमक आवश्यकताओं के लिए चयन की अनुमति देता है।

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

प्रमुख तरंगदैर्ध्य, जो हरे रंग के बिंदु को परिभाषित करता है, को 3 nm के चरणों में बिन किया जाता है। बिन कोड हैं C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), और E (573.5-576.5 nm)। प्रति बिन सहनशीलता ±1 nm है, जो पूर्ण-रंग डिस्प्ले या स्थिति संकेतक जैसे अनुप्रयोगों के लिए रंग मिलान महत्वपूर्ण होने पर कसी हुई रंग सुसंगतता सुनिश्चित करती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट (चित्र.1, चित्र.6) में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है, उनके निहितार्थ का वर्णन किया जा सकता है। अग्र धारा (IF) और दीप्त तीव्रता (IV) के बीच संबंध आम तौर पर सुपर-लीनियर होता है, जिसका अर्थ है कि एक बिंदु तक धारा के साथ तीव्रता आनुपातिक रूप से अधिक बढ़ती है, जिसके बाद दक्षता गिर जाती है। अग्र वोल्टेज (VF) का एक नकारात्मक तापमान गुणांक है; यह जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ थोड़ा कम हो जाता है। स्पेक्ट्रल वितरण वक्र 574 nm के आसपास एक संकीर्ण शिखर दिखाता है, जो AlInGaP प्रौद्योगिकी की विशेषता है, जो GaP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में हरे-पीले क्षेत्र में उच्च रंग शुद्धता और दक्षता प्रदान करता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

एलईडी एक उद्योग-मानक सरफेस-माउंट पैकेज में रखा गया है। प्रमुख आयामों में लंबाई में लगभग 3.0mm, चौड़ाई में 1.5mm, और ऊंचाई में 1.1mm (इस पैकेज प्रकार के लिए विशिष्ट) का बॉडी आकार शामिल है। उपकरण में एक गुंबद लेंस है जो प्रकाश आउटपुट को आकार देकर निर्दिष्ट 25-डिग्री देखने के कोण को प्राप्त करने में मदद करता है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलताएं ±0.10 mm हैं।

5.2 ध्रुवता पहचान और पैड डिज़ाइन

कैथोड को आमतौर पर पैकेज पर एक दृश्य मार्कर द्वारा पहचाना जाता है, जैसे कि नॉच, डॉट, या कटा हुआ कोना। उचित सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित सोल्डर पैड आयाम प्रदान किए जाते हैं। पैड डिज़ाइन थर्मल रिलीफ को ध्यान में रखता है और रीफ्लो के दौरान टॉम्बस्टोनिंग को रोकता है। विश्वसनीय सोल्डर फिलेट गठन के लिए आमतौर पर एक लैंड पैटर्न की सिफारिश की जाती है जो पैकेज फुटप्रिंट से थोड़ा आगे तक फैला होता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

दो सुझाई गई रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई हैं: एक मानक SnPb सोल्डर प्रक्रिया के लिए और एक लीड-मुक्त (जैसे, SnAgCu) सोल्डर प्रक्रिया के लिए। लीड-मुक्त प्रोफाइल के लिए उच्च शिखर तापमान की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 260°C तक, जिसमें लिक्विडस (TAL) के ऊपर का समय सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है। प्री-हीट रैंप दर और शिखर तापमान अवधि (260°C पर अधिकतम 5 सेकंड) एपॉक्सी लेंस और सेमीकंडक्टर डाई को थर्मल शॉक से बचाने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग

एलईडी को 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं की स्थितियों में संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि मूल नमी-अवरोधक बैग से निकाला जाता है, तो उन्हें एक सप्ताह के भीतर रीफ्लो-सोल्डर किया जाना चाहिए। मूल पैकेजिंग के बाहर लंबे समय तक भंडारण के लिए, डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में भंडारण की सिफारिश की जाती है। एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत घटकों को असेंबली से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 24 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" को रोका जा सके।

6.3 सफाई

केवल निर्दिष्ट सफाई एजेंटों का उपयोग किया जाना चाहिए। आइसोप्रोपाइल अल्कोहल (IPA) या एथिल अल्कोहल की सिफारिश की जाती है। एलईडी को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। कठोर या अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे धुंधलापन या दरार पड़ सकती है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

एलईडी 8mm चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती हैं, जो 7-इंच (178mm) व्यास के रील पर लपेटी जाती हैं। मानक रील मात्रा 1500 टुकड़े है। शेष मात्रा के लिए न्यूनतम पैकिंग मात्रा 500 टुकड़े उपलब्ध है। टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA 481-1-A-1994 का अनुपालन करते हैं। टॉप कवर टेप खाली पॉकेट को सील करती है। रील पर लगातार लापता घटकों की अधिकतम स्वीकार्य संख्या दो है।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह एलईडी छोटे एलसीडी की बैकलाइटिंग, उपभोक्ता और औद्योगिक उपकरणों में स्थिति और संकेतक लाइट, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड प्रकाश व्यवस्था, सजावटी प्रकाश व्यवस्था, और पैनल-माउंटेड संकेतकों के लिए उपयुक्त है। इसकी उच्च चमक इसे मध्यम रूप से रोशन वातावरण में भी प्रभावी बनाती है।

3.2 डिज़ाइन विचार

ड्राइव सर्किट:एलईडी करंट-संचालित उपकरण हैं। समानांतर में कई एलईडी का उपयोग करते समय एकसमान चमक सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (सर्किट मॉडल A) का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। एक ही रेसिस्टर से समानांतर में कई एलईडी ड्राइव करना (सर्किट मॉडल B) अनुशंसित नहीं है क्योंकि व्यक्तिगत एलईडी अग्र वोल्टेज (VF) में भिन्नताएं हो सकती हैं, जिससे करंट और इस प्रकार चमक में महत्वपूर्ण अंतर हो सकता है।

थर्मल प्रबंधन:हालांकि पैकेज छोटा है, 75 mW के शक्ति अपव्यय सीमा का सम्मान किया जाना चाहिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान पर। डीरेटिंग वक्र का पालन किया जाना चाहिए। थर्मल पैड के आसपास पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र गर्मी को दूर करने में मदद कर सकता है।

ईएसडी सुरक्षा:AlInGaP चिप इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग सावधानियों में ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप्स, एंटी-स्टैटिक मैट्स और आयनाइज़र का उपयोग शामिल है। सभी उपकरण और कार्य सतहों को ठीक से ग्राउंड किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना

पारंपरिक GaP (गैलियम फॉस्फाइड) हरे एलईडी की तुलना में, AlInGaP प्रौद्योगिकी काफी अधिक दीप्त दक्षता और चमक प्रदान करती है। यह तापमान और करंट भिन्नताओं पर बेहतर रंग संतृप्ति (संकीर्ण स्पेक्ट्रल चौड़ाई) और स्थिरता भी प्रदान करती है। हरे रंग के लिए फॉस्फर रूपांतरण के साथ InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) नीले/सफेद एलईडी की तुलना में, शुद्ध हरे AlInGaP एलईडी आम तौर पर शुद्ध हरे स्पेक्ट्रम में उच्च प्रभावकारिता प्रदान करते हैं, जिससे वे उन अनुप्रयोगों के लिए बेहतर होते हैं जहाँ विशिष्ट हरे रंग के बिंदु या हरे रंग में अधिकतम दक्षता की आवश्यकता होती है।

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

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 30 mA पर लगातार चला सकता हूँ?

उत्तर: हाँ, लेकिन केवल 25°C या उससे कम के परिवेश तापमान पर। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, 50°C से ऊपर 0.4 mA/°C के डीरेटिंग फैक्टर के अनुसार अधिकतम स्वीकार्य करंट कम हो जाता है। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, 20 mA या उससे कम पर चलाना आम अभ्यास है।

प्रश्न: प्रत्येक समानांतर एलईडी के लिए एक अलग रेसिस्टर की आवश्यकता क्यों है?

उत्तर: अग्र वोल्टेज (VF) में एक उत्पादन सहनशीलता और एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है। VF में छोटे अंतर समानांतर में जुड़े एलईडी को एक ही वोल्टेज स्रोत और एक रेसिस्टर से जोड़ने पर करंट शेयरिंग में बड़ा असंतुलन पैदा कर सकते हैं। इससे असमान चमक और एक उपकरण पर संभावित अत्यधिक तनाव हो सकता है।

प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?

उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और स्पेक्ट्रम की उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो एलईडी के अनुभूत रंग से मेल खाती है। रंग विनिर्देश के लिए λd अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: ऑर्डर करते समय बिन कोड की व्याख्या कैसे करूँ?

उत्तर: आपको अपने सर्किट के वोल्टेज ड्रॉप, चमक और रंग आवश्यकताओं को सटीक रूप से पूरा करने वाले भाग प्राप्त करने के लिए अग्र वोल्टेज (जैसे, बिन 5), दीप्त तीव्रता (जैसे, बिन T), और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (जैसे, बिन D) के लिए आवश्यक बिन कोड निर्दिष्ट करने होंगे।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

केस: मल्टी-एलईडी स्टेटस पैनल डिज़ाइनिंग

एक डिज़ाइनर को एक कंट्रोल पैनल पर 10 एकसमान हरे संकेतकों की आवश्यकता है। वे इस एलईडी का चयन करते हैं जिसमें बिन हैं: वोल्टेज=6 (2.1-2.2V), तीव्रता=T (280-450 mcd), तरंगदैर्ध्य=D (570.5-573.5 nm)। आपूर्ति वोल्टेज 5V है। प्रत्येक एलईडी के लिए, एक श्रृंखला रेसिस्टर की गणना R = (Vsupply - Vf_typical) / If का उपयोग करके की जाती है। Vf_typ=2.15V और If=20mA का उपयोग करते हुए, R = (5 - 2.15) / 0.02 = 142.5 Ω। एक मानक 150 Ω रेसिस्टर चुना जाता है, जिसके परिणामस्वरूप करंट ~19mA होता है। यह सुनिश्चित करता है कि सभी 10 एलईडी में लगभग समान करंट और चमक हो, बिन के भीतर मामूली Vf भिन्नताओं के बावजूद, क्योंकि प्रत्येक का अपना करंट-सेटिंग रेसिस्टर है। 25-डिग्री देखने का कोण पैनल की इच्छित देखने की दूरी के लिए उपयुक्त है।

12. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय

AlInGaP एक III-V यौगिक अर्धचालक सामग्री है। उत्सर्जित प्रकाश का रंग सक्रिय क्षेत्र की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है, जिसे एल्युमिनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस के अनुपात को समायोजित करके ट्यून किया जाता है। उच्च एल्युमिनियम सामग्री बैंडगैप को बढ़ाती है, उत्सर्जन को छोटी तरंगदैर्ध्य (हरा/पीला) की ओर स्थानांतरित करती है, जबकि अधिक इंडियम बैंडगैप को कम करती है, लंबी तरंगदैर्ध्य (नारंगी/लाल) की ओर स्थानांतरित करती है। यह एलईडी हरे स्पेक्ट्रम (~571 nm) में उत्सर्जन प्राप्त करने के लिए एक विशिष्ट AlInGaP संरचना का उपयोग करता है। जब एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। गुंबद के आकार का एपॉक्सी लेंस इस प्रकाश को कुशलता से निकालने और निर्देशित करने का कार्य करता है।

13. प्रौद्योगिकी विकास रुझान

एलईडी प्रौद्योगिकी में रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बढ़ी हुई शक्ति घनत्व, और बेहतर रंग प्रतिपादन और सुसंगतता की ओर जारी है। AlInGaP सामग्रियों के लिए, अनुसंधान आंतरिक क्वांटम दक्षता और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार पर केंद्रित है, संभवतः थिन-फिल्म या फ्लिप-चिप डिज़ाइन जैसी उन्नत चिप संरचनाओं के माध्यम से। इसकी तरंगदैर्ध्य सीमा में AlInGaP के रंग गामुट और स्थिरता का विस्तार करने के लिए भी निरंतर विकास जारी है। इसके अलावा, स्मार्ट ड्राइवरों के साथ एकीकरण और माइक्रो-डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए लघुकरण सक्रिय विकास के क्षेत्र हैं। ऑटोमोटिव और विशेष औद्योगिक अनुप्रयोगों में उच्च विश्वसनीयता और प्रदर्शन के लिए प्रयास इन उपकरणों के लिए पैकेजिंग सामग्री और थर्मल प्रबंधन में प्रगति को आगे बढ़ाता है।