SMD LED LTST-C950KGKT-5A डेटाशीट - हरा AlInGaP - 5V रिवर्स वोल्टेज - 75mW पावर - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एक उच्च-प्रदर्शन सरफेस माउंट LED के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जो चमकदार हरा प्रकाश उत्पादन करता है। यह एक कॉम्पैक्ट, उद्योग-मानक पैकेज में संलग्न है और पिक-एंड-प्लेस मशीनों और इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग सहित स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। इस LED को पर्यावरण के अनुकूल हरित उत्पाद के रूप में वर्गीकृत किया गया है और यह प्रासंगिक पर्यावरणीय निर्देशों का अनुपालन करता है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

इस LED का प्रमुख लाभ AlInGaP चिप तकनीक के माध्यम से प्राप्त इसकी अति उच्च दीप्ति तीव्रता और बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए उपयुक्त इसकी मजबूत संरचना है। इसकी विश्वसनीयता की प्रमुख विशेषताओं में स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों और अवरक्त रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता शामिल है। यह इसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक संकेतक, ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था और स्थिर, चमकदार हरे संकेत की आवश्यकता वाले सामान्य स्थिति संकेत या बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श घटक बनाता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ LED के कार्य सीमाओं और प्रदर्शन को परिभाषित करती हैं। सही सर्किट डिजाइन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए इन मापदंडों को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमित स्थितियों को निर्दिष्ट करती हैं जो उपकरण को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं, और सामान्य संचालन स्थितियों के लिए लागू नहीं होती हैं।

• शक्ति अपव्यय (Pd):75 mW। यह परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर LED पैकेज द्वारा अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम तापीय शक्ति है।
• शिखर अग्र धारा (I_FP):80 mA। यह धारा स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में लागू की जा सकती है, लेकिन इस मान से अधिक नहीं होनी चाहिए।
• DC अग्र धारा (I_F):30 mA। विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा यह है।
• विपरीत वोल्टेज (V_R):5 V। इस मान से अधिक विपरीत वोल्टेज लगाने से LED के PN जंक्शन का भंजन हो सकता है।
• कार्य तापमान सीमा:-30°C से +85°C। यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर सामान्य रूप से कार्य करता है।
• भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +85°C।

2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, I_F=5mA) के तहत मापे गए हैं, जो विशिष्ट प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• दीप्ति तीव्रता (I_V):112.0 - 450.0 mcd (मिलीकैंडेला)। प्रकाश उत्पादन को ग्रेड में विभाजित किया गया है, न्यूनतम और विशिष्ट मान प्रदान किए गए हैं। वास्तविक मान विशिष्ट ग्रेड कोड पर निर्भर करता है।
• दृष्टिकोण (2θ)_1/2):25 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब चमकदार तीव्रता अक्षीय (0 डिग्री) माप के आधे के बराबर होती है। 25 डिग्री का कोण प्रकाश पुंज के अपेक्षाकृत केंद्रित होने को दर्शाता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):574.0 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश का वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अधिकतम मान तक पहुँचता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):564.5 - 573.5 nm। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है और जो CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से प्राप्त होकर LED के रंग (हरा) को परिभाषित करता है।
• वर्णक्रमीय रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):15 nm। यह पैरामीटर प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; मान जितना छोटा होगा, आउटपुट प्रकाश उतना ही मोनोक्रोमैटिक के करीब होगा।
• अग्र वोल्टेज (V_F):1.6 - 2.2 V। 5mA धारा LED से प्रवाहित होने पर इसके सिरों पर वोल्टेज पात। यह मान भी ग्रेडेड किया गया है।
• रिवर्स करंट (I_R):10 μA (अधिकतम)। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (5V) लागू होने पर प्रवाहित होने वाली छोटी लीकेज धारा।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LED को प्रमुख मापदंडों के आधार पर विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। इससे डिजाइनर ऐसे घटकों का चयन कर सकते हैं जो विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए रंग और विद्युत विशेषताओं की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

ग्रेड को कोड 1 से कोड 6 तक परिभाषित किया गया है, प्रत्येक ग्रेड 5mA धारा पर 1.60V से 2.20V के बीच 0.1V की सीमा को कवर करता है। प्रत्येक ग्रेड के भीतर सहनशीलता ±0.1V है। समान वोल्टेज ग्रेड के LED का चयन करने से समानांतर सर्किट या कॉन्स्टेंट वोल्टेज ड्राइवर के उपयोग में चमक की एकरूपता बनाए रखने में मदद मिलती है।

3.2 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग

तीव्रता को तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd), और T (280.0-450.0 mcd)। प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±15% है। विशिष्ट चमक स्तर या कई एलईडी के बीच एकरूपता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए यह ग्रेडिंग महत्वपूर्ण है।

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग

रंग (हरा रंगत) को प्रमुख तरंगदैर्ध्य को तीन सीमाओं में वर्गीकृत करके नियंत्रित किया जाता है: B (564.5-567.5 nm), C (567.5-570.5 nm), और D (570.5-573.5 nm)। सहनशीलता ±1 nm है। यह अनुभूत रंग की एकरूपता सुनिश्चित करता है, जो सौंदर्य और संकेत अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट आरेखों (जैसे चित्र 1, चित्र 5) का उल्लेख किया गया है, उनका अर्थ मानक है। अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (I-V) वक्र एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध दिखाएगा। सुरक्षित संचालन क्षेत्र के भीतर, प्रकाश तीव्रता अग्र धारा के समानुपाती होती है। दृष्टिकोण आरेख (चित्र 5) 25 डिग्री के अर्ध-कोण पर बीम पैटर्न दर्शाता है। स्पेक्ट्रम वितरण आरेख (चित्र 1) लगभग 574nm पर शिखर और 15nm की अर्ध-चौड़ाई दिखाएगा, जो AlInGaP प्रौद्योगिकी की संकीर्ण-बैंड हरी उत्सर्जन विशेषता की पुष्टि करता है। चरम तापमान पर प्रदर्शन कम हो जाता है; प्रकाश तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घट जाती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

यह एलईडी ईआईए मानक पैकेज आकार के अनुरूप है, विशिष्ट आयाम संदर्भित पैकेज ड्राइंग में शामिल हैं। डिवाइस में एक गुंबददार लेंस है जो प्रकाश उत्पादन को आकार देने और चिप को यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करने में सहायता करता है। उत्पाद 8 मिमी कैरियर टेप, 7 इंच व्यास वाले रील पर आपूर्ति किया जाता है, जो स्वचालित एसएमडी असेंबली लाइनों के लिए मानक है। कैरियर टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA 481 मानक के अनुरूप हैं। रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान और बाद में अच्छे सोल्डर जोड़ बनाने और यांत्रिक स्थिरता बनाए रखने के लिए एक अनुशंसित पैड पैटर्न प्रदान किया गया है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

यह एलईडी इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। लीड-फ्री सोल्डर के लिए एक अनुशंसित प्रोफाइल प्रदान की गई है। महत्वपूर्ण पैरामीटर्स में प्रीहीट ज़ोन अधिकतम 150-200°C, पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं, और 260°C से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित शामिल हैं। प्रोफाइल को विशिष्ट पीसीबी डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए रिफ्लो ओवन के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए। डेटाशीट एक विश्वसनीय बेंचमार्क के रूप में JEDEC मानक प्रोफाइल का संदर्भ देती है।

6.2 संचालन एवं भंडारण

एलईडी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग के दौरान उचित ईएसडी सुरक्षा उपाय करने चाहिए, जैसे ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप और वर्कस्टेशन का उपयोग। भंडारण के लिए, सीलबंद नमी-बाधक बैग को ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए, जिसकी शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। खोलने के बाद, एलईडी को ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए और एक सप्ताह के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि मूल पैकेजिंग से बाहर लंबे समय तक संग्रहीत किया गया है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले 60°C पर 20 घंटे के लिए बेकिंग की सिफारिश की जाती है।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करना चाहिए। कमरे के तापमान पर एलईडी को एक मिनट से अधिक समय तक इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग करने से एनकैप्सुलेशन सामग्री या लेंस क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।

7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

मानक पैकेजिंग प्रति 7-इंच रील 2000 टुकड़े है। खुले गिनती के लिए, न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े हो सकती है। कैरियर टेप को कवर टेप के साथ खाली स्थानों को सील करने के लिए डिज़ाइन किया गया है; उद्योग मानक के अनुसार, कैरियर टेप में लगातार गुम घटकों की अधिकतम संख्या दो है। पार्ट नंबर LTST-C950KGKT-5A विशिष्ट विशेषताओं को कोडित करता है, लेकिन सटीक नामकरण नियम तर्क स्वामित्व युक्त है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह एलईडी उच्च चमक और विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले सामान्य प्रकाश व्यवस्था और संकेतन उद्देश्यों के लिए उपयुक्त है। सामान्य अनुप्रयोगों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (राउटर, चार्जर, घरेलू उपकरण) पर स्थिति संकेतक, छोटे डिस्प्ले या बटन की बैकलाइट, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड का इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर प्रकाश और साइनेज बोर्ड शामिल हैं।

8.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें

• करंट लिमिटिंग:फॉरवर्ड करंट को 30mA डीसी या उससे कम तक सीमित करने के लिए एक श्रृंखला अवरोधक या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग अवश्य करें। अधिकतम रेटेड मान या उसके निकट पर संचालन से सेवा जीवन कम हो जाता है।
• थर्मल प्रबंधन:यद्यपि बिजली की खपत कम है, पर्याप्त पीसीबी कॉपर एरिया या थर्मल वाया सुनिश्चित करने से जंक्शन तापमान प्रबंधित करने में सहायता मिलती है, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण में या उच्चतर करंट पर चलाते समय।
• रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा:सर्किट में जहां रिवर्स वोल्टेज ट्रांजिएंट्स संभव हों, एलईडी के समानांतर एक सुरक्षा डायोड (कैथोड से एनोड) लगाने पर विचार करें ताकि रिवर्स वोल्टेज 5V से नीचे क्लैंप हो जाए।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:25 डिग्री का व्यूइंग एंगल एक फोकस्ड बीम प्रदान करता है। व्यापक प्रकाश व्यवस्था के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिकल घटकों (डिफ्यूज़र, लेंस) की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

पुराने GaP (गैलियम फॉस्फाइड) ग्रीन एलईडी की तुलना में, AlInGaP तकनीक काफी उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी और चमक प्रदान करती है। कुछ InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) आधारित ग्रीन एलईडी की तुलना में, AlInGaP आमतौर पर रंग शुद्धता (संकीर्ण स्पेक्ट्रल चौड़ाई) और तापमान व करंट परिवर्तन के साथ स्थिरता में बेहतर होता है। क्लियर लेंस (डिफ्यूज़्ड लेंस के विपरीत) प्रकाश उत्पादन को अधिकतम करता है, जो स्पष्ट, परिभाषित बीम या बाहरी डिफ्यूज़र के उपयोग वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 5V पावर सप्लाई से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं। 5mA करंट पर, इसका टाइपिकल फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 2.0V है। इसे सीधे 5V से जोड़ने से अत्यधिक करंट प्रवाहित होगा, जिससे LED क्षतिग्रस्त हो जाएगी। करंट लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, 5V सप्लाई और 5mA लक्ष्य करंट के लिए, रेसिस्टर मान R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω होना चाहिए।

प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। डोमिनेंट वेवलेंथ CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर अनुभव किए गए रंग बिंदु से मेल खाती है। इस हरे LED जैसे मोनोक्रोमैटिक स्रोत के लिए, दोनों करीब हैं लेकिन बिल्कुल समान नहीं हैं। रंग विनिर्देश के लिए डोमिनेंट वेवलेंथ अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: ऑर्डर करते समय बिनिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: पूर्ण पार्ट नंबर में वोल्टेज (1-6), इंटेंसिटी (R, S, T) और वेवलेंथ (B, C, D) के लिए विशिष्ट बिनिंग कोड शामिल या निहित हो सकते हैं। प्रोडक्शन लॉट में सुसंगत परिणामों के लिए, अपने डिस्ट्रीब्यूटर या निर्माता को आवश्यक बिनिंग कोड निर्दिष्ट करें।

11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग के उदाहरण

परिदृश्य: एक मल्टी-एलईडी स्टेटस इंडिकेशन पैनल डिज़ाइन करना।डिज़ाइनरों को कंट्रोल पैनल पर 10 समान रूप से चमकदार हरे संकेतक एलईडी का उपयोग करने की आवश्यकता है। उन्हें चाहिए:
1. दृश्य एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए समान ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेड (जैसे, सभी T ग्रेड से) और समान डोमिनेंट वेवलेंथ ग्रेड (जैसे, सभी C ग्रेड से) से एलईडी निर्दिष्ट करें।
2. ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन करें। यदि 3.3V के स्थिर पावर रेल का उपयोग किया जाता है, तो प्रत्येक एलईडी के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना करें। मान लें V_Fग्रेड 4 (1.9V-2.0V) से है, लक्ष्य I_F10mA है: R = (3.3V - 2.0V) / 0.01A = 130Ω। 130Ω या 150Ω का रेसिस्टर उपयुक्त है।
3. सोल्डरिंग विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए PCB पर अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करें।
4. प्रदान किए गए कैरियर टेप और रील आयामों का उपयोग करके प्लेसमेंट मशीन को प्रोग्राम करें।
5. अनुशंसित इन्फ्रारेड रिफ्लो प्रोफाइल का उपयोग करके असेंबली प्रक्रिया को सत्यापित करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि पीक तापमान और समय सीमा से अधिक न हो।

12. तकनीकी सिद्धांत परिचय

यह एलईडी सब्सट्रेट पर उगाए गए AlInGaP सेमीकंडक्टर मटेरियल पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल PN जंक्शन के एक्टिव रीजन में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस परमाणुओं की विशिष्ट संरचना सेमीकंडक्टर की बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है। इस उदाहरण में, इसकी संरचना को दृश्यमान स्पेक्ट्रम के हरे क्षेत्र (लगभग 570nm) में फोटॉन उत्पन्न करने के लिए समायोजित किया गया है। गुंबद के आकार का एपॉक्सी लेंस नाजुक सेमीकंडक्टर चिप की सुरक्षा करने, सामग्री की लाइट एक्सट्रैक्शन दक्षता बढ़ाने और विकिरण पैटर्न को आकार देने के लिए उपयोग किया जाता है।

13. तकनीकी विकास प्रवृत्तियाँ

LED प्रौद्योगिकी की समग्र प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च शक्ति घनत्व और बेहतर रंग प्रतिपादन की ओर है। इस प्रकार के संकेतक SMD LED के लिए, प्रवृत्तियों में आगे लघुकरण (छोटे पैकेज आकार), समान फुटप्रिंट के भीतर उच्च चमक प्राप्त करना और कठोर परिस्थितियों (उच्च तापमान, आर्द्रता) में विश्वसनीयता बढ़ाना शामिल है। साथ ही, पूर्ण-रंग प्रदर्शन और ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था जैसे अनुप्रयोगों की उच्च रंग स्थिरता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सटीक रंग ग्रेडिंग और सख्त सहनशीलता पर अधिक जोर दिया जा रहा है। अंतर्निहित AlInGaP सामग्री प्रौद्योगिकी अभी भी दक्षता और स्थिरता में सुधार के लिए विकसित हो रही है, हालांकि शुद्ध हरे और नीले रंग के लिए, InGaN-आधारित LED भी व्यापक हैं और विभिन्न प्रदर्शन खंडों में प्रतिस्पर्धा करते हैं।