LTST-S320KGKT SMD LED विशिष्टता पत्र - आकार 3.2x1.6x1.2mm - वोल्टेज 1.9-2.4V - हरा - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी लैंप की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह घटक स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है और स्थान-सीमित महत्वपूर्ण अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। एलईडी हरे प्रकाश का उत्पादन करने के लिए अल्ट्रा-ब्राइट AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है और इसे वाटर-क्लियर लेंस के भीतर एनकैप्सुलेटेड किया गया है।

1.1 उत्पाद विशेषताएँ

• RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देश की आवश्यकताओं के अनुरूप।
• अत्यधिक चमकदार AlInGaP हरा चिप का उपयोग, सोल्डरबिलिटी बढ़ाने के लिए पिन टिन-प्लेटेड।
• 8mm कैरियर टेप, 7 इंच व्यास रील पैकेजिंग में पैक, EIA (Electronic Industries Alliance) मानक पैकेजिंग के साथ संगत।
• एकीकृत सर्किट (IC) संगत ड्राइव विशेषताओं से सुसज्जित।
• स्वचालित सतह माउंट असेंबली उपकरणों के साथ संगत डिज़ाइन।
• इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्त।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह LED विस्तृत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है, जिसमें शामिल हैं लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं:

• संचार उपकरण (उदाहरण के लिए, कॉर्डलेस फोन और मोबाइल फोन)।
• ऑफिस ऑटोमेशन उपकरण और लैपटॉप।
• घरेलू उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण उपकरण।
• नेटवर्क सिस्टम और इंडोर साइनेज।
• विशिष्ट कार्यों में कीबोर्ड बैकलाइट, स्टेटस इंडिकेटर, माइक्रो डिस्प्ले और सिग्नल/प्रतीक प्रकाश शामिल हैं।

2. पैकेज आयाम

LED मानक SMD पैकेज में आता है। लेंस का रंग वॉटर क्लियर है, और प्रकाश स्रोत AlInGaP ग्रीन चिप है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलता ±0.1 मिमी है। विशिष्ट लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई के आयामों के लिए कृपया मूल स्पेसिफिकेशन शीट में विस्तृत मैकेनिकल ड्राइंग देखें।

3. रेटिंग और विशेषताएँ

3.1 Absolute Maximum Ratings

रेटिंग परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं। इन मूल्यों से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

• शक्ति अपव्यय (Pd):62.5 मिलीवाट
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_F(PEAK)):60 मिलीएम्पियर (ड्यूटी साइकिल 1/10, पल्स चौड़ाई 0.1 मिलीसेकंड की स्थिति में)
• डीसी फॉरवर्ड करंट (I_F):25 मिलीएम्पियर
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 वोल्ट
• ऑपरेटिंग तापमान रेंज (T_opr):-30°C से +85°C
• भंडारण तापमान सीमा (T_stg):-40°C से +85°C
• इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:पीक तापमान 260°C, अधिकतम अवधि 10 सेकंड।

3.2 Recommended Infrared Reflow Soldering Profile (Lead-Free Process)

एक अनुशंसित लीड-फ्री रीफ्लो तापमान प्रोफाइल प्रदान करता है, जो आमतौर पर JEDEC मानक का पालन करता है। इस प्रोफाइल में प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरण शामिल हैं, जिसमें महत्वपूर्ण पीक तापमान 260°C तक सीमित है।

3.3 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

Typical performance parameters are measured at Ta=25°C, I_F=20 mA conditions, unless otherwise specified.

• Luminous intensity (I_V):18.0 - 71.0 millicandela. Measured using a filter approximating the CIE photopic response.
• Viewing angle (2θ_1/2):130 डिग्री। इसे अक्षीय मान के आधे पर प्रकाश तीव्रता गिरने पर पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया गया है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):574 नैनोमीटर (विशिष्ट)।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):567.5 - 576.5 नैनोमीटर। CIE क्रोमैटिसिटी निर्देशांक से प्राप्त।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):15 नैनोमीटर (टाइपिकल)।
• Forward Voltage (V_F):1.90 - 2.40 Volts.
• Reverse Current (I_R):10 µA (Max), Test Condition V_R=5V.

मापन के लिए ध्यान देने योग्य बातें:इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) पर ध्यान देने पर जोर दिया गया है। उपकरणों को संचालित करते समय, कलाई पट्टी या एंटीस्टैटिक दस्ताने के माध्यम से कर्मियों और उपकरणों का उचित ग्राउंडिंग सुनिश्चित करने की सिफारिश की जाती है।

4. बिनिंग प्रणाली

अनुप्रयोग एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड पर संबंधित सहनशीलता लागू की जाती है।

4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) ग्रेडिंग

I_F20 mA की स्थिति में ग्रेडिंग। प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±0.1 V है।

• ग्रेड 4: 1.90 V - 2.00 V
• ग्रेड 5: 2.00 V - 2.10 V
• गियर 6: 2.10 वोल्ट - 2.20 वोल्ट
• गियर 7: 2.20 वोल्ट - 2.30 वोल्ट
• गियर 8: 2.30 वोल्ट - 2.40 वोल्ट

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V) ग्रेडिंग

I_F=20mA की स्थिति में ग्रेड किया गया। प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±15% है।

• स्तर M: 18.0 - 28.0 मिलिकैंडेला
• गियर N: 28.0 - 45.0 मिलिकैंडेला
• गियर P: 45.0 - 71.0 मिलिकैंडेला

4.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) ग्रेडिंग

I_F20 mA की स्थिति में ग्रेडिंग की जाती है। प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±1 नैनोमीटर है।

• ग्रेड C: 567.5 - 570.5 नैनोमीटर
• ग्रेड D: 570.5 - 573.5 नैनोमीटर
• बैंड E: 573.5 - 576.5 नैनोमीटर

5. विशिष्ट प्रदर्शन वक्र

डेटाशीट में डिज़ाइन में सहायता के लिए प्रमुख विशेषताओं का ग्राफिकल प्रतिनिधित्व शामिल है। ये वक्र आमतौर पर फॉरवर्ड करंट या परिवेश के तापमान को चर के रूप में लेकर प्लॉट किए जाते हैं, जो निम्नलिखित पैरामीटर्स के संबंध और प्रवृत्तियों को स्पष्ट करते हैं:

• सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट (I_F)
• Forward Voltage (V_F) बनाम फॉरवर्ड करंट (I_F)
• सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम परिवेश का तापमान (T_a)
• शिखर तरंगदैर्ध्य बनाम परिवेश तापमान (T_a)
• स्पेक्ट्रल विकिरण वितरण (उत्सर्जन शिखर और अर्ध-चौड़ाई दर्शाता है)

ये वक्र उपकरण के विभिन्न कार्य स्थितियों में व्यवहार को समझने, और सटीक सर्किट डिजाइन तथा ताप प्रबंधन करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

6. असेंबली एवं संचालन उपयोगकर्ता मार्गदर्शिका

6.1 सफाई

अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंटों के उपयोग से बचना चाहिए, क्योंकि इससे LED पैकेजिंग क्षतिग्रस्त हो सकती है। यदि सफाई आवश्यक हो, तो कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोने की सलाह दी जाती है।

6.2 अनुशंसित PCB पैड लेआउट और सोल्डरिंग दिशा

अच्छे सोल्डर जोड़ बनाने और यांत्रिक स्थिरता प्रदान करने के लिए, एक अनुशंसित PCB पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। आरेख LED की PCB पैड के सापेक्ष सही दिशा (आमतौर पर डिवाइस पर कैथोड मार्किंग द्वारा इंगित) को भी दर्शाता है।

6.3 कैरियर टेप और रील पैकेजिंग विनिर्देश

LED एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटे जाते हैं। प्रमुख विनिर्देशों में शामिल हैं:

• कैरियर टेप की चौड़ाई: 8 मिमी।
• घटक गुहिका की पिच और आयाम।
• गुहिका को सील करने के लिए उपयोग की जाने वाली कवर टेप।
• रील हब व्यास, फ्लैंज व्यास और समग्र आयाम।
• मानक पैकेजिंग मात्रा: प्रति रील 3000 शीट।
• शेष रील न्यूनतम आदेश मात्रा: 500 शीट।
• ANSI/EIA-481 विनिर्देश के अनुरूप।

7. महत्वपूर्ण सावधानियाँ एवं अनुप्रयोग निर्देश

7.1 अपेक्षित अनुप्रयोग दायरा

यह LED सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (जैसे, कार्यालय, संचार, घरेलू) के लिए डिज़ाइन किया गया है। पूर्व परामर्श और विशिष्ट प्रमाणन के बिना, उन स्थितियों में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है जहाँ इसकी विफलता सीधे जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (जैसे, विमानन, चिकित्सा जीवन समर्थन, महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रणाली)।

7.2 भंडारण की शर्तें

• सीलबंद पैकेजिंग:भंडारण तापमान ≤30°C, सापेक्ष आर्द्रता (RH) ≤90%। यदि पैकेजिंग में डिसिकेंट है, तो एक वर्ष के भीतर उपयोग करने की सलाह दी जाती है।
• खोला गया पैकेज:भंडारण तापमान ≤30°C, सापेक्ष आर्द्रता (RH) ≤60%। घटकों को खोलने के एक सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग (Moisture Sensitivity Level 3, MSL 3) की जानी चाहिए।
• दीर्घकालिक भंडारण (खोला गया):इसे डिसिकेंट युक्त सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में संग्रहित किया जाना चाहिए।
• पुनः बेकिंग:यदि LED को मूल पैकेजिंग से निकालकर एक सप्ताह से अधिक समय तक संग्रहीत किया गया है, तो सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक करना चाहिए, ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।

7.3 वेल्डिंग प्रक्रिया दिशानिर्देश

विश्वसनीय असेंबली सुनिश्चित करने के लिए विस्तृत वेल्डिंग पैरामीटर प्रदान करें:

रीफ्लो सोल्डरिंग (लीड-फ्री प्रक्रिया के लिए अनुशंसित):

• प्रीहीट तापमान: 150°C – 200°C
• प्रीहीट समय: अधिकतम 120 सेकंड
• पीक तापमान: अधिकतम 260°C
• शिखर तापमान अवधि: अधिकतम 10 सेकंड (अधिकतम दो रीफ्लो सोल्डरिंग चक्रों की अनुमति)

हस्त सोल्डरिंग (सोल्डरिंग आयरन):

• सोल्डरिंग आयरन टिप तापमान: अधिकतम 300°C
• सोल्डरिंग समय: प्रत्येक पैड के लिए अधिकतम 3 सेकंड (केवल एक बार)

महत्वपूर्ण निर्देश:इष्टतम रिफ्लो प्रोफ़ाइल विशिष्ट PCB डिज़ाइन, घटकों, सोल्डर पेस्ट और ओवन पर निर्भर करती है। प्रदान की गई प्रोफ़ाइल JEDEC मानकों के अनुरूप एक उदाहरण है। प्रक्रिया की मजबूती सुनिश्चित करने के लिए बोर्ड-स्तरीय विशेषता विश्लेषण आवश्यक है। असेंबली प्रक्रिया को सत्यापित करने के लिए घटक और बोर्ड-स्तरीय विश्वसनीयता परीक्षण किए जाने चाहिए।

8. डिज़ाइन विचार एवं तकनीकी विश्लेषण

8.1 करंट लिमिटिंग और ड्राइवर सर्किट

ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन करते समय, 20 mA की स्थिति में 1.9 V से 2.4 V तक के फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) रेंज पर विचार करना चाहिए। 25 mA के पूर्ण अधिकतम DC फॉरवर्ड करंट को पार करने से रोकने के लिए, एक कॉन्स्टेंट करंट स्रोत या वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (R_limit) का मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F। श्रेणी में अधिकतम V का उपयोग करके_Fगणना करने से यह सुनिश्चित होता है कि व्यक्तिगत भिन्नताओं की उपस्थिति में भी धारा अपेक्षित स्तर से अधिक नहीं होगी।

8.2 थर्मल मैनेजमेंट

अपेक्षाकृत कम बिजली की खपत, 62.5 मिलीवाट होने के बावजूद, लंबी उम्र और स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए उचित थर्मल डिजाइन महत्वपूर्ण है। परिवेश के तापमान में वृद्धि के कारण चमकदार तीव्रता में कमी (जैसा कि प्रदर्शन वक्र में दिखाया गया है) के कारक को एप्लिकेशन की चमक आवश्यकताओं में शामिल किया जाना चाहिए। यह सुनिश्चित करना कि LED पैड के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर फ़ॉइल क्षेत्र है, गर्मी को दूर करने और कम जंक्शन तापमान बनाए रखने में मदद करता है।

8.3 समान प्रकाश व्यवस्था का ऑप्टिकल डिज़ाइन

130 डिग्री का व्यापक देखने का कोण इस एलईडी को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिन्हें केंद्रित बीम के बजाय व्यापक, फैलाव वाली रोशनी की आवश्यकता होती है। बैकलाइट पैनल या संकेतक रोशनी जिन्हें अधिक दिशात्मक प्रकाश की आवश्यकता होती है, उनके लिए द्वितीयक प्रकाशिकी घटक (जैसे लाइट गाइड प्लेट या लेंस) की आवश्यकता हो सकती है। वाटर क्लियर लेंस स्वयं प्रकाश के प्रसार पर न्यूनतम प्रभाव डालता है।

8.4 तरंगदैर्ध्य चयन और ग्रेडिंग का प्रभाव

प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग (C, D, E) डिजाइनर को विशिष्ट रंग आवश्यकताओं के आधार पर एलईडी चुनने की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, रंग मिलान या संकेत संकेतन के लिए सटीक हरे रंग के टोन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग, अधिक सख्त तरंगदैर्ध्य बिन निर्दिष्ट करने से लाभान्वित होंगे। 574 नैनोमीटर की विशिष्ट चरम तरंगदैर्ध्य और 15 नैनोमीटर की वर्णक्रमीय चौड़ाई उत्सर्जित हरे प्रकाश की रंग शुद्धता को परिभाषित करती है।

8.5 अन्य LED प्रौद्योगिकियों के साथ तुलना

AlInGaP सामग्री का उपयोग करके हरा प्रकाश उत्पन्न करना, InGaN (नीले और कुछ हरे LED के लिए उपयोग किया जाता है) जैसी अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में, कुछ पहलुओं में लाभ प्रदान करता है। परंपरागत रूप से, AlInGaP LED लाल से पीले-हरे स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता प्रदर्शित करते हैं और तापमान परिवर्तन के तहत अच्छी स्थिरता बनाए रख सकते हैं। विशिष्ट चयन आवश्यक तरंगदैर्ध्य, दक्षता, लागत और अनुप्रयोग वातावरण पर निर्भर करता है।

9. विशिष्ट अनुप्रयोग मार्गदर्शन एवं समस्या निवारण

9.1 स्टेटस संकेतन के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

एक सरल कार्यान्वयन विधि में, LED को एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ श्रृंखला में जोड़कर माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन या सिस्टम वोल्टेज रेल (उदाहरण के लिए, 3.3 वोल्ट या 5 वोल्ट) से कनेक्ट किया जाता है। फिर माइक्रोकंट्रोलर पिन को टॉगल करके इंडिकेटर को चालू/बंद कर सकता है। 5 वोल्ट की बिजली आपूर्ति और लक्षित I_F20 मिलीएम्पियर के मामले के लिए, एक रूढ़िवादी V_Fमान 2.4 वोल्ट, प्रतिरोध मान R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 ओम होना चाहिए। मानक 130 या 150 ओम प्रतिरोधक उपयुक्त हैं।

9.2 सामान्य समस्याएं और समाधान

• रोशनी मंद होना या न जलना:ध्रुवीयता की जाँच करें (क्या यह उल्टा जुड़ा है)। पुष्टि करें कि विशिष्ट एलईडी स्तर का फॉरवर्ड वोल्टेज ड्राइवर सर्किट के गणना मूल्य से मेल खाता है। वास्तविक करंट मापने के लिए मल्टीमीटर का उपयोग करें।
• एकाधिक एलईडी की चमक असंगत है:यह आमतौर पर तब होता है जब एकाधिक एलईडी स्वतंत्र करंट लिमिटिंग के बिना समानांतर में जुड़े होते हैं, और फॉरवर्ड वोल्टेज (V_Fयह अंतर के कारण होता है। प्रत्येक LED के लिए स्वतंत्र प्रतिरोधक का उपयोग करें, या एक स्थिर-धारा ड्राइव सरणी अपनाएं।
• सोल्डरिंग के बाद LED विफलता:可能由手工焊接时温度过高（>300°C或>3秒）或回流焊曲线不当（超过260°C峰值）引起。验证工艺参数，如果封装曾暴露在潮湿环境中，确保遵循了MSL处理规则。
• ESD क्षति:विफलता तत्काल हो सकती है, या समय के साथ प्रदर्शन में क्रमिक गिरावट के रूप में प्रकट हो सकती है। संचालन और असेंबली प्रक्रियाओं के दौरान ESD रोकथाम उपायों का पालन करना सुनिश्चित करें।

10. कार्य सिद्धांत और प्रौद्योगिकी रुझान

10.1 मूल कार्य सिद्धांत

प्रकाश AlInGaP अर्धचालक चिप में विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन द्वारा उत्पन्न होता है। जब डायोड जंक्शन क्षमता से अधिक एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं और वहां पुनर्संयोजित होते हैं। पुनर्संयोजन प्रक्रिया में मुक्त ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होती है। एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड परतों की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है, इस मामले में हरा।

10.2 उद्योग प्रवृत्तियाँ

एसएमडी एलईडी का समग्र रुझान उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन), सख्त बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता, और उच्च तापमान एवं धारा परिस्थितियों में बढ़ी हुई विश्वसनीयता की ओर है। बेहतर तापीय प्रदर्शन और प्रकाशीय नियंत्रण हासिल करने के लिए पैकेजिंग प्रौद्योगिकी लगातार विकसित हो रही है। इसके अलावा, प्रकाश उत्पादन को बनाए रखते या बढ़ाते हुए, लघुरूपण को लगातार आगे बढ़ाया जा रहा है, साथ ही "स्मार्ट" प्रकाश व्यवस्था समाधानों को साकार करने के लिए ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एकीकरण किया जा रहा है। मजबूत, लीड-फ्री सोल्डरिंग के अनुकूल सामग्रियों और प्रक्रियाओं का उपयोग अभी भी एक वैश्विक मानक आवश्यकता है।