SMD LED 91-21SUGC/S400-A4/TR7 डेटाशीट - 2.0x1.25x1.1mm - 3.5V - 25mA - चमकदार हरा - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

91-21SUGC/S400-A4/TR7 एक सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी है जिसे कॉम्पैक्ट, उच्च-घनत्व इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह InGaN चिप तकनीक का उपयोग करते हुए एक चमकदार हरा प्रकाश उत्पादन प्रदान करता है, जो वाटर-क्लियर रेजिन में एनकैप्सुलेटेड है। इसके लघु आकार से पीसीबी के आकार और उपकरण के आयामों में उल्लेखनीय कमी आती है, जिससे यह सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाता है।

1.1 प्रमुख विशेषताएं और लाभ

• लघुरूपण: यह पैकेज पारंपरिक लीड वाले घटकों की तुलना में काफी छोटा है, जो छोटे बोर्ड डिज़ाइन, उच्च घटक पैकिंग घनत्व और कम भंडारण आवश्यकताओं को सुविधाजनक बनाता है।
• स्वचालन संगतता: यह 7-इंच रील पर 12mm टेप पर आपूर्ति किया जाता है, और स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरण के साथ पूरी तरह संगत है, जो उच्च प्लेसमेंट सटीकता और विनिर्माण दक्षता सुनिश्चित करता है।
• पर्यावरण अनुपालन: The product is Pb-free, compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• हल्का डिज़ाइन: इसका न्यूनतम वजन पोर्टेबल और लघु इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए फायदेमंद है।
• मानकीकृत पैकेज: व्यापक उद्योग संगतता के लिए EIA मानक पैकेजिंग का अनुपालन करता है।

2. तकनीकी विशिष्टताएँ और गहन व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं के अंतर्गत या उन पर संचालन की गारंटी नहीं है।

• Reverse Voltage (V_R): 5V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• Forward Current (I_F): 25mA DC. निरंतर संचालन धारा इस मान से अधिक नहीं होनी चाहिए।
• Peak Forward Current (I_FP): 1/10 ड्यूटी साइकिल और 1kHz आवृत्ति पर 100mA। पल्स ऑपरेशन के लिए उपयुक्त लेकिन DC के लिए नहीं।
• पावर डिसिपेशन (P_d): 95mW। पैकेज द्वारा व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति, V_F * I_F.
• Operating & Storage Temperature: -40°C से +85°C (संचालन), -40°C से +90°C (भंडारण)। व्यापक पर्यावरणीय सीमा में विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD): 150V (Human Body Model)। असेंबली के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों की आवश्यकता है।
• Soldering Temperature: प्रति टर्मिनल 260°C पर 10 सेकंड के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग या 350°C पर 3 सेकंड के लिए हैंड सोल्डरिंग का सामना करता है।

2.2 Electro-Optical Characteristics @ T_a=25°C

ये मानक परीक्षण स्थितियों (I) के तहत विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं।_F=20mA)।

• दीप्त तीव्रता (I_v): 2000-2300 mcd (विशिष्ट)। यह उच्च चमक संकेतक और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• दृश्य कोण (2θ_1/2): 25° (Typical). एक अपेक्षाकृत संकीर्ण दृश्य कोण, निर्देशित प्रकाश उत्पादन प्रदान करता है।
• Peak Wavelength (λ_p): 518 nm (Typical). वह तरंगदैर्ध्य जिस पर वर्णक्रमीय उत्सर्जन सबसे प्रबल होता है।
• प्रभावी तरंगदैर्ध्य (λ_d): 525 nm (Typical). प्रकाश का अनुभव किया गया रंग।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): 35 nm (Typical). उत्सर्जित तरंगदैर्घ्य की सीमा, शिखर के चारों ओर केंद्रित।
• Forward Voltage (V_F): 3.5V (Typical), 4.3V (Max) @ 20mA. A constant current driver or series resistor is mandatory to limit current, as V_F has a negative temperature coefficient.
• Reverse Current (I_R): 50 µA (Max) @ V_R=5V. डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

डेटाशीट लेबल स्पष्टीकरण (CAT, HUE, REF) में संदर्भित के रूप में, प्रमुख पैरामीटर्स के लिए एक बिनिंग सिस्टम के उपयोग को इंगित करती है। यह सिस्टम एक परिभाषित सीमा के भीतर रंग और चमक की स्थिरता सुनिश्चित करता है।

• Luminous Intensity Rank (CAT): LED को उसके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर बिन किया जाता है (उदाहरण: 2000-2300 mcd संभवतः एक बिन है)।
• Dominant Wavelength Rank (HUE): LED को उसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य (उदाहरण: लगभग 525nm) के आधार पर बिन किया जाता है, जो हरे रंग के सटीक शेड को नियंत्रित करता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक (REF): एक निर्दिष्ट धारा पर इसके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर LED को वर्गीकृत करता है, जो सुसंगत धारा ड्राइव के लिए सर्किट डिजाइन में सहायता करता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट "टाइपिकल इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल कैरेक्टरिस्टिक्स कर्व्स" का संदर्भ देती है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में प्रदर्शित नहीं, ऐसे वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:

• रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट: दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन करंट के साथ बढ़ता है, आमतौर पर संतृप्ति से पहले लगभग रैखिक संबंध में।
• रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम एंबिएंट टेम्परेचर: जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी को प्रदर्शित करता है।
• Forward Voltage vs. Forward Current: डायोड की IV विशेषता वक्र।
• Forward Voltage vs. Ambient Temperature: V का नकारात्मक तापमान गुणांक दर्शाता है_F.
• Spectral Distribution: एक ग्राफ जो तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध तीव्रता को दर्शाता है, जो ~518nm पर शिखर और ~35nm की बैंडविड्थ दिखाता है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट: दर्शाता है कि करंट बढ़ने के साथ प्रकाश आउटपुट कैसे बढ़ता है, आमतौर पर संतृप्ति से पहले लगभग रैखिक संबंध में। रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम एंबिएंट टेम्परेचर: जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश आउटपुट के डीरेटिंग को प्रदर्शित करता है। फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट: डायोड का आईवी विशेषता वक्र। फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम एंबिएंट टेम्परेचर: VF के नकारात्मक तापमान गुणांक को दर्शाता है। स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन: तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य को प्लॉट करने वाला एक ग्राफ, जो ~518nm पर शिखर और ~35nm की बैंडविड्थ दिखाता है।

91-21 पैकेज के नाममात्र आयाम 2.0mm (L) x 1.25mm (W) x 1.1mm (H) हैं। सहिष्णुता जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ±0.1mm है। चित्र कैथोड पहचानकर्ता, लेंस आकार और टर्मिनल स्थानों का विवरण देता है।

डॉमिनेंट वेवलेंथ रैंक (HUE): एलईडी को उसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य (उदाहरण के लिए, लगभग 525nm) के आधार पर बिन करता है, जो हरे रंग के सटीक शेड को नियंत्रित करता है।

पैकेज में कैथोड टर्मिनल की पहचान करने के लिए एक दृश्य मार्कर (आमतौर पर कैथोड साइड पर एक खांचा या हरा बिंदु) शामिल है, जो सही PCB अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण है।

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल (Pb-free)

• प्री-हीटिंग: 150-200°C for 60-120 seconds. Max ramp-up rate: 3°C/sec.
• Time Above Liquidus (217°C): 60-150 seconds.
• Peak Temperature: अधिकतम 260°C, अधिकतम 10 सेकंड के लिए रखा गया।
• 255°C से ऊपर का समय: अधिकतम 30 सेकंड।
• शीतलन दर: अधिकतम 6°C/सेकंड.
• रीफ्लो चक्र: अधिकतम दो बार।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि necessary, use a soldering iron with a tip temperature <350°C, capacity <25W, and limit contact time to 3 seconds per terminal. Allow a 2-second interval between soldering each terminal.

6.3 Storage and Moisture Sensitivity

यह घटक नमी-संवेदनशील (MSL) है।

• खोलने से पहले: ≤30°C / ≤90% RH पर संग्रहित करें।
• खोलने के बाद (उपयोग अवधि): ≤30°C / ≤60% RH पर 72 घंटे।
• रीबेकिंग: यदि डिसिकेंट इंडिकेटर बदल जाए या फ्लोर लाइफ समाप्त हो जाए, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे तक बेक करें।

6.4 Critical Precautions

• Current Limiting: एक बाहरी श्रृंखला प्रतिरोधक आवश्यक है mandatory V के नकारात्मक तापमान गुणांक के कारण थर्मल रनअवे और बर्नआउट को रोकने के लिए।_F.
• तनाव परिहार: सोल्डरिंग के दौरान LED पर यांत्रिक तनाव से बचें और असेंबली के बाद PCB को मोड़ें नहीं।
• मरम्मत: अनुशंसित नहीं। यदि अपरिहार्य हो, तो दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए दोहरे सिरे वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें और थर्मल शॉक से बचें। मरम्मत के बाद प्रदर्शन सत्यापित करें।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

• Carrier Tape: 12mm चौड़ाई, 7-इंच व्यास रील।
• प्रति रील मात्रा: 1000 टुकड़े।
• नमी-प्रतिरोधी बैग: एक सीलबंद एल्यूमीनियम नमी-रोधी बैग में सिलिका जेल के साथ पैक किया गया।

7.2 लेबल स्पष्टीकरण

रील लेबल में निम्नलिखित जानकारी होती है: ग्राहक का उत्पाद संख्या (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), लॉट संख्या (LOT No.), पैकिंग मात्रा (QTY), और चमकदार तीव्रता (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (HUE), और फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) के लिए बिनिंग कोड।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में स्थिति संकेतक (ऑडियो/वीडियो उपकरण, बैटरी-चालित उपकरण)।
• LCD पैनल, मेम्ब्रेन स्विच और उपकरण प्रतीकों के लिए बैकलाइटिंग।
• कार्यालय स्वचालन उपकरणों (प्रिंटर, स्कैनर) में संकेतक और बैकलाइटिंग।
• ऑटोमोटिव इंटीरियर में डैशबोर्ड और कंट्रोल पैनल स्विच बैकलाइटिंग।
• दूरसंचार उपकरणों (फोन, फैक्स मशीन) में संकेतक लाइटें।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• Driver Circuit: LED के साथ श्रृंखला में हमेशा एक स्थिर धारा स्रोत या करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करें। रेसिस्टर मान की गणना R = (V_supply - V_F) / I का उपयोग करके करें।_F.
• थर्मल प्रबंधन: कम-शक्ति पर भी, यदि उच्च परिवेशी तापमान या अधिकतम धारा पर संचालित किया जा रहा है, तो जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र या थर्मल वाया सुनिश्चित करें।
• ESD सुरक्षा: यदि एलईडी उपयोगकर्ता इंटरफेस के संपर्क में है तो इनपुट लाइनों पर ईएसडी सुरक्षा लागू करें।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: 25° का व्यूइंग एंगल एक केंद्रित बीम प्रदान करता है। यदि व्यापक प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता है तो लाइट पाइप या डिफ्यूज़र पर विचार करें।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

पुराने थ्रू-होल एलईडी या बड़े एसएमडी पैकेजों की तुलना में, 91-21 प्रदान करता है:

• आकार लाभ: सबसे छोटे मानकीकृत एसएमडी एलईडी पैकेजों में से एक, अति-लघुरूपण को सक्षम करता है।
• चमक दक्षता: InGaN प्रौद्योगिकी के कारण, इसके आकार और बिजली खपत के लिए उच्च चमकीली तीव्रता।
• स्वचालन तत्परता: टेप-एंड-रील पैकेजिंग उच्च-गति असेंबली के लिए अनुकूलित, जो मैन्युअल इंसर्शन की तुलना में विनिर्माण लागत कम करती है।
• अनुपालन प्रमुख: आधुनिक पर्यावरणीय नियमों (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) के साथ पूर्ण अनुपालन एक मानक आवश्यकता है, लेकिन गैर-अनुपालन वाले पुराने पार्ट्स के विरुद्ध एक प्रमुख अंतरकारक बना हुआ है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

Q1: श्रृंखला प्रतिरोधक क्यों पूर्णतः आवश्यक है?
A1: LED के जंक्शन तापमान में वृद्धि के साथ फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) कम हो जाता है। करंट-लिमिटिंग तत्व के बिना, आपूर्ति वोल्टेज में थोड़ी वृद्धि या V_F में कमी करंट में बड़ी, अनियंत्रित वृद्धि का कारण बन सकती है, जिससे तीव्र ओवरहीटिंग और विफलता होती है।

Q2: क्या मैं इस LED को सीधे 5V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
A2: नहीं। इसका सामान्य V_F 3.5V है, इसे सीधे 5V से जोड़ने पर बहुत अधिक धारा प्रवाहित होने का प्रयास होगा, जो इसे तुरंत नष्ट कर देगा। एक श्रृंखला प्रतिरोधक आवश्यक है। उदाहरण के लिए, I_F=20mA लक्ष्य करने पर: R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75Ω (निकटतम मानक मान का उपयोग करें, जैसे, 75Ω या 82Ω)।

Q3: "फ्लोर लाइफ" 72 घंटे का क्या अर्थ है?
A3: नमी-रोधी बैग खोलने के बाद, घटकों को फैक्ट्री के परिवेशीय स्थितियों (≤30°C/60% RH) में सोल्डर किए जाने से पहले अधिकतम 72 घंटे तक रखा जा सकता है। इस समय सीमा से अधिक होने पर, अवशोषित नमी के वाष्पीकरण के कारण रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान पॉपकॉर्न क्रैकिंग का जोखिम होता है। अनुपयोगी भागों को पुनः सुखाना (रीबेक करना) आवश्यक है।

Q4: मैं सही पोलैरिटी की पहचान कैसे करूं?
A4: पैकेज आउटलाइन ड्राइंग देखें। कैथोड आमतौर पर शीर्ष पर एक हरे रंग के बिंदु या पैकेज के एक तरफ एक खांचे/बेवल द्वारा चिह्नित होता है। पीसीबी फुटप्रिंट सिल्कस्क्रीन को इस चिह्न को प्रतिबिंबित करना चाहिए।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

परिदृश्य: एक पोर्टेबल डिवाइस के लिए कम-बैटरी संकेतक डिजाइन करना।
एलईडी को चमकदार, छोटा और कम बिजली की खपत वाला होना चाहिए। 91-21SUGC एक उत्कृष्ट विकल्प है।
कार्यान्वयन: एलईडी को चलाने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर जीपीआईओ पिन का उपयोग करें। पिन 20mA तक सिंक/सोर्स कर सकता है। एलईडी के एनोड को करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से जीपीआईओ पिन से कनेक्ट करें। कैथोड को ग्राउंड से कनेक्ट करें। एमसीयू के V के आधार पर रेसिस्टर वैल्यू की गणना करें।_OH (e.g., 3.3V). R = (3.3V - 3.5V) / 0.02A = -10Ω. यह नकारात्मक मान दर्शाता है कि LED को 20mA पर फॉरवर्ड बायस करने के लिए 3.3V अपर्याप्त है। समाधान: या तो LED को कम धारा पर चलाएं (e.g., 10mA: R = (3.3V-3.5V)/0.01A, फिर भी समस्या है) या उच्च वोल्टेज रेल (e.g., बैटरी वोल्टेज) से जुड़े ट्रांजिस्टर स्विच को नियंत्रित करने के लिए GPIO का उपयोग करें, जिसमें उपयुक्त श्रृंखला प्रतिरोधक हो। यह मामला LED के Vf से ड्राइवर वोल्टेज को मिलाने के महत्व को उजागर करता है।_F.

12. कार्य सिद्धांत परिचय

यह LED एक इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) सेमीकंडक्टर चिप पर आधारित है। जब डायोड के जंक्शन विभव से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। इस सामग्री प्रणाली में, पुनर्संयोजन के दौरान मुक्त ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होती है। InGaN मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है—इस मामले में, चमकीला हरा (~525 nm)। वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन एक सुरक्षात्मक एनकैप्सुलेंट और प्राथमिक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है।

13. Technology Trends

91-21 पैकेज जैसे SMD एलईडी का विकास कई प्रमुख उद्योग रुझानों का अनुसरण करता है: लघुरूपण ऑप्टिकल आउटपुट को बनाए रखते हुए या सुधारते हुए पैकेज आकार को कम करना जारी रखता है। बढ़ी हुई दक्षता एपिटैक्सियल विकास और चिप डिजाइन में प्रगति के माध्यम से प्रति वाट अधिक लुमेन प्राप्त होते हैं। बेहतर विश्वसनीयता बेहतर पैकेजिंग सामग्री और थर्मल प्रबंधन डिजाइनों के साथ प्राप्त की जाती है। व्यापक रंग सीमा डिस्प्ले बैकलाइटिंग में संकीर्ण स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ और अधिक सटीक वेवलेंथ नियंत्रण वाले एलईडी की मांग बढ़ रही है। एकीकरण एक और प्रवृत्ति है, जहाँ मल्टी-चिप पैकेज (RGB, सफेद) और LED ड्राइवर्स को एकल मॉड्यूल में संयोजित किया जा रहा है। 91-21 सिंगल-कलर, इंडिकेटर-क्लास SMD LEDs के विकास में एक परिपक्व, अत्यधिक अनुकूलित बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है।