LTST-E681UGWT SMD LED हरा डिफ्यूज़र लेंस डेटाशीट - पैकेज आयाम - 3.8V फॉरवर्ड वोल्टेज - 30mA - 114mW पावर डिसिपेशन - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह घटक एक डिफ्यूज़र लेंस डिज़ाइन का उपयोग करता है, जिसका उद्देश्य व्यापक, समान प्रकाश वितरण प्रदान करना है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें केंद्रित बीम के बजाय समान प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। प्रकाश स्रोत इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जिसे विशेष रूप से हरे तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम का प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उत्पाद आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस LED के मुख्य लाभों में पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन, इसका पैकेजिंग स्वरूप स्वचालित उच्च-मात्रा उत्पादन के लिए उपयुक्त होना, और मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगतता शामिल है। ये विशेषताएं इसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, सामान्य संकेतक रोशनी, पैनल और डिस्प्ले बैकलाइटिंग, साथ ही कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरणों में विश्वसनीय, सुसंगत हरी रोशनी की आवश्यकता वाले विभिन्न अन्य अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती हैं।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

LED का प्रदर्शन मानक परिवेश तापमान स्थितियों (25°C) के तहत परिभाषित किया गया है। सही सर्किट डिजाइन और अपेक्षित प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए इन मापदंडों को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उनके निकट संचालन की गारंटी नहीं है, दीर्घकालिक विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए ऐसे संचालन से बचना चाहिए।

• Power Dissipation (Pd):114 mW. यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे डिवाइस सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• Peak Forward Current (I_FP):100 mA. यह अधिकतम तात्कालिक अग्र धारा है, जो केवल स्पंद स्थितियों में अनुमत है (ड्यूटी चक्र 1/10, स्पंद चौड़ाई 1ms).
• DC अग्र धारा (I_F):30 mA. यह स्थिर-अवस्था संचालन के दौरान अधिकतम निरंतर अग्र धारा है.
• संचालन तापमान सीमा (T_opr):-40°C से +85°C. यह वह परिवेशी तापमान सीमा है जिसमें डिवाइस संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है.
• भंडारण तापमान सीमा (T_stg):-40°C से +100°C. यह वह तापमान सीमा है जिसमें डिवाइस को कार्यरत न होने पर संग्रहित किया जा सकता है.

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये सिफारिश किए गए कार्य बिंदु (I_F= 30mA, T_a=25°C) पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं।

• दीप्त तीव्रता (I_V):1120 - 2800 mcd (मिलीकैंडेला)। यह एलईडी की अनुभूत चमक निर्दिष्ट करता है, जिसे मानव आँख के फोटोपिक प्रतिक्रिया से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर द्वारा मापा जाता है। विस्तृत श्रेणी एक बिनिंग प्रणाली के उपयोग को दर्शाती है (धारा 3 देखें)।
• देखने का कोण (2θ_1/2):120 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता अपने अक्षीय माप के आधे तक गिर जाती है। 120 डिग्री का कोण पुष्टि करता है कि एस्टिग्मैटिक लेंस एक बहुत ही विस्तृत दृश्य पैटर्न प्रदान करता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):518 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जब LED का स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अधिकतम मान तक पहुँचता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):520 - 535 nm. CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त, यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो प्रकाश के माने जाने वाले रंग का सबसे अच्छा वर्णन करती है। यह रंग विनिर्देशन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):35 nm. यह स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को दर्शाता है, अर्थात उत्सर्जित तरंगदैर्ध्य की सीमा। 35nm हरे InGaN LED के लिए एक विशिष्ट मान है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):3.3V (विशिष्ट), 30mA पर 3.8V (अधिकतम)। यह निर्दिष्ट धारा पर कार्य करते समय LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। आवश्यक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर मान की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
• रिवर्स करंट (I_R):10 μA (अधिकतम), V_R= 5V पर। यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल कम रिवर्स वोल्टेज पर लीकेज करंट निर्दिष्ट करता है।

3. बिनिंग कोड प्रणाली विवरण

अर्धचालक निर्माण में निहित विविधताओं के कारण, एलईडी का उत्पादन के बाद विभिन्न प्रदर्शन बिन में वर्गीकरण किया जाता है। यह एक विशिष्ट बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित करता है। तीन प्रमुख पैरामीटर बिन किए जाते हैं।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

बिन D7 से D11, 30mA पर एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर वर्गीकृत करते हैं। उदाहरण के लिए, बिन D9 में V_F3.2V से 3.4V के बीच वाली एलईडी शामिल हैं। प्रत्येक बिन सीमा में ±0.1V की सहनशीलता होती है। समानांतर में जुड़े कई एलईडी वाले अनुप्रयोगों के लिए, समान वोल्टेज बिन की एलईडी का चयन करना वर्तमान के समान वितरण को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग

बिन W1, W2, X1 और X2 चमक आउटपुट को वर्गीकृत करते हैं। उदाहरण के लिए, बिन X2 में सबसे चमकीली एलईडी शामिल हैं, जिनकी तीव्रता 2240 से 2800 mcd के बीच होती है। प्रत्येक बिन रेंज में ±11% की सहनशीलता होती है। यह बिनिंग डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त चमक स्तर चुनने की अनुमति देती है, जिससे दृश्य एकरूपता सुनिश्चित होती है।

3.3 डोमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग

ग्रेड AP, AQ और AR LED के सटीक हरे रंग के स्वर (प्रमुख तरंगदैर्ध्य द्वारा परिभाषित) के आधार पर वर्गीकृत करते हैं। ग्रेड AP 520.0-525.0 nm (नीले रंग का हरा) को कवर करता है, जबकि ग्रेड AR 530.0-535.0 nm (पीले रंग का हरा) को कवर करता है। सहनशीलता ±1nm है। यह विशिष्ट स्वर की आवश्यकता वाले रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

यह LED मानक EIA पैकेज आकृति का अनुपालन करती है। डेटाशीट ड्राइंग में PCB पैड डिज़ाइन और घटक प्लेसमेंट के सभी महत्वपूर्ण आयाम शामिल हैं, जिनमें बॉडी लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और लीड पिच शामिल हैं। जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सहनशीलता आमतौर पर ±0.2mm होती है। डिफ्यूज़र लेंस पैकेज बॉडी में एकीकृत है।

4.2 ध्रुवीयता पहचान एवं पैड डिज़ाइन

इस घटक में ध्रुवीयता होती है। कैथोड आमतौर पर पैकेज पर दृश्य चिह्नों जैसे कि खांचा, हरा बिंदु या लेंस पर कटे हुए कोने द्वारा पहचाना जाता है। रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान और बाद में अच्छे सोल्डर जोड़ बनाने और यांत्रिक स्थिरता बनाए रखने के लिए अनुशंसित PCB माउंटिंग पैड लेआउट प्रदान किया गया है। पैड डिज़ाइन में ताप अपव्यय और सोल्डर विकिंग पर विचार किया गया है।

5. सोल्डरिंग एवं असेंबली मार्गदर्शिका

5.1 रीफ्लो वेल्डिंग पैरामीटर्स

यह डिवाइस अवरक्त (आईआर) रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है, जिसमें लीड-फ्री सोल्डरिंग शामिल है। J-STD-020B मानक के अनुरूप अनुशंसित तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:

• प्रीहीट तापमान:150-200°C.
• प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड।
• बॉडी पीक तापमान:अधिकतम 260°C।
• लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय:सोल्डर पेस्ट विनिर्देश के अनुसार सुझाई गई अवधि।

यह प्रोफ़ाइल थर्मल शॉक को कम करने के लिए नियंत्रित तापन और शीतलन पर जोर देती है।

5.2 मैनुअल वेल्डिंग के लिए सावधानियां

यदि हैंड सोल्डरिंग करनी ही हो, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए:

• सोल्डरिंग आयरन का तापमान:अधिकतम 300°C.
• संपर्क समय:प्रत्येक पिन के लिए अधिकतम 3 सेकंड।
• आवृत्ति:पैकेज या आंतरिक चिप बॉन्डिंग को नुकसान से बचाने के लिए केवल एक बार सोल्डर किया जाना चाहिए।

5.3 भंडारण और हैंडलिंग शर्तें

LED नमी के प्रति संवेदनशील हैं। रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान नमी अवशोषण के कारण "पॉपकॉर्न" प्रभाव (एनकैप्सुलेशन दरार) को रोकने के लिए, विशिष्ट भंडारण शर्तों का पालन करना आवश्यक है।

• सीलबंद पैकेजिंग:≤30°C और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें। एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
• खोला गया पैकेज:≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहित करें। यदि पर्यावरणीय हवा में 168 घंटे से अधिक समय तक उजागर किया गया है, तो नमी को हटाने के लिए सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता है।
• खोलने के बाद दीर्घकालिक भंडारण के लिए, कृपया डिसिकेंट के साथ सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन पर्ज ड्रायर का उपयोग करें।

5.4 सफाई

यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट विलायक का उपयोग करें। कमरे के तापमान पर LED को इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंट प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन या लेंस को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6. पैकेजिंग एवं ऑर्डर जानकारी

6.1 टेपिंग एवं रील विनिर्देश

घटक स्वचालित प्लेसमेंट मशीन के अनुकूल प्रारूप में आपूर्ति किए जाते हैं।

• कैरियर टेप चौड़ाई:8 mm.
• रील व्यास:7 इंच (178 मिमी)।
• प्रति रील मात्रा:2000 पीस।
• न्यूनतम ऑर्डर मात्रा (MOQ):शेष मात्रा 500 पीस से ऑर्डर।
• पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश का पालन करती है। घटकों की सुरक्षा के लिए कैरियर टेप में खाली स्थान को कवर टेप से सील किया जाता है।

7. अनुप्रयोग नोट एवं डिज़ाइन विचार

7.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

LED एक करंट-संचालित डिवाइस है। इसका प्रकाश उत्पादन मुख्य रूप से फॉरवर्ड करंट (I_F) का फलन है, न कि वोल्टेज का। इसलिए, निरंतर वोल्टेज स्रोत से चलाने की सलाह नहीं दी जाती है, क्योंकि इससे थर्मल रनवे और क्षति हो सकती है। मानक और सबसे विश्वसनीय तरीका यह है कि वोल्टेज स्रोत (जैसे V_CC= 5V या 3.3V) से बिजली देने पर, एक करंट-सीमित रोकनेवाला श्रृंखला में जोड़ा जाए। रोकनेवाला मान (R_S) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R_S= (V_CC- V_F) / I_F। कई एलईडी के लिए, प्रत्येक समानांतर एलईडी के लिए अलग-अलग रोकनेवाला का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, ताकि करंट वितरण और चमक एक समान सुनिश्चित हो सके, क्योंकि एक ही बिन के भीतर भी, फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) भी थोड़ा भिन्न हो सकता है।

7.2 थर्मल मैनेजमेंट

हालांकि बिजली की खपत अपेक्षाकृत कम है (अधिकतम 114mW), लेकिन एक अच्छी थर्मल डिज़ाइन LED के जीवनकाल को बढ़ा सकती है और स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रख सकती है। सुनिश्चित करें कि PCB पैड डिज़ाइन पर्याप्त ताप अपव्यय पथ प्रदान करता है, जो गर्मी को सर्किट बोर्ड में फैलाता है। इसकी अधिकतम रेटेड धारा (30mA) के करीब या उस पर काम करना, या उच्च परिवेश के तापमान (+85°C के करीब) पर काम करना, इसके प्रकाश उत्पादन को कम करेगा और संभवतः इसके जीवनकाल को छोटा करेगा। उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए, ऑपरेटिंग करंट को कम करना एक सामान्य अभ्यास है।

7.3 ऑप्टिकल इंटीग्रेशन

फैलाने वाले लेंस का 120-डिग्री दृश्य कोण एक विस्तृत, नरम प्रकाश स्थान प्रदान करता है। यह इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां LED को सीधे एक संकेतक प्रकाश के रूप में देखा जाता है, या छोटे क्षेत्रों या आइकनों को समान रूप से बैकलिट करने की आवश्यकता होती है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अधिक केंद्रित प्रकाश की आवश्यकता होती है, द्वितीयक ऑप्टिक्स (जैसे अलग लेंस) की आवश्यकता होती है। फैलाने वाले लेंस चमकदार चिप बिंदु की उपस्थिति को कम करने में भी मदद करते हैं, जिससे एक अधिक समान चमकदार सतह बनती है।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

पारदर्शी लेंस वाले LED की तुलना में, यह फैलाने वाला लेंस मॉडल चरम अक्षीय तीव्रता (कैंडेला) का त्याग करता है, बदले में एक व्यापक, अधिक समान दृश्य कोण प्राप्त करता है। यह एक कार्यात्मक चयन है, न कि प्रदर्शन दोष। गैलियम फॉस्फाइड (GaP) हरे LED जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, InGaN-आधारित उपकरण काफी उच्च दीप्तिमान दक्षता (समान धारा पर उज्जवल प्रकाश उत्पादन) और अधिक संतृप्त, शुद्ध हरा रंग प्रदान करते हैं। लीड-मुक्त, उच्च-तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग के साथ इसकी संगतता इसे पुराने थ्रू-होल LED या उपकरणों से अलग करती है जिन्हें हाथ से मिलाप की आवश्यकता होती है, जो आधुनिक स्वचालित SMT असेंबली लाइनों के साथ संरेखित होता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

9.1 5V पावर स्रोत का उपयोग करते समय कितने ओम के रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए?

एक विशिष्ट V_F3.3V और वांछित I_F20mA (लंबे जीवनकाल के लिए) का उपयोग करते हुए, गणना इस प्रकार है: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 ओम। निकटतम मानक मान 82 ओम या 100 ओम है। चयनित प्रतिरोधक और बिन में अधिकतम/न्यूनतम V_Fका उपयोग करके वास्तविक धारा की पुनर्गणना करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह सुरक्षित सीमा के भीतर रहती है।

9.2 क्या मैं इस LED को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?

संभव है लेकिन चुनौतीपूर्ण। विशिष्ट V_F(3.3V) सप्लाई वोल्टेज के बराबर है, जो अपेक्षित ऑपरेटिंग करंट पर सीरीज़ रेजिस्टर के लिए कोई वोल्टेज हेडरूम नहीं छोड़ता। LED मंद रोशनी दे सकता है या बिल्कुल नहीं जल सकता, खासकर जब V_Fरेंज के उच्च सिरे (3.8V तक) पर हो। 3.3V सप्लाई रेल से कुशलतापूर्वक काम करने के लिए समर्पित LED ड्राइवर सर्किट या बूस्ट कन्वर्टर के उपयोग की सलाह दी जाती है।

9.3 भंडारण की शर्तें इतनी सख्त क्यों हैं?

प्लास्टिक एपॉक्सी पैकेज हवा से नमी अवशोषित कर लेता है। रिफ्लो सोल्डरिंग के तीव्र तापन के दौरान, यह फंसी हुई नमी तुरंत वाष्पित हो जाती है, जिससे अत्यधिक आंतरिक दबाव उत्पन्न होता है। इससे पैकेज में दरार ("पॉपकॉर्न इफेक्ट") या डिलैमिनेशन हो सकता है, जिससे तत्काल विफलता या दीर्घकालिक विश्वसनीयता में कमी आ सकती है। भंडारण और बेकिंग प्रक्रियाएं नमी अवशोषण को रोकती हैं।

10. कार्य सिद्धांत

इस LED का प्रकाश उत्सर्जन सेमीकंडक्टर InGaN p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनिसेंस पर आधारित है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट हो जाते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। सक्रिय क्षेत्र में इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है - इस मामले में हरा। डिफ्यूज़र लेंस स्कैटरिंग कणों वाले एपॉक्सी से बना होता है, जो उत्सर्जित प्रकाश की दिशा को यादृच्छिक कर देते हैं, जिससे देखने का कोण चौड़ा हो जाता है।

11. उद्योग प्रवृत्तियाँ

LED उद्योग प्रकाश उत्सर्जन दक्षता (लुमेन प्रति वाट) में सुधार, रंग प्रतिपादन में सुधार और लागत कम करने पर लगातार ध्यान केंद्रित कर रहा है। संकेतक प्रकार के SMD LED के लिए, रुझानों में आगे लघुकरण (छोटे पैकेज आकार जैसे 0402 और 0201), ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उच्च विश्वसनीयता प्रदान करना, और डिजाइनरों को समान दृश्य प्रभाव प्राप्त करने में मदद करने के लिए अधिक सुसंगत और सख्त प्रदर्शन बिनिंग विकसित करना शामिल है। असेंबली स्वचालन के बढ़ते स्तर ने भी तेजी से कठोर रिफ्लो तापमान प्रोफाइल का सामना करने के लिए मजबूत पैकेजिंग की मांग को बढ़ावा दिया है।