SMD LED 0201 लाल AlInGaP डेटाशीट - आयाम 2.0x1.25x0.8mm - वोल्टेज 2.0V - पावर 120mW - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ 0201 पैकेज आकार के एक लघु सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है। यह डिवाइस लाल प्रकाश उत्सर्जन उत्पन्न करने के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है। स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया, यह LED उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ विश्वसनीय स्थिति संकेत या बैकलाइटिंग की आवश्यकता होती है और स्थान सीमित होता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस घटक के प्राथमिक लाभों में इसका अत्यंत कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट, उच्च मात्रा वाली स्वचालित पिक-एंड-प्लेस और इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग उपकरणों के साथ संगतता, और RoHS पर्यावरण निर्देशों का अनुपालन शामिल है। इसका लघु आकार इसे आधुनिक, सघन रूप से पैक इलेक्ट्रॉनिक असेंबली में एकीकरण के लिए आदर्श बनाता है। लक्षित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसमें दूरसंचार उपकरण (जैसे, सेलुलर फोन), पोर्टेबल कंप्यूटिंग डिवाइस (जैसे, नोटबुक), नेटवर्किंग हार्डवेयर, घरेलू उपकरण और इनडोर साइनेज या डिस्प्ले पैनल शामिल हैं, जहाँ यह एक स्थिति संकेतक, सिग्नल ल्यूमिनरी या फ्रंट-पैनल बैकलाइट के रूप में कार्य कर सकता है।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

डिवाइस को दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए विशिष्ट पर्यावरणीय सीमाओं के तहत चित्रित किया गया है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं, जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। प्रमुख सीमाओं में 120 mW की शक्ति अपव्यय, 30 mA की निरंतर DC अग्र धारा और स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) के तहत 100 mA की शिखर अग्र धारा शामिल है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5 V है। संचालन परिवेश तापमान सीमा -30°C से +85°C तक निर्दिष्ट है, जबकि भंडारण तापमान सीमा -40°C से +100°C तक फैली हुई है। इन रेटिंग्स के बाहर डिवाइस को संचालित करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।

2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ

प्रदर्शन 25°C परिवेश तापमान और 20 mA की अग्र धारा (I_F) के एक मानक परीक्षण स्थिति पर निर्दिष्ट किया गया है। ज्योति तीव्रता (I_V) आम तौर पर 200 से 400 मिलिकैंडेला (mcd) की सीमा में होती है। देखने का कोण, जिसे 2θ_1/2के रूप में परिभाषित किया गया है जहाँ तीव्रता इसके अक्षीय मूल्य के आधे तक गिर जाती है, लगभग 110 डिग्री है, जो एक विस्तृत दृश्य पैटर्न को इंगित करता है। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p) 631 nm पर केंद्रित है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d), जो अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करता है, 619 nm और 629 nm के बीच आता है। 20 mA पर अग्र वोल्टेज (V_F) का एक विशिष्ट मान 2.0 V और अधिकतम 2.4 V है। डिवाइस 2 kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) की इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सहनशीलता प्रदान करता है।

3. बिन रैंक प्रणाली स्पष्टीकरण

अनुप्रयोग डिज़ाइन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LED को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिज़ाइनरों को उन घटकों का चयन करने की अनुमति देता है जो वोल्टेज ड्रॉप और चमक के लिए विशिष्ट सर्किट आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.1 अग्र वोल्टेज (V_F) बिनिंग

अग्र वोल्टेज को कई बिन में वर्गीकृत किया गया है, प्रत्येक में 20 mA पर मापा गया एक परिभाषित न्यूनतम और अधिकतम मान होता है। उदाहरण के लिए, बिन कोड VA1 V_Fको 1.8V से 1.9V तक कवर करता है, जबकि VC2 2.3V से 2.4V तक कवर करता है। प्रत्येक बिन के भीतर ±0.10 V की सहनशीलता लागू की जाती है। यह बिनिंग स्थिर निरंतर-धारा ड्राइवरों को डिजाइन करने और एक समान चमक सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है जब कई LED समानांतर में जुड़े होते हैं।

3.2 ज्योति तीव्रता (I_V) बिनिंग

ज्योति आउटपुट को 20 mA पर मापे गए दो प्राथमिक समूहों में बिन किया गया है। बिन P1 में 200 mcd से 300 mcd तक तीव्रता वाले LED शामिल हैं, और बिन P2 में 300 mcd से 400 mcd तक तीव्रता वाले LED शामिल हैं। प्रत्येक तीव्रता बिन के लिए ±11% की सहनशीलता निर्दिष्ट की गई है। यह डिज़ाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए उचित चमक स्तर चुनने की अनुमति देता है, चाहे वह उच्च दृश्यता संकेतकों के लिए हो या कम-शक्ति स्थिति रोशनी के लिए।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

जबकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का संदर्भ दिया गया है (जैसे, वर्णक्रमीय वितरण के लिए चित्र 1, देखने के कोण के लिए चित्र 5), उनके विशिष्ट व्यवहार का वर्णन किया जा सकता है। अग्र धारा (I_F) और अग्र वोल्टेज (V_F) के बीच का संबंध घातीय है, जो एक डायोड की विशेषता है। ज्योति तीव्रता निर्दिष्ट संचालन सीमा के भीतर अग्र धारा के लगभग आनुपातिक है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य में एक मामूली नकारात्मक तापमान गुणांक प्रदर्शित हो सकता है, जिसका अर्थ है कि यह जंक्शन तापमान बढ़ने पर लंबी तरंगदैर्ध्य (रेड शिफ्ट) की ओर स्थानांतरित हो सकता है। इस पैकेज प्रकार के लिए देखने का कोण पैटर्न आम तौर पर लैम्बर्टियन या नियर-लैम्बर्टियन होता है, जो विस्तृत, समान प्रकाश प्रदान करता है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आयाम

डिवाइस EIA मानक 0201 पैकेज आउटलाइन के अनुरूप है। प्रमुख आयामों में 2.0 mm की विशिष्ट बॉडी लंबाई, 1.25 mm की चौड़ाई और 0.8 mm की ऊंचाई शामिल है। आयामी सहनशीलता आम तौर पर ±0.2 mm होती है जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। लेंस वाटर क्लियर है, और उत्सर्जित रंग AlInGaP चिप से लाल है।

5.2 अनुशंसित PCB अटैचमेंट पैड और ध्रुवता

इन्फ्रारेड या वेपर फेज रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए एक लैंड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है। डिज़ाइन उचित सोल्डर जोड़ गठन और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करता है। घटक में एनोड और कैथोड टर्मिनल होते हैं; प्लेसमेंट के दौरान सही ध्रुवता का पालन किया जाना चाहिए। डेटाशीट में अनुशंसित पैड ज्यामिति का एक चित्रण शामिल है, जिसमें सोल्डर मास्क और कॉपर पैड के आयाम शामिल हैं।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 IR रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

लीड-फ्री प्रक्रियाओं के लिए J-STD-020B के अनुरूप एक सुझाई गई रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। प्रमुख मापदंडों में 150°C और 200°C के बीच एक प्रीहीट तापमान, अधिकतम 120 सेकंड तक का प्रीहीट समय, 260°C से अधिक न होने वाला शिखर बॉडी तापमान और 217°C (लिक्विडस) से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित शामिल है। PCB-विशिष्ट विशेषता का पालन करना महत्वपूर्ण है क्योंकि बोर्ड डिज़ाइन और थर्मल मास अंतिम प्रोफाइल को प्रभावित करते हैं।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग

LED नमी-संवेदनशील हैं। जब उन्हें डिसिकेंट के साथ उनके मूल सील्ड मॉइस्चर-प्रूफ बैग में संग्रहीत किया जाता है, तो उन्हें ≤30°C और ≤70% RH पर रखा जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार बैग खोलने के बाद, भंडारण वातावरण 30°C और 60% RH से अधिक नहीं होना चाहिए। परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में 168 घंटे से अधिक समय तक रहने वाले घटकों को सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक करने की सिफारिश की जाती है ताकि रीफ्लो के दौरान पॉपकॉर्न क्रैकिंग को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट जैसे एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग किया जाना चाहिए। LED को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर पैकेज एपॉक्सी को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

घटक स्वचालित असेंबली के लिए पैक किए गए आपूर्ति किए जाते हैं। उन्हें 12 mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप पर माउंट किया जाता है और 7-इंच (178 mm) व्यास के रील पर लपेटा जाता है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। टेप पॉकेट्स को एक टॉप कवर टेप के साथ सील किया जाता है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देशों का पालन करती है। पूर्ण रील से कम ऑर्डर मात्रा के लिए, अवशेषों के लिए 500 टुकड़ों की न्यूनतम पैकिंग मात्रा उपलब्ध है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

LED धारा-संचालित उपकरण हैं। सुसंगत चमक के लिए, विशेष रूप से जब कई LED समानांतर में उपयोग किए जाते हैं, तो प्रत्येक LED को अपने स्वयं के करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ श्रृंखला में जोड़कर संचालित करने की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। एक सरल सर्किट आरेख एक वोल्टेज स्रोत (V_CC), एक रेसिस्टर (R_S), और श्रृंखला में LED दिखाएगा। रेसिस्टर मान की गणना R_S= (V_CC- V_F) / I_F के रूप में की जाती है, जहाँ V_F वांछित धारा I_F.

पर LED का अग्र वोल्टेज है।

8.2 डिज़ाइन विचार

डिज़ाइनरों को थर्मल प्रबंधन पर विचार करना चाहिए। यद्यपि छोटा है, 120 mW की शक्ति अपव्यय जंक्शन तापमान बढ़ा सकता है यदि PCB थर्मल पथ अपर्याप्त है, जिससे प्रकाश आउटपुट और जीवनकाल संभावित रूप से कम हो सकता है। विस्तृत देखने का कोण (110°) इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ संकेतक को विभिन्न कोणों से देखने की आवश्यकता होती है। 2 kV ESD रेटिंग उपभोक्ता-ग्रेड घटकों के लिए विशिष्ट है; कठोर वातावरण में अतिरिक्त बाहरी ESD सुरक्षा की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

बड़े SMD LED (जैसे, 0603, 0805) की तुलना में, 0201 पैकेज बोर्ड स्थान में महत्वपूर्ण कमी प्रदान करता है, जिससे उच्च घनत्व वाले डिजाइन संभव होते हैं। AlInGaP प्रौद्योगिकी GaAsP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में लाल/नारंगी/एम्बर स्पेक्ट्रम सीमा में उच्च ज्योति दक्षता प्रदान करती है। इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग और JEDEC प्रीकंडीशनिंग (लेवल 3) के साथ निर्दिष्ट संगतता उद्योग में आम मानक, उच्च-विश्वसनीयता असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्तता को इंगित करती है।

10. तकनीकी मापदंडों पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक आउटपुट से संचालित कर सकता हूँ?

उत्तर: नहीं। एक LED को करंट लिमिट के साथ संचालित किया जाना चाहिए। इसे सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ने से अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जिससे डिवाइस नष्ट हो जाएगी। हमेशा एक श्रृंखला रेसिस्टर या एक निरंतर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें।

प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?_pउत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_d) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति वितरण सबसे अधिक होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और एक शुद्ध मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो LED के अनुभव किए गए रंग से मेल खाएगा। λ

रंग विनिर्देश के लिए अधिक प्रासंगिक है।

प्रश्न: तापमान प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?

उत्तर: आम तौर पर, जैसे-जैसे जंक्शन तापमान बढ़ता है, अग्र वोल्टेज थोड़ा कम हो जाता है, और ज्योति आउटपुट कम हो जाता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य भी स्थानांतरित हो सकता है। स्थिर प्रदर्शन के लिए निर्दिष्ट तापमान सीमा के भीतर संचालन आवश्यक है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

एक कॉम्पैक्ट वेयरेबल डिवाइस पर विचार करें जिसमें कई कम-शक्ति स्थिति संकेतक (पावर, ब्लूटूथ कनेक्शन, बैटरी चेतावनी) की आवश्यकता होती है। 0201 लाल LED का उपयोग करने से उन्हें डिवाइस के किनारे पर एक तंग सरणी में रखा जा सकता है। एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन, जिसे ओपन-ड्रेन आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, प्रत्येक LED के माध्यम से 100Ω श्रृंखला रेसिस्टर के माध्यम से 3.3V रेल तक धारा को सिंक कर सकता है, जो लगभग (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13 mA की नियंत्रित धारा प्रदान करता है, जो सुरक्षित संचालन क्षेत्र के भीतर है और पर्याप्त चमक प्रदान करता है। विस्तृत देखने का कोण सुनिश्चित करता है कि संकेतक तब भी दिखाई देते हैं जब डिवाइस पहना जाता है।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

इस AlInGaP LED में प्रकाश उत्सर्जन इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस पर आधारित है। जब p-n जंक्शन के पार एक अग्र बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। वहां, वे पुनर्संयोजित होते हैं, फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP अर्धचालक मिश्र धातु की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है, जो इस मामले में लाल स्पेक्ट्रम (~631 nm शिखर) में है। एपॉक्सी लेंस अर्धचालक डाई को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान