SMD LED LTST-B680VEKT डेटाशीट - AlInGaP रेड - 20mA - 710-1400mcd - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी के लिए पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह घटक स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें एक लघु आकार है जो स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। एलईडी लाल प्रकाश उत्पादन के लिए एक एलइनगैप (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है। इसका डिज़ाइन मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है, जो इसे बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए आदर्श बनाता है।

1.1 विशेषताएँ

• RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ़ हैज़र्डस सब्सटेंसेज़) निर्देशों के अनुपालन में।
• स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के लिए 7-इंच व्यास के रील पर 8mm टेप में पैकेज्ड।
• मानक EIA (Electronic Industries Alliance) पैकेज आउटलाइन।
• इनपुट एकीकृत सर्किट (IC) लॉजिक स्तरों के साथ संगत।
• इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया।
• JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Moisture Sensitivity Level 3 के लिए पूर्व-संसाधित।

1.2 अनुप्रयोग

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

• दूरसंचार उपकरण (जैसे, कॉर्डलेस फोन, सेलुलर फोन)।
• कार्यालय स्वचालन उपकरण (जैसे, नोटबुक कंप्यूटर, नेटवर्क सिस्टम)।
• घरेलू उपकरण और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स।
• औद्योगिक नियंत्रण और इंस्ट्रुमेंटेशन पैनल।
• इनडोर साइनेज और डिस्प्ले अनुप्रयोग।

2. Package Dimensions and Mechanical Data

LED में एक मानक SMD पैकेज है। लेंस पानी की तरह स्पष्ट है। महत्वपूर्ण आयामों में लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई शामिल हैं, जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.2 मिमी है, जब तक कि विस्तृत आयामी चित्र पर अन्यथा निर्दिष्ट न किया गया हो। पैकेज पर कैथोड चिह्न द्वारा ध्रुवता दर्शाई गई है। उचित सोल्डर जोड़ गठन और थर्मल प्रबंधन सुनिश्चित करने के लिए इन्फ्रारेड या वाष्प चरण रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित PCB अटैचमेंट पैड लेआउट प्रदान किया गया है।

3. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण

3.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन परिस्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

• Power Dissipation (Pd): 130 mW at Ta=25°C.
• Peak Forward Current (I_F(peak)): 100 mA (pulsed at 1/10 duty cycle, 0.1ms pulse width).
• Continuous Forward Current (I_F): 50 mA DC.
• Reverse Voltage (V_R): 5 V. Note: The device is not designed for operation under reverse bias; this rating is primarily for test conditions.
• Operating Temperature Range (T_opr): -40°C to +100°C.
• Storage Temperature Range (T_stg): -40°C to +100°C.

3.2 Electrical and Optical Characteristics

ये सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर हैं जो परिवेश के तापमान (T_a) 25°C और अग्र धारा (I_F) 20 mA का, जब तक कि अन्यथा न कहा गया हो।

• दीप्त तीव्रता (I_V): न्यूनतम 710 mcd से लेकर अधिकतम 1400 mcd तक होती है। CIE फोटोपिक आई रिस्पॉन्स कर्व का अनुमान लगाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर का उपयोग करके मापा गया।
• दृश्य कोण (2θ_1/2): 120 डिग्री (सामान्य)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता केंद्रीय अक्ष पर मापे गए मान की आधी होती है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d): 617.0 nm और 630.0 nm के बीच, जो अनुभूत लाल रंग को परिभाषित करता है। सहनशीलता ±1 nm है।
• स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ): Approximately 15 nm (typical), indicating the spectral purity of the emitted light.
• Forward Voltage (V_F): Between 1.8 V and 2.6 V at 20 mA.
• Reverse Current (I_R): जब 5 V का रिवर्स वोल्टेज लगाया जाता है तो अधिकतम 10 μA।

4. Bin Rank System Explanation

एप्लिकेशन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को मुख्य पैरामीटर्स के आधार पर छांटा (बिन किया) जाता है। इससे डिजाइनर अपने सर्किट के लिए विशिष्ट वोल्टेज या चमक आवश्यकताओं को पूरा करने वाले पार्ट्स का चयन कर सकते हैं।

4.1 Forward Voltage (V_F) बिनिंग

I पर बिन किया गया_F = 20 mA. प्रत्येक बिन की सहनशीलता ±0.1V है।

• Bin D2: V_F = 1.8V से 2.0V
• Bin D3: V_F = 2.0V से 2.2V
• Bin D4: V_F = 2.2V to 2.4V
• Bin D5: V_F = 2.4V से 2.6V

4.2 Luminous Intensity (I_V) बिनिंग

I पर बिन किया गया_F = 20 mA. प्रत्येक बिन की सहनशीलता ±11% है।

• Bin V1: I_V = 710 mcd से 900 mcd
• Bin V2: I_V = 900 mcd से 1120 mcd
• Bin W1: I_V = 1120 mcd से 1400 mcd

5. Performance Curve Analysis

Typical performance curves illustrate the relationship between various parameters. These are essential for understanding device behavior under different operating conditions.

• Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve): Shows the exponential relationship, crucial for designing current-limiting circuits.
• Luminous Intensity vs. Forward Current: यह दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है, आमतौर पर संचालन सीमा के भीतर लगभग रैखिक संबंध में।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: यह दर्शाता है कि कैसे जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन में कमी आती है, जो उच्च-शक्ति या उच्च-परिवेश तापमान अनुप्रयोगों में तापीय प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
• Spectral Distribution: प्रमुख तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित, एक विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई के साथ तरंगदैर्ध्य बनाम सापेक्ष विकिरण शक्ति का एक आलेख।

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 अनुशंसित रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए, J-STD-020 के अनुरूप एक प्रोफाइल का पालन करें। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:

• प्री-हीट: 150°C से 200°C.
• प्री-हीट समय: अधिकतम 120 सेकंड.
• शिखर तापमान: Maximum 260°C.
• द्रवणांक से ऊपर का समय: सोल्डर पेस्ट विनिर्देशों के अनुसार, लेकिन आमतौर पर अधिकतम 10 सेकंड।
• रीफ्लो चक्रों की अधिकतम संख्या: दो।

नोट: वास्तविक प्रोफ़ाइल को विशिष्ट PCB डिज़ाइन, घटकों और उपयोग किए गए सोल्डर पेस्ट के लिए चरित्रित किया जाना चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है:

• सोल्डरिंग आयरन का तापमान: अधिकतम 300°C.
• सोल्डरिंग समय: Maximum 3 seconds per lead.
• Maximum number of soldering attempts: One time only.

6.3 Cleaning

केवल स्वीकृत सफाई विलायकों का उपयोग करें। यदि सफाई आवश्यक हो, तो कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल में डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट रासायनिक तरल पदार्थों से बचें।

7. भंडारण और हैंडलिंग

7.1 नमी संवेदनशीलता

यह डिवाइस MSL 3 रेटेड है। जब मूल नमी-रोधी बैग को डिसिकेंट के साथ सील किया जाता है:

• 30°C से कम या बराबर और 70% RH से कम या बराबर तापमान पर संग्रहित करें।
• बैग सील की तारीख से शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।

एक बार मूल बैग खोल दिया जाए:

• ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहित करें।
• IR reflow soldering 168 घंटों (7 दिनों) के भीतर पूरा करने की सिफारिश की जाती है।
• 168 घंटे से अधिक समय तक भंडारण के लिए, सीलबंद कंटेनर में डिसिकेंट के साथ या नाइट्रोजन डिसिकेटर में संग्रहित करें।
• 168 घंटे से अधिक समय तक खुले रहने वाले डिवाइसों को सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए, ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोका जा सके।

7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD)

हालांकि इस डेटाशीट में इसे स्पष्ट रूप से ESD-संवेदनशील डिवाइस के रूप में रेट नहीं किया गया है, लेकिन स्थैतिक बिजली या पावर सर्ज से होने वाले नुकसान को रोकने के लिए उचित ESD सावधानियों (जैसे, ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, कलाई पट्टियाँ) के साथ एलईडी सहित सभी सेमीकंडक्टर घटकों को संभालना एक मानक उद्योग प्रथा है।

8. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

8.1 ड्राइव सर्किट डिजाइन

एलईडी धारा-संचालित उपकरण हैं। एकसमान चमक सुनिश्चित करने और धारा के असमान वितरण को रोकने के लिए, विशेष रूप से जब कई एलईडी समानांतर में जोड़ी जाती हैं, प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक धारा-सीमित प्रतिरोधक का उपयोग किया जाना चाहिए। बिना धारा नियमन के सीधे वोल्टेज स्रोत से एलईडी चलाने की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि अग्र वोल्टेज (V_F) में मामूली भिन्नता से धारा में बड़े अंतर और परिणामस्वरूप, उपकरणों के बीच चमक में अंतर आ सकता है।

8.2 थर्मल प्रबंधन

अधिकतम शक्ति अपव्यय 130 mW है। अधिकतम निरंतर अग्र धारा (50 mA) पर या उसके निकट संचालन से ऊष्मा उत्पन्न होगी। जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने, दीर्घकालिक विश्वसनीयता और स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए उचित PCB लेआउट, जिसमें अटैचमेंट पैड के लिए हीट सिंक के रूप में कार्य करने हेतु पर्याप्त तांबे का क्षेत्र शामिल है, महत्वपूर्ण है।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

120 डिग्री का व्यापक दृश्य कोण इस एलईडी को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था या विस्तृत कोणों से दृश्यता की आवश्यकता होती है। अधिक केंद्रित बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (जैसे, लेंस) आवश्यक होंगे।

9. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग

मानक पैकेजिंग 7-इंच (178mm) व्यास के रील्स पर 8mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप है। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। टेप पॉकेट्स एक टॉप कवर टेप से सील किए जाते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देशों का पालन करती है। शेष मात्रा के लिए न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े लागू हो सकती है।

10. तकनीकी तुलना और चयन मार्गदर्शन

इस LED का चयन करते समय, मुख्य अंतरकारकों में इसकी AlInGaP तकनीक शामिल है, जो आमतौर पर GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में लाल/नारंगी/एम्बर रंगों के लिए उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करती है। अपेक्षाकृत उच्च चमकदार तीव्रता (1400 mcd तक) और एक विस्तृत दृश्य कोण का संयोजन उल्लेखनीय है। डिजाइनरों को V_F binning और I की तुलना करनी चाहिए।_V उनके सर्किट के वोल्टेज हेडरूम और आवश्यक चमक स्थिरता के विरुद्ध बिनिंग। मानक एसएमडी असेंबली प्रक्रियाओं (रीफ्लो सोल्डरिंग, टेप-एंड-रील) के साथ संगतता स्वचालित उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है।

11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

11.1 क्या मैं इस एलईडी को करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना चला सकता हूँ?

उत्तर: यह अत्यधिक हतोत्साहित है। फॉरवर्ड वोल्टेज का नकारात्मक तापमान गुणांक होता है और यह विभिन्न यूनिटों के बीच भिन्न हो सकता है। वोल्टेज स्रोत से सीधे ड्राइव करने से थर्मल रनवे हो सकता है, जहां बढ़ती धारा अधिक ऊष्मा उत्पन्न करती है, जो V_Fको और कम कर देती है, जिससे और अधिक धारा प्रवाहित होने लगती है, संभावित रूप से LED को नष्ट कर देती है। हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला या एक स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें।

11.2 Dominant Wavelength और Peak Wavelength में क्या अंतर है?

उत्तर: प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) CIE वर्णमिति आरेख से प्राप्त होता है और एक एकवर्णी प्रकाश की उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो मानव आँख को LED के आउटपुट के समान रंग का प्रतीत होगा। शिखर तरंगदैर्ध्य वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अधिकतम होता है। एलईडी के लिए, रंग विनिर्देशन के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य अधिक प्रासंगिक पैरामीटर है।

11.3 बैग खोलने के बाद भंडारण की स्थिति इतनी सख्त क्यों है?

उत्तर: SMD पैकेज वायुमंडल से नमी अवशोषित कर सकते हैं। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक दबाव बनता है जो पैकेज को परतों में अलग कर सकता है या डाई को तोड़ सकता है ("पॉपकॉर्निंग")। 168-घंटे की फ्लोर लाइफ और बेकिंग आवश्यकताएं इस जोखिम को प्रबंधित करने के मानकीकृत (JEDEC MSL) तरीके हैं।

12. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

परिदृश्य: 5V DC आपूर्ति द्वारा संचालित, समानांतर में 5 लाल एलईडी के साथ एक स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना। प्रति एलईडी लक्ष्य अग्र धारा 20 mA है।

1. श्रृंखला अवरोधक की गणना करें: विशिष्ट V_F = 2.2V (Bin D3) का उपयोग करते हुए। R = (V_{आपूर्ति} - V_F) / I_F = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140 Ω. निकटतम मानक मान 150 Ω का उपयोग करने पर I_F ≈ 18.7 mA.
2. प्रतिरोधक शक्ति रेटिंग: P = I² * R = (0.0187)² * 150 ≈ 0.052 W. एक मानक 1/8W (0.125W) या 1/10W रेसिस्टर पर्याप्त है।
3. सर्किट लेआउट: 5 एलईडी में से प्रत्येक के साथ श्रृंखला में एक 150 Ω रेसिस्टर लगाएं। कई समानांतर एलईडी के बीच एक ही रेसिस्टर साझा न करें, क्योंकि V_F विविधताएं असमान चमक का कारण बनेंगी।
4. PCB Thermal Design: सुनिश्चित करें कि एलईडी पैड में गर्मी नष्ट करने के लिए पर्याप्त तांबे का क्षेत्र जुड़ा हुआ है, खासकर यदि परिवेश का तापमान अधिक है या यदि आवरण वायु प्रवाह को प्रतिबंधित करता है।

13. संचालन सिद्धांत

यह एलईडी AlInGaP सामग्री से निर्मित एक अर्धचालक p-n जंक्शन पर आधारित है। जब जंक्शन की संभावित बाधा से अधिक का एक फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की प्रमुख तरंगदैर्ध्य को परिभाषित करती है—इस मामले में, लाल स्पेक्ट्रम (617-630 nm) में। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस अर्धचालक डाई को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।

14. Technology Trends

एसएमडी एलईडी उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), कड़े बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता और बढ़ी हुई विश्वसनीयता की ओर विकसित हो रही हैं। प्रकाश उत्पादन को बनाए रखते हुए या बढ़ाते हुए लघुकरण की प्रवृत्ति है। इसके अलावा, पैकेजिंग सामग्री में प्रगति का उद्देश्य थर्मल प्रदर्शन को बढ़ाना है, जो उच्च ड्राइव करंट और पावर घनत्व की अनुमति देता है। लाल, नारंगी और एम्बर रंगों के लिए AlInGaP तकनीक के व्यापक अपनाने ने पुरानी, कम कुशल सामग्रियों को काफी हद तक प्रतिस्थापित कर दिया है, जो तापमान पर बेहतर प्रदर्शन और लंबे परिचालन जीवनकाल प्रदान करती है। ऑनबोर्ड नियंत्रण सर्किटरी (जैसे, स्थिर धारा ड्राइवर, एड्रेस करने योग्य आरजीबी एलईडी) के साथ एलईडी का एकीकरण एक और महत्वपूर्ण प्रवृत्ति है, जो अंतिम उपयोगकर्ता के लिए सिस्टम डिजाइन को सरल बनाती है।