19-213 प्रकार SMD सरफेस माउंट LED लाल-नारंगी डेटाशीट - पैकेज आयाम - फॉरवर्ड वोल्टेज 2.0V - पावर डिसिपेशन 60mW - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

19-213 एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है जो उच्च घनत्व और मिनिएचराइजेशन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह AlGaInP अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है जो लाल-नारंगी प्रकाश उत्सर्जित करता है। इसका कॉम्पैक्ट आकार और हल्की संरचना इसे स्थान-सीमित आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन के लिए आदर्श बनाती है।

1.1 मुख्य लाभ

该元件的主要优势包括：与引线框架型LED相比，其占板面积显著减小，从而有助于缩小电路板尺寸并提高封装密度。它采用8mm载带包装，卷盘直径为7英寸，兼容自动化贴装设备。该器件为无铅产品，符合RoHS指令、欧盟REACH法规，并满足无卤标准（溴含量<900 ppm，氯含量<900 ppm，溴+氯含量<1500 ppm）。

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं: डैशबोर्ड और स्विच बैकलाइट, टेलीफोन और फैक्स मशीन जैसे संचार उपकरणों में संकेतक और बैकलाइट, एलसीडी, स्विच और प्रतीकों के लिए फ्लैट बैकलाइट, और सामान्य संकेतक उपयोग।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। सभी पैरामीटर परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।

• रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V. इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स बायस में जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• फॉरवर्ड करंट (IF):25 mA. LED के माध्यम से अनुमत अधिकतम निरंतर DC करंट।
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):60 mA. यह अधिकतम पल्स करंट है, जो 1/10 ड्यूटी साइकल और 1 kHz आवृत्ति की निर्दिष्ट शर्तों के तहत है। निरंतर संचालन के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता।
• पावर डिसिपेशन (Pd):60 mW. पैकेज द्वारा अपनी थर्मल सीमा से अधिक न होने की स्थिति में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM):2000 V. यह डिवाइस की इलेक्ट्रोस्टैटिक संवेदनशीलता को दर्शाता है; उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करना आवश्यक है।
• ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-40°C से +85°C। डिवाइस के सामान्य संचालन के लिए परिवेश तापमान सीमा की गारंटी।
• भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +90°C।
• सोल्डरिंग तापमान (Tsol):रिफ्लो सोल्डरिंग: शिखर तापमान 260°C, अधिकतम 10 सेकंड। हैंड सोल्डरिंग: प्रत्येक सोल्डर पैड के लिए अधिकतम 350°C, अधिकतम 3 सेकंड।

2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ

ये पैरामीटर विशिष्ट कार्य स्थितियों (Ta=25°C, IF=20mA) के तहत प्रकाश उत्पादन और विद्युत प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• दीप्त तीव्रता (Iv):36.0 mcd (न्यूनतम), 72.0 mcd (अधिकतम)। विशिष्ट मान इस सीमा के भीतर होता है। वास्तविक उत्पादन को ग्रेडेड किया गया है (धारा 3 देखें)।
• देखने का कोण (2θ1/2):120 डिग्री (टिपिकल)। यह विस्तृत दृष्टिकोण इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक रेंज की प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है।
• पीक वेवलेंथ (λp):621 nm (टिपिकल)। स्पेक्ट्रम उत्सर्जन सबसे मजबूत होने वाली तरंगदैर्ध्य।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):605.5 nm (न्यूनतम), 625.5 nm (अधिकतम)। यह मानव आँख द्वारा अनुभव किए जाने वाले प्रकाश का रंग है, और इसे ग्रेड में भी वर्गीकृत किया गया है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):18 nm (typical). Full width at half maximum (FWHM) of the emission spectrum.
• Forward Voltage (VF):At IF=20mA, 1.75 V (min), 2.00 V (typ), 2.35 V (max). This parameter is binned and directly impacts power supply design.
• Reverse Current (IR):VR=5V पर, 10 μA (अधिकतम)। कृपया ध्यान दें, यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल लीकेज करंट टेस्टिंग के लिए है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

उत्पादन स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LED को महत्वपूर्ण पैरामीटर्स के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिज़ाइनरों को उनके एप्लिकेशन के लिए विशिष्ट प्रदर्शन मानकों को पूरा करने वाले डिवाइस का चयन करने में सक्षम बनाता है।

3.1 दीप्ति तीव्रता ग्रेडिंग

ग्रेडिंग IF=20mA पर न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी मानों के आधार पर परिभाषित की जाती है।

• गियर N2:36.0 mcd से 45.0 mcd
• गियर P1:45.0 mcd से 57.0 mcd
• ग्रेड P2:57.0 mcd से 72.0 mcd

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग

ग्रेडिंग IF=20mA पर न्यूनतम और अधिकतम प्रमुख तरंगदैर्ध्य मानों के आधार पर परिभाषित की गई है।

• ग्रेड E1:605.5 nm से 609.5 nm
• गियर E2:609.5 nm से 613.5 nm
• गियर E3:613.5 nm से 617.5 nm
• गियर E4:617.5 nm से 621.5 nm
• गियर E5:621.5 nm से 625.5 nm

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

ग्रेडिंग IF=20mA पर न्यूनतम और अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज मानों के आधार पर परिभाषित की जाती है।

• ग्रेड 0:1.75 V से 1.95 V
• गियर 1:1.95 V से 2.15 V
• गियर 2:2.15 V से 2.35 V

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

4.1 स्पेक्ट्रम वितरण

यह वक्र लगभग 621 nm (पीक वेवलेंथ) पर केंद्रित एक विशिष्ट स्पेक्ट्रम आउटपुट दर्शाता है, जिसकी बैंडविड्थ लगभग 18 nm है। यह AlGaInP सामग्री के एकवर्णी, लाल-नारंगी उत्सर्जन गुण की पुष्टि करता है।

4.2 विकिरण पैटर्न आरेख

ध्रुवीय आरेख प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। 120 डिग्री के दृश्य कोण की पुष्टि की गई है, जो लैम्बर्टियन-प्रकार के उत्सर्जन पैटर्न के करीब दिखता है, अर्थात 0° (चिप के लंबवत) दिशा में तीव्रता सबसे अधिक होती है और किनारों की ओर धीरे-धीरे कम होती जाती है।

4.3 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध

यह IV वक्र डायोड के विशिष्ट घातांकीय संबंध को दर्शाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ लघुगणकीय रूप से बढ़ता है। यह वक्र ऑपरेटिंग पॉइंट निर्धारित करने और करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.4 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current Relationship

यह वक्र दर्शाता है कि निर्दिष्ट ऑपरेटिंग रेंज के भीतर, प्रकाश उत्पादन लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होता है। हालांकि, अत्यधिक उच्च करंट पर, ऊष्मा में वृद्धि के कारण दक्षता कम हो सकती है।

4.5 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता और परिवेश तापमान के बीच संबंध

यह ताप प्रबंधन की एक महत्वपूर्ण वक्र है। परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ दीप्त तीव्रता कम हो जाती है। वक्र दर्शाता है कि जब तापमान अधिकतम कार्य सीमा के निकट पहुंचता है, तो उत्पादन में उल्लेखनीय गिरावट आती है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में पर्याप्त ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता को रेखांकित करता है।

4.6 फॉरवर्ड करंट डिरेटिंग कर्व

यह ग्राफ अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान के बीच संबंध को परिभाषित करता है। ओवरहीटिंग को रोकने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, उच्च परिवेश तापमान पर काम करते समय फॉरवर्ड करंट को कम करना आवश्यक है। यह कर्व विश्वसनीय पावर सप्लाई डिजाइन का आधार है।

5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

यह उपकरण मानक SMD पैकेज में आता है। आयाम चित्र महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करता है, जिसमें बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और पैड पिच शामिल हैं। सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.1mm हैं। सटीक आयाम PCB पैड डिजाइन और सही प्लेसमेंट तथा सोल्डरिंग सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

कैथोड आमतौर पर डिवाइस पर चिह्नित होता है, उदाहरण के लिए एक खांचे, बिंदु या पैकेज पर हरे निशान के माध्यम से। सही ध्रुवीयता दिशा में असेंबली सामान्य कार्यप्रणाली के लिए महत्वपूर्ण है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल की अनुशंसा: प्रीहीट ज़ोन 150-200°C, 60-120 सेकंड तक; लिक्विडस तापमान (217°C) से ऊपर 60-150 सेकंड; पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं, अधिकतम 10 सेकंड। अधिकतम हीटिंग दर 6°C/सेकंड, अधिकतम कूलिंग दर 3°C/सेकंड। रीफ्लो सोल्डरिंग चक्र दो बार से अधिक नहीं होने चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग की आवश्यकता हो, तो सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से कम होना चाहिए, और प्रत्येक सोल्डर पैड के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। 25W या उससे कम क्षमता वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। थर्मल शॉक को रोकने के लिए प्रत्येक सोल्डर पैड के बीच सोल्डरिंग में कम से कम 2 सेकंड का अंतराल होना चाहिए।

6.3 भंडारण और नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ

LED को डिसिकेंट युक्त नमीरोधी बैग में पैक किया जाता है। घटकों के उपयोग के लिए तैयार होने से पहले बैग नहीं खोलना चाहिए। खोलने के बाद, अप्रयुक्त LED को 30°C या उससे कम तापमान और 60% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता की स्थिति में संग्रहित किया जाना चाहिए। खोलने के बाद की "शॉप फ्लोर लाइफ" 168 घंटे (7 दिन) है। यदि यह समय समाप्त हो जाता है या डिसिकेंट इंडिकेटर का रंग बदल जाता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, उपयोग से पहले 60 ±5°C पर 24 घंटे तक बेकिंग (सुखाना) आवश्यक है।

7. पैकेजिंग एवं आर्डर सूचना

7.1 रील और कैरियर टेप विनिर्देश

घटक 8 मिमी चौड़े कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7 इंच व्यास की रील पर लपेटे जाते हैं। स्वचालित प्लेसमेंट मशीनों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए रील आयाम और कैरियर टेप पॉकेट आयाम प्रदान किए गए हैं। प्रति रील 3000 टुकड़े शामिल हैं।

7.2 लेबल जानकारी

रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है: ग्राहक उत्पाद संख्या (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), पैकेजिंग मात्रा (QTY), चमकदार तीव्रता ग्रेड (CAT), रंगता/प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (HUE), फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (REF) और बैच संख्या (LOT No)।

8. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

8.1 रेट लिमिटिंग डिज़ाइन

मुख्य बिंदु:LED के साथ श्रृंखला में एक बाहरी करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग हमेशा किया जाना चाहिए। फॉरवर्ड वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक और सख्त सहनशीलता होती है, जिसका अर्थ है कि बिजली आपूर्ति वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में काफी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि हो सकती है। रोकनेवाला मान की गणना बिजली आपूर्ति वोल्टेज (Vs), अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज (बिनिंग से VF_max) और आवश्यक फॉरवर्ड करंट (IF) के आधार पर सूत्र का उपयोग करके की जानी चाहिए: R = (Vs - VF_max) / IF।

8.2 Thermal Management

यद्यपि पैकेज आकार में छोटा है, लेकिन बिजली की खपत (60 mW तक) पर विचार करना आवश्यक है, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान पर या उच्च धारा से चलाते समय। उपयुक्त ऑपरेटिंग करंट का चयन करने के लिए डीरेटिंग कर्व का उपयोग करें। यह सुनिश्चित करें कि PCB में पर्याप्त तांबे का क्षेत्रफल या थर्मल वियास हैं जो एलईडी पैड से गर्मी को दूर ले जा सकें, खासकर सीमित स्थान या उच्च घनत्व लेआउट में।

8.3 प्रकाशिकी डिज़ाइन

120-डिग्री व्यूइंग एंगल एक विस्तृत, विसरित प्रकाश प्रदान करता है। फोकस या निर्देशित प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, द्वितीयक ऑप्टिकल घटक (लेंस, लाइट गाइड) की आवश्यकता होती है। वॉटर-व्हाइट रेजिन रंग उत्सर्जित प्रकाश के अवशोषण को न्यूनतम सुनिश्चित करता है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

पुराने स्टाइल के थ्रू-होल एलईडी की तुलना में, इस एसएमडी प्रकार ने बोर्ड की जगह और ऊंचाई में उल्लेखनीय कमी की है, जिससे अंतिम उत्पाद पतले और अधिक कॉम्पैक्ट हो गए हैं। स्वचालित असेंबली के साथ इसकी संगतता ने निर्माण लागत कम कर दी है और माउंटिंग सटीकता में सुधार किया है। AlGaInP तकनीक ने नारंगी-लाल स्पेक्ट्रम रेंज में उच्च दक्षता और अच्छा रंग शुद्धता प्रदान किया है। व्यापक बिनिंग प्रणाली डिजाइनरों को ऐसे अलग-अलग घटकों का चयन करने में सक्षम बनाती है जिनकी प्रकाशीय और विद्युत विशेषताओं पर सख्त नियंत्रण हो, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिनमें एक समान रूप या सरणी में सटीक धारा मिलान की आवश्यकता होती है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

10.1 विभिन्न ग्रेड कोड का उद्देश्य क्या है?

बिनिंग उत्पादन बैच के भीतर रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करती है। उदाहरण के लिए, LED सरणी में, समान चमकदार तीव्रता (CAT) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (HUE) बिन निर्दिष्ट करने से एक समान दृश्य प्रभाव उत्पन्न होगा। फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) बिन निर्दिष्ट करने से सरल और अधिक समान ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने में सहायता मिलती है।

10.2 क्या मैं इस LED को करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना चला सकता हूँ?

नहीं.ऐसा करने की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है, इससे तत्काल विफलता होने की संभावना है। LED की V-I विशेषता घातांकीय होती है, यहां तक कि हल्के शोर या सहनशीलता वाला विनियमित बिजली आपूर्ति स्रोत भी धारा को पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक कर सकता है।

10.3 पैकेज खोलने के बाद भंडारण समय सीमा क्यों होती है?

SMD पैकेजिंग वायुमंडल से नमी अवशोषित करती है। उच्च तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो जाती है, जिससे आंतरिक दबाव उत्पन्न होता है और पैकेजिंग में दरार (\"पॉपकॉर्न\" प्रभाव) हो सकती है। इस विफलता मोड को रोकने के लिए 168 घंटे की फ्लोर लाइफ और बेकिंग निर्देश महत्वपूर्ण हैं।

10.4 पीक फॉरवर्ड करंट रेटिंग को कैसे समझें?

60 mA की पीक फॉरवर्ड करंट (IFP) केवल पल्स ऑपरेशन के लिए लागू होती है, जो 10% ड्यूटी साइकिल (1/10) और 1 kHz फ्रीक्वेंसी की शर्त पर है। इसका उपयोग DC ऑपरेटिंग करंट के आकार को निर्धारित करने के लिए नहीं किया जा सकता है। अधिकतम निरंतर DC करंट 25 mA (IF) है। मल्टीप्लेक्सिंग या उच्च तात्कालिक चमक प्राप्त करने के लिए पल्स का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन औसत करंट और पावर डिसिपेशन को सीमा के भीतर रखा जाना चाहिए।

11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक औद्योगिक नियंत्रण यूनिट के लिए स्टेटस इंडिकेशन पैनल डिज़ाइन करना।इस पैनल को कई समान लाल-नारंगी संकेतक लैंप की आवश्यकता है। डिजाइनर पहले उपयुक्त चमक तीव्रता ग्रेड (उदाहरण के लिए, मध्यम चमक का P1 ग्रेड) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (उदाहरण के लिए, विशिष्ट नारंगी रंग का E3 ग्रेड) का चयन करेंगे, ताकि सभी संकेतक लैंपों के बीच दृश्य एकरूपता सुनिश्चित हो सके। 20 mA पर सेट एक स्थिर-धारा चालन सर्किट डिजाइन किया जाएगा, और करंट-सीमित रोकनेवाला का मान चयनित वोल्टेज ग्रेड (उदाहरण के लिए, ग्रेड 1: अधिकतम 2.15V) के अधिकतम VF का उपयोग करके गणना की जाएगी। PCB लेआउट एलईडी पैड के लिए पर्याप्त ताप अपव्यय डिजाइन प्रदान करेगा, क्योंकि आवरण उच्च परिवेश तापमान का सामना कर सकता है। उत्पादन टीम नमी संरक्षण प्रक्रियाओं का पालन करेगी, रील खोलने के बाद वर्कशॉप शेल्फ लाइफ के भीतर बोर्ड असेंबली की योजना बनाएगी, या आवश्यक बेकिंग चक्र निष्पादित करेगी।

12. कार्य सिद्धांत

यह एलईडी एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) अर्धचालक चिप पर आधारित है। जब डायोड चालू वोल्टेज (लगभग 1.8-2.2V) से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। ये वाहक पुनर्संयोजन करते हैं और ऊर्जा को फोटॉन के रूप में मुक्त करते हैं। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है - इस मामले में लाल-नारंगी (लगभग 621 nm)। चिप को पानी-सफेद एपॉक्सी रेजिन में एनकैप्सुलेट किया गया है ताकि अर्धचालक की सुरक्षा हो, प्रकाश आउटपुट बीम को आकार दिया जा सके, और सतह माउंटिंग के लिए यांत्रिक संरचना प्रदान की जा सके।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

SMD LED का समग्र रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च घनत्व के लिए छोटे पैकेज आकार और कठोर परिस्थितियों (उच्च तापमान, आर्द्रता) में उच्च विश्वसनीयता की ओर है। साथ ही, पूर्ण-रंग प्रदर्शन और ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था जैसे अनुप्रयोगों की मांग को पूरा करने के लिए सख्त बिनिंग सहनशीलता पर ध्यान दिया जाता है, जिन्हें रंग और चमक एकरूपता के लिए अत्यधिक आवश्यकताएं होती हैं। इसके अतिरिक्त, पैकेजिंग सामग्रियों में प्रगति का उद्देश्य थर्मल तनाव प्रतिरोध और नीली रोशनी/पराबैंगनी क्षरण प्रतिरोध में सुधार करके परिचालन जीवन को बढ़ाना है। जैसा कि इस घटक से पता चलता है, सीसा-मुक्त और हैलोजन-मुक्त सामग्रियों की ओर बदलाव इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के व्यापक पर्यावरणीय और नियामक रुझानों को दर्शाता है।