SMD त्रि-रंग सफेद प्रकीर्णन LED डेटाशीट - पैकेज आयाम 3.5x3.2x1.9mm - वोल्टेज 1.8-3.7V - शक्ति 0.56-0.89W - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन सतह-माउंट त्रि-रंग LED की विशिष्टताओं का विस्तार से वर्णन करता है। यह उपकरण लाल, हरे और नीले तीन रंगों के अर्धचालक चिप्स को एक सफेद प्रकाश बिखेरने वाले लेंस आवरण के भीतर एकीकृत करता है, जिन्हें स्वतंत्र या संयुक्त रूप से संचालित करके व्यापक रंग स्पेक्ट्रम उत्पन्न किया जा सकता है। यह स्वचालित संयोजन प्रक्रिया के लिए डिज़ाइन किया गया है और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों, जैसे स्थिति संकेतन, बैकलाइटिंग या प्रतीक प्रकाश व्यवस्था के लिए आदर्श है।

1.1 मुख्य लाभ

• RoHS पर्यावरण मानकों का अनुपालन।
• 12mm टेप और रील पैकेजिंग, 7 इंच व्यास रील के लिए अनुकूल, उच्च गति प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगत।
• मानकीकृत EIA पैकेज पैड लेआउट डिज़ाइन संगतता सुनिश्चित करता है।
• एकीकृत सर्किट (I.C.) ड्राइव स्तर के साथ संगत।
• इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया को सहन करने योग्य, लीड-फ्री असेंबली के लिए उपयुक्त।
• JEDEC Level 3 नमी संवेदनशीलता स्तर के अनुसार पूर्व-उपचारित, विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए।

1.2 लक्षित बाज़ार

यह घटक व्यापक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है, जिसमें संचार उपकरण (कॉर्डलेस/सेलुलर फोन), पोर्टेबल कंप्यूटिंग डिवाइस (लैपटॉप), नेटवर्क सिस्टम, घरेलू उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण पैनल और बहुरंगी संकेत या प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले इनडोर साइनेज अनुप्रयोग शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

सभी रेटिंग परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं। इन सीमाओं से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।

• शक्ति अपव्यय (Pd):रंग के अनुसार भिन्न: हरा: 740 mW, लाल: 560 mW, नीला: 888 mW। यह पैरामीटर एलईडी द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति को परिभाषित करता है।
• शिखर अग्र धारा (I_F(PEAK)):पल्स स्थितियों में मापन (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई)। हरा/लाल: 400 mA, नीला: 500 mA।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F):अधिकतम अनुमेय डीसी करंट। हरा/लाल: 200 mA, नीला: 240 mA।
• ऑपरेटिंग तापमान सीमा:-40°C से +85°C.
• भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +100°C.

2.2 ऊष्मीय गुण

एलईडी के प्रदर्शन और जीवनकाल के लिए ऊष्मा प्रबंधन महत्वपूर्ण है।

• अधिकतम जंक्शन तापमान (T_j):हरा/नीला: 125°C, लाल: 115°C। सेमीकंडक्टर चिप का तापमान इस मान से अधिक नहीं होना चाहिए।
• जंक्शन-टू-एम्बिएंट थर्मल रेजिस्टेंस (R_θJA):हरा: 70 °C/W, लाल/नीला: 40 °C/W। यह मान दर्शाता है कि चिप से आसपास की हवा में ऊष्मा कितनी कुशलता से स्थानांतरित होती है। मान जितना कम होगा, थर्मल प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा। हरी चिप का थर्मल रेजिस्टेंस मान अधिक है, इसलिए उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों में अधिक सावधानीपूर्वक थर्मल डिज़ाइन की आवश्यकता हो सकती है।

2.3 विद्युत एवं प्रकाशीय गुण

Ta=25°C तथा निर्दिष्ट परीक्षण धारा (लाल: 150mA, हरा/नीला: 120mA) पर मापा गया।

• प्रदीप्ति तीव्रता (I_v):मानवीय आँखों द्वारा अनुभव की जाने वाली चमक। हरा: 8000-17000 mcd, लाल: 5500-13000 mcd, नीला: 1500-3200 mcd। मानवीय आँख नीले प्रकाश के प्रति कम संवेदनशील होती है, इसलिए समान विकिरण शक्ति पर, नीले प्रकाश का mcd मान कम होता है।
• देखने का कोण (2θ_1/2):आमतौर पर 120 डिग्री होता है। स्कैटरिंग लेंस द्वारा प्रदान किया गया व्यापक देखने का कोण एक समान, गैर-दिशात्मक प्रकाश उत्पादन देता है, जो पैनल प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d):अनुभूत रंग को परिभाषित करता है। हरा: 515-530 nm, लाल: 615-630 nm, नीला: 448-463 nm।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_p):वह तरंगदैर्ध्य जिस पर स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है। सामान्यतः: हरा: 521 nm, लाल: 631 nm, नीला: 445 nm।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):उत्सर्जित प्रकाश की बैंडविड्थ। सामान्यतः: हरा: 30 nm, लाल: 20 nm, नीला: 25 nm।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):टेस्ट करंट पर LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। हरा/नीला: 2.7-3.7 V, लाल: 1.8-2.8 V। लाल चिप्स आमतौर पर AlInGaP सामग्री पर आधारित होते हैं, जिनका बैंडगैप कम होता है, इसलिए InGaN आधारित हरे और नीले चिप्स की तुलना में उनका फॉरवर्ड वोल्टेज कम होता है।
• रिवर्स करंट (I_R):V पर_R=5V पर अधिकतम 10 μA। यह उपकरण रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

एलईडी को महत्वपूर्ण ऑप्टिकल पैरामीटर्स के आधार पर बिन किया जाता है, ताकि एक ही उत्पादन बैच के भीतर रंग और चमक में एकरूपता सुनिश्चित की जा सके।

3.1 प्रकाश तीव्रता ग्रेडिंग

Unit: mcd @ specified test current. Each binning code (L1-L8) defines the min/max range for each color. For example, green L1 bin covers 8000-12000 mcd, while L5 bin covers 12000-17000 mcd. Tolerance within each intensity bin is +/-11%.

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य श्रेणीकरण

इकाई: nm @ निर्दिष्ट परीक्षण धारा। ग्रेडिंग कोड D1-D9 प्रत्येक रंग के लिए एक संकीर्ण तरंगदैर्ध्य सीमा परिभाषित करते हैं (उदाहरण के लिए, हरे रंग के लिए D1 ग्रेड: 515-520 nm, D7 ग्रेड: 525-530 nm)। प्रत्येक प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड की सहनशीलता +/- 1 nm है, जो सटीक रंग मिलान सक्षम करती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य (स्पेक्ट्रम)

स्पेक्ट्रम वितरण वक्र दर्शाता है कि प्रत्येक रंग चिप में एक स्पष्ट और अपेक्षाकृत संकीर्ण शिखर होता है, जो लाल, हरे और नीले प्रकाश उत्सर्जन की शुद्धता की पुष्टि करता है। अर्ध-चौड़ाई मान स्पेक्ट्रमी शुद्धता को दर्शाते हैं, जिसमें लाल रंग सबसे संकीर्ण है।

4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)

The I-V curve demonstrates the typical exponential relationship of a diode. Due to the similar InGaN material system and higher bandgap, the green and blue curves are very close, while the red curve is shifted to a lower voltage.

4.3 फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान (डेरेटिंग कर्व)

यह ग्राफ दर्शाता है कि परिवेश तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट कम हो जाता है। जंक्शन तापमान को उसके अधिकतम रेटेड मान से अधिक होने से रोकने के लिए यह डेरेटिंग महत्वपूर्ण है। थर्मल प्रतिरोध और अधिकतम जंक्शन तापमान में अंतर के कारण, विभिन्न रंगों के वक्र थोड़े भिन्न हैं।

4.4 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट

प्रकाश उत्पादन धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च धाराओं पर उप-रेखीय व्यवहार प्रदर्शित करता है, जो मुख्य रूप से तापीय प्रभावों और दक्षता में गिरावट के कारण होता है। यह इष्टतम दक्षता और जीवनकाल प्राप्त करने के लिए निर्दिष्ट सीमा के भीतर LED को चलाने के महत्व को रेखांकित करता है।

4.5 स्थानिक वितरण (दृष्टिकोण आरेख)

ध्रुवीय आरेख ने लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न की पुष्टि की, जिसका पूर्ण दृश्य कोण लगभग 120 डिग्री है, जो प्रकीर्णन लेंस की विशेषता है, जो प्रकाश को बिखेरकर व्यापक, समान प्रकाश व्यवस्था उत्पन्न करता है।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना

5.1 Package Dimensions

SMD पैकेज का आयाम लगभग 3.5mm (लंबाई) x 3.2mm (चौड़ाई) x 1.9mm (ऊंचाई) है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं और मानक सहनशीलता ±0.2mm है। सटीक पैड लेआउट और नो-गो क्षेत्रों के लिए विस्तृत आयाम चित्र का संदर्भ लें।

5.2 Pin Definitions

6-पिन पैकेज प्रत्येक रंग चिप के लिए स्वतंत्र एनोड और कैथोड प्रदान करता है: पिन 1 और 6: नीला, पिन 2 और 5: लाल, पिन 3 और 4: हरा। यह विन्यास प्रत्येक रंग के स्वतंत्र नियंत्रण की अनुमति देता है।

5.3 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन

सही सोल्डरिंग, यांत्रिक स्थिरता और LED से इष्टतम ताप अपव्यय सुनिश्चित करने के लिए पैड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है। असेंबली उपज और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए इस अनुशंसा का पालन करना महत्वपूर्ण है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 अनुशंसित इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

J-STD-020B लीड-फ्री प्रक्रिया के अनुरूप एक विस्तृत रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट की गई है। यह प्रोफाइल प्रीहीट, सोक, रीफ्लो (पीक तापमान) और कूलिंग चरणों को शामिल करती है, और LED पैकेज और आंतरिक चिप को थर्मल क्षति से बचाने के लिए समय और तापमान सीमाएं निर्धारित करती है।

6.2 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक न डुबोने की सिफारिश की जाती है। अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6.3 भंडारण की शर्तें

सीलबंद पैकेजिंग:≤30°C और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें। घटक एक नमी-रोधी बैग में सिलिका जेल के साथ हैं, और इसकी फ्लोर लाइफ एक वर्ष है।
खोला गया पैकेज:सीलबंद बैग से निकाले गए घटकों के लिए, भंडारण वातावरण 30°C और 60% RH से अधिक नहीं होना चाहिए। एक्सपोजर के बाद 168 घंटे (7 दिन) के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की सिफारिश की जाती है। लंबे समय तक भंडारण के लिए, कृपया डिसिकेंट के साथ सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन ड्राय कैबिनेट का उपयोग करें।

7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

7.1 टेपिंग एवं रील विनिर्देश

घटक 12 मिमी चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटे जाते हैं। मानक रील मात्रा 1500 टुकड़े है। शेष ऑर्डर के लिए, न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है। पैकेजिंग EIA-481-1-B विनिर्देश का अनुपालन करती है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

प्रत्येक रंग चैनल के लिए LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला की आवश्यकता होती है। प्रतिरोध मूल्य की गणना सूत्र है R = (V_{बिजली की आपूर्ति}- V_F) / I_F, जहाँ V_Fऔर I_Fयह विशिष्ट रंग के लक्ष्य के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट है। PWM डिमिंग या रंग मिश्रण के लिए माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित LED ड्राइवर IC का उपयोग किया जा सकता है।

8.2 डिज़ाइन विचार

• थर्मल प्रबंधन:पर्याप्त PCB कॉपर फ़ॉइल क्षेत्र (हीट सिंक पैड) और संभावित वेंटिलेशन सुनिश्चित करें, विशेष रूप से उच्च थर्मल प्रतिरोध वाले ग्रीन चैनलों के लिए, ताप प्रबंधन हेतु।
• करंट ड्राइव:पूर्ण अधिकतम डीसी फॉरवर्ड करंट से अधिक नहीं होना चाहिए। लंबी उम्र और स्थिर रंग आउटपुट बनाए रखने के लिए, अधिकतम रेटेड मान से नीचे काम करने पर विचार करें।
• ESD सुरक्षा:हालांकि इसे संवेदनशील घटक के रूप में स्पष्ट रूप से चिह्नित नहीं किया गया है, लेकिन असेंबली प्रक्रिया के दौरान अर्धचालक उपकरणों के मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों का पालन करने की सिफारिश की जाती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

इस सफेद प्रकाश प्रकीर्णन पैकेज वाले त्रि-रंग LED के निम्नलिखित मुख्य लाभ हैं:

• एकीकृत समाधान:तीन स्वतंत्र रंगों को एकल पैकेज में एकीकृत करना, तीन अलग-अलग एलईडी का उपयोग करने की तुलना में, पीसीबी स्थान बचाता है और असेंबली को सरल बनाता है।
• रंग मिश्रण क्षमता:प्रत्येक प्राथमिक रंग चिप की तीव्रता को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करके, द्वितीयक रंग (पीला, सियान, मैजेंटा) और सफेद प्रकाश उत्पन्न करने में सक्षम।
• समान उपस्थिति:सफेद प्रकाश बिखराव लेंस, ऑफ-एक्सिस देखने पर, विभिन्न चिप्स से आने वाले प्रकाश को मिलाता है, बंद होने पर एक समान दूधिया उपस्थिति प्रदान करता है और चालू होने पर एक समान रंगीन प्रकाश मंडल प्रदान करता है।
• उच्च चमक:तीनों रंगों पर उच्च चमकदार तीव्रता प्रदान करता है, उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ प्रचुर प्रकाश की स्थितियों में भी अच्छी दृश्यता आवश्यक है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

10.1 क्या मैं तीनों रंगों को एक साथ अधिकतम धारा पर चला सकता हूँ?

नहीं। कुल बिजली खपत पर विचार करना होगा। लाल (150mA @ ~2.3V = 345mW), हरा (120mA @ ~3.2V = 384mW) और नीला (120mA @ ~3.2V = 384mW) को एक साथ चलाने से कुल आंतरिक बिजली खपत लगभग 1113mW होगी, जो किसी भी एकल चिप की अधिकतम बिजली खपत रेटिंग (नीले के लिए अधिकतम 888mW) से अधिक है और गंभीर ओवरहीटिंग का कारण बनेगी। थर्मल डिज़ाइन को सभी सक्रिय चिप्स द्वारा उत्पन्न कुल ऊष्मा पर विचार करना चाहिए।

10.2 प्रत्येक रंग का अग्र वोल्टेज अलग क्यों होता है?

अग्र वोल्टेज अर्धचालक पदार्थ के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है। लाल LED आमतौर पर कम बैंडगैप वाले AlInGaP (लगभग 1.9-2.0 eV) का उपयोग करते हैं, इसलिए V_Fकम होता है। हरे और नीले LED उच्च बैंडगैप वाले InGaN (हरा लगभग 2.4 eV, नीला लगभग 2.7 eV) का उपयोग करते हैं, जिससे V_F.

अधिक होता है।

10.3 इस LED का उपयोग करके सफेद प्रकाश कैसे प्राप्त करें?

सफेद प्रकाश लाल, हरे और नीले प्रकाश को उचित तीव्रता में मिलाकर उत्पन्न किया जा सकता है। यह एक योगात्मक रंग मिश्रण प्रक्रिया है। विशिष्ट मिश्रण अनुपात (व्यक्तिगत चिप्स के बिनिंग और लक्ष्य सफेद बिंदु, जैसे कि ठंडा सफेद, गर्म सफेद, पर निर्भर करता है) को PWM नियंत्रण या प्रत्येक चैनल के करंट स्तर को समायोजित करके अंशांकित किया जाना चाहिए।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडीपरिदृश्य: नेटवर्क राउटर स्थिति संकेतक:

एक एकल त्रि-रंग एलईडी कई उपकरण स्थितियों को इंगित करने के लिए तीन एकल-रंग एलईडी की जगह ले सकता है: स्थिर हरा "सामान्य संचालन" दर्शाता है, चमकता नीला "डेटा संचरण" दर्शाता है, और स्थिर लाल "त्रुटि/खराबी" दर्शाता है। यह फ्रंट पैनल डिजाइन को सरल बनाता है, घटकों की संख्या कम करता है, और एक एकल रंग-परिवर्तनशील प्रकाश छिद्र के माध्यम से अधिक साफ-सुथरी सौंदर्यपूर्ण उपस्थिति प्राप्त करता है।

12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय

प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन के माध्यम से प्रकाशित होता है। जब p-n जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन के रूप में मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग की गई अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। इस उपकरण में, तीन स्वतंत्र अर्धचालक चिप्स (लाल: AlInGaP, हरा/नीला: InGaN) को एक साथ पैकेज किया गया है। सफेद प्रकीर्णन एपॉक्सी लेंस चिप को पैकेज करता है, जो सुरक्षा प्रदान करने के साथ-साथ उत्सर्जित प्रकाश को प्रकीर्णित करता है, जिससे एक विस्तृत, समान दृश्य कोण बनता है।

13. प्रौद्योगिकी विकास प्रवृत्तियाँ