SMD LED LTST-008EGSW डेटाशीट - व्हाइट स्कैटरिंग लेंस - मल्टी-चिप (रेड, ग्रीन, येलो) तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-008EGSW एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है जो सफ़ेद स्कैटरिंग लेंस का उपयोग करती है और एक EIA-मानक पैकेज के भीतर तीन स्वतंत्र LED चिप्स को एकीकृत करती है। यह घटक स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है। इसका कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों में सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

1.1 मुख्य लाभ

• बहुरंगी प्रकाश स्रोत:लाल (AlInGaP), हरा (InGaN) और पीला (AlInGaP) चिप्स का एकीकरण, जो एकल घटक फुटप्रिंट के भीतर लचीले रंग संकेत या मिश्रण की अनुमति देता है।
• Process Compatibility:Designed to be compatible with automated pick-and-place equipment and infrared (IR) reflow soldering processes, supporting efficient PCB assembly.
• Environmental Compliance:उत्पाद RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश का अनुपालन करता है।
• मानकीकृत पैकेजिंग:स्वचालित प्रसंस्करण के लिए सुविधाजनक, टेप और रील पैकेजिंग (12mm चौड़ी टेप, 7 इंच रील) में आपूर्ति।

1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग

यह एलईडी व्यापक उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों के लिए है। मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्रों में स्टेटस इंडिकेटर, सिग्नल और प्रतीक प्रकाश व्यवस्था, और उपकरणों (जैसे संचार उपकरण, ऑफिस ऑटोमेशन सिस्टम, घरेलू उपकरण और विभिन्न औद्योगिक नियंत्रण इकाइयों) के फ्रंट पैनल बैकलाइटिंग शामिल हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

निम्नलिखित भाग LTST-008EGSW के प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रस्तुत करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो उपकरण को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन्हें परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट किया गया है।

• शक्ति अपव्यय (Pd):लाल/पीला: 78 mW; हरा: 64 mW। यह पैरामीटर एलईडी द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति को दर्शाता है। इस मान से अधिक होने पर ऊष्मीय अवक्रमण का जोखिम होता है।
• अग्र धारा:DC Forward Current: Red/Yellow: 30 mA; Green: 20 mA. The peak forward current (1/10 duty cycle) for all colors is 80 mA. Designers must ensure the operating current remains at or below this DC rating for reliable long-term operation.
• Temperature Range:Operating Temperature: -40°C to +85°C; Storage Temperature: -40°C to +100°C. These ranges define the environmental conditions the device can withstand during use and non-operational periods.

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

ये विशिष्ट परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं।

• ल्यूमिनस तीव्रता (Iv) और ल्यूमिनस फ्लक्स (Φv):विभिन्न अग्र धाराओं पर मापा गया (लाल/पीला: 20mA, हरा: 5mA)। मानों को ग्रेडेड किया गया है (धारा 3 देखें)। उदाहरण के लिए, लाल और हरे रंग की न्यूनतम प्रकाश तीव्रता 280 mcd है, और पीले रंग की 112 mcd है। देखने का कोण (2θ1/2) 120 डिग्री का विस्तृत कोण है, जो एक बिखरने वाले लेंस की विशिष्ट विशेषता है, जो एक विस्तृत उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है।
• स्पेक्ट्रम विशेषताएँ:
  • शिखर तरंगदैर्ध्य (λP): लाल: 632 nm, हरा: 518 nm, पीला: 591 nm.
  • प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): अनुभूत रंग को परिभाषित करने वाली एकल तरंगदैर्ध्य। सीमाएँ निर्दिष्ट की गई हैं और ग्रेडिंग की गई है (उदाहरण के लिए, लाल: 617-630 nm)।
  • स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ): हरे रंग की स्पेक्ट्रल चौड़ाई सबसे अधिक, 30 nm है, जबकि लाल और पीले की 15 nm है, यह InGaN सामग्री प्रणाली की विशेषता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf):निर्दिष्ट परीक्षण धारा पर, LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। सीमा इस प्रकार है: लाल: 1.7-2.6V, हरा: 2.4-3.2V, पीला: 1.8-2.6V। यह ड्राइव सर्किट डिजाइन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• रिवर्स करंट (Ir):VR=5V पर अधिकतम 10 μA। डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह परीक्षण केवल गुणवत्ता आश्वासन के लिए है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

LTST-008EGSW एक बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है, जो प्रमुख प्रकाशिक मापदंडों के आधार पर इकाइयों को वर्गीकृत करता है, ताकि अनुप्रयोग प्रदर्शन में स्थिरता सुनिश्चित हो सके।

3.1 चमकदार तीव्रता (IV) बिनिंग

LED को उनके लुमेन आउटपुट और तीव्रता आउटपुट के आधार पर विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड का एक न्यूनतम और अधिकतम मान होता है, और ग्रेड के भीतर सहनशीलता +/-11% होती है।

• लाल और हरा:F, G, H ग्रेड का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, F ग्रेड: 280-450 mcd, H ग्रेड: 710-1120 mcd)।
• पीला:D, E, F ग्रेड का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, D ग्रेड: 112-180 mcd, F ग्रेड: 280-450 mcd)।

इससे डिज़ाइनर अपने एप्लिकेशन की आवश्यकताओं के अनुरूप चमक स्तर का चयन कर सकते हैं।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य (WD) बिनिंग

LED को उनके रंग के सटीक रंगत (डोमिनेंट वेवलेंथ) के आधार पर भी बिन किया जाता है, प्रत्येक बिन की सहनशीलता +/-1 nm होती है।

• लाल:एकल K ग्रेड (617.0 - 630.0 nm)।
• हरा:P बैंड (520.0-530.0 nm) और Q बैंड (530.0-540.0 nm).
• पीला:H बैंड (584.5-589.5 nm) और J बैंड (589.5-594.5 nm).

यह रंगों की एकरूपता सुनिश्चित करता है, जो सटीक रंग मिलान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे मल्टी-LED डिस्प्ले या स्टेटस इंडिकेटर) के लिए महत्वपूर्ण है.

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

Although specific graphical data (e.g., Figure 1, Figure 5) are referenced in the datasheet, the typical curves for such LEDs include:

• I-V (Current-Voltage) Curve:यह प्रत्येक चिप के रंग के लिए फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। इस वक्र में आमतौर पर एक थ्रेशोल्ड वोल्टेज (वह बिंदु जहां करंट महत्वपूर्ण रूप से बढ़ना शुरू होता है) होता है, जो सेमीकंडक्टर सामग्री पर निर्भर करता है (लाल/पीला AlInGaP सबसे कम, हरा InGaN अधिक)।
• Luminous intensity vs. forward current (I-Iv curve):यह दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन करंट में वृद्धि के साथ बढ़ता है, जो अनुशंसित कार्य सीमा के भीतर आमतौर पर लगभग रैखिक होता है, और अत्यधिक उच्च करंट पर तापीय प्रभावों के कारण दक्षता में गिरावट आती है।
• तापमान निर्भरता:चमक तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। विशिष्ट गुणांक सामग्री के अनुसार भिन्न होते हैं, InGaN (हरा) का तापीय व्यवहार आमतौर पर AlInGaP (लाल/पीला) से भिन्न होता है।

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 Package Dimensions and Pin Assignment

यह उपकरण EIA मानक SMD पैकेज आकृति के अनुरूप है। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जिनकी विशिष्ट सहनशीलता ±0.1 मिमी है। मल्टी-चिप विन्यास के लिए पिन आवंटन स्पष्ट रूप से परिभाषित है: पिन (1,2) और 3 लाल चिप के लिए, पिन 4 और 5 हरे चिप के लिए, पिन 6 और (7,8) पीले चिप के लिए हैं। यह जानकारी सही PCB लेआउट और विद्युत कनेक्शन के लिए महत्वपूर्ण है।

5.2 अनुशंसित PCB सोल्डर पैड

सही सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए पैड लेआउट डिज़ाइन प्रदान किया गया है। रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने और एलईडी की ताप अपव्यय का प्रबंधन करने के लिए इस अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करना महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल

J-STD-020B मानक के संदर्भ में, लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। महत्वपूर्ण पैरामीटर में प्रीहीट ज़ोन (आमतौर पर 150-200°C), लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय, और 260°C से अधिक न होने वाला पीक तापमान शामिल हैं। थर्मल शॉक और LED पैकेज या आंतरिक चिप बॉन्डिंग को नुकसान से बचाने के लिए इस प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है।

6.2 भंडारण एवं प्रसंस्करण

LED नमी के प्रति संवेदनशील हैं। जब सीलबंद नमी-रोधी बैग (जिसमें सिलिका जेल हो) खोला नहीं गया हो, तो इसे ≤30°C और ≤70% RH परिस्थितियों में संग्रहित किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार खोलने के बाद, रिफ्लो सोल्डरिंग से पहले कारखाना परिस्थितियों (≤30°C / ≤60% RH) में एक्सपोजर समय 168 घंटे से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि एक्सपोजर इस सीमा से अधिक हो जाता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए बेकिंग प्रक्रिया (उदाहरण के लिए, 60°C पर 48 घंटे) करने की सिफारिश की जाती है।

6.3 सफाई

यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट विलायक (जैसे एथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहॉल) का उपयोग सामान्य तापमान पर एक मिनट से अधिक नहीं करना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन प्लास्टिक लेंस या एनकैप्सुलेशन को क्षतिग्रस्त कर सकते हैं।

7. पैकेजिंग एवं ऑर्डर जानकारी

मानक पैकेजिंग 12mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप है, जो 7 इंच (178mm) व्यास के रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप को कवर टेप से सील किया जाता है। पैकेजिंग EIA-481-1-B विनिर्देश का पालन करती है। शेष मात्रा के लिए, न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े निर्धारित है।

8. अनुप्रयोग सुझाव एवं डिज़ाइन विचार

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

प्रत्येक रंग चिप को एक करंट-सीमित रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में जोड़कर स्वतंत्र रूप से संचालित किया जाना चाहिए। प्रतिरोध मान (R) की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है: R = (बिजली की आपूर्ति वोल्टेज - LED फॉरवर्ड वोल्टेज) / फॉरवर्ड करंट, जहां LED फॉरवर्ड वोल्टेज आवश्यक कार्यशील धारा पर विशिष्ट चिप का फॉरवर्ड वोल्टेज है। डेटाशीट में अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज मान का उपयोग करने से यह सुनिश्चित होता है कि डिवाइस-से-डिवाइस भिन्नता की स्थिति में भी करंट सीमा से अधिक न हो।

8.2 थर्मल प्रबंधन

हालांकि बिजली की खपत कम है, लेकिन LED प्रदर्शन और जीवनकाल को बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से अधिकतम रेटेड मूल्यों के करीब संचालन में, PCB पर उचित थर्मल डिजाइन महत्वपूर्ण है। अनुशंसित PCB पैड डिजाइन ऊष्मा हस्तांतरण में सहायता करता है। यह सुनिश्चित करना कि पैड के आसपास पर्याप्त तांबे का क्षेत्र है और संभवतः अन्य परतों से जुड़े थर्मल वाया का उपयोग करना, जंक्शन तापमान को प्रबंधित करने में मदद करता है।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

सफ़ेद बिखरने वाला लेंस एक व्यापक, लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न (120 डिग्री देखने का कोण) प्रदान करता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनमें व्यापक-कोण दृश्यता की आवश्यकता होती है। अधिक केंद्रित प्रकाश के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी की आवश्यकता होती है। डिजाइनरों को एक समान स्पष्ट चमक या विशिष्ट रंग मिश्रण अनुपात प्राप्त करने की मांग करते समय तीन रंगों की भिन्न चमक तीव्रता पर विचार करना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

LTST-008EGSW का मुख्य विभेदक यह है कि यह तीन स्वतंत्र एलईडी चिप्स (लाल, हरा, पीला) को एक सफेद बिखरने वाले लेंस के साथ एक मानक एसएमडी पैकेज में एकीकृत करता है। यह निम्नलिखित उत्पादों के विपरीत है:

• मोनोक्रोमैटिक एसएमडी एलईडी:प्रत्येक डिवाइस केवल एक रंग प्रदान करता है।
• RGB LED:पूर्ण रंग मिश्रण के लिए लाल, हरे और नीले चिप्स एकीकृत करता है। यहाँ RGY संयोजन विशिष्ट संकेतक रंग आवश्यकताओं (जैसे, यातायात संकेत अनुकरण, विशिष्ट स्थिति कोड) के लिए अनुकूलित है, और पीले क्षेत्र में लाल+हरा मिश्रण कर पीला उत्पन्न करने वाले RGB LED की तुलना में अधिक दक्षता प्रदान कर सकता है।
• पारदर्शी लेंस बनाम प्रकीर्णन लेंस:प्रकीर्णन लेंस कुछ सीधी तीव्रता का त्याग करके अधिक चौड़े और समान दृष्टिकोण की प्राप्ति करता है, जो आमतौर पर फ्रंट पैनल संकेतक प्रकाश के लिए एक बेहतर विकल्प होता है।

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

प्रश्न: क्या मैं तीनों चिप्स को एक साथ अधिकतम डीसी करंट से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। पावर डिसिपेशन के पूर्ण अधिकतम रेटिंग (लाल/पीला: 78 mW, हरा: 64 mW) का पालन करना होगा। सभी चिप्स को एक साथ अधिकतम करंट से चलाने से पैकेज की कुल पावर डिसिपेशन सीमा से अधिक हो सकता है, जिससे अत्यधिक गर्मी हो सकती है। इस तरह के संचालन के लिए विस्तृत थर्मल विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: हरे चिप का टेस्ट करंट (5mA) लाल/पीले चिप (20mA) से अलग क्यों है?
उत्तर: यह एक सामान्य प्रथा है, क्योंकि InGaN-आधारित हरे एलईडी आमतौर पर AlInGaP-आधारित एलईडी की तुलना में कम धारा पर उच्च दीप्त प्रभावकारिता (प्रति यूनिट धारा में अधिक प्रकाश उत्पादन) प्रदर्शित करते हैं। 5mA पर निर्दिष्ट करना श्रेणीकरण के उद्देश्य से तुलनीय चमक स्तर प्रदान कर सकता है और एक सामान्य कार्य बिंदु को दर्शाता है।

प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) एलईडी के वर्णक्रमीय शक्ति वितरण वक्र के उच्चतम बिंदु पर तरंगदैर्ध्य है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) CIE रंगता आरेख पर रंग निर्देशांक से प्राप्त होता है और एक शुद्ध एकवर्णी प्रकाश की एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो एलईडी के अनुभव किए गए रंग से मेल खाता है। रंग विनिर्देश के लिए λd अधिक प्रासंगिक है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

परिदृश्य: बहु-अवस्था प्रणाली स्थिति संकेतक
एक नेटवर्क राउटर एकल LTST-008EGSW का उपयोग कई संचालन स्थितियों को इंगित करने के लिए करता है:
- लाल (स्थिर प्रकाश):स्टार्टअप/त्रुटि स्थिति (15mA ड्राइव के साथ)।
- हरा (टिमटिमाता):डेटा गतिविधि (5mA ड्राइव के साथ, पल्स प्रकार)।
- पीला (निरंतर चमक):स्टैंडबाय/निष्क्रिय मोड (15mA ड्राइव के साथ)।
- लाल + हरा (नारंगी प्रदर्शित):चेतावनी स्थिति (दोनों को रंगों को मिश्रित करने के लिए कम धारा पर संचालित किया जाता है)।
इस डिज़ाइन ने मूल रूप से तीन स्वतंत्र एलईडी प्लेसमेंट की आवश्यकता वाले कार्य को एक ही उपकरण में समेकित कर दिया है, जिससे पीसीबी स्थान की बचत हुई है, फ्रंट पैनल डिज़ाइन सरल हुआ है, और साथ ही व्यापक देखने का कोण सुनिश्चित करता है कि यह हर दिशा से स्पष्ट रूप से दिखाई दे।

12. कार्य सिद्धांत

एलईडी में प्रकाश उत्सर्जन सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं, जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं और अपनी ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त करते हैं। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग किए गए अर्धचालक पदार्थ की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है:
- AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide):लाल और पीले चिप्स के लिए उपयोग किया जाता है, जो लाल से पीले-नारंगी स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता वाला प्रकाश उत्पन्न करने में सक्षम है।
- InGaN (Indium Gallium Nitride):ग्रीन चिप्स के लिए, यह सामग्री प्रणाली नीले से हरे स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्पन्न करने में सक्षम है। सफेद बिखरने वाला लेंस प्रत्येक चिप से आने वाले प्रकाश को बिखेरता है, जिससे बाहर से एक समान और मिश्रित उपस्थिति बनती है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

LTST-008EGSW जैसे मल्टी-चिप SMD LED का विकास, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में कई चल रहे रुझानों के अनुरूप है:
- लघुरूपण और एकीकरण:एकल पैकेज में कई कार्यों (रंगों) को संयोजित करना, सर्किट बोर्ड स्थान बचाना, घटकों की संख्या कम करना और असेंबली को सरल बनाना।
- दक्षता वृद्धि:InGaN और AlInGaP जैसी सामग्रियों में निरंतर सुधार से उच्च प्रकाश उत्सर्जन दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) प्राप्त हुई है, जो कम धारा पर चमकदार आउटपुट या कम बिजली खपत की अनुमति देती है।
- उन्नत पैकेजिंग:पैकेजिंग डिज़ाइन और सामग्री में सुधार ने थर्मल प्रदर्शन को बढ़ाया है, जिससे कठोर वातावरण में उच्च शक्ति घनत्व और अधिक विश्वसनीय संचालन संभव हुआ है। उच्च तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए सामग्रियों का उपयोग अब मानक बन गया है।
- एप्लिकेशन-विशिष्ट समाधान:RGY LED जैसे घटकों की ओर यह बदलाव एक प्रवृत्ति को दर्शाता है, जो सामान्य मोनोक्रोमैटिक उपकरणों के बजाय विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए अनुकूलित समाधान प्रदान करने पर केंद्रित है।