एसएमडी एलईडी एलटीएसए-ई67आरयूडब्ल्यूईटीयू डेटाशीट - व्हाइट इनगैन, येलो लेंस - 50एमए, 170एमडब्ल्यू - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

एलटीएसए-ई67आरयूडब्ल्यूईटीयू एक उच्च-चमक वाला, सतह-माउंट एलईडी है जिसे स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें इनगैन (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) तकनीक का उपयोग करते हुए एक सफेद प्रकाश स्रोत है, जो एक पीले रंग के लेंस पैकेज के भीतर रखा गया है। यह संयोजन आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की मांगों को पूरा करने के लिए तैयार किया गया है, जिन्हें विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट प्रकाश समाधानों की आवश्यकता होती है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

यह एलईडी स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों और मानक इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ इसकी संगतता द्वारा विशेषता है, जो इसे उच्च-मात्रा विनिर्माण के लिए आदर्श बनाता है। इसके प्राथमिक लक्षित बाजारों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, नेटवर्क सिस्टम और विशेष रूप से, ऑटोमोटिव एक्सेसरी अनुप्रयोग शामिल हैं। यह डिवाइस एईसी-क्यू101 मानक (संशोधन डी) के अनुसार योग्य है, जो ऑटोमोटिव वातावरण के लिए इसकी उपयुक्तता को रेखांकित करता है जहां घटक विश्वसनीयता सर्वोपरि है। अतिरिक्त विशेषताओं में आरओएचएस अनुपालन, 7-इंच रील्स के भीतर 8मिमी टेप पर पैकेजिंग, और जेडीईसी नमी संवेदनशीलता स्तर 2ए के लिए पूर्व-शर्त शामिल है, जो भंडारण और असेंबली के दौरान स्थिरता सुनिश्चित करता है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

उचित सर्किट डिजाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए विद्युत, प्रकाशीय और थर्मल विनिर्देशों की विस्तृत जांच महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन्हें 25°C के परिवेश के तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट किया गया है। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट (डीसी) 50 एमए है। पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1एमएस पल्स चौड़ाई) के तहत, 100 एमए का पीक फॉरवर्ड करंट अनुमेय है। अधिकतम पावर डिसिपेशन 170 एमडब्ल्यू है। डिवाइस -40°C से +100°C के ऑपरेटिंग और भंडारण तापमान सीमा के लिए रेटेड है। इन सीमाओं, विशेष रूप से जंक्शन तापमान को पार करने से विनाशकारी विफलता या प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल में महत्वपूर्ण गिरावट आ सकती है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

Ta=25°C और 30mA के एक मानक परीक्षण करंट (IF) पर मापा गया, डिवाइस 1800 mcd के न्यूनतम से 3550 mcd के अधिकतम तक की एक विशिष्ट चमकदार तीव्रता प्रदर्शित करता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) आम तौर पर 2.8V और 3.4V के बीच होता है, जिसमें प्रति वोल्टेज बिन के लिए ±0.1V की सहनशीलता बताई गई है। व्यूइंग एंगल (2θ1/2), जिसे वह कोण परिभाषित किया गया है जहां तीव्रता अक्षीय मान की आधी है, 120 डिग्री है, जो एक चौड़े, विसरित प्रकाश उत्सर्जन पैटर्न को इंगित करता है। क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स को CIE 1931 डायग्राम पर x=0.3197, y=0.3131 के रूप में निर्दिष्ट किया गया है, जो इसके सफेद बिंदु को परिभाषित करता है। रिवर्स करंट (IR) VR=5V पर अधिकतम 10 µA है, और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) विद्युतरोधी वोल्टेज ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM) का उपयोग करते हुए 2000V है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि डिवाइस को रिवर्स बायस के तहत संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; रिवर्स वोल्टेज परीक्षण स्थिति केवल सूचनात्मक उद्देश्यों के लिए है।

2.3 थर्मल विशेषताएं

प्रभावी थर्मल प्रबंधन एलईडी प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए आवश्यक है। जंक्शन से परिवेश तक थर्मल प्रतिरोध (RθJA) आम तौर पर 280 °C/W है, जिसे 1.6mm मोटाई और 16mm² कॉपर पैड वाले FR4 सबस्ट्रेट पर मापा गया है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल प्रतिरोध (RθJS) 130 °C/W है। यह निचला मान डिजाइन के लिए अधिक प्रासंगिक है क्योंकि यह एलईडी चिप से प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) तक प्राथमिक ऊष्मा चालन पथ का प्रतिनिधित्व करता है। पूर्ण अधिकतम जंक्शन तापमान (TJ) 125°C है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ऑपरेटिंग जंक्शन तापमान, जिसकी गणना पावर डिसिपेशन और थर्मल प्रतिरोधों का उपयोग करके की जाती है, विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए इस सीमा से काफी नीचे रहे।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

एलटीएसए-ई67आरयूडब्ल्यूईटीयू फॉरवर्ड वोल्टेज (VF), चमकदार तीव्रता (IV), और रंग निर्देशांक के आधार पर इकाइयों को वर्गीकृत करने के लिए एक व्यापक बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है। यह डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए सुसंगत प्रदर्शन वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) बिनिंग

इकाइयों को तीन वोल्टेज बिन में वर्गीकृत किया गया है: H (2.8V - 3.0V), J (3.0V - 3.2V), और K (3.2V - 3.4V)। प्रत्येक बिन के लिए ±0.1V की सहनशीलता लागू की जाती है। एक ही VF बिन से एलईडी का चयन करने से कई एलईडी को समानांतर में जोड़े जाने पर एकसमान करंट वितरण सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।

3.2 चमकदार तीव्रता (IV) बिनिंग

तीव्रता बिन सुसंगत चमक स्तर सुनिश्चित करते हैं। बिन हैं: X1 (1800 - 2240 mcd), X2 (2240 - 2800 mcd), और Y1 (2800 - 3550 mcd)। प्रत्येक बिन के भीतर ±11% की सहनशीलता लागू की जाती है। यह आउटपुट आवश्यकताओं के आधार पर ग्रेडिंग की अनुमति देता है, संभावित रूप से विभिन्न उत्पाद स्तरों के लिए लागत और चयन को प्रभावित करता है।

3.3 रंग निर्देशांक बिनिंग

सबसे जटिल पहलू रंग बिनिंग है। डेटाशीट क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स की एक विस्तृत तालिका प्रदान करती है जो CIE 1931 चार्ट पर कई चतुर्भुज क्षेत्रों (बिन) को परिभाषित करती है, जैसे कि LL, LK, ML, MK, NL, NK, आदि। प्रत्येक बिन को चार (x, y) निर्देशांक बिंदुओं द्वारा परिभाषित किया गया है। विशिष्ट रंग बिंदु (x=0.3197, y=0.3131) इनमें से कई बिन (जैसे, LL, LK, ML) के भीतर आता है। एक बिन के भीतर ह्यू निर्देशांक के लिए ±0.01 की सहनशीलता निर्दिष्ट की गई है। यह कड़ा नियंत्रण उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां रंग स्थिरता महत्वपूर्ण है, जैसे कि इंडिकेटर क्लस्टर या बैकलाइटिंग में जहां कई एलईडी एक साथ देखे जाते हैं।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम और ध्रुवता

एलईडी एक ईआईए मानक एसएमडी पैकेज आउटलाइन के अनुरूप है। सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं जिनमें सामान्य सहनशीलता ±0.2 मिमी है जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। एक महत्वपूर्ण डिजाइन नोट यह है कि एनोड लीड फ्रेम एलईडी के लिए प्राथमिक हीट सिंक के रूप में भी कार्य करता है। इसका मतलब है कि पीसीबी पर एनोड पैड को पर्याप्त थर्मल मास के साथ डिजाइन किया जाना चाहिए और संभवतः प्रभावी ढंग से गर्मी को दूर करने के लिए थर्मल वाया या प्लेन से जोड़ा जाना चाहिए। लेआउट के दौरान एनोड और कैथोड की उचित पहचान सही संचालन और इष्टतम थर्मल प्रदर्शन के लिए आवश्यक है।

4.2 अनुशंसित पीसीबी अटैचमेंट पैड

डेटाशीट में इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए पीसीबी पर अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट के लिए एक आरेख शामिल है। इन आयामों का पालन करने से एक विश्वसनीय सोल्डर जोड़, उचित संरेखण और एलईडी के थर्मल पैड (एनोड) से पीसीबी तक प्रभावी ऊष्मा स्थानांतरण सुनिश्चित होता है।

4.3 टेप और रील पैकेजिंग

स्वचालित असेंबली के लिए, एलईडी 8मिमी चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती हैं जो 7-इंच (178मिमी) व्यास की रीलों पर लपेटी जाती हैं। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देशों के अनुरूप है। मुख्य नोट्स में शामिल हैं: खाली घटक पॉकेट्स को कवर टेप से सील किया जाता है, और प्रति रील में अधिकतम दो लगातार लापता घटक (लैंप) की अनुमति है। स्वचालित असेंबली उपकरणों को प्रोग्राम करने के लिए टेप पिच और रील आयामों को समझना आवश्यक है।

5. सोल्डरिंग, असेंबली और हैंडलिंग गाइड

5.1 आईआर रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

लीड-फ्री सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए एक सुझाई गई रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है, जो J-STD-020 मानक के साथ संरेखित है। इस प्रोफाइल में आम तौर पर प्रीहीट, थर्मल सोक, रीफ्लो (एक पीक तापमान सीमा के साथ), और कूलिंग चरण शामिल होते हैं। थर्मल शॉक, सोल्डर जोड़ दोषों, या एलईडी की आंतरिक संरचना और एपॉक्सी लेंस को नुकसान से बचने के लिए निर्माता की अनुशंसित प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है।

5.2 सफाई

यदि पोस्ट-सोल्डर सफाई की आवश्यकता है, तो केवल निर्दिष्ट रसायनों का उपयोग किया जाना चाहिए। डेटाशीट सामान्य कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में डुबोने की सिफारिश करती है। अनिर्दिष्ट या आक्रामक रसायनों का उपयोग एलईडी के पैकेज सामग्री को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे रंग बदलना, दरार पड़ना या परतें अलग होना हो सकता है।

5.3 भंडारण और नमी संवेदनशीलता

उत्पाद को JEDEC J-STD-020 के अनुसार नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 2a के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इसका मतलब है कि सील की गई नमी-रोधी थैली (जिसके अंदर डिसिकेंट होता है) को खोलने के बाद ≤ 30°C / 60% RH की स्थितियों में संग्रहीत करने पर 4 सप्ताह का फ्लोर लाइफ होता है। उपयोग से पहले दीर्घकालिक भंडारण के लिए, सील की गई थैलियों को 30°C या उससे कम और 70% सापेक्ष आर्द्रता या उससे कम पर रखा जाना चाहिए। एलईडी में सील की गई नमी-रोधी पैकेजिंग में रहते हुए एक वर्ष की अनुशंसित उपयोग-अवधि है। इन सावधानियों का पालन न करने से रीफ्लो के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" हो सकता है, जहां अवशोषित नमी वाष्पित हो जाती है और पैकेज को दरार दे देती है।

6. अनुप्रयोग नोट्स और डिजाइन विचार

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह एलईडी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है, जिसमें लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं: कॉर्डलेस और सेलुलर फोन, नोटबुक कंप्यूटर, नेटवर्किंग सिस्टम, और विभिन्न ऑटोमोटिव एक्सेसरी अनुप्रयोग (जैसे, आंतरिक प्रकाश व्यवस्था, स्विच बैकलाइटिंग, स्थिति संकेतक) शामिल हैं। इसकी एईसी-क्यू101 योग्यता इसे गैर-सुरक्षा-महत्वपूर्ण ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक उम्मीदवार बनाती है।

6.2 डिजाइन विचार

• करंट लिमिटिंग:हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या एक स्थिर-करंट ड्राइवर का उपयोग करें। फॉरवर्ड वोल्टेज की एक सीमा (2.8-3.4V) होती है, इसलिए अधिकतम VF के लिए डिजाइन करने से यह सुनिश्चित होता है कि एक निश्चित वोल्टेज स्रोत से जुड़े होने पर एलईडी अपनी करंट रेटिंग से अधिक न हो।
• थर्मल प्रबंधन:एनोड थर्मल पथ है। पीसीबी एनोड पैड को पर्याप्त तांबे के क्षेत्र के साथ डिजाइन करें। गर्मी फैलाने के लिए आंतरिक या निचली तरफ के ग्राउंड/पावर प्लेन से जुड़ने के लिए थर्मल वाया का उपयोग करें। P_Dissipated = VF * IF और ΔT = RθJS * P_Dissipated का उपयोग करके अपेक्षित जंक्शन तापमान की गणना करें।
• ईएसडी सुरक्षा:हालांकि 2kV एचबीएम के लिए रेटेड है, पीसीबी इनपुट और हैंडलिंग के दौरान मानक ईएसडी सुरक्षा उपायों को लागू करना एक अच्छा अभ्यास माना जाता है, विशेष रूप से गैर-नियंत्रित वातावरण में।

6.3 महत्वपूर्ण सावधानियां

डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि ये एलईडी सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए हैं। असाधारण विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (जैसे, विमानन, चिकित्सा उपकरण, परिवहन सुरक्षा प्रणाली), डिजाइन-इन से पहले निर्माता से परामर्श आवश्यक है। यह एक मानक अस्वीकरण है जो घटक के इच्छित उपयोग के मामले को उजागर करता है।

7. तकनीकी गहराई और विश्लेषण

7.1 संचालन का सिद्धांत

एलटीएसए-ई67आरयूडब्ल्यूईटीयू सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए एक इनगैन (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है। आम तौर पर, यह एक पीले फॉस्फोर से लेपित नीले-उत्सर्जक इनगैन डाई का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। नीली रोशनी का कुछ हिस्सा फॉस्फोर द्वारा पीली रोशनी में परिवर्तित हो जाता है; नीली और पीली रोशनी का मिश्रण मानव आंख द्वारा सफेद के रूप में माना जाता है। पीले रंग का बाहरी लेंस रंग तापमान को और संशोधित करने या प्रकाश उत्पादन को फैलाने के लिए कार्य कर सकता है, जिससे क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स द्वारा निर्दिष्ट अंतिम माना जाने वाला रंग बनता है।

7.2 प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में एक स्थानिक वितरण (विकिरण पैटर्न) वक्र (चित्र 2) शामिल है। यह वक्र चमकदार तीव्रता को व्यूइंग एंगल के एक फ़ंक्शन के रूप में ग्राफिक रूप से दर्शाता है, जो 120-डिग्री व्यूइंग एंगल विनिर्देश की पुष्टि करता है। यह एक लैम्बर्टियन-जैसे वितरण दिखाता है, जो एक विसरित लेंस वाले एलईडी के लिए आम है, जहां तीव्रता 0 डिग्री (ऑन-एक्सिस) पर सबसे अधिक होती है और किनारों की ओर धीरे-धीरे कम हो जाती है।

7.3 सामान्य तकनीकी प्रश्नों के उत्तर

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 3.3V से चला सकता हूं?

उत्तर: करंट-लिमिटिंग तंत्र के बिना विश्वसनीय रूप से नहीं। चूंकि VF 3.4V तक हो सकता है, एक 3.3V स्रोत उच्च वोल्टेज बिन (K बिन) में कुछ इकाइयों को चालू नहीं कर सकता है। कम VF (जैसे, 2.9V) वाली इकाइयों के लिए, सीधे 3.3V लागू करने से अत्यधिक करंट प्रवाह होगा, संभवतः 50mA अधिकतम से अधिक हो जाएगा और एलईडी को नुकसान पहुंचाएगा। हमेशा एक श्रृंखला रेसिस्टर या स्थिर-करंट ड्राइवर का उपयोग करें।

प्रश्न: मैं \"LL\" या \"MK\" जैसे रंग बिन कोड की व्याख्या कैसे करूं?

उत्तर: ये रंग बिन तालिका में परिभाषित CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर विशिष्ट चतुर्भुजों के लिए मनमाने लेबल हैं। वे रंग बिंदुओं के कड़े समूहों का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक असेंबली में सुसंगत उपस्थिति के लिए, एक ही रंग बिन कोड से एलईडी निर्दिष्ट करें और उपयोग करें।

प्रश्न: RθJS मान के RθJA से कम होने का क्या महत्व है?

उत्तर: RθJA में जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक का प्रतिरोध प्लस पीसीबी से परिवेशी वायु तक का प्रतिरोध शामिल है। RθJS एलईडी पैकेज और बोर्ड से इसके अटैचमेंट के प्रदर्शन को अलग करता है। एक कम RθJS का मतलब है कि एलईडी स्वयं पीसीबी में गर्मी लाने में अपेक्षाकृत कुशल है। अंतिम कूलिंग प्रदर्शन काफी हद तक पीसीबी डिजाइन (कॉपर क्षेत्र, परतें, एयरफ्लो) पर निर्भर करता है।