SMD LED 0603 पीला AlInGaP डेटाशीट - आयाम 1.6x0.8x0.6mm - वोल्टेज 1.8-2.4V - पावर 72mW - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ मिनिएचर 0603 पैकेज प्रारूप में एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए उपयुक्त बनाता है। इसका कॉम्पैक्ट आकार उन स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहां बोर्ड पर जगह की कमी होती है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस एलईडी के प्राथमिक लाभों में स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरण और इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ इसकी अनुकूलता शामिल है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में मानक हैं। यह प्रासंगिक उद्योग मानकों, जिसमें RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) शामिल है, का अनुपालन करता है। उत्पादन लाइनों में कुशल हैंडलिंग के लिए डिवाइस को टेप और रील पर पैकेज किया गया है।

लक्षित अनुप्रयोग व्यापक हैं, जो दूरसंचार (जैसे राउटर, फोन में स्थिति संकेतक), कार्यालय स्वचालन (जैसे कीबोर्ड के लिए बैकलाइटिंग, पैनल संकेतक), घरेलू उपकरण, औद्योगिक उपकरण और संकेतों, प्रतीकों और इनडोर साइनबोर्ड के लिए विभिन्न प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों जैसे क्षेत्रों को कवर करते हैं। इसका प्राथमिक कार्य एक स्थिति संकेतक या निम्न-स्तरीय प्रकाश स्रोत के रूप में है।

2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

यह खंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत LED के प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये निरंतर संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।

• Power Dissipation (Pd): 72 mW. यह अधिकतम शक्ति की मात्रा है जिसे LED पैकेज प्रदर्शन या विश्वसनीयता को कम किए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• Continuous Forward Current (IF): 30 mA DC. लागू किया जा सकने वाली अधिकतम स्थिर-अवस्था धारा।
• पीक फॉरवर्ड करंट: 80 mA, लेकिन केवल स्पंदित स्थितियों में (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई)। यह संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाले फ्लैश की अनुमति देता है।
• रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V. Exceeding this voltage in reverse bias can cause immediate failure.
• Operating Temperature Range: -40°C to +85°C. The ambient temperature range within which the LED is guaranteed to operate within specification.
• भंडारण तापमान सीमा: -40°C से +100°C. गैर-परिचालन भंडारण के लिए तापमान सीमा।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये 20 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv): यह न्यूनतम 140.0 mcd से लेकर अधिकतम 450.0 mcd तक होती है। वास्तविक मान उत्पादन बिन (सेक्शन 3 देखें) पर निर्भर करता है। यह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली चमक का माप है।
• देखने का कोण (2θ1/2): लगभग 110 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता अपने शिखर (अक्षीय) मान की आधी हो जाती है। 110 डिग्री का कोण अपेक्षाकृत चौड़े देखने के पैटर्न को दर्शाता है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λP): आमतौर पर 591 एनएम, जो इसे दृश्यमान स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र में रखता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 584.5 एनएम और 594.5 एनएम के बीच निर्दिष्ट। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख एलईडी के रंग से सबसे अच्छा मेल खाता हुआ अनुभव करती है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): लगभग 15 nm. यह शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास उत्सर्जित तरंगदैर्ध्यों के प्रसार को परिभाषित करता है, जो रंग की शुद्धता को प्रभावित करता है।
• Forward Voltage (VF): 20 mA पर 1.8 V से 2.4 V के बीच। यह LED के संचालन के दौरान इसके सिरों पर वोल्टेज पात है। किसी भी दिए गए यूनिट के लिए इसके बिन मान से सहनशीलता +/-0.1V है।
• Reverse Current (IR): VR=5V पर अधिकतम 10 μA। यह रिवर्स बायस स्थितियों में एक लीकेज करंट है।

3. Binning System Explanation

उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग में रंग और चमक की एकरूपता के लिए विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 Forward Voltage (VF) Binning

एलईडी को तीन वोल्टेज बिन (D2, D3, D4) में वर्गीकृत किया गया है, जिनमें से प्रत्येक की सीमा 0.2V है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने के लिए, विशेष रूप से जब कई एलईडी श्रृंखला में जुड़े होते हैं, समान करंट वितरण सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) बिनिंग

इंटेंसिटी को पांच बिन (R2, S1, S2, T1, T2) में वर्गीकृत किया गया है, जिनके न्यूनतम मान 140.0 mcd से 355.0 mcd तक हैं। यह आवश्यक चमक स्तर के आधार पर चयन की अनुमति देता है। प्रत्येक बिन के भीतर +/-11% की सहनशीलता लागू होती है।

3.3 डॉमिनेंट वेवलेंथ (WD) बिनिंग

रंग स्थिरता चार तरंगदैर्ध्य बिन (H, J, K, L) के माध्यम से प्रबंधित की जाती है, जो 584.5 nm से 594.5 nm तक की सीमा को कवर करती है। यह एक असेंबली में उपयोग किए जाने वाले सभी एलईडी में एक समान पीला रंग सुनिश्चित करता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफ़ का उल्लेख किया गया है, डिज़ाइन के लिए उनके निहितार्थ महत्वपूर्ण हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (आई-वी कर्व)

I-V विशेषता गैर-रैखिक है। सामान्य VF से अधिक वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि भी धारा में बड़ी और संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है। इसलिए, एलईडी को एक स्थिर वोल्टेज स्रोत द्वारा नहीं, बल्कि एक धारा-सीमित स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

प्रकाश उत्पादन आम तौर पर अग्र धारा के समानुपाती होता है, लेकिन बहुत अधिक धारा पर यह संबंध गैर-रैखिक हो सकता है। अनुशंसित 20mA पर या उससे नीचे संचालन स्थिर प्रदर्शन और दीर्घायु सुनिश्चित करता है।

4.3 Temperature Dependence

LED प्रदर्शन तापमान-संवेदनशील होता है। आम तौर पर, अग्र वोल्टेज तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जबकि दीप्त दक्षता (विद्युत शक्ति की प्रति इकाई प्रकाश उत्पादन) भी घट जाती है। व्यापक परिवेश तापमान सीमा पर काम करने वाले अनुप्रयोगों के लिए इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

The device conforms to the standard 0603 (1.6mm x 0.8mm) footprint. The typical height is approximately 0.6mm. Detailed dimensional drawings should be consulted for precise PCB land pattern design.

5.2 Polarity Identification

कैथोड आमतौर पर डिवाइस पर चिह्नित होता है, अक्सर लेंस के संबंधित पक्ष पर हरे रंग के रंग या पैकेज में एक खांचे द्वारा। PCB फुटप्रिंट में गलत स्थापना को रोकने के लिए एक ध्रुवीयता संकेतक (जैसे, एक बिंदु या "K" अंकन) शामिल होना चाहिए।

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 Recommended IR Reflow Profile

डेटाशीट लीड-मुक्त प्रक्रियाओं के लिए J-STD-020B के अनुरूप एक प्रोफाइल की सिफारिश करती है। मुख्य मापदंडों में शामिल हैं:

• प्री-हीट: बोर्ड और घटकों को धीरे-धीरे गर्म करने के लिए 150-200°C अधिकतम 120 सेकंड तक।
• पीक तापमान: अधिकतम 260°C.
• द्रवणांक से ऊपर समय (TAL): अधिकतम 10 सेकंड तक रखने की सिफारिश की जाती है, और रीफ्लो प्रक्रिया दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।

ये मापदंड थर्मल शॉक, सोल्डर जॉइंट दोष, या LED की आंतरिक संरचना को नुकसान से बचाने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

6.2 Storage Conditions

LED नमी-संवेदनशील उपकरण (MSD) हैं।

• सीलबंद पैकेज: ≤30°C और ≤70% RH पर संग्रहित करें। पैक की तारीख के एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
• खुला हुआ पैकेज: ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहित करें। यदि यह परिवेशी वायु के संपर्क में 168 घंटे से अधिक रहता है, तो रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले कम से कम 48 घंटे के लिए 60°C पर बेक-आउट आवश्यक है।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल निर्दिष्ट विलायकों जैसे एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल का कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए उपयोग करें। अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस या पैकेज को क्षतिग्रस्त कर सकते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 पैकेजिंग विशिष्टता

एलईडी को 12 मिमी चौड़ी उभरी हुई वाहक टेप पर आपूर्ति की जाती है, जिसे 7-इंच (178 मिमी) व्यास के रीलों पर लपेटा जाता है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। शिपिंग और हैंडलिंग के दौरान घटकों की सुरक्षा के लिए टेप पॉकेट्स को एक कवर टेप से सील किया जाता है।

7.2 पार्ट नंबर व्याख्या

पार्ट नंबर (उदाहरण के लिए, LTST-010KSKT) आमतौर पर पैकेज आकार (0603 के लिए 010), लेंस रंग (पानी साफ के लिए K), और चिप सामग्री/रंग (SKT संभवतः विशिष्ट AlInGaP पीले फॉर्मूलेशन को इंगित करता है) के बारे में जानकारी को एन्कोड करता है। सटीक डिकोडिंग निर्माता की नामकरण गाइड के साथ सत्यापित की जानी चाहिए।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

LED एक करंट-चालित उपकरण है। सबसे आम ड्राइविंग विधि एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला (रजिस्टर) का उपयोग करना है। रोकनेवाला मान (R) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है: R = (Vcc - VF) / IF, जहां Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, VF LED फॉरवर्ड वोल्टेज है (विश्वसनीयता के लिए बिन से अधिकतम मान का उपयोग करें), और IF वांछित फॉरवर्ड करंट है (उदाहरण के लिए, 20mA)। Vcc या तापमान की एक श्रृंखला में निरंतर चमक के लिए, एक स्थिर करंट ड्राइवर सर्किट की सिफारिश की जाती है।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• थर्मल प्रबंधन: हालांकि पावर डिसिपेशन कम है, पैड के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर एरिया सुनिश्चित करने से हीट डिसिपेट करने में मदद मिल सकती है, खासकर उच्च परिवेशी तापमान में या जब उच्च करंट पर चलाया जा रहा हो।
• ESD सुरक्षा: एलईडी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील हो सकती हैं। असेंबली के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: 110-डिग्री का व्यापक दृश्य कोण इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां संकेतक को विभिन्न कोणों से देखने की आवश्यकता होती है। अधिक निर्देशित प्रकाश के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

पुराने थ्रू-होल एलईडी की तुलना में, इस एसएमडी प्रकार के महत्वपूर्ण फायदे हैं: बहुत छोटा आकार, स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्तता (कम लागत), लीड्स की कमी के कारण बेहतर विश्वसनीयता, और डबल-साइडेड पीसीबी असेंबली के साथ संगतता। एसएमडी एलईडी परिवार के भीतर, 0603 पैकेज लघुरूपण और हैंडलिंग/निर्माण में आसानी के बीच संतुलन प्रदान करता है, जो 0402 से बड़ा लेकिन 0805 पैकेज से छोटा है। पीली रोशनी के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) तकनीक का उपयोग आमतौर पर GaP पर GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है।

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

10.1 क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?

नहीं, सीधे नहीं। एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन एक वोल्टेज स्रोत है, करंट स्रोत नहीं। LED को सीधे जोड़ने से पिन के आंतरिक प्रतिरोध और LED के डायनामिक प्रतिरोध द्वारा सीमित करंट खींचने का प्रयास होगा, जो संभवतः अधिकतम पूर्ण करंट सीमा से अधिक होकर LED को नष्ट कर देगा। हमेशा एक श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला या समर्पित LED ड्राइवर का उपयोग करें।

10.2 Luminous Intensity (140-450 mcd) में इतना व्यापक परिसर क्यों है?

यह परिसर सभी उत्पादन बिन में कुल फैलाव को दर्शाता है। एक विशिष्ट बिन कोड (जैसे, T2) निर्दिष्ट करके, आप बहुत सघन तीव्रता परिसर (355-450 mcd) वाले LED सुरक्षित कर सकते हैं, जिससे आपके उत्पाद में सुसंगत चमक सुनिश्चित होती है। बिनिंग प्रणाली विभिन्न चमक आवश्यकताओं के लिए विभिन्न बिन का उपयोग करके लागत अनुकूलन की अनुमति देती है।

10.3 अगर मैं इस एलईडी को मानक लीडेड सोल्डर प्रोफाइल से सोल्डर करूं तो क्या होगा?

Leaded solder profiles have higher peak temperatures (often > 260°C). Exceeding the recommended 260°C peak can cause several issues: degradation of the epoxy lens (yellowing), damage to the wire bonds inside the package, or thermal stress leading to early failure. Always use the recommended lead-free or a carefully controlled low-temperature profile.

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस

केस: एक नेटवर्क स्विच के लिए स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिज़ाइन करना

एक डिजाइनर को नेटवर्क स्विच के फ्रंट पैनल पर पोर्ट एक्टिविटी इंडिकेटर्स के लिए कई पीले स्टेटस एलईडी की आवश्यकता है। पैनल स्थान-सीमित है, जिसके लिए एक छोटे घटक की आवश्यकता है। 0603 पैकेज का चयन किया गया है। एक समान रूप सुनिश्चित करने के लिए, डिजाइनर बिल ऑफ मैटेरियल (BOM) में सभी एलईडी के लिए एकल तरंगदैर्ध्य बिन (जैसे, K: 589.5-592.0 nm) और एकल तीव्रता बिन (जैसे, S2: 224-280 mcd) निर्दिष्ट करता है। ड्राइव सर्किट 3.3V रेल का उपयोग करता है। 2.2V (मिड-बिन D3) के VF और 20mA के लक्ष्य IF को मानते हुए, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना R = (3.3V - 2.2V) / 0.020A = 55 ओम के रूप में की जाती है। एक मानक 56-ओम रेसिस्टर चुना जाता है। विश्वसनीय सोल्डरिंग और रीफ्लो के दौरान उचित सेल्फ-अलाइनमेंट सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी लैंड पैटर्न डेटाशीट की अनुशंसित पैड लेआउट के अनुसार डिजाइन किया गया है।

12. Operating Principle Introduction

एक एलईडी एक अर्धचालक डायोड है। जब एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो एन-टाइप अर्धचालक से इलेक्ट्रॉन और पी-टाइप अर्धचालक से होल सक्रिय क्षेत्र (जंक्शन) में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन एक होल के साथ पुनर्संयोजित होता है, तो ऊर्जा मुक्त होती है। एक एलईडी में, यह ऊर्जा एक फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सक्रिय क्षेत्र में प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। इस पीले एलईडी के लिए, सामग्री प्रणाली AlInGaP है, जिसमें पीले प्रकाश (~590 nm) के अनुरूप बैंडगैप होती है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देने में मदद करता है।

13. Technology Trends

एसएमडी एलईडी में सामान्य प्रवृत्ति कई प्रमुख क्षेत्रों की ओर है:

1. बढ़ी हुई दक्षता: सामग्री विज्ञान में निरंतर सुधार (जैसे बेहतर AlInGaP और InGaN एपिटैक्सी) से प्रति वाट अधिक लुमेन (lm/W) प्राप्त होते हैं, जिससे समान प्रकाश उत्पादन के लिए बिजली की खपत कम होती है।
2. लघुरूपण: पैकेज लगातार छोटे होते जा रहे हैं (उदाहरण के लिए, 0402, 0201) ताकि और भी छोटे अंतिम उत्पाद बनाए जा सकें, हालांकि इससे थर्मल प्रबंधन और हैंडलिंग में चुनौतियाँ पैदा होती हैं।
3. उच्च विश्वसनीयता और स्थिरता: पैकेजिंग सामग्री और प्रक्रियाओं में सुधार से तापमान और समय के साथ लंबी आयु और बेहतर प्रदर्शन स्थिरता प्राप्त होती है।
4. एकीकृत समाधान: अंतिम उपयोगकर्ता के लिए सर्किट डिजाइन को सरल बनाते हुए, एक ही पैकेज में अंतर्निहित करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स या यहां तक कि सरल ड्राइवर ICs वाले LEDs की ओर रुझान है।
5. रंग स्थिरता: सख्त बिनिंग सहनशीलता और बेहतर निर्माण प्रक्रियाएं उत्पादन बैचों में रंग एकरूपता को लगातार बेहतर बना रही हैं।

यह विशेष 0603 AlInGaP पीला LED इस विकसित हो रहे तकनीकी परिदृश्य में एक परिपक्व, विश्वसनीय और लागत-प्रभावी समाधान का प्रतिनिधित्व करता है।