SMD LED Yellow AlInGaP Datasheet - SMD Package - Forward Voltage 1.8-2.4V - Luminous Flux up to 2.13lm - English Technical Document

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है जो पीला प्रकाश उत्पन्न करने के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (एलआईएनजीएपी) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है। यह डिवाइस एक वाटर-क्लियर लेंस पैकेज में रखा गया है, जो स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्थिति संकेतक, सिग्नल प्रकाश स्रोत, या फ्रंट-पैनल बैकलाइटिंग घटक के रूप में कार्य करना है।

1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ

• RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों का अनुपालन।
• 8mm टेप पर पैक किया गया है जो 7-इंच व्यास के रील पर लपेटा गया है, जो उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के लिए उपयुक्त है।
• EIA (Electronic Industries Alliance) मानक पैकेज आउटलाइन की विशेषता है।
• नियंत्रण सर्किटों के साथ आसान एकीकरण के लिए IC-संगत लॉजिक स्तर।
• इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ पूर्ण संगत, लीड-मुक्त सोल्डरिंग प्रोफाइल का समर्थन करता है।
• Preconditioned to accelerate to JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Moisture Sensitivity Level 3, indicating a floor life of 168 hours at <30°C/60% RH after the bag is opened.

1.2 लक्षित बाजार और अनुप्रयोग

यह LED विभिन्न क्षेत्रों में विश्वसनीयता और प्रदर्शन के लिए अभियांत्रिक है। प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों में शामिल हैं:

• दूरसंचार: कॉर्डलेस फोन, सेलुलर फोन और नेटवर्क उपकरणों में स्थिति संकेतक।
• कार्यालय स्वचालन: प्रिंटर, स्कैनर और नोटबुक कंप्यूटर में पैनल संकेतक।
• घरेलू उपकरण: विभिन्न घरेलू उपकरणों में पावर-ऑन, मोड या फ़ंक्शन संकेतक।
• औद्योगिक उपकरण: नियंत्रण पैनल और मशीनरी में परिचालन स्थिति और दोष संकेतक।
• सामान्य संकेतन: सिग्नल और प्रतीक ल्यूमिनरी अनुप्रयोग, साथ ही फ्रंट पैनल बैकलाइटिंग जहाँ एकसमान प्रकाश व्यवस्था आवश्यक है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

निम्नलिखित अनुभाग मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत डिवाइस की परिचालन सीमाओं और प्रदर्शन विशेषताओं का विस्तृत विवरण प्रदान करते हैं।

2.1 Absolute Maximum Ratings

ये मान उन तनाव सीमाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उनके निकट लंबे समय तक संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है।

• Power Dissipation (Pd): 72 mW. यह डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति की मात्रा है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_F(PEAK)): 80 mA. यह अधिकतम तात्कालिक अग्र धारा है, जो आमतौर पर स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) के तहत निर्दिष्ट की जाती है ताकि अधिक गर्म होने से रोका जा सके।
• Continuous DC Forward Current (I_F): 30 mA. यह निरंतर संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम धारा है।
• Reverse Voltage (V_R): 5 V. इस मान से अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• Operating Temperature Range: -40°C to +85°C. The ambient temperature range over which the device is designed to function.
• Storage Temperature Range: -40°C से +100°C। गैर-संचालन भंडारण के लिए तापमान सीमा।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये मापदंड निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों (I) के तहत संचालित होने पर LED की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।_F = 20mA).

• Luminous Flux (Φ_v): 0.67 lm (Min) से 2.13 lm (Max). यह स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल अनुभूत शक्ति है, जिसे लुमेन (lm) में मापा जाता है। विस्तृत श्रेणी को बिनिंग के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है।
• Luminous Intensity (I_v): 224 mcd (Min) से 710 mcd (Max). यह किसी दिए गए दिशा में प्रति ठोस कोण चमकदार प्रवाह है, जिसे मिलिकैंडेला (mcd) में मापा जाता है। यह चमकदार प्रवाह माप से प्राप्त एक संदर्भित मूल्य है।
• Viewing Angle (2θ_1/2): 120° (Typical). यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता, प्रकाशीय अक्ष (0°) पर मान की आधी होती है, जो एक बहुत ही विस्तृत दृश्य पैटर्न को दर्शाता है।
• Peak Emission Wavelength (λ_p): 591 nm (Typical). वह तरंगदैर्घ्य जिस पर उत्सर्जित प्रकाश का स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम होता है।
• प्रभावी तरंगदैर्ध्य (λ_d): 584.5 nm से 594.5 nm. प्रकाश के अनुभूत रंग को परिभाषित करने वाली एकल तरंगदैर्ध्य, प्रति बिन ±1 nm की सहनशीलता के साथ।
• स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ): 15 nm (सामान्य)। इसकी अधिकतम तीव्रता के आधे पर उत्सर्जन की वर्णक्रमीय चौड़ाई, जो रंग की शुद्धता को दर्शाती है।
• Forward Voltage (V_F): 1.8 V (Min) से 2.4 V (Max) at 20mA. धारा प्रवाहित होने पर LED पर वोल्टेज ड्रॉप, प्रति बिन ±0.1V के सहनशीलता के साथ।
• Reverse Current (I_R): 10 µA (Max) at V_R=5V. उपकरण के रिवर्स-बायस्ड होने पर प्रवाहित होने वाली लीकेज धारा।

3. Binning System Explanation

उत्पादन रन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। इससे डिजाइनर उन भागों का चयन कर सकते हैं जो चमक, रंग और वोल्टेज के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.1 Luminous Flux / Intensity Binning

LED को उसके कुल प्रकाश उत्पादन के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक तीव्रता बिन के भीतर सहनशीलता ±11% है।

• Bin D2: 0.67 lm से 0.84 lm (224 mcd से 280 mcd)
• Bin E1: 0.84 lm से 1.07 lm (280 mcd से 355 mcd)
• Bin E2: 1.07 lm से 1.35 lm (355 mcd से 450 mcd)
• Bin F1: 1.35 lm से 1.68 lm (450 mcd से 560 mcd)
• Bin F2: 1.68 lm से 2.13 lm (560 mcd से 710 mcd)

3.2 Forward Voltage Binning

एलईडी को 20mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर भी वर्गीकृत किया जाता है, प्रत्येक बिन के लिए ±0.1V की सहनशीलता के साथ। यह करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर गणना और पावर सप्लाई डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

• Bin D2: 1.8 V से 2.0 V
• Bin D3: 2.0 V से 2.2 V
• Bin D4: 2.2 V से 2.4 V

3.3 ह्यू / डॉमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग

यह बिनिंग रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य, जो अनुभूत पीले रंग (ह्यू) को परिभाषित करता है, को विशिष्ट सीमाओं में वर्गीकृत किया जाता है, जहाँ प्रत्येक बिन के लिए सहनशीलता ±1 nm होती है।

• बिन H: 584.5 nm से 587.0 nm
• Bin J: 587.0 nm से 589.5 nm
• Bin K: 589.5 nm से 592.0 nm
• Bin L: 592.0 nm से 594.5 nm

4. Performance Curve Analysis

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल डेटा संदर्भित है, AlInGaP एलईडी के लिए विशिष्ट प्रदर्शन प्रवृत्तियों का विश्लेषण किया जा सकता है:

4.1 Current vs. Voltage (I-V) Characteristic

अग्र वोल्टेज (V_F) अग्र धारा (I_F) के साथ लघुगणकीय संबंध प्रदर्शित करता है। यह गैर-रैखिक रूप से बढ़ता है, जहाँ कम धाराओं पर (चालू वोल्टेज के निकट) वृद्धि तीव्र होती है और उच्च धाराओं पर अर्धचालक तथा पैकेज के भीतर श्रेणीक्रम प्रतिरोध के कारण वृद्धि अधिक रैखिक होती है।

4.2 दीप्त फ्लक्स बनाम अग्र धारा

प्रकाश उत्पादन (ल्यूमिनस फ्लक्स) एक महत्वपूर्ण संचालन सीमा में आगे की धारा के समानुपाती होता है। हालांकि, दक्षता (लुमेन प्रति वाट) आमतौर पर एक विशिष्ट धारा पर चरम पर होती है और बहुत अधिक धारा पर बढ़ी हुई ऊष्मा उत्पादन और दक्षता में गिरावट के कारण कम हो सकती है।

4.3 तापमान निर्भरता

Key parameters are affected by junction temperature (T_j):

• Forward Voltage (V_F): Decreases with increasing temperature (negative temperature coefficient).
• Luminous Flux/Intensity: आम तौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है। यह कमी की दर उच्च-शक्ति या उच्च-परिवेशी तापमान अनुप्रयोगों में थर्मल प्रबंधन के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है।
• प्रभावी तरंगदैर्ध्य (λ_d): तापमान के साथ थोड़ा बदल सकता है, जो माने गए रंग को प्रभावित करता है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 पैकेज आयाम

यह डिवाइस एक EIA मानक SMD पैकेज आउटलाइन का अनुपालन करता है। सभी महत्वपूर्ण आयाम, जैसे कि बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और लीड स्पेसिंग, डेटाशीट में दी गई हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, इनकी मानक सहनशीलता ±0.2 मिमी है। वाटर-क्लियर लेंस सामग्री आमतौर पर एपॉक्सी या सिलिकॉन-आधारित होती है।

5.2 पोलैरिटी पहचान और पैड डिज़ाइन

कैथोड आमतौर पर डिवाइस बॉडी पर चिह्नित होता है, अक्सर एक नॉच, हरे रंग के बिंदु या अन्य दृश्य संकेतक द्वारा। डेटाशीट में इन्फ्रारेड या वेपर फेज रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए एक अनुशंसित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) लैंड पैटर्न (अटैचमेंट पैड) शामिल है। यह पैटर्न उचित सोल्डर जोड़ निर्माण, रीफ्लो के दौरान स्व-संरेखण और विश्वसनीय यांत्रिक अटैचमेंट सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 अनुशंसित IR रिफ्लो प्रोफ़ाइल

यह डिवाइस लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। डेटाशीट J-STD-020B के अनुरूप एक प्रोफाइल का संदर्भ देती है। प्रमुख पैरामीटर में आम तौर पर शामिल हैं:

• Pre-heat: 150°C से 200°C तक, अधिकतम 120 सेकंड के समय के साथ असेंबली को धीरे-धीरे गर्म करने और फ्लक्स को सक्रिय करने के लिए।
• Peak Temperature: अधिकतम 260°C। सोल्डर के लिक्विडस तापमान (उदाहरण के लिए, SAC305 के लिए 217°C) से ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए।
• कुल सोल्डरिंग समय: शीर्ष तापमान पर अधिकतम 10 सेकंड, अधिकतम दो रीफ्लो चक्रों की अनुमति है।

नोट: इष्टतम प्रोफ़ाइल विशिष्ट PCB डिज़ाइन, घटकों, सोल्डर पेस्ट और ओवन पर निर्भर करती है। प्रदान की गई प्रोफ़ाइल एक दिशानिर्देश है जिसे वास्तविक उत्पादन सेटअप के लिए अभिलक्षित किया जाना चाहिए।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए:

• Iron Temperature: Maximum 300°C.
• Soldering Time: प्रति जोड़ अधिकतम 3 सेकंड।
• सीमा: एलईडी पैकेज पर तापीय प्रतिबल को कम करने के लिए हैंड सोल्डरिंग के लिए केवल एक सोल्डरिंग चक्र की अनुमति है।

6.3 सफाई

केवल निर्दिष्ट सफाई एजेंटों का उपयोग किया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस या पैकेज को नुकसान पहुंचा सकते हैं। यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो कमरे के तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबोने की सिफारिश की जाती है।

6.4 भंडारण और हैंडलिंग

डिवाइस की नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL 3) के कारण उचित भंडारण महत्वपूर्ण है:

• सीलबंद पैकेज: ≤30°C और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें। बैग सील की तारीख से एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
• खुला हुआ पैकेज: 30°C से कम या बराबर और 60% RH से कम तापमान पर स्टोर करें। घटकों को परिवेशी वायु के संपर्क में आने के 168 घंटे (7 दिन) के भीतर IR-रीफ्लो किया जाना चाहिए।
• विस्तारित एक्सपोजर: 168 घंटे से अधिक समय तक भंडारण के लिए, डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में स्टोर करें। 168 घंटे से अधिक समय तक संपर्क में रहे घटकों को सोल्डरिंग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेकिंग की आवश्यकता होती है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

7.1 Tape and Reel Specifications

एलईडी उद्योग-मानक उभरी हुई वाहक टेप में आपूर्ति की जाती हैं:

• टेप की चौड़ाई: 8 मिमी.
• रील का व्यास: 7 इंच.
• Quantity per Reel: 2000 pieces (standard full reel).
• Minimum Order Quantity (MOQ): शेष मात्रा के लिए 500 टुकड़े।
• टेप को एक शीर्ष कवर टेप के साथ सील किया गया है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देशों के अनुरूप है, जिसमें लगातार अधिकतम दो लुप्त घटकों के लिए अनुमति है।

8. अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन विचार

8.1 Current Limiting

विश्वसनीय संचालन के लिए एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर अनिवार्य है। रेसिस्टर मान (R_s) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R_s = (V_{आपूर्ति} - V_F) / I_F. अधिकतम V का उपयोग करें_F बिन या डेटाशीट से यह सुनिश्चित करने के लिए कि करंट वांछित I से अधिक न हो_F सबसे खराब स्थितियों में। रेसिस्टर की पावर रेटिंग पर्याप्त होनी चाहिए: P_R = (I_F)² * R_s.

8.2 Thermal Management

हालांकि यह एक कम-शक्ति वाला उपकरण है, उचित थर्मल डिज़ाइन जीवनकाल बढ़ाता है और प्रकाश उत्पादन स्थिरता बनाए रखता है। एलईडी के थर्मल पैड (यदि लागू हो) या लीड से जुड़े पीसीबी पर पर्याप्त तांबे का क्षेत्र सुनिश्चित करें ताकि गर्मी नष्ट हो सके। उच्च परिवेशी तापमान में पूर्ण अधिकतम धारा और शक्ति अपव्यय पर कार्य करने से बचें।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

120° का दृश्य कोण एक बहुत ही चौड़ी बीम प्रदान करता है। अधिक केंद्रित बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस, लाइट पाइप) का उपयोग करना चाहिए। वाटर-क्लियर लेंस उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां डाई इमेज महत्वपूर्ण नहीं है; अधिक विसरित उपस्थिति के लिए, एक दूधिया या रंगीन विसरित लेंस की आवश्यकता होगी।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

9.1 Luminous Flux और Luminous Intensity में क्या अंतर है?

Luminous Flux (lm) स्रोत द्वारा सभी दिशाओं में उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की कुल मात्रा को मापता है। Luminous Intensity (mcd) मापता है कि एक विशिष्ट दिशा में स्रोत कितना चमकीला प्रतीत होता है। एक उच्च-तीव्रता वाले LED की किरण पुंज संकीर्ण हो सकती है, जबकि एक उच्च-फ्लक्स वाला LED अधिक कुल प्रकाश उत्सर्जित करता है, संभवतः एक व्यापक क्षेत्र में। इस डेटाशीट में, तीव्रता फ्लक्स माप से प्राप्त एक संदर्भित मान है।

9.2 बिनिंग क्यों महत्वपूर्ण है?

निर्माण में भिन्नताओं के कारण व्यक्तिगत एलईडी के बीच V, प्रकाश उत्पादन और रंग में अंतर होता है।_Fबिनिंग उन्हें सख्ती से नियंत्रित मापदंडों वाले समूहों में वर्गीकृत करती है। एक समान रूप की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे, मल्टी-एलईडी डिस्प्ले, बैकलाइट्स) या सटीक करंट ड्राइव के लिए, एक ही समूह से एकल बिन या बिन के मिश्रण को निर्दिष्ट करना आवश्यक है।

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

नहीं। LED एक डायोड है जिसकी I-V विशेषता गैर-रैखिक होती है। इसके V_f से थोड़ा अधिक वोल्टेज भी करंट में भारी और संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकता है।_F ऑपरेटिंग पॉइंट को सुरक्षित रूप से निर्धारित करने के लिए एक श्रृंखला रेसिस्टर (या एक स्थिर-धारा ड्राइवर) हमेशा आवश्यक होता है।

9.4 यदि मैं बैग खोलने के बाद स्टोरेज या रीफ्लो समय से अधिक समय तक रखूं तो क्या होगा?

प्लास्टिक पैकेज में अवशोषित नमी उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक परतों का अलग होना, दरार पड़ना या बॉन्ड वायर क्षति ("पॉपकॉर्निंग") हो सकती है। MSL 3 दिशानिर्देशों (168 घंटे फ्लोर लाइफ) का पालन करना और यदि समय सीमा से अधिक हो जाए तो आवश्यक बेक-आउट करना, असेंबली उपज और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।

10. Operational Principle and Technology

10.1 AlInGaP Semiconductor Technology

यह एलईडी अपने सक्रिय क्षेत्र के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक यौगिक का उपयोग करती है। क्रिस्टल विकास के दौरान इन तत्वों के अनुपात को सटीक रूप से नियंत्रित करके, सामग्री के बैंडगैप को इस प्रकार अभियांत्रिक किया जाता है कि जब इलेक्ट्रॉन और होल बैंडगैप के पार पुनर्संयोजित होते हैं (विद्युत्-प्रकाश उत्सर्जन), तो यह दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र (लगभग 590 nm) में प्रकाश उत्सर्जित करे। AlInGaP प्रौद्योगिकी लाल, नारंगी और पीली तरंगदैर्ध्य में अपनी उच्च दक्षता के लिए जानी जाती है।

10.2 SMD पैकेज निर्माण

सेमीकंडक्टर डाई को एक लीडफ्रेम पर माउंट किया जाता है, जो विद्युत कनेक्शन (एनोड और कैथोड) प्रदान करता है और अक्सर हीट सिंक के रूप में कार्य करता है। बॉन्ड तार डाई के शीर्ष को दूसरे लीडफ्रेम टर्मिनल से जोड़ते हैं। इस असेंबली को फिर एक पारदर्शी एपॉक्सी या सिलिकॉन मोल्डिंग कंपाउंड में एनकैप्सुलेट किया जाता है जो लेंस बनाता है। लेंस का आकार देखने के कोण को निर्धारित करता है और यांत्रिक एवं पर्यावरणीय सुरक्षा प्रदान करता है।