एसएमडी एलईडी LTST-B680VSKT डेटाशीट - पीला AlInGaP - 20mA - 120mW - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-B680VSKT एक सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) लाइट-एमिटिंग डायोड (एलईडी) है जिसे स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह मिनिएचर एलईडी के परिवार से संबंधित है जो सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। यह डिवाइस पीला प्रकाश उत्पन्न करने के लिए एल्युमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जिसे वाटर-क्लियर लेंस पैकेज में एनकैप्सुलेट किया गया है। इसके प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य उच्च मात्रा वाले विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ संगतता और विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक वातावरणों में विश्वसनीयता हैं।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस एलईडी के प्रमुख लाभों में RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध) निर्देशों का अनुपालन शामिल है, जो इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पर्यावरण-अनुकूल बनाता है। इसे 7-इंच व्यास के रील पर लपेटी गई 8mm टेप पर पैक किया गया है, जो एक मानक (EIA) प्रारूप है और स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगत है। यह विशेषता असेंबली लाइनों को काफी सुव्यवस्थित करती है। यह घटक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ भी संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो एसएमडी घटकों को जोड़ने की प्रमुख विधि है। इसके प्राथमिक लक्षित बाजार दूरसंचार उपकरण, कार्यालय स्वचालन उपकरण, घरेलू उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियाँ और इनडोर साइनेज या डिस्प्ले अनुप्रयोग हैं, जहाँ विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट संकेतक प्रकाश की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी पैरामीटर: गहन वस्तुनिष्ठ व्याख्या

यह खंड मानक परिस्थितियों में एलईडी की परिचालन सीमाओं और प्रदर्शन विशेषताओं का विस्तृत विश्लेषण प्रदान करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं, जिनके बाद डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये रेटिंग्स 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट की गई हैं। अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट (IF) 50 mA है। पल्स्ड ऑपरेशन के लिए, 0.1ms पल्स चौड़ाई के साथ सख्त 1/10 ड्यूटी साइकिल के तहत 80 mA का पीक फॉरवर्ड करंट अनुमेय है। लागू की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V है। डिवाइस 120 mW तक की शक्ति का अपव्यय कर सकता है। परिचालन और भंडारण तापमान सीमा -40°C से +100°C तक निर्दिष्ट है, जो कठोर वातावरण में उपयोग के लिए मजबूती दर्शाती है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर विशिष्ट परिचालन परिस्थितियों (Ta=25°C, IF=20mA) के तहत मापे जाते हैं और अपेक्षित प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं। चमकदार तीव्रता (Iv) की विशिष्ट सीमा 900 mcd (मिलिकैंडेला) से 1800 mcd तक है, जो संकेतक उद्देश्यों के लिए उपयुक्त एक चमकदार आउटपुट दर्शाती है। व्यूइंग एंगल (2θ1/2) 120 डिग्री है, जो एक बहुत ही विस्तृत बीम पैटर्न प्रदान करता है। पीक एमिशन वेवलेंथ (λp) आमतौर पर 591 nm होती है, जो दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र में आती है। प्रमुख वेवलेंथ (λd), जो अनुभव किए जाने वाले रंग को परिभाषित करती है, 584.0 nm से 594.0 nm के बीच निर्दिष्ट है। 20mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) न्यूनतम 1.8V से अधिकतम 2.4V तक होती है, जिसमें इस सीमा के भीतर एक विशिष्ट मान निहित है। रिवर्स करंट (IR) बहुत कम है, जो 5V रिवर्स बायस पर अधिकतम 10 μA है।

3. बिन रैंकिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को उन घटकों का चयन करने की अनुमति देता है जो उनके अनुप्रयोग के लिए विशिष्ट थ्रेशोल्ड आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) रैंक

एलईडी को 20mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर बिन किया जाता है। बिन हैं: D2 (1.80V - 2.00V), D3 (2.00V - 2.20V), और D4 (2.20V - 2.40V)। प्रत्येक बिन पर ±0.1V का सहनशीलता लागू होती है। एक ही Vf बिन से एलईडी का चयन करने से मल्टीपल एलईडी को एक सामान्य वोल्टेज स्रोत से समानांतर में चलाते समय करंट एकरूपता बनाए रखने में मदद मिलती है।

3.2 चमकदार तीव्रता (Iv) रैंक

चमकदार आउटपुट को तीन बिन में वर्गीकृत किया गया है: V2 (900 - 1120 mcd), W1 (1120 - 1400 mcd), और W2 (1400 - 1800 mcd)। प्रत्येक तीव्रता बिन पर ±11% की सहनशीलता लागू होती है। यह रैंकिंग उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ मल्टीपल संकेतकों में सुसंगत चमक स्तर की आवश्यकता होती है।

3.3 प्रमुख वेवलेंथ (Wd) रैंक

रंग (प्रमुख वेवलेंथ) को चार बिन में वर्गीकृत किया गया है: H (584.0 - 586.5 nm), J (586.5 - 589.0 nm), K (589.0 - 591.5 nm), और L (591.5 - 594.0 nm)। प्रत्येक बिन की सहनशीलता ±1 nm है। यह रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है, जो मल्टी-एलईडी डिस्प्ले या स्टेटस संकेतकों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ रंग मिलान महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का संदर्भ दिया गया है, उनके निहितार्थ यहाँ वर्णित हैं। विशिष्ट वक्रों में फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच संबंध शामिल होगा, जो डायोड की घातीय I-V विशेषता दिखाता है। एक अन्य प्रमुख वक्र परिवेश तापमान के विरुद्ध सापेक्ष चमकदार तीव्रता को प्लॉट करेगा, जो आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ आउटपुट में कमी दिखाता है। एक स्पेक्ट्रल वितरण वक्र 591 nm के आसपास केंद्रित प्रकाश उत्सर्जन की संकीर्ण बैंडविड्थ को दर्शाएगा, जो AlInGaP प्रौद्योगिकी की विशेषता है और एक संतृप्त पीले रंग का परिणाम देता है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

एलईडी एक मानक एसएमडी पैकेज में आती है। लेंस का रंग वाटर क्लियर है, और प्रकाश स्रोत का रंग AlInGaP चिप से पीला है। सभी पैकेज आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं जिनकी मानक सहनशीलता ±0.2 mm है, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। डेटाशीट में एलईडी के लिए विस्तृत आयामी चित्र, इन्फ्रारेड या वेपर फेज रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित पीसीबी अटैचमेंट पैड लेआउट, और पैकेजिंग (टेप और रील आयाम) शामिल हैं।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 अनुशंसित IR रीफ्लो प्रोफाइल

लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए, J-STD-020B के अनुरूप एक रीफ्लो प्रोफाइल की अनुशंसा की जाती है। प्रमुख पैरामीटर में 150°C और 200°C के बीच प्री-हीट तापमान, अधिकतम 120 सेकंड तक प्री-हीट समय और अधिकतम 10 सेकंड के लिए 260°C से अधिक न होने वाला पीक पैकेज बॉडी तापमान शामिल हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इष्टतम प्रोफाइल विशिष्ट पीसीबी डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए ओवन पर निर्भर करती है।

6.2 भंडारण स्थितियाँ

डिसिकेंट युक्त अनओपन्ड मॉइस्चर-प्रूफ बैग को ≤30°C और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहीत किया जाना चाहिए, जिसकी अनुशंसित शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। मूल पैकेजिंग खोलने के बाद, एलईडी को ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए। खोलने के 168 घंटे (7 दिन) के भीतर IR रीफ्लो प्रक्रिया पूरी करने की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। इस अवधि से अधिक समय तक भंडारण के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेकिंग आवश्यक है ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" क्षति को रोका जा सके।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता है, तो केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट जैसे एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल का उपयोग किया जाना चाहिए। एलईडी को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर से बचना चाहिए क्योंकि वे पैकेज सामग्री को नुकसान पहुँचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

मानक पैकेजिंग 7-इंच (178mm) व्यास के रील पर 8mm टेप है। एक मानक 13-इंच रील में 8000 टुकड़े होते हैं। अवशेषों के लिए न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 500 टुकड़े है। पैकेजिंग ANSI/EIA 481 विनिर्देशों का पालन करती है, जिसमें टेप में अधिकतम दो लगातार लापता घटक (खाली पॉकेट) की अनुमति है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

एलईडी करंट-चालित डिवाइस हैं। समानांतर में मल्टीपल एलईडी चलाते समय विश्वसनीय संचालन और एकसमान चमक के लिए, प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना आवश्यक है। यह प्रत्येक डिवाइस के फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) में मामूली भिन्नताओं की क्षतिपूर्ति करता है, करंट हॉगिंग को रोकता है जहाँ एक एलईडी अधिक करंट खींचती है और चमकदार दिखती है जबकि अन्य मंद होती हैं। एक साधारण श्रृंखला रेसिस्टर सर्किट अनुशंसित और सबसे विश्वसनीय ड्राइव विधि है।

8.2 डिज़ाइन विचार

डिजाइनरों को थर्मल प्रबंधन पर विचार करना चाहिए। हालांकि डिवाइस 100°C तक काम कर सकता है, चमकदार आउटपुट जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। उच्च-करंट या उच्च-परिवेश तापमान अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र या थर्मल वायस आवश्यक हो सकते हैं। 120-डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल इस एलईडी को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ संकेतक को विस्तृत स्थितियों की सीमा से दिखाई देना आवश्यक है, लेकिन फोकस्ड बीम अनुप्रयोगों के लिए नहीं।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

गैलियम फॉस्फाइड (GaP) जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, AlInGaP एलईडी लाल से पीले रंग की सीमा में रंगों के लिए उच्च दक्षता और चमकदार आउटपुट प्रदान करती हैं। डिफ्यूज़्ड या टिंटेड लेंस के विपरीत, वाटर-क्लियर लेंस चिप से संभव उच्चतम प्रकाश आउटपुट प्रदान करता है, जिससे चमकदार तीव्रता अधिकतम होती है। एक मानक EIA पैकेज, टेप-एंड-रील पैकेजिंग और IR रीफ्लो संगतता का संयोजन इस डिवाइस को आधुनिक, स्वचालित इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाता है, जो थ्रू-होल एलईडी की तुलना में लागत और असेंबली गति में लाभ प्रदान करता है।

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

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक सप्लाई से चला सकता हूँ?

उत्तर: नहीं। आपको हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। आवश्यक रेसिस्टर मान की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R = (V_supply - Vf_LED) / I_desired। उदाहरण के लिए, 5V सप्लाई, 2.2V Vf और 20mA वांछित करंट के साथ, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 ओम।

प्रश्न: Vf, Iv और Wd के लिए बिनिंग सिस्टम क्यों है?

उत्तर: अर्धचालक विनिर्माण में प्राकृतिक भिन्नताएँ होती हैं। बिनिंग भागों को प्रदर्शन समूहों में वर्गीकृत करती है, जिससे डिजाइनर अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक स्थिरता स्तर चुन सकते हैं, अंतिम उत्पाद में पूर्वानुमेय व्यवहार सुनिश्चित कर सकते हैं।

प्रश्न: यदि मैं पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स से अधिक हो जाऊं तो क्या होगा?

उत्तर: इन सीमाओं को पार करने से, यहाँ तक कि क्षणिक रूप से भी, तत्काल या अव्यक्त क्षति हो सकती है, जिससे जीवनकाल कम हो सकता है या विनाशकारी विफलता हो सकती है। हमेशा सुरक्षा मार्जिन के साथ डिज़ाइन करें।

11. व्यावहारिक उपयोग मामला उदाहरण

एक औद्योगिक उपकरण के लिए मल्टीपल पीले स्टेटस संकेतकों के साथ एक कंट्रोल पैनल डिजाइन करने पर विचार करें। डिजाइनर W1 तीव्रता बिन (1120-1400 mcd) और K वेवलेंथ बिन (589.0-591.5 nm) से एलईडी का चयन करता है ताकि एकसमान चमक और रंग सुनिश्चित हो सके। एलईडी को अनुशंसित पैड लेआउट के साथ पीसीबी पर रखा जाता है। एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन, जिसे ओपन-ड्रेन आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, प्रत्येक एलईडी को 3.3V रेल से जुड़े 150-ओम श्रृंखला रेसिस्टर के माध्यम से चलाता है। यह सेटअप लगभग 18mA का करंट प्रदान करता है ((3.3V - 2.2V)/150Ω ≈ 7.3mA, वास्तविक Vf के लिए पुनर्गणना आवश्यक), जो विनिर्देशों के भीतर विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करता है। पैनल को डेटाशीट दिशानिर्देशों का पालन करने वाली प्रोफाइल के साथ IR रीफ्लो प्रक्रिया का उपयोग करके असेंबल किया जाता है।

12. परिचालन सिद्धांत परिचय

एक एलईडी एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब डायोड के थ्रेशोल्ड से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लागू की जाती है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन सक्रिय परत (इस मामले में, AlInGaP से बनी) के भीतर p-टाइप क्षेत्र से होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। AlInGaP में लाल, नारंगी, एम्बर और पीले स्पेक्ट्रल क्षेत्रों में प्रकाश के अनुरूप बैंडगैप होती है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

एसएमडी एलईडी प्रौद्योगिकी में सामान्य रुझान कभी अधिक चमकदार दक्षता (विद्युत इनपुट के प्रति वाट अधिक प्रकाश आउटपुट), बेहतर कलर रेंडरिंग और संतृप्ति, और छोटे पैकेजों में बढ़ी हुई पावर घनत्व की ओर है। उच्च विश्वसनीयता और लंबे परिचालन जीवनकाल के लिए भी एक निरंतर प्रयास है। इसके अलावा, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एकीकरण, जैसे अंतर्निहित करंट रेगुलेटर या पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) ड्राइवर, उन्नत एलईडी पैकेजों में अधिक सामान्य हो रहा है, हालाँकि यहाँ वर्णित डिवाइस एक बुनियादी, असतत घटक है।