SMD LED LTST-M140KSKT डेटाशीट - पीला AlInGaP - 30mA - 72mW - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ LTST-M140KSKT, एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) के लिए पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह घटक एलईडी के एक परिवार से संबंधित है जिसे स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त लघु आकार और विन्यास शामिल हैं। एलईडी पीले प्रकाश उत्पादन के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करती है, जो एक वाटर-क्लियर लेंस पैकेज में एनकैप्सुलेटेड है।

मूल डिज़ाइन दर्शन आधुनिक बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के साथ संगतता पर केंद्रित है। यह डिवाइस स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगत होने और मानक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के थर्मल प्रोफाइल को सहन करने के लिए इंजीनियर की गई है, जो इसे सुव्यवस्थित उत्पादन लाइनों के लिए आदर्श बनाती है।

लक्षित बाजार और अनुप्रयोग व्यापक हैं, जो घटक की बहुमुखी प्रतिभा और विश्वसनीयता को दर्शाते हैं। प्राथमिक अनुप्रयोगों में स्टेटस इंडिकेटर्स, फ्रंट पैनलों के लिए बैकलाइटिंग, और दूरसंचार उपकरण, कार्यालय स्वचालन उपकरण, घरेलू उपकरणों और विभिन्न औद्योगिक उपकरणों के भीतर सिग्नल या प्रतीक प्रकाश शामिल हैं।

2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये मान 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट हैं। अधिकतम निरंतर अग्र धारा (DC) 30 mA है। 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई वाली स्पंदित स्थितियों में, डिवाइस 80 mA की शिखर अग्र धारा को संभाल सकता है। LED पर लागू अधिकतम अनुमेय विपरीत वोल्टेज 5 V है। कुल शक्ति अपव्यय 72 mW से अधिक नहीं होना चाहिए। डिवाइस -40°C से +85°C के तापमान सीमा के भीतर संचालन के लिए रेटेड है और -40°C से +100°C तक के वातावरण में संग्रहित किया जा सकता है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

विशिष्ट विद्युत और प्रकाशीय प्रदर्शन Ta=25°C पर अग्र धारा (IF) 20 mA के साथ मापा जाता है, जो मानक परीक्षण स्थिति है। मुख्य पैरामीटर में शामिल हैं:

• Luminous Flux (Φv): यह न्यूनतम 0.42 लुमेन (lm) से लेकर आमतौर पर अधिकतम 1.35 lm तक होता है। यह उत्सर्जित प्रकाश की कुल अनुभूत शक्ति को मापता है।
• दीप्त तीव्रता (Iv): यह दीप्त फ्लक्स से संबंधित है, जिसकी न्यूनतम मात्रा 140 मिलीकैंडेला (mcd) और आमतौर पर अधिकतम मात्रा 450 mcd होती है। तीव्रता को केंद्रीय अक्ष के साथ मापा जाता है।
• दृश्य कोण (2θ1/2): वह पूर्ण कोण जिस पर दीप्त तीव्रता अक्षीय मान की आधी होती है, आम तौर पर 120 डिग्री होता है, जो एक विस्तृत दृश्य पैटर्न को दर्शाता है।
• Peak Wavelength (λP): वह तरंगदैर्ध्य जिस पर वर्णक्रमीय उत्सर्जन सबसे प्रबल होता है, आम तौर पर 591 नैनोमीटर (nm) होता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): वह एकल तरंगदैर्ध्य जो अनुभूत रंग को परिभाषित करती है, 584.5 nm से 594.5 nm के बीच निर्दिष्ट, जो एक सुसंगत पीला रंग सुनिश्चित करती है।
• स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (Δλ): आमतौर पर 15 nm, उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या बैंडविड्थ का वर्णन करता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 20 mA पर 1.8 V से 2.4 V तक की सीमा, बिन्डेड भागों के लिए ±0.1 V की सहनशीलता के साथ।
• रिवर्स करंट (IR): 5 V रिवर्स बायस लगाने पर अधिकतम 10 माइक्रोएम्पियर (μA)।

3. Binning System Explanation

बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। इससे डिज़ाइनर अपने एप्लिकेशन के लिए विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले पार्ट्स का चयन कर सकते हैं।

3.1 Forward Voltage (VF) Binning

एलईडी को 20 एमए पर तीन वोल्टेज बिन (D2, D3, D4) में वर्गीकृत किया गया है। बिन D2 1.8V से 2.0V, D3 2.0V से 2.2V और D4 2.2V से 2.4V को कवर करता है। प्रत्येक बिन में ±0.1V सहनशीलता होती है। एक सख्त वोल्टेज बिन का चयन अधिक सुसंगत ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने में मदद कर सकता है, खासकर जब कई एलईडी श्रृंखला में जुड़े हों।

3.2 Luminous Flux and Intensity Binning

प्रकाश उत्पादन को पाँच प्राथमिक कोड (C2, D1, D2, E1, E2) में वर्गीकृत किया गया है। उदाहरण के लिए, बिन C2 0.42 lm से 0.54 lm (140-180 mcd के अनुरूप) के बीच प्रकाश प्रवाह निर्दिष्ट करता है, जबकि उच्चतम आउटपुट बिन, E2, 1.07 lm से 1.35 lm (355-450 mcd) को कवर करता है। प्रत्येक तीव्रता बिन के लिए सहनशीलता ±11% है। यह वर्गीकरण उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिनमें कई संकेतकों या बैकलाइटिंग सरणियों में एकसमान चमक की आवश्यकता होती है।

3.3 Hue (Dominant Wavelength) Binning

प्रमुख तरंगदैर्ध्य, जो पीले रंग के सटीक शेड को परिभाषित करता है, को चार श्रेणियों में बांटा गया है: H (584.5-587.0 nm), J (587.0-589.5 nm), K (589.5-592.0 nm), और L (592.0-594.5 nm)। प्रत्येक बिन की सहनशीलता ±1 nm है। यह उन अनुप्रयोगों में सटीक रंग मिलान की अनुमति देता है जहां विशिष्ट पीले रंग के टोन की आवश्यकता होती है, जैसे कि ट्रैफिक सिग्नल या विशिष्ट स्थिति संकेतकों में।

4. Performance Curve Analysis

जबकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल डेटा संदर्भित है, ऐसे एलईडी के लिए विशिष्ट प्रदर्शन वक्र आवश्यक डिज़ाइन अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं। इनमें आम तौर पर शामिल हैं:

• Current vs. Voltage (I-V) Curve: फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। यह वक्र ऑपरेटिंग पॉइंट निर्धारित करने और करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिज़ाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• Luminous Intensity vs. Forward Current (I-L Curve): यह दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है, आमतौर पर अनुशंसित संचालन सीमा के भीतर लगभग रैखिक संबंध में। यह वांछित चमक के लिए ड्राइव करंट का चयन करने में सहायता करता है।
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी को दर्शाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए इस डीरेटिंग को समझना महत्वपूर्ण है।
• स्पेक्ट्रल वितरण वक्र: तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष तीव्रता को आलेखित करता है, जो ~591 nm पर शिखर और 15 nm अर्ध-चौड़ाई दिखाता है, जो एकवर्णी पीले उत्सर्जन की पुष्टि करता है।
• दृश्य कोण पैटर्न: एक ध्रुवीय आरेख जो प्रकाश तीव्रता के कोणीय वितरण को दर्शाता है, आमतौर पर लैम्बर्टियन या समान उत्सर्जन पैटर्न के साथ 120-डिग्री व्यूइंग एंगल की पुष्टि करता है।

5. Mechanical and Package Information

5.1 पैकेज आयाम

एलईडी एक मानक एसएमडी पैकेज में आती है। सभी आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.2 मिमी है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। डेटाशीट में एक विस्तृत यांत्रिक चित्र शामिल है जो शीर्ष दृश्य, पार्श्व दृश्य और फुटप्रिंट दिखाता है, जिसमें बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और सोल्डर पैड के स्थान और आकार जैसे प्रमुख आयाम शामिल हैं।

5.2 पैड डिज़ाइन और ध्रुवीयता पहचान

इन्फ्रारेड और वाष्प चरण रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं दोनों के लिए एक अनुशंसित पीसीबी लैंड पैटर्न (अटैचमेंट पैड) प्रदान किया गया है। यह पैटर्न विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने और यांत्रिक स्थिरता के लिए अनुकूलित है। घटक में ध्रुवीयता चिह्न होते हैं, जो आमतौर पर पैकेज पर ही कैथोड मार्कर (जैसे नॉच, डॉट या ट्रिम्ड लीड) द्वारा दर्शाए जाते हैं। सही अभिविन्यास आवश्यक है क्योंकि एलईडी डायोड होते हैं और केवल एक दिशा में करंट प्रवाह की अनुमति देते हैं।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

डेटाशीट J-STD-020B के अनुरूप, लीड-मुक्त प्रक्रियाओं के लिए एक सुझाई गई IR रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान करती है। मुख्य पैरामीटर में प्री-हीट ज़ोन, एक नियंत्रित रैंप-अप से पीक तापमान तक, और एक नियंत्रित कूलिंग चरण शामिल हैं। अनुशंसित अधिकतम पीक तापमान 260°C है, जिसमें 217°C (सामान्य लीड-मुक्त सोल्डर के लिए लिक्विडस तापमान) से ऊपर के समय को एलईडी पैकेज या सेमीकंडक्टर डाई को तापीय क्षति से बचाने के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है।

6.2 भंडारण और हैंडलिंग सावधानियां

एलईडी नमी-संवेदनशील उपकरण हैं। जब उन्हें सीलबंद नमी-रोधी पैकेजिंग में सिलिका जेल के साथ बंद किया जाता है, तो उन्हें ≤30°C और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार सीलबंद बैग खोलने के बाद, "फ्लोर लाइफ" शुरू हो जाती है। घटकों को ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और उन्हें 168 घंटों के भीतर IR-रीफ्लो करने की सिफारिश की जाती है (JEDEC Level 3)। इस अवधि से अधिक समय तक संग्रहण के लिए, 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।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग किया जाना चाहिए। एलईडी को कमरे के तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबोने की सिफारिश की जाती है। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर एपॉक्सी लेंस या पैकेज सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

स्वचालित असेंबली के लिए मानक पैकेजिंग 7-इंच (178 मिमी) व्यास के रील पर लपेटी गई 12 मिमी चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA-481 मानकों का अनुपालन करते हैं। शेष ऑर्डर के लिए न्यूनतम पैकिंग मात्रा 500 टुकड़े उपलब्ध है। टेप में घटक पॉकेट को सील करने के लिए एक कवर टेप शामिल है, और एक रील में लगातार गुम घटकों की अधिकतम अनुमत संख्या दो है।

8. एप्लिकेशन सुझाव

8.1 टिपिकल एप्लिकेशन सर्किट्स

सबसे आम ड्राइव विधि एक स्थिर धारा स्रोत या एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला है। रोकनेवाला मान (R) की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है: R = (Vsupply - VF) / IF, जहां VF वांछित धारा IF पर LED का अग्र वोल्टेज है। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति, 2.0V का VF, और 20mA के लक्ष्य IF के साथ, आवश्यक श्रृंखला रोकनेवाला (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 ओम है। कम से कम (5V-2.0V)*0.02A = 0.06W के लिए रेटेड एक रोकनेवाला चुना जाना चाहिए, जिसमें 1/8W या 1/10W रोकनेवाला विशिष्ट होता है।

8.2 Design Considerations

• करंट लिमिटिंग: हमेशा एक करंट-लिमिटिंग डिवाइस (रोकनेवाला या ड्राइवर IC) का उपयोग करें। सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ने पर अत्यधिक करंट प्रवाहित होगा और तत्काल विफलता होगी।
• थर्मल प्रबंधन: हालांकि पावर डिसिपेशन कम है, सोल्डर पैड के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर एरिया या थर्मल वाया सुनिश्चित करने से गर्मी का अपव्यय होने में मदद मिल सकती है, खासकर उच्च परिवेश तापमान की स्थितियों में या उच्च करंट पर चलाए जाने पर।
• ESD सुरक्षा: हालांकि इसे स्पष्ट रूप से अत्यधिक संवेदनशील नहीं कहा गया है, असेंबली के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: 120-डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक दृश्यता की आवश्यकता होती है। केंद्रित प्रकाश के लिए, द्वितीयक ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता होगी।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

LTST-M140KSKT पीले उत्सर्जन के लिए AlInGaP प्रौद्योगिकी के उपयोग के माध्यम से स्वयं को विशिष्ट बनाता है। GaAsP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, AlInGaP एलईडी काफी उच्च दीप्त दक्षता प्रदान करती है, जिसके परिणामस्वरूप समान ड्राइव करंट पर अधिक चमकदार आउटपुट और बेहतर तापमान स्थिरता प्राप्त होती है। 120-डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल संकेतक अनुप्रयोगों के लिए एक प्रमुख विशेषता है। मैनुअल इंसर्शन की आवश्यकता वाले थ्रू-होल एलईडी की तुलना में, मानक IR रीफ्लो प्रक्रियाओं और टेप-एंड-रील पैकेजिंग के साथ इसकी अनुकूलता इसे स्वचालित, उच्च-मात्रा वाले विनिर्माण के लिए एक लागत-प्रभावी विकल्प बनाती है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

प्र: ल्यूमिनस फ्लक्स (एलएम) और ल्यूमिनस इंटेंसिटी (एमसीडी) में क्या अंतर है?
उ: ल्यूमिनस फ्लक्स सभी दिशाओं में उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की कुल मात्रा को मापता है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी एक विशिष्ट दिशा (आमतौर पर केंद्रीय अक्ष) में चमक को मापती है। इस तरह के वाइड-एंगल एलईडी के लिए, एमसीडी मान एक संदर्भ बिंदु है, लेकिन कुल प्रकाश उत्पादन को लुमेन मान द्वारा बेहतर रूप से दर्शाया जाता है।

प्र: क्या मैं इस एलईडी को 3.3V आपूर्ति से चला सकता हूं?
हाँ। 2.0V के एक सामान्य VF और 20mA के लक्ष्य करंट के साथ सूत्र का उपयोग करते हुए, आवश्यक श्रृंखला रोकनेवाला (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 ओम होगा। सुनिश्चित करें कि रोकनेवाला की पावर रेटिंग पर्याप्त है।

बिनिंग क्यों महत्वपूर्ण है?
बिनिंग रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करता है। यदि आप किसी उत्पाद में कई एलईडी का उपयोग कर रहे हैं (जैसे, स्टेटस लाइट्स की एक सरणी), तो समान वोल्टेज, तीव्रता और तरंगदैर्ध्य बिन से ऑर्डर करने से एक समान रूप की गारंटी मिलती है।

Q: यदि मैं 5V के पूर्ण अधिकतम रिवर्स वोल्टेज से अधिक हो जाऊं तो क्या होगा?
A> Applying a reverse voltage beyond the rating can cause a sudden, catastrophic breakdown of the LED's PN junction, leading to immediate and permanent failure.

11. व्यावहारिक उपयोग का उदाहरण

Scenario: एक नेटवर्क राउटर के लिए एक स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिजाइन करना। पैनल को विभिन्न पोर्ट्स पर लिंक एक्टिविटी दिखाने के लिए चार पीले एलईडी की आवश्यकता है। यूजर अनुभव के लिए एकसमान चमक और रंग महत्वपूर्ण हैं।
Design Steps:
1. इसके पीले रंग, उपयुक्त चमक और एसएमडी फॉर्म फैक्टर के कारण LTST-M140KSKT का चयन करें।
2. बिन निर्दिष्ट करें: स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एकल चमकदार तीव्रता बिन (जैसे, 224-280 एमसीडी के लिए D2) और एकल प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन (जैसे, 587.0-589.5 एनएम के लिए J) चुनें। एक मध्यम श्रेणी का वोल्टेज बिन (D3) स्वीकार्य है।
3. सर्किट डिजाइन: राउटर के पीसीबी पर एक सामान्य 3.3V रेल का उपयोग करें। प्रत्येक एलईडी के लिए श्रृंखला रोकनेवाला की गणना करें। 2.1V (बिन D3 के मध्य) के VF और 20mA के लक्ष्य को मानते हुए: R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 ओम। एक मानक 62-ओम, 1/10W रोकनेवाला का उपयोग करें।
4. लेआउट: एलईडी को पीसीबी फ्रंट पैनल पर सममित रूप से रखें। अच्छी सोल्डर क्षमता सुनिश्चित करने के लिए डेटाशीट से अनुशंसित लैंड पैटर्न का पालन करें।
5. असेंबली: अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करें। सुनिश्चित करें कि एलईडी के खुले रील का उपयोग 168-घंटे की फ्लोर लाइफ के भीतर किया जाता है या लंबे समय तक संग्रहीत करने पर उचित रूप से बेक किया जाता है।

12. कार्य सिद्धांत

इस LED में प्रकाश उत्सर्जन AlInGaP सामग्री से बने एक अर्धचालक PN जंक्शन में विद्युत-प्रकाशमानता पर आधारित है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो N-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और P-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में अंत:क्षिप्त होते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है—इस मामले में, पीला (~591 nm)। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस अर्धचालक चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

LTST-M140KSKT जैसे SMD LED का विकास इलेक्ट्रॉनिक्स में लघुकरण, बढ़ी हुई विश्वसनीयता और स्वचालित विनिर्माण की व्यापक प्रवृत्ति का हिस्सा है। AlInGaP प्रौद्योगिकी लाल, नारंगी और पीले LED के लिए एक परिपक्व और कुशल समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। उद्योग में चल रही प्रवृत्तियों में और भी अधिक दीप्त प्रभावकारिता (प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन) के लिए धक्का, सख्त बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता, और सघन एकीकरण को सक्षम करने के लिए और भी छोटे पैकेज आकारों (जैसे, चिप-स्केल पैकेज) का विकास शामिल है। इसके अलावा, ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों, जैसे उच्च तापमान और आर्द्रता सीमा के तहत विश्वसनीयता बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित है।