एसएमडी मिडिल पावर डीप रेड एलईडी 67-21एस - पीएलसीसी-2 पैकेज - 2.0x1.25x0.7मिमी - 2.0-2.9वी - 60एमए - 40-100एमडब्ल्यू - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) मिडिल पावर एलईडी के विनिर्देशों का विवरण देता है, जो गहरी लाल रोशनी उत्सर्जित करने के लिए एलगैइनपी चिप तकनीक का उपयोग करता है। यह घटक एक कॉम्पैक्ट पीएलसीसी-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) पैकेज में रखा गया है, जो स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके प्राथमिक लाभों में उच्च दीप्त प्रभावकारिता, विस्तारित संचालन के लिए उपयुक्त मध्यम बिजली की खपत और एक बहुत ही विस्तृत दृश्य कोण शामिल है जो समान प्रकाश वितरण सुनिश्चित करता है। ये विशेषताएं इसे साधारण संकेतक उपयोग से परे प्रकाश व्यवस्था के व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए एक बहुमुखी विकल्प बनाती हैं।

1.1 प्रमुख विशेषताएं और अनुपालन

• पैकेज: विश्वसनीय एसएमटी प्लेसमेंट के लिए मानक पीएलसीसी-2 फॉर्म फैक्टर।
• उत्सर्जित रंग: गहरा लाल (650-680 एनएम शिखर तरंगदैर्ध्य)।
• देखने का कोण: 120 डिग्री (सामान्य), एक विस्तृत विकिरण पैटर्न प्रदान करता है।
• पर्यावरण अनुपालन: The product is Pb-free (lead-free), compliant with the EU RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive, adheres to EU REACH regulations, and meets halogen-free standards (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Binning: ANSI (American National Standards Institute) मानकों का अनुसरण करता है जिससे रंग और फ्लक्स आउटपुट में स्थिरता बनी रहती है, जो उत्पादन बैचों में एकरूपता सुनिश्चित करती है।

1.2 Target Applications

यह एलईडी कुशल लाल उत्सर्जन की आवश्यकता वाले प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई है। सामान्य उपयोग के मामलों में शामिल हैं:

• सजावटी और मनोरंजन प्रकाश व्यवस्था: वास्तुशिल्पीय एक्सेंट लाइटिंग, स्टेज लाइटिंग और मूड लाइटिंग जहां विशिष्ट रंग बिंदु महत्वपूर्ण हैं।
• कृषि प्रकाश व्यवस्था: उद्यानिकी और ऊर्ध्वाधर खेती में पूरक प्रकाश व्यवस्था, विशेष रूप से फोटोमॉर्फोजेनेसिस प्रक्रियाओं में जहां लाल प्रकाश पौधों की वृद्धि और फूलने को प्रभावित करता है।
• सामान्य प्रकाश व्यवस्था: ट्यून करने योग्य सफेद प्रकाश या विशिष्ट रंग तापमान प्रभावों के लिए लाल घटक की आवश्यकता वाले ल्यूमिनेयर में एकीकरण।

2. Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है।

Important Note: यह उपकरण इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील है। अव्यक्त या विनाशकारी विफलता को रोकने के लिए असेंबली और हैंडलिंग के दौरान उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए।

3. इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

ये पैरामीटर एक सोल्डर पॉइंट तापमान (T_soldering) 25°C का और निर्दिष्ट शर्तों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

नोट्स:
1. रेडियोमेट्रिक पावर पर सहनशीलता ±11% है।
2. फॉरवर्ड वोल्टेज पर सहनशीलता ±0.1V है।

4. Binning System Explanation

उत्पादन में रंग और प्रदर्शन स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह उपकरण तीन स्वतंत्र बिनिंग मानदंडों का उपयोग करता है।

4.1 Radiometric Power Binning

LEDs को उनके 60mA पर प्रकाशिक आउटपुट पावर के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। बिन कोड उत्पाद ऑर्डरिंग नंबर का हिस्सा है।

4.2 Forward Voltage Binning

एलईडी को उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर भी वर्गीकृत किया जाता है, जो कि कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवरों को डिजाइन करने और थर्मल लोड का प्रबंधन करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 Peak Wavelength Binning

यह उत्सर्जित गहरे लाल प्रकाश के वर्णक्रमीय रंग को परिभाषित करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ विशिष्ट तरंगदैर्ध्य की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, पादप प्रकाशग्राही प्रतिक्रिया)।

Note: Dominant/Peak wavelength measurement tolerance is ±1nm.

5. Performance Curve Analysis

The following graphs, derived from typical data, illustrate how key parameters change with operating conditions. These are essential for robust system design.

5.1 Spectral Distribution

प्रदान किया गया स्पेक्ट्रम वक्र गहरे लाल क्षेत्र (विशिष्ट भाग के लिए लगभग 660-670nm) में एक संकीर्ण, सुस्पष्ट शिखर दर्शाता है, जो AlGaInP प्रौद्योगिकी की विशेषता है। अन्य वर्णक्रमीय बैंड में उत्सर्जन न्यूनतम है, जिसके परिणामस्वरूप एक संतृप्त लाल रंग प्राप्त होता है।

5.2 Forward Voltage vs. Junction Temperature (Fig.1)

एक सेमीकंडक्टर LED का फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है। जैसे-जैसे जंक्शन तापमान (T_j) 25°C से बढ़कर 115°C होता है, V_F लगभग 0.25V तक रैखिक रूप से घट जाता है। यह विशेषता ड्राइवर सर्किट में तापमान क्षतिपूर्ति के लिए महत्वपूर्ण है और इसका उपयोग अप्रत्यक्ष जंक्शन तापमान निगरानी के लिए किया जा सकता है।

5.3 Relative Radiometric Power vs. Forward Current (Fig.2)

ऑप्टिकल आउटपुट पावर फॉरवर्ड करंट के साथ उप-रैखिक रूप से बढ़ती है। उच्च धाराओं पर चलाने से अधिक प्रकाश मिलता है, लेकिन इससे काफी अधिक ऊष्मा भी उत्पन्न होती है, जिससे दक्षता (लुमेन प्रति वाट) कम हो जाती है और संभावित रूप से जीवनकाल घट सकता है। यह वक्र डिजाइनरों को आउटपुट को दक्षता और विश्वसनीयता के साथ संतुलित करने में मदद करता है।

5.4 Relative Luminous Flux vs. Junction Temperature (Fig.3)

अधिकांश एलईडी की तरह, इस उपकरण का प्रकाश उत्पादन जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। ग्राफ दर्शाता है कि जब T_j 115°C तक पहुँचता है, तो सापेक्ष दीप्त फ्लक्स अपने कमरे के तापमान वाले मूल्य का लगभग 80% तक गिर जाता है। प्रभावी थर्मल प्रबंधन (कम R_thइसलिए स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।

5.5 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (IV कर्व) (Fig.4)

यह मूलभूत IV विशेषता है। यह कम धाराओं पर घातांकीय संबंध दिखाती है जो रेटेड ऑपरेटिंग करंट (~60mA) पर अधिक प्रतिरोधक व्यवहार में परिवर्तित हो जाती है। ऑपरेटिंग क्षेत्र में ढलान LED के डायनामिक प्रतिरोध से संबंधित है।

5.6 अधिकतम ड्राइविंग करंट बनाम सोल्डरिंग तापमान (चित्र.5)

यह डीरेटिंग वक्र विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। यह सोल्डर पॉइंट के तापमान (जो PCB के तापमान से प्रभावित होता है) के आधार पर, जंक्शन तापमान को उसकी 115°C सीमा से नीचे रखने के लिए अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, यदि सोल्डर पॉइंट 70°C तक पहुँचता है, तो अधिकतम सुरक्षित निरंतर करंट लगभग 45mA तक डीरेट हो जाता है।

5.7 विकिरण पैटर्न (चित्र.6)

ध्रुवीय आरेख 120° के विशिष्ट अर्ध-कोण के साथ चौड़े, लैम्बर्टियन-जैसे उत्सर्जन पैटर्न की पुष्टि करता है। तीव्रता एक विस्तृत केंद्रीय क्षेत्र में लगभग एकसमान है, जो इसे केंद्रित बीम के बजाय व्यापक-क्षेत्र प्रकाशन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।

6. Mechanical and Package Information

6.1 पैकेज आयाम

LED एक मानक PLCC-2 पैकेज में रखा गया है। मुख्य आयाम (मिमी में) हैं:
- कुल लंबाई: 2.0 मिमी
- कुल चौड़ाई: 1.25 मिमी
- कुल ऊंचाई: 0.7 मिमी
- लीड पिच: 1.05 मिमी (सोल्डर पैड के बीच की दूरी)
- पैड आयाम: लगभग 0.6 मिमी x 0.55 मिमी
सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.1 मिमी हैं। कैथोड आमतौर पर पैकेज पर एक खांचे या हरे रंग के निशान से इंगित किया जाता है।

6.2 पोलैरिटी पहचान

सही ध्रुवता आवश्यक है। पैकेज में कैथोड (-) टर्मिनल को दर्शाने के लिए एक दृश्य संकेतक (जैसे एक बेवल कोना या रंगीन बिंदु) होता है। पीसीबी फुटप्रिंट डिज़ाइन को इस अभिविन्यास को दर्शाना चाहिए।

7. Soldering and Assembly Guidelines

7.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स

यह डिवाइस मानक इन्फ्रारेड या कन्वेक्शन रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए रेटेड है। अनुशंसित प्रोफाइल में पैकेज बॉडी पर मापे गए 260°C (+0/-5°C) का पीक तापमान है, जहाँ 240°C से ऊपर का समय 10 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। एकल रीफ्लो चक्र की अनुशंसा की जाती है।

7.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो इसे अधिकतम 350°C टिप तापमान पर सेट किए गए तापमान-नियंत्रित आयरन के साथ किया जाना चाहिए। प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक डाई बॉन्ड को थर्मल क्षति से बचाने के लिए प्रति लीड संपर्क समय 3 सेकंड या उससे कम सीमित होना चाहिए।

7.3 भंडारण की स्थितियाँ

As a moisture-sensitive device (MSD), the LEDs are packed in a moisture-resistant bag with desiccant. Once the sealed bag is opened, the components must be used within a specified time frame (typically 168 hours at <30°C/60%RH) or baked before reflow to prevent \"popcorning\" damage during soldering.

8. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

8.1 रील और टेप विनिर्देश

घटक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों के लिए उभरे हुए कैरियर टेप पर आपूर्ति किए जाते हैं। मानक रील आयाम प्रदान किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, 13-इंच रील)। प्रति रील उपलब्ध मात्राओं में 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, और 4000 टुकड़े शामिल हैं।

8.2 लेबल स्पष्टीकरण

रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और सत्यापन के लिए महत्वपूर्ण जानकारी होती है:
- P/N: पूर्ण उत्पाद संख्या, जिसमें फ्लक्स, वेवलेंथ और वोल्टेज के विशिष्ट बिन कोड एन्कोडेड हैं।
- QTY: रील पर टुकड़ों की संख्या।
- LOT No.: गुणवत्ता नियंत्रण के लिए निर्माण लॉट संख्या।

8.3 Moisture-Resistant Packing

शिपिंग यूनिट में रील को एक एल्यूमीनियम लैमिनेटेड नमी-रोधी बैग के अंदर डिसिकेंट और एक आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ रखा जाता है। फिर बैग को सील कर दिया जाता है।

9. Reliability Testing

उत्पाद 90% विश्वास स्तर और 10% LTPD (लॉट सहनशीलता प्रतिशत दोषपूर्ण) के साथ आयोजित विश्वसनीयता परीक्षणों के एक व्यापक सेट से गुजरता है। प्रमुख परीक्षण आइटम में शामिल हैं:
- रीफ्लो सोल्डरिंग प्रतिरोध: 260°C for 10 seconds.
- थर्मल शॉक: -10°C और +100°C के बीच 200 चक्र।
- तापमान चक्रण: -40°C से +100°C के बीच 200 चक्र।
- High Temperature/Humidity Storage & Operation: 85°C/85%RH पर 1000 घंटे।
- उच्च/निम्न तापमान भंडारण: 85°C और -40°C पर 1000 घंटे।
- उच्च/निम्न तापमान परिचालन जीवन: निर्दिष्ट ड्राइव धाराओं के तहत विभिन्न तापमानों (25°C, 55°C, 85°C, -40°C) पर 1000 घंटे।
ये परीक्षण कठोर पर्यावरणीय और परिचालन दबावों के तहत एलईडी की दीर्घकालिक स्थिरता और मजबूती को मान्य करते हैं।

10. अनुप्रयोग डिजाइन विचार

10.1 थर्मल मैनेजमेंट

थर्मल प्रतिरोध (R_{th J-S}) of 50°C/W, heat management is paramount. For continuous operation at 60mA (V_F~2.5V, P_d~150mW) पर, जंक्शन सोल्डर बिंदु की तुलना में 7.5°C अधिक गर्म होगा। पर्यावरण में ऊष्मा का अपव्यय करने के लिए पर्याप्त थर्मल वायास और पैड के नीचे तांबे के क्षेत्र वाला PCB उपयोग करें। अपेक्षित PCB तापमान के आधार पर अधिकतम धारा समायोजित करने के लिए डीरेटिंग कर्व (चित्र.5) देखें।

10.2 Electrical Drive

एलईडी को हमेशा एक स्थिर वोल्टेज स्रोत के बजाय एक स्थिर धारा स्रोत से चलाएं। यह स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करता है और थर्मल रनवे को रोकता है। ड्राइवर को फॉरवर्ड वोल्टेज बिन रेंज (2.0V से 2.9V) को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। एनालॉग (धारा कमी) डिमिंग से जुड़े रंग परिवर्तन से बचने के लिए डिमिंग के लिए पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) लागू करने पर विचार करें।

10.3 Optical Integration

यदि अधिक निर्देशित बीम की आवश्यकता हो तो 120° के व्यापक व्यूइंग एंगल के लिए सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस, डिफ्यूज़र) की आवश्यकता हो सकती है। वाटर-क्लियर रेजिन लेंस प्रकाश अवशोषण को न्यूनतम करता है। मल्टी-एलईडी ऐरे के लिए, आसन्न डिवाइसों के बीच थर्मल कपलिंग को रोकने के लिए पर्याप्त स्पेसिंग सुनिश्चित करें।

11. तकनीकी तुलना और विभेदन

यह मिडिल पावर एलईडी एक विशिष्ट क्षेत्र में स्थित है। लो-पावर इंडिकेटर एलईडी की तुलना में, यह काफी अधिक रेडिएंट फ्लक्स प्रदान करती है और निरंतर प्रकाश व्यवस्था के लिए डिज़ाइन की गई है। हाई-पावर एलईडी की तुलना में, यह कम करंट पर काम करती है और इसकी पैकेजिंग सरल है जिसमें मेटल-कोर पीसीबी नहीं होता, जिससे बहुत से वितरित प्रकाश बिंदुओं वाले अनुप्रयोगों के लिए यह अधिक लागत-प्रभावी बनती है। इसके मुख्य अंतर हैं: AlGaInP डीप रेड दक्षता, निर्माण में आसानी के लिए मानकीकृत PLCC-2 पैकेज, और रंग स्थिरता के लिए व्यापक ANSI बिनिंग का संयोजन।

12. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्र: क्या मैं इस एलईडी को लगातार 120mA पर चला सकता हूँ?
A: नहीं। निरंतर फॉरवर्ड करंट के लिए Absolute Maximum Rating 60mA है। 120mA की रेटिंग केवल पल्स्ड ऑपरेशन (10% ड्यूटी साइकल, 10ms पल्स चौड़ाई) के लिए है। निरंतर करंट रेटिंग से अधिक होने पर जंक्शन अत्यधिक गर्म हो जाएगा, जिससे लुमेन मूल्यह्रास तीव्र होगा और समय से पहले विफलता आएगी।

Q: Radiometric Power (mW) और Luminous Flux (lm) में क्या अंतर है?
A: Radiometric power वाट्स में उत्सर्जित कुल ऑप्टिकल पावर को मापता है। Luminous flux मानव आँख की संवेदनशीलता (फोटोपिक वक्र) के लिए समायोजित प्रकाश की अनुभूत शक्ति को मापता है। गहरे लाल एलईडी के लिए, ल्यूमिनस फ्लक्स मान अपेक्षाकृत कम होगा क्योंकि मानव आँख लाल प्रकाश के प्रति कम संवेदनशील है, लेकिन रेडियोमेट्रिक पावर (पौधों की वृद्धि या संवेदन के लिए महत्वपूर्ण) अधिक होता है।

Q: उत्पाद कोड 67-21S/NDR2C-P5080B2C12029Z6/2T की व्याख्या कैसे करूं?
A: यह कोड पैकेज प्रकार (67-21S), रंग (NDR = डीप रेड), और विभिन्न मापदंडों के लिए विशिष्ट बिन कोड (जैसे, फ्लक्स के लिए B2, फ्लक्स के लिए C1, वोल्टेज के लिए 29, तरंगदैर्ध्य के लिए Z6) को एनकोड करता है। सटीक डिकोडिंग निर्माता के बिन कोड चार्ट से पुष्टि की जानी चाहिए।

Q: क्या हीटसिंक की आवश्यकता है?
A> For a single LED on a standard FR4 PCB with moderate copper, a dedicated heatsink may not be necessary at 60mA. However, for arrays of LEDs or operation in high ambient temperatures, thermal analysis is required. The derating curve (Fig.5) provides guidance. Improving the PCB thermal design is often more effective than adding a separate heatsink to such a small package.

13. व्यावहारिक डिजाइन केस स्टडी

परिदृश्य: इनडोर लेट्यूस की खेती के लिए एक सप्लीमेंटल लाइटिंग बार डिजाइन करना। बार 1 मीटर लंबा है और प्रकाश संश्लेषण को उत्तेजित करने के लिए डीप रेड लाइट (660nm) के समान कवरेज की आवश्यकता है।

डिजाइन चरण:
1. लक्ष्य प्रदीप्ति: पौधों के कैनोपी पर आवश्यक प्रकाशसंश्लेषी फोटॉन फ्लक्स घनत्व (PPFD) निर्धारित करें।
2. एलईडी चयन: यह एलईडी, बिन डीए3 (660-670nm) में, क्लोरोफिल अवशोषण शिखरों के साथ अपनी वर्णक्रमीय अनुरूपता के कारण आदर्श है।
3. ऐरे डिज़ाइन: प्रति एलईडी विकिरणमितीय आउटपुट (जैसे, बिन बी4 से 70mW) और ऑप्टिकल सिस्टम की दक्षता के आधार पर आवश्यक एलईडी की संख्या की गणना करें। उन्हें बार के साथ समान रूप से रिक्ति दें।
4. थर्मल डिज़ाइन: Mount the LEDs on an aluminum PCB (MCPCB) to manage the collective heat from the array, keeping the solder point temperature low to maximize light output and longevity (per Fig.3 & 5).
5. ड्राइवर डिज़ाइन: कुल धारा (LEDs की संख्या * 60mA) की आपूर्ति करने में सक्षम एक स्थिर धारा ड्राइवर का उपयोग करें, जिसमें वोल्टेज अनुपालन श्रृंखला स्ट्रिंग के अधिकतम V के योग को कवर करता हो।_F दैनिक प्रकाश अभिन्न नियंत्रण के लिए PWM डिमिंग शामिल करें।

14. Operating Principle

यह एलईडी एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) अर्धचालक सामग्री पर आधारित है। जब डायोड के चालू वोल्टेज (~2.0V) से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल क्रमशः n-टाइप और p-टाइप परतों से सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। वे विकिरण रूप से पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, जो गहरे लाल स्पेक्ट्रम (650-680 nm) में होती है। एपॉक्सी रेजिन लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है।

15. Technology Trends

इस तरह के मध्यम शक्ति वाले एलईडी में प्रवृत्ति लगातार बढ़ती हुई दक्षता (प्रति विद्युत वाट इनपुट अधिक प्रकाश उत्पादन) और उच्च कार्यशील तापमान पर बेहतर विश्वसनीयता की ओर है। एपिटैक्सियल वृद्धि और चिप डिजाइन में प्रगति दक्षता ड्रूप (उच्च धाराओं पर दक्षता में गिरावट) को कम करना जारी रखती है। पैकेजिंग नवाचार थर्मल पथों को सुधारने और आर_th को कम करने और अधिक मजबूत, उच्च तापमान रेजिन का उपयोग करने पर केंद्रित हैं। इसके अलावा, हॉर्टिकल्चर और हाई-एंड आर्किटेक्चरल लाइटिंग में रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए, जहां हजारों एलईडी में स्थिरता आवश्यक है, सख्त बिनिंग सहिष्णुता मानक बनती जा रही है।