एसएमडी मध्यम शक्ति लाल एलईडी 67-21S डेटाशीट - पीएलसीसी-2 पैकेज - 1.9-2.6V - 70mA - 182mW - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

67-21S एक सतह-माउंट मध्यम शक्ति एलईडी है जिसे सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह पीएलसीसी-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) पैकेज का उपयोग करता है, जो स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त एक कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर प्रदान करता है। प्राथमिक उत्सर्जित रंग लाल है, जो पानी-साफ रेजिन में एनकैप्सुलेटेड एलगैइनपी (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) चिप सामग्री के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। यह संयोजन 120 डिग्री का व्यापक व्यूइंग एंगल प्रदान करता है, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है जिनमें व्यापक प्रकाश वितरण की आवश्यकता होती है।

इस एलईडी के प्रमुख लाभों में इसकी उच्च दक्षता शामिल है, जो इसके बिजली खपत स्तर के लिए अच्छे चमकदार आउटपुट में तब्दील होती है, और सीसा-मुक्त (पीबी-मुक्त) और आरओएचएस अनुपालन जैसे पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन। पैकेज विभिन्न परिचालन स्थितियों में विश्वसनीयता के लिए इंजीनियर किया गया है।

2. तकनीकी विशिष्टताएँ और गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

डिवाइस की परिचालन सीमाएँ विशिष्ट स्थितियों (सोल्डरिंग पॉइंट तापमान 25°C पर) के तहत परिभाषित की गई हैं। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F) 70 एमए है। पल्स ऑपरेशन के लिए, 1/10 ड्यूटी साइकिल और 10 एमएस पल्स चौड़ाई के तहत 140 एमए का पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP) अनुमेय है। अधिकतम पावर डिसिपेशन (P_d) 182 एमडब्ल्यू है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा (T_opr) -40°C से +85°C तक है, जबकि भंडारण तापमान (T_stg) -40°C से +100°C तक फैली हुई है। जंक्शन से सोल्डरिंग पॉइंट तक थर्मल रेजिस्टेंस (R_{th J-S}) 50 °C/W है, जो थर्मल मैनेजमेंट डिज़ाइन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (T_j) 115°C है। सोल्डरिंग को सख्त प्रोफाइल का पालन करना चाहिए: रीफ्लो सोल्डरिंग 260°C पर अधिकतम 10 सेकंड के लिए या हैंड सोल्डरिंग 350°C पर अधिकतम 3 सेकंड के लिए। घटक इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) के प्रति संवेदनशील है, जिसके लिए उचित हैंडलिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

सोल्डरिंग पॉइंट तापमान 25°C और फॉरवर्ड करंट 60 एमए पर मापा गया, डिवाइस 9.0 एलएम से 13.0 एलएम तक की चमकदार फ्लक्स (Φ) प्रदर्शित करता है, जिसकी विशिष्ट सहनशीलता ±11% है। उसी परीक्षण करंट पर फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 1.9 V से 2.6 V तक होता है, जिसकी विशिष्ट सहनशीलता ±0.1V है। व्यूइंग एंगल (2θ_1/2) आम तौर पर 120 डिग्री है। रिवर्स करंट (I_R) अधिकतम 50 µA निर्दिष्ट है जब रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5V लगाया जाता है। ये पैरामीटर मानक परिचालन स्थितियों के तहत मुख्य प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पाद को प्रमुख पैरामीटरों में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बिन में वर्गीकृत किया गया है। यह डिज़ाइनरों को उन एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है जो चमक और विद्युत विशेषताओं के लिए उनकी विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं से मेल खाते हैं।

3.1 चमकदार फ्लक्स बिनिंग

चमकदार फ्लक्स को कई बिन कोड (B8, B9, L1, L2, L3) में वर्गीकृत किया गया है जिनमें I_F=60mA पर मापे गए न्यूनतम और अधिकतम मान परिभाषित हैं। उदाहरण के लिए, बिन B8 9.0 से 9.5 एलएम को कवर करता है, जबकि बिन L3 12.0 से 13.0 एलएम को कवर करता है। समग्र सहनशीलता ±11% बनी रहती है।

3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

फॉरवर्ड वोल्टेज को 26 से 32 तक के कोड का उपयोग करके बिन किया जाता है, प्रत्येक 0.1V रेंज का प्रतिनिधित्व करता है जो 1.9-2.0V (कोड 26) से लेकर 2.5-2.6V (कोड 32) तक शुरू होता है। सहनशीलता ±0.1V है।

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

प्रमुख तरंगदैर्ध्य, जो लाल प्रकाश के माने गए रंग को परिभाषित करता है, दो कोड में बिन किया गया है: R51 (620-625 एनएम) और R52 (625-630 एनएम)। माप सहनशीलता ±1 एनएम है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशेषता ग्राफ प्रदान करती है जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाते हैं।

4.1 स्पेक्ट्रम वितरण

एक ग्राफ सापेक्ष चमकदार तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य दिखाता है, आम तौर पर लाल स्पेक्ट्रम (इस डिवाइस के लिए लगभग 620-640 एनएम) के भीतर चरम पर होता है, जो प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन की पुष्टि करता है।

4.2 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान

चित्र 1 जंक्शन तापमान के सापेक्ष फॉरवर्ड वोल्टेज शिफ्ट दिखाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज आम तौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जो सेमीकंडक्टर डायोड की एक सामान्य विशेषता है।

4.3 सापेक्ष रेडियोमेट्रिक पावर बनाम फॉरवर्ड करंट

चित्र 2 दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट (सापेक्ष रेडियोमेट्रिक पावर) फॉरवर्ड करंट के साथ कैसे बढ़ता है। संबंध आम तौर पर कम करंट पर रैखिक होता है लेकिन उच्च करंट पर संतृप्ति प्रभाव प्रदर्शित कर सकता है।

4.4 सापेक्ष चमकदार फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान

चित्र 3 जंक्शन तापमान पर प्रकाश आउटपुट की निर्भरता को दर्शाता है। चमकदार फ्लक्स आम तौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जो सुसंगत चमक बनाए रखने के लिए प्रभावी थर्मल मैनेजमेंट के महत्व को उजागर करता है।

4.5 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (IV वक्र)

चित्र 4 परिवेश के तापमान 25°C पर मौलिक करंट-वोल्टेज (IV) विशेषता वक्र है। यह एक डायोड के विशिष्ट घातीय संबंध को दर्शाता है।

4.6 अधिकतम ड्राइविंग करंट बनाम सोल्डरिंग तापमान

चित्र 5 एक डीरेटिंग वक्र प्रदान करता है, जो थर्मल रेजिस्टेंस (R_{th j-s}= 50 °C/W) को ध्यान में रखते हुए सोल्डरिंग पॉइंट तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट दिखाता है। यह ऊंचे परिवेश के तापमान पर सुरक्षित परिचालन करंट निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.7 विकिरण पैटर्न

चित्र 6 एक ध्रुवीय आरेख है जो प्रकाश तीव्रता (विकिरण पैटर्न) के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। व्यापक, लैम्बर्टियन जैसा पैटर्न 120-डिग्री व्यूइंग एंगल की पुष्टि करता है।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आयाम

पीएलसीसी-2 पैकेज का एक विस्तृत आयामी चित्र प्रदान किया गया है। प्रमुख आयामों में समग्र लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई, साथ ही लीड (पैड) स्पेसिंग और आकार शामिल हैं। चित्र में कैथोड मार्किंग दर्शाने वाला शीर्ष दृश्य शामिल है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, आयामी सहनशीलता ±0.15 मिमी है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

डेटाशीट दो सोल्डरिंग विधियों को निर्दिष्ट करती है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, अधिकतम पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 260°C से ऊपर का समय 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। हैंड सोल्डरिंग के लिए, आयरन टिप तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रति लीड संपर्क समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। ये सीमाएं प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को नुकसान से बचाने के लिए आवश्यक हैं। डिवाइस नमी के प्रति संवेदनशील है; इसलिए, यदि पैकेजिंग खोली गई है, तो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग की आवश्यकता हो सकती है यदि एक्सपोजर समय निर्दिष्ट स्तर (इस अंश में विस्तृत नहीं) से अधिक हो जाता है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

7.1 नमी प्रतिरोधी पैकिंग

एलईडी नमी प्रतिरोधी पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती हैं। वे आम तौर पर कैरियर टेप में लोड की जाती हैं, जिन्हें फिर रील पर लपेटा जाता है। एक सामान्य कॉन्फ़िगरेशन प्रति रील 4000 टुकड़े है। पैकेजिंग में एक डिसिकेंट शामिल होता है और उचित लेबल के साथ एक एल्यूमीनियम नमी-रोधी बैग के भीतर सील किया जाता है।

7.2 लेबल स्पष्टीकरण

रील लेबल में कई प्रमुख फ़ील्ड शामिल होते हैं: सीपीएन (ग्राहक का उत्पाद संख्या), पी/एन (उत्पाद संख्या), क्यूटीवाई (पैकिंग मात्रा), सीएटी (चमकदार तीव्रता रैंक, फ्लक्स बिन के अनुरूप), ह्यू (प्रमुख तरंगदैर्ध्य रैंक), आरईएफ (फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक), और लॉट नंबर (ट्रेसबिलिटी के लिए लॉट संख्या)।

7.3 रील और टेप आयाम

विस्तृत चित्र रील (व्यास, चौड़ाई, हब आकार) और कैरियर टेप (पॉकेट आयाम, पिच, टेप चौड़ाई) के आयाम निर्दिष्ट करते हैं। जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सहनशीलता आम तौर पर ±0.1 मिमी है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

डेटाशीट प्राथमिक अनुप्रयोग क्षेत्रों को सूचीबद्ध करती है: सजावटी और मनोरंजन प्रकाश व्यवस्था, कृषि प्रकाश व्यवस्था, और सामान्य उपयोग। व्यापक व्यूइंग एंगल और अच्छी दक्षता इसे परिवेश प्रकाश व्यवस्था, साइनेज, विशिष्ट पौधे विकास चरणों के लिए बागवानी प्रकाश व्यवस्था, और सजावटी फिक्स्चर के लिए उपयुक्त बनाती है जहां लाल एक्सेंट लाइटिंग वांछित है। ड्राइवर सर्किट डिजाइन करते समय, फॉरवर्ड वोल्टेज बिन और अधिकतम करंट रेटिंग पर विचार किया जाना चाहिए। सावधानियों में कहा गया है, ओवर-करंट क्षति को रोकने के लिए एक बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर अनिवार्य है।

9. विश्वसनीयता परीक्षण

एक व्यापक विश्वसनीयता परीक्षण योजना रेखांकित की गई है, जो उत्पाद की मजबूती प्रदर्शित करती है। परीक्षण 90% विश्वास स्तर और 10% एलटीपीडी (लॉट टॉलरेंस परसेंट डिफेक्टिव) के साथ किए जाते हैं। परीक्षण आइटम शामिल हैं: रीफ्लो सोल्डरिंग (260°C/10s), थर्मल शॉक (-10°C से +100°C), तापमान चक्र (-40°C से +100°C), उच्च तापमान/आर्द्रता भंडारण (85°C/85% आरएच), उच्च तापमान/आर्द्रता संचालन (85°C/85% आरएच, 35mA), निम्न/उच्च तापमान भंडारण, और विभिन्न उच्च/निम्न तापमान संचालन जीवन परीक्षण विभिन्न करंट और तापमान स्थितियों के तहत। प्रत्येक परीक्षण के लिए नमूना आकार 22 टुकड़े है जिसकी स्वीकार/अस्वीकार मानदंड 0/1 है।

10. उपयोग के लिए सावधानियाँ

सबसे महत्वपूर्ण सावधानी ओवर-करंट से सुरक्षा है। एलईडी को एक श्रृंखला रेसिस्टर या उचित कॉन्स्टेंट-करंट सर्किट के साथ संचालित किया जाना चाहिए। करंट, वोल्टेज, पावर, या तापमान के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक होने से स्थायी क्षति होने की संभावना है। असेंबली के दौरान उचित ईएसडी हैंडलिंग प्रथाओं का पालन किया जाना चाहिए। थर्मल रेजिस्टेंस मान का उपयोग अपेक्षित परिचालन स्थितियों के तहत जंक्शन तापमान की गणना करने के लिए किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह 115°C से नीचे रहे।

11. तकनीकी तुलना और भेदभाव

पीएलसीसी-2 पैकेज में एक मध्यम शक्ति एलईडी के रूप में, यह डिवाइस कम-शक्ति संकेतक एलईडी और उच्च-शक्ति प्रकाश एलईडी के बीच स्थित है। इसके प्रमुख भेदक इसके अच्छे चमकदार आउटपुट (13 एलएम तक) और अपेक्षाकृत मामूली बिजली खपत (अधिकतम 182 एमडब्ल्यू) के संतुलन और मानकीकृत पीएलसीसी-2 फुटप्रिंट हैं जो पीसीबी डिजाइन और सोर्सिंग को सरल बनाता है। विस्तृत बिनिंग सिस्टम वॉल्यूम उत्पादन के लिए पूर्वानुमान प्रदान करता है।

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

प्रश्न: मुझे किस ड्राइवर करंट का उपयोग करना चाहिए?

उत्तर: डिवाइस को 60mA पर चरित्रित किया गया है। आप इसे अधिकतम निरंतर करंट 70mA तक संचालित कर सकते हैं, लेकिन आपको परिवेश के तापमान, थर्मल डिज़ाइन पर विचार करके और डीरेटिंग वक्र (चित्र 5) का उपयोग करके यह सुनिश्चित करना चाहिए कि जंक्शन तापमान 115°C से अधिक न हो।

प्रश्न: मैं कैथोड की पहचान कैसे करूं?

उत्तर: पैकेज के शीर्ष पक्ष पर कैथोड लीड के पास एक दृश्य मार्कर (आम तौर पर एक खांचा या हरा बिंदु) होता है। पैकेज आयाम चित्र देखें।

प्रश्न: क्या मैं इसे पल्स ऑपरेशन के लिए उपयोग कर सकता हूं?

उत्तर: हां, लेकिन 1/10 ड्यूटी साइकिल और 10ms पल्स चौड़ाई के तहत पीक करंट 140mA से अधिक नहीं होना चाहिए। औसत करंट को अभी भी निरंतर रेटिंग का सम्मान करना चाहिए।

प्रश्न: चमकदार फ्लक्स को एक रेंज के रूप में क्यों दिया गया है?

उत्तर: निर्माण भिन्नताओं के कारण, एलईडी को बिन किया जाता है। आप अपने डिज़ाइन के लिए न्यूनतम प्रदर्शन स्तर की गारंटी देने के लिए एक बिन (जैसे, 11-12 एलएम के लिए L2) का चयन करते हैं।

13. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

परिवेश लाल प्रकाश व्यवस्था के लिए एक सजावटी एलईडी स्ट्रिप डिजाइन करने पर विचार करें। डिज़ाइनर स्थिरता के लिए बिन L2 (11-12 एलएम) और वोल्टेज बिन 28 (2.1-2.2V) में 67-21S एलईडी का चयन करता है। स्ट्रिप 12V डीसी पर संचालित होती है। प्रत्येक एलईडी को 60mA पर ड्राइव करने के लिए, एक श्रृंखला रेसिस्टर मान की गणना की जाती है: R = (V_supply- V_F) / I_F. सुरक्षा के लिए अधिकतम V_F2.2V का उपयोग करते हुए, R = (12V - 2.2V) / 0.060A ≈ 163 ओम। एक मानक 160-ओम रेसिस्टर चुना जाएगा। ऐसे कई एलईडी+रेसिस्टर जोड़े 12V रेल के पार समानांतर में जुड़े हुए हैं। पीसीबी लेआउट परिवेश के लिए थर्मल रेजिस्टेंस पर विचार करते हुए, एलईडी सोल्डर पैड से गर्मी अपव्यय के लिए पर्याप्त तांबे के क्षेत्र को सुनिश्चित करता है।

14. परिचालन सिद्धांत

यह एलईडी एक सेमीकंडक्टर पी-एन जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज डायोड की थ्रेशोल्ड (इस एलगैइनपी सामग्री के लिए लगभग 1.9-2.6V) से अधिक लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन के पार इंजेक्ट होते हैं। उनका पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा जारी करता है। एलगैइनपी सेमीकंडक्टर मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो उत्सर्जित प्रकाश के तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है, इस मामले में, लाल। पानी-साफ रेजिन एनकैप्सुलेशन चिप की रक्षा करता है और प्रकाश निष्कर्षण में सहायता करता है।

15. उद्योग रुझान

मध्यम-शक्ति एलईडी खंड उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग स्थिरता और कम लागत की ओर विकसित होना जारी है। वीडियो वॉल और रैखिक प्रकाश व्यवस्था जैसे एक समान उपस्थिति की मांग वाले अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए अधिक परिष्कृत बिनिंग और कड़ी सहनशीलता की प्रवृत्ति है। पैकेजिंग तकनीक भी उसी फुटप्रिंट से बेहतर थर्मल प्रदर्शन प्रदान करने के लिए आगे बढ़ रही है, जिससे उच्च ड्राइव करंट या लंबा जीवनकाल संभव हो रहा है। पीएलसीसी-2 जैसे मानकीकृत फुटप्रिंट की ओर बढ़ना डिजाइन पुन: उपयोग और आपूर्ति श्रृंखला लचीलेपन की सुविधा प्रदान करता है।