एसएमडी इन्फ्रारेड एलईडी RE30AX विशेषज्ञता पत्र - आयाम 3.00x3.00x2.10 मिमी - वोल्टेज 1.7V - शक्ति 0.9W - 850nm शिखर तरंगदैर्ध्य

1. उत्पाद अवलोकन

यह तकनीकी प्रलेखन एक उच्च-शक्ति सतह-माउंट इन्फ्रारेड (IR) लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) के विनिर्देशों और अनुप्रयोग दिशानिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रदान करता है। यह उपकरण एक EMC (एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड) पैकेज से सुसज्जित है, जो मांगलिक परिचालन वातावरण के लिए उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति, थर्मल स्थिरता और विश्वसनीयता प्रदान करता है।

मुख्य लाभ:इस घटक के प्रमुख लाभों में एक सघन एसएमडी फ़ुटप्रिंट (3.0 मिमी x 3.0 मिमी), उच्च कुल विकिरण प्रवाह आउटपुट और 100 डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल शामिल हैं, जो विस्तृत क्षेत्र प्रकाशन सुनिश्चित करता है। इसे मानक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है।

लक्षित बाज़ार:इस आईआर एलईडी के प्राथमिक अनुप्रयोग क्षेत्र सुरक्षा और निगरानी प्रणालियाँ हैं, जहाँ यह नाइट-विज़न कैमरों के लिए एक अदृश्य प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य करता है। यह औद्योगिक स्वचालन में मशीन विज़न सिस्टम के लिए भी अत्यधिक उपयुक्त है, जो कम रोशनी की स्थिति में विश्वसनीय वस्तु पहचान और पोजिशनिंग सक्षम करता है।

1.1 पैकेज आयाम

घटक एक सघन, आयताकार पैकेज में रखा गया है जिसकी लंबाई 3.00 मिमी, चौड़ाई 3.00 मिमी और ऊंचाई 2.10 मिमी है। आयाम सहनशीलता आम तौर पर ±0.2 मिमी होती है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। पीसीबी असेंबली के दौरान सही ओरिएंटेशन सुनिश्चित करने के लिए पैकेज में एक स्पष्ट पोलैरिटी मार्किंग होती है। इष्टतम थर्मल और विद्युत प्रदर्शन के साथ-साथ मुद्रित सर्किट बोर्ड से विश्वसनीय यांत्रिक संलग्नता को सुविधाजनक बनाने के लिए अनुशंसित सोल्डरिंग लैंड पैटर्न (फ़ुटप्रिंट) प्रदान किया गया है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

निम्नलिखित खंड उपकरण की विद्युत, प्रकाशीय और थर्मल विशेषताओं का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विवरण प्रदान करते हैं।

2.1 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

सभी माप मानक सोल्डर पॉइंट तापमान (Ts) 25°C पर निर्दिष्ट किए गए हैं।

• अग्र वोल्टेज (V_F):500 एमए के अग्र धारा (I_F) लागू होने पर, एलईडी के पार विशिष्ट वोल्टेज ड्रॉप 1.7 V होता है, जिसकी न्यूनतम सीमा 1.4 V है। यह कम अग्र वोल्टेज उच्च प्रणाली दक्षता में योगदान देता है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_p):उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश की प्राथमिक तरंगदैर्ध्य 850 nm है, जो कई सिलिकॉन-आधारित इमेज सेंसर की चरम संवेदनशीलता के निकट है, जबकि मानव आँखों के लिए अदृश्य रहती है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):अर्ध-अधिकतम तीव्रता पर स्पेक्ट्रल चौड़ाई आम तौर पर 30 nm होती है, जो उत्सर्जित इन्फ्रारेड प्रकाश की शुद्धता को परिभाषित करती है।
• कुल विकिरण प्रवाह (Φ_e):यह पैरामीटर मिलीवाट में कुल ऑप्टिकल पावर आउटपुट को मापता है। I_F= 500 mA पर, विशिष्ट मान 350 mW है, जिसकी सीमा 280 mW (न्यूनतम) से 450 mW (अधिकतम) तक है।
• देखने का कोण (2θ_1/2):वह कोण जिस पर विकिरण तीव्रता अधिकतम तीव्रता की आधी होती है, 100 डिग्री है, जो एक विस्तृत बीम पैटर्न प्रदान करता है।
• थर्मल प्रतिरोध (R_θJ-S):जंक्शन-से-सोल्डर पॉइंट थर्मल प्रतिरोध 16 °C/W है। यह मान दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए परिचालन के दौरान जंक्शन तापमान की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स

ये वे तनाव सीमाएँ हैं जिनके पार उपकरण को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उनके निकट लंबे समय तक संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है।

• अधिकतम शक्ति अपव्यय (P_D):0.9 W.
• अधिकतम निरंतर अग्र धारा (I_F):500 mA.
• अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V. इस सीमा से अधिक होने पर तत्काल ब्रेकडाउन हो सकता है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) सहनशीलता:ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM) रेटिंग 2000 V है। उचित ईएसडी हैंडलिंग प्रक्रियाएं अनिवार्य हैं।
• तापमान सीमाएँ:संचालन तापमान: -40°C से +85°C. भंडारण तापमान: -40°C से +100°C.
• अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J):105°C. T_Jको इस सीमा से नीचे रखने के लिए संचालन धारा को घटाना (डीरेट) आवश्यक है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

3.1 अग्र वोल्टेज बनाम अग्र धारा (आईवी वक्र)

आईवी वक्र सेमीकंडक्टर डायोड की विशिष्ट गैर-रैखिक संबंध दिखाता है। जैसे-जैसे धारा 0 से 600 एमए तक बढ़ती है, अग्र वोल्टेज लगभग 1.3 V से 1.7 V तक बढ़ जाता है। यह वक्र उपयुक्त करंट-लिमिटिंग सर्किट्री का चयन करने और शक्ति अपव्यय को समझने के लिए आवश्यक है।

3.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम अग्र धारा

यह प्लॉट प्रदर्शित करता है कि ऑप्टिकल आउटपुट (सापेक्ष तीव्रता) ड्राइव करंट के साथ रेटेड अधिकतम तक लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है। यह अनुमानित संबंध डिजाइनरों को ड्राइव करंट को समायोजित करके चमक को ट्यून करने की अनुमति देता है।

3.3 सापेक्ष तीव्रता बनाम परिवेश तापमान

ग्राफ़ इंगित करता है कि परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ ऑप्टिकल आउटपुट में कमी आती है। 25°C से 85°C तक, सापेक्ष तीव्रता घटकर इसके कमरे के तापमान वाले मान का लगभग 85-90% रह जाती है। संचालन तापमान सीमा में स्थिर प्रदर्शन के लिए इस थर्मल ड्रूप को डिजाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।

3.4 स्पेक्ट्रल वितरण

स्पेक्ट्रम ग्राफ़ 850 एनएम पर शिखर उत्सर्जन की पुष्टि करता है जिसमें अपेक्षाकृत संकीर्ण बैंडविड्थ होती है, जो विशिष्ट सिलिकॉन सेंसर प्रतिक्रियाशीलता शिखर के आसपास केंद्रित होती है। आकार एक AlGaAs-आधारित एलईडी संरचना की विशेषता है।

3.5 विकिरण पैटर्न

ध्रुवीय आरेख 100-डिग्री व्यूइंग एंगल का दृश्यीकरण करता है, जो एक निकट-लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न दिखाता है जहाँ तीव्रता व्यापक कोणों पर कम होने से पहले केंद्रीय व्यूइंग शंकु में काफी एक समान होती है।

3.6 सोल्डर पॉइंट तापमान बनाम अग्र धारा

यह वक्र एलईडी जंक्शन और उसके सोल्डर पॉइंट के बीच थर्मल युग्मन को दर्शाता है। दी गई अग्र धारा के लिए, सोल्डर पॉइंट का तापमान बढ़ेगा। इस डेटा का उपयोग थर्मल प्रतिरोध के साथ संयोजित करके सटीक थर्मल प्रबंधन डिजाइन के लिए किया जाता है।

4. पैकेजिंग एवं एसएमटी असेंबली जानकारी

4.1 पैकेजिंग विनिर्देश

उत्पाद स्वचालित एसएमटी असेंबली के लिए टेप-एंड-रील पैकेजिंग में आपूर्ति किया जाता है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप के आयाम (पॉकेट पिच, चौड़ाई, गहराई) और रील के आयाम (व्यास, हब आकार) ईआईए मानक विनिर्देशों के अनुरूप हैं ताकि मानक पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित हो सके।

4.2 एसएमटी रीफ्लो सोल्डरिंग दिशानिर्देश

यह घटक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए रेटेड है। मुख्य विचारणीय बातों में शामिल हैं:

• नमी संवेदनशीलता स्तर (एमएसएल):स्तर 3. यदि पैकेजिंग खोली गई है और निर्दिष्ट फ्लोर लाइफ से अधिक समय तक परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में आई है, तो घटकों को आईपीसी/जेडईसी मानक के अनुसार बेक किया जाना चाहिए।
• प्रोफाइल पैरामीटर्स:260°C से अधिक नहीं शिखर तापमान वाले मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल की अनुशंसा की जाती है। तरल रेखा (आम तौर पर 217°C) के ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि ईएमसी पैकेज और सेमीकंडक्टर डाई पर थर्मल तनाव को कम से कम किया जा सके।
• हैंडलिंग सावधानियाँ:पैकेज पर यांत्रिक तनाव से बचें। उपयुक्त आकार के वैक्यूम पिक-अप नोजल का उपयोग करें। ईएसडी-सुरक्षित कार्य वातावरण और उपकरण बनाए रखें।

5. अनुप्रयोग एवं डिजाइन सिफारिशें

5.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• निगरानी और सुरक्षा कैमरे:सीसीटीवी, डैश कैम और डोरबेल कैमरों में नाइट-विज़न कार्यक्षमता के लिए गुप्त प्रकाशन प्रदान करता है।
• मशीन विज़न एवं औद्योगिक स्वचालन:बारकोड रीडर, ऑप्टिकल सेंसर, रोबोटिक मार्गदर्शन और गुणवत्ता निरीक्षण प्रणालियों के लिए सुसंगत प्रकाश व्यवस्था सक्षम करता है।
• बायोमेट्रिक सेंसर:चेहरे की पहचान या आईरिस स्कैनिंग सिस्टम के लिए आईआर प्रकाशन मॉड्यूल में उपयोग किया जा सकता है।

5.2 डिजाइन विचार

• थर्मल प्रबंधन:उच्च शक्ति अपव्यय (0.9W तक) के कारण, प्रभावी हीट सिंकिंग महत्वपूर्ण है। एलईडी पैड के नीचे पर्याप्त थर्मल वाया वाला पीसीबी उपयोग करें जो एक ग्राउंड प्लेन या समर्पित हीटसिंक से जुड़ा हो। T_J= T_S+ (P_D* R_θJ-S) का उपयोग करके अपेक्षित जंक्शन तापमान की गणना करें और सुनिश्चित करें कि यह 105°C से नीचे रहे।
• ड्राइव सर्किट्री:स्थिर प्रकाशीय आउटपुट सुनिश्चित करने और थर्मल रनअवे को रोकने के लिए एक स्थिर वोल्टेज स्रोत पर एक निरंतर धारा ड्राइवर की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। ड्राइवर 500 एमए तक की आपूर्ति करने में सक्षम होना चाहिए।
• प्रकाशीय डिजाइन:विस्तृत 100-डिग्री व्यूइंग एंगल सामान्य फ्लड प्रकाशन के लिए उपयुक्त है। फोकस्ड बीम के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस) की आवश्यकता होगी।

5.3 तुलनात्मक विश्लेषण

मानक थ्रू-होल आईआर एलईडी की तुलना में, यह एसएमडी संस्करण आधुनिक विनिर्माण के लिए महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है: छोटा फ़ुटप्रिंट, स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्तता, और पीसीबी से सीधे संलग्नता के कारण बेहतर थर्मल प्रदर्शन। अन्य एसएमडी आईआर एलईडी की तुलना में, 500mA पर 350 mW आउटपुट और 3.0mm x 3.0mm पैकेज में 100-डिग्री कोण का संयोजन उच्च-आउटपुट, विस्तृत-कवरेज अनुप्रयोगों के लिए एक संतुलित समाधान का प्रतिनिधित्व करता है।

6. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 3.3V पावर सप्लाई से चला सकता हूँ?

उत्तर: हाँ, लेकिन आपको एक निरंतर धारा ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए। 500mA पर विशिष्ट अग्र वोल्टेज 1.7V है, इसलिए 3.3V रेल से धारा को सीमित करने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला या सक्रिय ड्राइवर सर्किट आवश्यक है।

प्रश्न: मैं श्रृंखला में कितने एलईडी जोड़ सकता हूँ?

उत्तर: यह आपके ड्राइव वोल्टेज पर निर्भर करता है। 12V ड्राइवर के लिए, आप सैद्धांतिक रूप से श्रृंखला में 7 एलईडी जोड़ सकते हैं (12V / 1.7V ≈ 7)। हालाँकि, आपको वोल्टेज सहनशीलता और ड्राइवर ओवरहेड को ध्यान में रखना होगा। व्यक्तिगत धारा संतुलन के बिना एलईडी के समानांतर कनेक्शन की अनुशंसा नहीं की जाती है।

प्रश्न: अपेक्षित जीवनकाल क्या है?

उत्तर: एलईडी जीवनकाल मुख्य रूप से परिचालन जंक्शन तापमान से निर्धारित होता है। निर्दिष्ट निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स के भीतर संचालित होने पर, विशेष रूप से T_Jको 105°C से काफी नीचे रखते हुए, उपकरण हजारों घंटे के संचालन को प्राप्त कर सकता है। उच्च तापमान ल्यूमेन मूल्यह्रास को तेज करता है।

प्रश्न: क्या कैमरे पर आईआर फ़िल्टर की आवश्यकता है?

उत्तर: अधिकांश दिन के उजाले वाले कैमरों में रंग विरूपण को रोकने के लिए एक आईआर-कट फ़िल्टर होता है। प्रभावी आईआर नाइट विजन के लिए, इस फ़िल्टर को यांत्रिक रूप से हटाना होगा या एक ऐसे कैमरे का उपयोग करना होगा जिसमें स्थायी आईआर-कट फ़िल्टर न हो।

7. तकनीकी सिद्धांत एवं रुझान

7.1 परिचालन सिद्धांत

एक इन्फ्रारेड एलईडी एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड होता है। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजन करते हैं, और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। इन फोटॉन की तरंगदैर्ध्य (इस मामले में 850nm) उपयोग किए गए सेमीकंडक्टर पदार्थों की बैंडगैप ऊर्जा से निर्धारित होती है, इस तरंगदैर्ध्य सीमा के लिए आमतौर पर एल्युमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs)।

7.2 उद्योग रुझान

इमेजिंग अनुप्रयोगों के लिए आईआर एलईडी में रुझान उच्च दक्षता (प्रति एमए अधिक एमडब्ल्यू), सघन सरणियों के लिए छोटे पैकेज आकार और बेहतर विश्वसनीयता की ओर है। विशिष्ट सेंसर प्रकारों और आंखों की सुरक्षा की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित तरंगदैर्ध्य में निरंतर विकास भी हो रहा है। एकल पैकेज में एलईडी के साथ ड्राइवर आईसी का एकीकरण सिस्टम डिजाइन को सरल बनाने के लिए एक और बढ़ता हुआ रुझान है।