IR67-21C/TR8 टॉप-व्यू इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड डेटाशीट - SMD पैकेज - 940nm पीक वेवलेंथ - 120° व्यूइंग एंगल - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

IR67-21C/TR8 एक माइक्रो सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज में उपलब्ध टॉप-व्यू इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है। यह डिवाइस एक सपाट लेंस वाली ट्रांसपेरेंट प्लास्टिक बॉडी में एनकैप्सुलेटेड है और आधुनिक इन्फ्रारेड तथा वेपर फेज रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक कार्य सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर से मेल खाने वाली पीक वेवलेंथ की इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करना है, जो इसे विभिन्न सेंसिंग और स्विचिंग अनुप्रयोगों में एक मुख्य घटक बनाता है।

इस घटक के मुख्य लाभों में इसकी कम फॉरवर्ड वोल्टेज आवश्यकता, 120 डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल, और लीड-फ्री तथा RoHS पर्यावरणीय मानकों के अनुपालन शामिल हैं। इसका माइक्रो SMD फॉर्म फैक्टर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर उच्च-घनत्व माउंटिंग की अनुमति देता है, जो कॉम्पैक्ट उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए महत्वपूर्ण है।

1.1 मुख्य विशिष्टताएँ और घटक चयन

IR67-21C/TR8 के मूल विनिर्देशों को परिभाषित करने वाली इसकी चिप सामग्री और प्रकाशीय विशेषताएं हैं। उत्सर्जक चिप गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) से बनी है, जो अवरक्त विकिरण उत्पन्न करने के लिए उपयुक्त एक अर्धचालक सामग्री है। पैकेजिंग में एक पारदर्शी लेंस का उपयोग किया गया है जो उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश को फ़िल्टर नहीं करता है, जिससे अधिकतम विकिरण तीव्रता आउटपुट सुनिश्चित होता है। GaAlAs चिप और पारदर्शी लेंस का यह संयोजन विशेष रूप से सेंसर अनुप्रयोगों में इष्टतम प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहां पता लगाया गया सिग्नल स्तर महत्वपूर्ण है।

2. तकनीकी मापदंड: गहन और वस्तुनिष्ठ व्याख्या

यह खंड IR67-21C/TR8 इन्फ्रारेड LED के लिए निर्धारित विद्युत, प्रकाशिकी और तापीय मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और डिवाइस की दीर्घकालिक संचालन अखंडता सुनिश्चित करने के लिए इन रेटिंग्स को समझना महत्वपूर्ण है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। ये अनुशंसित संचालन स्थितियाँ नहीं हैं, बल्कि ऐसे सीमा मान हैं जिनका किसी भी परिस्थिति में (क्षणिक घटनाओं के दौरान भी) उल्लंघन नहीं किया जाना चाहिए।

• निरंतर अग्र धारा (I_F)): 65 mA. यह परिवेश के तापमान (T_a) 25°C पर, एलईडी जंक्शन के माध्यम से अनिश्चित काल तक प्रवाहित की जा सकने वाली अधिकतम डीसी धारा है।
• शिखर अग्र धारा (I_FP)): 1.0 A. यह उच्च धारा केवल सख्त पल्स शर्तों के तहत अनुमत है: पल्स चौड़ाई ≤ 100 µs और ड्यूटी साइकिल ≤ 1%. यह रेटिंग उन अनुप्रयोगों के लिए लागू होती है जिन्हें संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाली अवरक्त प्रकाश स्पंदनों की आवश्यकता होती है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R)): 5 V. इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लागू करने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• पावर डिसिपेशन (P_d)): 130 mW at 25°C. यह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज गर्मी के रूप में व्यय कर सकता है। जैसा कि डेरेटिंग कर्व दिखाता है, वास्तविक अनुमत शक्ति परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ कम हो जाती है।
• जंक्शन-टू-एम्बिएंट थर्मल रेजिस्टेंस (R_thj-a)): 400 K/W. यह पैरामीटर अर्धचालक जंक्शन से आसपास की हवा में गर्मी के स्थानांतरण की दक्षता को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करता है। कम मान बेहतर ताप अपव्यय को दर्शाता है। इस मान के अनुसार, प्रति वाट शक्ति अपव्यय पर, जंक्शन तापमान परिवेश तापमान से 400°C बढ़ जाएगा।
• वेल्डिंग तापमान (T_sol)): अधिकतम 260°C, अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं। यह रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल के लिए सहनशीलता को परिभाषित करता है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये मापदंड 25°C के मानक परीक्षण स्थितियों में मापे गए हैं, जो सामान्य संचालन में डिवाइस के प्रदर्शन का वर्णन करते हैं। 'Typical' कॉलम विशिष्ट या अपेक्षित मान का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि 'Min' और 'Max' गारंटीकृत प्रदर्शन सीमाओं को परिभाषित करते हैं।

• विकिरण तीव्रता (I_e)): यह प्रति इकाई ठोस कोण उत्सर्जित प्रकाश शक्ति है (मिलीवाट प्रति स्टेरेडियन, mW/sr में मापी गई)। 20mA की मानक चालन धारा पर, विशिष्ट विकिरण तीव्रता 1.5 mW/sr है, जिसकी गारंटीकृत न्यूनतम मान 1.0 mW/sr है। स्पंदित उच्च धारा स्थितियों (100mA, ≤100µs, ≤1% ड्यूटी साइकिल) में, तीव्रता 20 mW/sr के विशिष्ट मान तक पहुँच सकती है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_p)): 940 nm (विशिष्ट)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर LED सबसे अधिक प्रकाश शक्ति उत्सर्जित करता है। यह स्पेक्ट्रमी रूप से सामान्य सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स की शिखर संवेदनशीलता से मेल खाता है।
• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ)): 45 nm (typical). This defines the wavelength range of emission, typically measured at half of the maximum intensity (Full Width at Half Maximum, FWHM). A 45 nm bandwidth centered at 940nm means significant emission from approximately 917.5nm to 962.5nm.
• Forward Voltage (V_F)): At 20mA, the typical forward voltage is 1.2V, with a maximum of 1.5V. Under pulsed 100mA conditions, V_Fincreases to a typical 1.4V (maximum 1.8V). This low V_Fis advantageous for low-voltage and battery-powered applications.
• दृष्टिकोण (2θ_1/2)): 120 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है (अक्ष पर मापा गया) जिस पर विकिरण तीव्रता अपने शिखर मान के आधे तक गिर जाती है। 120° का विस्तृत कोण व्यापक, विसरित प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहां लक्ष्य की स्थिति भिन्न हो सकती है, जैसे निकटता या उपस्थिति संवेदन।

3. Performance Curve Analysis

डेटाशीट में कई विशेषता वक्र शामिल हैं जो दर्शाते हैं कि मुख्य पैरामीटर कार्य स्थितियों के साथ कैसे बदलते हैं। ये रेखाचित्र गतिशील प्रणाली डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3.1 Power Consumption vs. Ambient Temperature Relationship

यह डेरेटिंग वक्र दर्शाता है कि अधिकतम अनुमेय शक्ति अपव्यय (P_d) 25°C पर 130 mW से लगभग 150°C पर 0 mW तक रैखिक रूप से घट जाता है। डिजाइनरों को अपने विशिष्ट अधिकतम परिवेश तापमान पर सुरक्षित कार्यशील धारा की गणना करने के लिए इस ग्राफ का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि अधिकतम परिवेश तापमान 85°C है, तो ग्राफ दर्शाता है कि अनुमेय शक्ति अपव्यय काफी कम हो जाता है, जो बदले में अधिकतम अनुमेय अग्र धारा को सीमित कर देता है।

3.2 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रल वितरण वक्र तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष विकिरण तीव्रता को आलेखित करता है। यह 940nm की शिखर तरंगदैर्ध्य और लगभग 45nm के स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ की पुष्टि स्पष्ट रूप से करता है। यह वक्र आमतौर पर शिखर तरंगदैर्ध्य पर केंद्रित एक गाऊसी आकार का होता है।

3.3 चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य और परिवेश के तापमान का संबंध

यह वक्र शिखर तरंगदैर्ध्य की तापमान निर्भरता प्रदर्शित करता है। आम तौर पर, जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ, LED का शिखर तरंगदैर्ध्य लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर खिसक जाता है ("रेड शिफ्ट")। यह ग्राफ इस विस्थापन को मात्रात्मक रूप दर्शाता है, जो सटीक स्पेक्ट्रम मिलान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि डिटेक्टर की संवेदनशीलता भी तापमान से संबंधित हो सकती है।

3.4 अग्र धारा और अग्र वोल्टेज संबंध (I-V वक्र)

I-V कर्व गैर-रैखिक होता है, जो एक मानक डायोड के समान है। यह LED के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। इस कर्व का "निक-पॉइंट" सामान्य फॉरवर्ड वोल्टेज के आसपास होता है। यह कर्व करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने में सहायक होता है, खासकर जब वोल्टेज स्रोत का उपयोग करके LED को चलाया जाता है।

3.5 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विस्थापन संबंध

यह ध्रुवीय आरेख स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है। यह 120° दृश्य कोण की पुष्टि करता है, दर्शाता है कि तीव्रता कैसे वितरित है। स्पष्ट एनकैप्सुलेशन में फ्लैट-टॉप एलईडी का पैटर्न आमतौर पर लैम्बर्टियन वितरण के करीब होता है, जहां तीव्रता सामान्य (केंद्र) के कोण की कोज्या के समानुपाती होती है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 Package Dimensions

IR67-21C/TR8 एक माइक्रो SMD पैकेज में आता है। आयाम चित्र PCB पैड डिज़ाइन के लिए आवश्यक सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करता है, जिसमें बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लीड पिच और पैड आयाम शामिल हैं। महत्वपूर्ण आयामों में समग्र आयाम (उदाहरण के लिए, लगभग 3.2mm x 2.8mm, लेकिन सटीक मान ड्राइंग से लिया जाना चाहिए), पैड के बीच की दूरी और विश्वसनीय सोल्डरिंग सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न शामिल हैं। जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, मानक सहनशीलता ±0.1mm है।

4.2 Polarity Identification

एनोड और कैथोड टर्मिनलों की पहचान करने के लिए पैकेज में चिह्न या विशेषताएं (जैसे खांचे, बेवल या कैथोड मार्कर) शामिल होते हैं। असेंबली प्रक्रिया के दौरान सही ध्रुवीयता पर ध्यान देना आवश्यक है, क्योंकि रिवर्स बायस लगाने से डिवाइस क्षतिग्रस्त हो सकता है।

4.3 कैरियर टेप और रील विनिर्देश

स्वचालित असेंबली के लिए, घटक एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं, जो रील पर लपेटे होते हैं। डेटाशीट कैरियर टेप के आयाम प्रदान करती है, जिसमें पॉकेट आयाम, पिच और टेप की चौड़ाई शामिल है। रील में आमतौर पर 2000 घटक होते हैं। ये आयाम पिक-एंड-प्लेस मशीन को प्रोग्राम करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और LED को क्षति से बचाने के लिए सही हैंडलिंग और सोल्डरिंग अत्यंत महत्वपूर्ण है।

5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया

यह डिवाइस इन्फ्रारेड और वेपर फेज रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगत है। अनुशंसित लीड-फ्री सोल्डर तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जो प्रीहीट, सोक, रीफ्लो पीक तापमान (260°C से अधिक नहीं) और कूलिंग रेट निर्दिष्ट करती है। रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। गर्म करने के दौरान एलईडी बॉडी पर कोई तनाव नहीं डाला जाना चाहिए, और सोल्डरिंग के बाद पीसीबी में वार्पेज नहीं होना चाहिए।

5.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हस्त वेल्डिंग करना अनिवार्य है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से कम होना चाहिए, और प्रत्येक टर्मिनल के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। कम शक्ति वाले सोल्डरिंग आयरन (≤25W) का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। प्रत्येक टर्मिनल को वेल्ड करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का शीतलन अंतराल देखा जाना चाहिए। डेटाशीट दृढ़ता से सुझाव देती है कि हस्त वेल्डिंग आमतौर पर क्षति का कारण बनती है।

5.3 रिवर्क एवं मरम्मत

LED सोल्डरिंग के बाद मरम्मत की अनुशंसा नहीं की जाती है। यदि अपरिहार्य है, तो दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए ड्यूल-टिप सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके तापीय प्रतिबल को न्यूनतम किया जाना चाहिए। पुनर्कार्य के दौरान LED विशेषताओं को क्षतिग्रस्त करने की संभावना का पूर्व मूल्यांकन अवश्य करना चाहिए।

6. भंडारण एवं आर्द्रता संवेदनशीलता

IR67-21C/TR8 नमी के प्रति संवेदनशील है। रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव (वाष्प के तेजी से विस्तार के कारण पैकेज में दरार) को रोकने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।

• घटक का उपयोग करने के लिए तैयार होने से पहले नमी-रोधी बैग नहीं खोलना चाहिए।
• खोलने से पहले, ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें। शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
• खोलने के बाद, ≤30°C और ≤70% RH पर संग्रहित करें। "शॉप फ्लोर लाइफ" (बैग से बाहर रहने की अनुमत अवधि) 168 घंटे (7 दिन) है।
• यदि सिलिका जेल ड्रायर का रंग बदल जाता है (संतृप्ति का संकेत) या भंडारण समय से अधिक हो जाता है, तो रिफ्लो से पहले 60 ±5°C पर 24 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता होती है।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

IR67-21C/TR8 को व्यापक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहाँ संवेदन या सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए अदृश्य अवरक्त प्रकाश का उपयोग किया जाता है।

• सेंसर: प्रॉक्सिमिटी सेंसर, वस्तु पहचान और लाइन-अनुसरण रोबोट के लिए प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
• फोटोइलेक्ट्रिक स्विच: एक ऑप्टिकल इंटररप्टर या स्लॉट स्विच के आधे हिस्से का निर्माण करता है, जहां कोई वस्तु एलईडी और फोटोडिटेक्टर के बीच की प्रकाश किरण को अवरुद्ध करती है।
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: टेलीविजन, वीसीआर और अन्य ऑडियो/वीडियो उपकरणों के लिए रिमोट कंट्रोल ट्रांसमीटर (हालांकि आमतौर पर अधिक दूरी के लिए उच्च शक्ति वाले एलईडी का उपयोग किया जाता है)।
• इमेजिंग: सुरक्षा कैमरों के लिए अवरक्त प्रकाश व्यवस्था, विशेष रूप से कम रोशनी या नाइट विजन मोड में।
• सुरक्षा उपकरणयह कुछ धुएं डिटेक्टरों में एक घटक के रूप में उपयोग किया जा सकता है जो प्रकाशीय प्रकीर्णन सिद्धांत पर काम करते हैं।

7.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार

• करंट लिमिटिंगबाहरी करंट सीमित करने वाला रेसिस्टर बिल्कुल आवश्यक है। LED की I-V विशेषता बहुत तीव्र होती है, जिसका अर्थ है कि वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि से करंट में भारी वृद्धि हो सकती है, और यदि नियंत्रित न किया जाए तो यह तुरंत जल सकता है। रेसिस्टर का मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (V_{पावर सप्लाई}- V_F) / I_F.
• थर्मल प्रबंधन: हालांकि SMD पैकेज PCB पैड के माध्यम से गर्मी को दूर करता है, लेकिन विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण में, पावर डीरेटिंग कर्व पर सावधानीपूर्वक ध्यान देना आवश्यक है। पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र (थर्मल पैड) जंक्शन तापमान को कम करने में मदद करता है।
• स्पेक्ट्रल मिलानसुनिश्चित करें कि चयनित फोटोडिटेक्टर (फोटोडायोड, फोटोट्रांजिस्टर) 940nm के आसपास चरम संवेदनशीलता रखता है, ताकि इष्टतम सिस्टम सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात प्राप्त किया जा सके।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन120° दृश्य कोण व्यापक कवरेज प्रदान करता है। लंबी दूरी या अधिक दिशात्मक बीम के लिए, सहायक ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है।

8. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

8.1 पैकेजिंग प्रक्रिया

LED को सिलिका जेल और आर्द्रता संकेतक कार्ड युक्त नमी-रोधी एल्यूमीनियम पाउच में पैक किया जाता है। पाउच पर एक लेबल लगा होता है जिसमें ट्रेसबिलिटी और सही अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण जानकारी होती है।

8.2 लेबल विनिर्देश

लेबल में कई फ़ील्ड शामिल हैं: ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), निर्माता पार्ट नंबर (P/N), पैकेजिंग मात्रा (QTY), बैच नंबर (LOT NO), और प्रकाशीय ग्रेडिंग जानकारी, जैसे श्रेणी (CAT, संभवतः विकिरण तीव्रता के लिए) और रंगत (HUE, चरम तरंगदैर्ध्य के लिए)। संदर्भ कोड (REF) भी मौजूद हो सकता है।

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

प्रश्न: यदि निरंतर धारा केवल 65mA है, तो 1.0A पीक फॉरवर्ड करंट रेटिंग का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: पीक करंट रेटिंग LED को बहुत छोटे, उच्च-शक्ति वाले पल्स से चलाने की अनुमति देती है। यह ऐसे अनुप्रयोगों में उपयोगी है जैसे दूरी मापन (टाइम ऑफ़ फ़्लाइट) या डेटा ट्रांसमिशन, जिन्हें परिवेशी शोर को दूर करने या अत्यधिक औसत ऊष्मा उत्पन्न किए बिना अधिक दूरी तय करने के लिए अवरक्त प्रकाश के संक्षिप्त, तीव्र विस्फोटों की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: यदि मेरे अनुप्रयोग का परिवेश तापमान 50°C है, तो मैं सुरक्षित ऑपरेटिंग करंट कैसे निर्धारित करूं?
उत्तर: आपको पावर डिसिपेशन बनाम परिवेश तापमान डेरेटिंग कर्व का उपयोग करना होगा। 50°C के अनुरूप बिंदु पर कर्व पर जाएं, उस तापमान पर अधिकतम अनुमेय पावर डिसिपेशन (P_d(max)) निर्धारित करने के लिए। फिर, अपेक्षित करंट पर टाइपिकल फॉरवर्ड वोल्टेज (V का उपयोग करें।_F), अधिकतम सुरक्षित धारा की गणना: I_F(max)= P_d(max)/ V_Fसुरक्षा मार्जिन हमेशा शामिल करें।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी का उपयोग टीवी रिमोट कंट्रोल के लिए कर सकता हूं?
उत्तर: हालांकि यह सही तरंगदैर्ध्य (940nm रिमोट कंट्रोल के लिए मानक है) पर उत्सर्जित करता है, लेकिन 20mA पर इसकी विकिरण तीव्रता (आमतौर पर 1.5 mW/sr) समर्पित रिमोट कंट्रोल एलईडी की तुलना में कम हो सकती है, जिसे आमतौर पर अधिक ड्राइव करंट के साथ या अधिक दूरी के लिए भिन्न ऑप्टिकल डिज़ाइन के साथ संचालित किया जाता है। इसका उपयोग कम दूरी के रिमोट कंट्रोल के लिए किया जा सकता है, लेकिन एक सामान्य लिविंग रूम दूरी के लिए, उच्च आउटपुट के लिए डिज़ाइन किए गए घटक अधिक उपयुक्त हो सकते हैं।

प्रश्न: भंडारण और बेकिंग प्रक्रियाएं इतनी विशिष्ट क्यों हैं?
उत्तर: प्लास्टिक एसएमडी पैकेज हवा से नमी अवशोषित करते हैं। उच्च तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह अवशोषित नमी तेजी से भाप में बदल जाती है, जिससे आंतरिक दबाव पैदा होता है और पैकेज डिलैमिनेशन या चिप क्रैकिंग ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) हो सकता है। नियंत्रित भंडारण और बेकिंग प्रक्रियाएँ एक उद्योग मानक (JEDEC MSL रेटिंग्स पर आधारित) हैं, जिनका उद्देश्य सोल्डरिंग से पहले इस नमी को सुरक्षित रूप से हटाना है।

10. कार्य सिद्धांत एवं तकनीकी पृष्ठभूमि

10.1 मूलभूत कार्य सिद्धांत

इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप सामग्री से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप सामग्री से होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये चार्ज वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। GaAlAs सेमीकंडक्टर में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम (लगभग 940nm) में फोटॉन के रूप में उत्सर्जित होती है। विशिष्ट तरंगदैर्ध्य सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जो क्रिस्टल में एल्यूमीनियम और गैलियम के अनुपात को समायोजित करके प्राप्त की जाती है।

10.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रणाली में भूमिका

एक विशिष्ट संवेदन प्रणाली में, IR67-21C/TR8 एक सक्रिय सिग्नल स्रोत के रूप में कार्य करता है। इसकी किरणें या तो सीधे डिटेक्टर द्वारा प्राप्त की जाती हैं (संचरण संवेदन के लिए), लक्ष्य से परावर्तित होती हैं (निकटता/परावर्तन संवेदन के लिए), या किसी वस्तु द्वारा अवरुद्ध होती हैं (बीम अवरोधन संवेदन के लिए)। डिटेक्टर मॉड्यूलेटेड या अवरुद्ध अवरक्त प्रकाश को प्रसंस्करण के लिए विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है। 940nm तरंगदैर्ध्य एक आदर्श विकल्प है क्योंकि यह मानव आँख के लिए अदृश्य है, अधिकांश परिवेशी दृश्य प्रकाश के हस्तक्षेप से बचाता है, और सस्ते सिलिकॉन डिटेक्टरों के उच्च संवेदनशीलता क्षेत्र के साथ संरेखित होता है, साथ ही लंबी अवरक्त तरंगदैर्ध्य की तुलना में हवा और सामान्य सामग्रियों द्वारा कम अवशोषित होता है।

10.3 उद्योग रुझान और पृष्ठभूमि

IR67-21C/TR8 जैसे SMD अवरक्त LED का विकास इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद असेंबली के लघुरूपण और स्वचालन द्वारा संचालित है। रुझान छोटे पैकेज आकार, प्रति इकाई क्षेत्र उच्च विकिरण तीव्रता, बेहतर थर्मल प्रदर्शन और सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए सख्त बिनिंग की ओर है। साथ ही, नए अर्धचालक पदार्थों (जैसे विभिन्न अवरक्त बैंड के लिए सिलिकॉन-आधारित InGaN) और एकीकृत समाधानों (जैसे निकटता संवेदक मॉड्यूल) में LED ड्राइवर, संवेदक और सिग्नल प्रोसेसिंग के एकीकरण पर शोध जारी है। इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT), ऑटोमोटिव संवेदन (जैसे इन-कैबिन मॉनिटरिंग) और औद्योगिक स्वचालन के विस्तार के साथ, विश्वसनीय, कम लागत वाले अवरक्त घटकों की मांग लगातार बढ़ रही है।