P-LCC-2 नीला एलईडी डेटाशीट - पैकेज 3.2x2.8x1.9mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 2.7-3.5V - ल्यूमिनस इंटेंसिटी 285mcd तक - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ P-LCC-2 पैकेज में एक सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी के विनिर्देशों का विवरण देता है। इस घटक का प्राथमिक कार्य एक प्रकाशीय संकेतक या बैकलाइट स्रोत के रूप में है। इसके मुख्य लाभ इसके कॉम्पैक्ट सफेद पैकेज और रंगहीन स्पष्ट विंडो से आते हैं, जो 120 डिग्री के चौड़े व्यूइंग एंगल को सुगम बनाते हैं। प्रकाश युग्मन के लिए अनुकूलित इंटर-रिफ्लेक्टर वाला यह डिज़ाइन, इसे लाइट गाइड और लाइट पाइप अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है। लक्षित बाजारों में दूरसंचार उपकरण (फोन/फैक्स मशीनों में संकेतकों के लिए), एलसीडी बैकलाइटिंग के लिए उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, स्विच प्रकाश व्यवस्था और सामान्य-उद्देश्य संकेतक उपयोग शामिल हैं, जहां विश्वसनीय, सुसंगत प्रकाश उत्पादन की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स

डिवाइस को निम्नलिखित निरपेक्ष सीमाओं के भीतर विश्वसनीय रूप से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (V_R) 5V है। निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F) 25mA से अधिक नहीं होना चाहिए, जबकि पल्स्ड स्थितियों (1kHz पर ड्यूटी साइकिल 1/10) में 100mA का पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP) स्वीकार्य है। अधिकतम पावर डिसिपेशन (P_d) 95mW है। घटक ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM) के अनुसार 2000V के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) को सहन कर सकता है। इसका संचालन तापमान सीमा (T_opr) -40°C से +85°C तक है, और इसे -40°C और +90°C के बीच संग्रहीत (T_stg) किया जा सकता है। सोल्डरिंग तापमान सीमाएं रीफ्लो (10 सेकंड के लिए 260°C) और हैंड सोल्डरिंग (3 सेकंड के लिए 350°C) के लिए परिभाषित की गई हैं।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएं

ये पैरामीटर I_F = 20mA और 25°C के परिवेश तापमान (T_a) की एक मानक परीक्षण स्थिति पर मापे जाते हैं। ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V) की एक विशिष्ट सीमा होती है, जिसमें बिनिंग सिस्टम द्वारा परिभाषित न्यूनतम 90 मिलिकैंडेला (mcd) और अधिकतम 285 mcd है। नीले प्रकार के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_d) 464 nm और 472 nm के बीच निर्दिष्ट है, जिसमें एक विशिष्ट पीक तरंगदैर्ध्य (λ_p) लगभग 468 nm है। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) आमतौर पर 25 nm है। एलईडी को 20mA पर चलाने के लिए आवश्यक फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) न्यूनतम 2.70V से अधिकतम 3.50V तक होता है। सहनशीलता नोट की गई है: ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए ±11%, फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए ±0.1V, और पीक तरंगदैर्ध्य के लिए ±1nm।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटरों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग

ल्यूमिनस आउटपुट को पांच बिन (Q2, R1, R2, S1, S2) में वर्गीकृत किया गया है, जिसमें न्यूनतम मान 90 mcd (Q2) से 225 mcd (S2) तक और अधिकतम मान 112 mcd (Q2) से 285 mcd (S2) तक हैं, सभी I_F=20mA पर मापे गए हैं।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

नीला रंग (समूह F) आगे चार तरंगदैर्ध्य बिन में विभाजित है: AA1 (464-466 nm), AA2 (466-468 nm), AA3 (468-470 nm), और AA4 (470-472 nm)। यह डिजाइनरों को बहुत विशिष्ट रंग बिंदुओं वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

फॉरवर्ड वोल्टेज को समग्र 2.70V से 3.50V सीमा के भीतर चार समूहों (10, 11, 12, 13) में बिन किया गया है, जिसमें प्रत्येक बिन 0.2V की सीमा को कवर करता है (उदाहरण के लिए, बिन 10: 2.70-2.90V)। यह कुशल करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने और मल्टी-एलईडी ऐरे में एकसमान चमक सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है जो विभिन्न स्थितियों के तहत डिवाइस के व्यवहार को दर्शाती हैं।

4.1 सापेक्ष ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन फॉरवर्ड करंट के साथ बढ़ता है लेकिन रैखिक रूप से नहीं। यह डिजाइनरों को मानक 20mA से ऊपर या नीचे एलईडी चलाते समय दक्षता के व्यापार को समझने में मदद करता है।

4.2 सापेक्ष ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम परिवेश तापमान

ल्यूमिनस इंटेंसिटी परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती है। यह वक्र उच्च-तापमान वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए आवश्यक डीरेटिंग को इंगित करता है।

4.3 फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग वक्र

यह ग्राफ परिवेश तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम स्वीकार्य निरंतर फॉरवर्ड करंट को परिभाषित करता है। ओवरहीटिंग को रोकने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, 25°C से ऊपर संचालित करते समय करंट को कम किया जाना चाहिए।

4.4 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज

IV वक्र करंट और वोल्टेज के बीच घातीय संबंध को दर्शाता है, जो उपयुक्त ड्राइवर टोपोलॉजी (कॉन्स्टेंट करंट बनाम रेसिस्टर-आधारित) चुनने के लिए मौलिक है।

4.5 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रल प्लॉट 468 nm के आसपास केंद्रित परिभाषित बैंडविड्थ वाले मोनोक्रोमैटिक नीले प्रकाश उत्पादन की पुष्टि करता है, जो रंग-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4.6 विकिरण आरेख

यह ध्रुवीय आरेख 120° व्यूइंग एंगल के साथ चौड़े, लैम्बर्टियन-जैसे उत्सर्जन पैटर्न की दृश्य रूप से पुष्टि करता है, जो दर्शाता है कि प्रकाश तीव्रता स्थानिक रूप से कैसे वितरित होती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

P-LCC-2 पैकेज का एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट है। प्रमुख आयामों में लंबाई में लगभग 3.2mm, चौड़ाई में 2.8mm का बॉडी आकार शामिल है, जिसकी ऊंचाई 1.9mm है। कैथोड को पैकेज पर एक खांचे या हरे निशान द्वारा पहचाना जाता है। विस्तृत चित्र पीसीबी डिजाइन के लिए पैड लेआउट सिफारिशें निर्दिष्ट करते हैं, जिसमें लैंड पैटर्न और सोल्डर मास्क परिभाषाएं शामिल हैं, जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, ±0.1mm की मानक सहनशीलता के साथ।

5.2 रील और टेप आयाम

घटक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए 8mm कैरियर टेप पर आपूर्ति किया जाता है। रील आयाम और टेप पॉकेट विनिर्देश मानक एसएमटी उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए प्रदान किए जाते हैं। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

एलईडी वेपर-फेज रीफ्लो, इन्फ्रारेड रीफ्लो और वेव सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए महत्वपूर्ण पैरामीटर अधिकतम 10 सेकंड के लिए 260°C का पीक तापमान है। हैंड सोल्डरिंग के लिए, आयरन टिप तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और संपर्क समय प्रति पैड 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। सोल्डरिंग के दौरान और बाद में पैकेज पर यांत्रिक तनाव से बचना महत्वपूर्ण है। डिवाइस को Pb-मुक्त और RoHS अनुपालन के रूप में रेट किया गया है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

एलईडी को नमी-प्रतिरोधी बैरियर बैग में डिसिकेंट के साथ पैक किया जाता है ताकि भंडारण और परिवहन के दौरान उन्हें नमी से बचाया जा सके, क्योंकि वे नमी-संवेदनशील डिवाइस (MSD) हैं। रील पर उत्पाद लेबल में ल्यूमिनस इंटेंसिटी रैंक (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य रैंक (HUE), और फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक (REF) के लिए कोड शामिल होते हैं, जो सीधे बिनिंग जानकारी से मेल खाते हैं। पार्ट नंबर 67-11/BHC-FQ2S1F/2T इन बिन चयनों को एनकोड करता है (उदाहरण के लिए, तरंगदैर्ध्य समूह के लिए F, तीव्रता के लिए Q2/S1, आदि)।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• स्थिति संकेतक:उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, दूरसंचार उपकरणों और औद्योगिक पैनलों में बिजली, कनेक्टिविटी, या फ़ंक्शन स्थिति लाइट्स के लिए आदर्श।
• बैकलाइटिंग:छोटे एलसीडी डिस्प्ले, कीपैड प्रतीकों, या मेम्ब्रेन स्विच की एज-लिट या डायरेक्ट-लिट बैकलाइटिंग के लिए उपयुक्त।
• लाइट गाइड/पाइप:चौड़ा व्यूइंग एंगल और स्पष्ट पैकेज इसे प्लास्टिक लाइट पाइप के लिए एक उत्कृष्ट पॉइंट स्रोत बनाता है जो प्रकाश को फ्रंट पैनल तक ले जाता है।
• सामान्य प्रकाश व्यवस्था:कम-स्तरीय सजावटी या कार्यात्मक प्रकाश व्यवस्था के लिए ऐरे में उपयोग किया जा सकता है।

8.2 डिजाइन विचार

• करंट लिमिटिंग:फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला या स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें। आपूर्ति वोल्टेज और बिन से अधिकतम V_F (उदाहरण के लिए, 3.5V) के आधार पर रोकनेवाले के मूल्य की गणना करें ताकि सुनिश्चित हो कि सबसे खराब स्थितियों में करंट कभी भी 25mA से अधिक न हो।
• थर्मल प्रबंधन:उच्च परिवेश तापमान पर या अधिकतम करंट के पास निरंतर संचालन के लिए, पीसीबी थर्मल रिलीफ पर विचार करें और पास में अन्य गर्मी स्रोतों को रखने से बचें। करंट डीरेटिंग वक्र का पालन करें।
• ऑप्टिकल डिजाइन:120° व्यूइंग एंगल का लाभ उठाएं। लाइट पाइप अनुप्रयोगों के लिए, सुनिश्चित करें कि पाइप सामग्री और ज्यामिति को इस चौड़े उत्सर्जन पैटर्न को कुशलतापूर्वक कैप्चर और संचारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• ESD सुरक्षा:हालांकि डिवाइस में अंतर्निहित ESD सुरक्षा (2000V HBM) है, हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD सावधानियों को लागू करने की अभी भी सिफारिश की जाती है।

9. तकनीकी तुलना

5mm थ्रू-होल प्रकार जैसे पुराने एलईडी पैकेजों की तुलना में, यह P-LCC-2 एसएमडी एलईडी महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है: उच्च-घनत्व डिजाइनों को सक्षम करने वाला बहुत छोटा फुटप्रिंट, पूरी तरह से स्वचालित असेंबली के साथ संगतता जो लागत कम करती है, और पतले अंत उत्पादों के लिए कम प्रोफाइल। इसका चौड़ा व्यूइंग एंगल संकीर्ण-कोण वाले एसएमडी एलईडी के खिलाफ एक प्रमुख अंतरकारक है, जो इसे सेकेंडरी ऑप्टिक्स के बिना ऑफ-एक्सिस कोणों से दृश्यता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए श्रेष्ठ बनाता है। परिभाषित बिनिंग संरचना अनबिन्ड एलईडी की तुलना में कड़ा प्रदर्शन नियंत्रण प्रदान करती है, जो उत्पादन रन में रंग और चमक स्थिरता सुनिश्चित करती है।

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

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 5V आपूर्ति से चला सकता हूं?

उत्तर: नहीं। फॉरवर्ड वोल्टेज केवल 2.7-3.5V है। इसे सीधे 5V से जोड़ने से अत्यधिक करंट होगा, जो एलईडी को नष्ट कर देगा। आपको करंट-लिमिटिंग रोकनेवाला का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और 3.2V के विशिष्ट V_F के साथ, I_F=20mA लक्षित करने के लिए (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω के रोकनेवाले की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: ल्यूमिनस इंटेंसिटी (90 से 285 mcd) में इतनी विस्तृत सीमा क्यों है?

उत्तर: यह सीमा सभी उत्पादन बिन में कुल फैलाव का प्रतिनिधित्व करती है। ऑर्डर करते समय एक विशिष्ट बिन (उदाहरण के लिए, S1: 180-225 mcd) निर्दिष्ट करके, आप अपने अनुप्रयोग के लिए बहुत कड़ी चमक सीमा के भीतर एलईडी की गारंटी दे सकते हैं।

प्रश्न: क्या हीट सिंक की आवश्यकता है?

उत्तर: निर्दिष्ट तापमान सीमा के भीतर 20mA या उससे नीचे संचालन के लिए, एक एकल एलईडी के लिए आमतौर पर समर्पित हीट सिंक की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, ऐरे या उन्नत परिवेश तापमान पर संचालन के लिए पीसीबी कॉपर पैड के माध्यम से थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण हो जाता है।

प्रश्न: मैं कैथोड की पहचान कैसे करूं?

उत्तर: कैथोड को पैकेज पर चिह्नित किया गया है। पैकेज आयाम चित्र देखें जो पहचान सुविधा दिखाता है (आमतौर पर कैथोड साइड पर एक हरा बिंदु या एक खांचा)।

11. व्यावहारिक उपयोग मामला

परिदृश्य: एक नेटवर्क राउटर के लिए स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना।पैनल में चार आइकन (पावर, इंटरनेट, वाई-फाई, ईथरनेट) हैं जिन्हें लाइट पाइप का उपयोग करके पीछे से प्रकाशित करने की आवश्यकता है। डिजाइनर इस P-LCC-2 नीले एलईडी का चयन करता है। वे पर्याप्त चमक सुनिश्चित करने के लिए तीव्रता के लिए बिन S1 और एक सुसंगत नीले रंग के लिए तरंगदैर्ध्य के लिए बिन AA2 चुनते हैं। पीसीबी पर, चार एलईडी को मोल्डेड लाइट पाइप के प्रवेश बिंदुओं के ठीक नीचे रखा गया है। चयनित वोल्टेज बिन से अधिकतम V_F और 3.3V सिस्टम रेल के आधार पर एक साधारण रोकनेवाले गणना का उपयोग करके 18mA का स्थिर धारा चुना जाता है (मार्जिन के लिए 20mA अधिकतम से थोड़ा नीचे)। चौड़ा 120° व्यूइंग एंगल लाइट पाइप में प्रकाश के कुशल युग्मन को सुनिश्चित करता है, जो आइकन पर समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है और अच्छी ऑफ-एक्सिस दृश्यता के साथ। एसएमडी पैकेज एक कॉम्पैक्ट पीसीबी लेआउट और स्वचालित असेंबली की अनुमति देता है।

12. सिद्धांत परिचय

यह एलईडी इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) से बने एक अर्धचालक चिप पर आधारित है। जब डायोड की थ्रेशोल्ड से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक सामग्री के सक्रिय क्षेत्र के भीतर पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। InGaN मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश के तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है—इस मामले में, नीला। चिप में उत्पन्न प्रकाश को फिर पैकेज के माध्यम से निकाला जाता है। रंगहीन स्पष्ट एपॉक्सी रेजिन एक लेंस के रूप में कार्य करता है, और आंतरिक परावर्तक संरचना ("इंटर रिफ्लेक्टर" के रूप में उल्लेखित) आंतरिक रूप से उत्पन्न प्रकाश के अधिक हिस्से को पैकेज के शीर्ष से बाहर निकालने में मदद करती है, जिससे दक्षता बढ़ती है और चौड़ा व्यूइंग एंगल बनता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

इस जैसे संकेतक एलईडी में प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति mA करंट अधिक प्रकाश उत्पादन) की ओर जारी है, जो बिजली की खपत और गर्मी उत्पादन को कम करती है। पैकेज आकार भी और सिकुड़ रहे हैं, जो और अधिक लघुकृत इलेक्ट्रॉनिक्स को सक्षम कर रहे हैं। सुसंगत उपस्थिति महत्वपूर्ण होने वाले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए कड़ी बिनिंग और बेहतर रंग स्थिरता पर बढ़ता जोर है। इसके अलावा, अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए सर्किट डिजाइन को सरल बनाने के लिए ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स या सुरक्षा सुविधाओं को सीधे एलईडी पैकेज में एकीकृत करना विकास का एक चल रहा क्षेत्र है। नीले एलईडी के लिए अंतर्निहित InGaN प्रौद्योगिकी परिपक्व है लेकिन चरम तापमान पर बेहतर विश्वसनीयता और प्रदर्शन के लिए इसे परिष्कृत किया जा रहा है।