LTST-C193KFKT-5A Orange SMD LED Data Sheet - Size 1.6x0.8x0.35mm - Voltage 1.7-2.3V - Power 75mW - Technical Documentation

1. उत्पाद अवलोकन

LTST-C193KFKT-5A आधुनिक, सीमित स्थान वाले इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) चिप LED है। इसकी मुख्य विशेषता इसकी अत्यंत पतली प्रोफ़ाइल है, जिसकी ऊंचाई केवल 0.35 मिलीमीटर है, जो उन अल्ट्रा-थिन उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, बैकलाइट और इंडिकेटर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां घटक ऊंचाई एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन कारक है। यह उपकरण चमकीला नारंगी प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए AllnGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जो अपनी उच्च दक्षता और अच्छे रंग शुद्धता के लिए जाना जाता है। यह 8 मिलीमीटर कैरियर टेप पैकेजिंग में आता है और 7 इंच के रील पर आपूर्ति किया जाता है, जो उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों और मानक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ पूरी तरह संगत है।

1.1 मुख्य विशेषताएं और लाभ

यह एलईडी डिजाइनरों को कई महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है। यह RoHS मानक और ग्रीन प्रोडक्ट लेबल के अनुरूप है, जो अंतरराष्ट्रीय पर्यावरणीय नियमों की पूर्ति सुनिश्चित करता है। EIA मानक पैकेज आकार मौजूदा PCB लेआउट और निर्माण उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगतता सुनिश्चित करता है। इस डिवाइस में एकीकृत सर्किट (IC) संगतता भी है, जिसका अर्थ है कि उचित करंट-लिमिटिंग उपायों के साथ, इसे सीधे विशिष्ट लॉजिक-लेवल वोल्टेज द्वारा संचालित किया जा सकता है, जिससे सर्किट डिजाइन सरल हो जाता है। अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल, विश्वसनीय प्रदर्शन और निर्माण-अनुकूल पैकेजिंग का संयोजन इस एलईडी को बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए एक बहुमुखी घटक बनाता है।

2. पूर्ण अधिकतम रेटिंग

किसी भी इलेक्ट्रॉनिक घटक को उसकी पूर्ण अधिकतम रेटिंग से परे संचालित करने से स्थायी क्षति हो सकती है। LTST-C193KFKT-5A के लिए, अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट 30 mA निर्दिष्ट है। 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई वाली पल्स स्थितियों के तहत, यह 80 mA का पीक फॉरवर्ड करंट सहन कर सकता है। अधिकतम पावर डिसिपेशन 75 mW है, जो थर्मल प्रबंधन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह डिवाइस 5 वोल्ट तक का रिवर्स वोल्टेज सहन कर सकता है। ऑपरेटिंग परिवेश तापमान सीमा -30°C से +85°C है, जबकि भंडारण तापमान सीमा -40°C से +85°C तक थोड़ी अधिक है। असेंबली के संदर्भ में, यह एलईडी 260°C पीक तापमान पर, अधिकतम 10 सेकंड के लिए इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है।

3. ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएं

एलईडी के प्रदर्शन को 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर मानक परीक्षण स्थितियों में चरित्रित किया गया है। मुख्य पैरामीटर इसके प्रकाश उत्पादन और विद्युत व्यवहार को परिभाषित करते हैं।

3.1 ल्यूमिनस तीव्रता और देखने का कोण

5 mA की अग्र धारा (IF) पर, प्रकाश तीव्रता (Iv) का विशिष्ट मान एक ग्रेडिंग रेंज में आता है। न्यूनतम मान 11.2 मिलीकैंडेला (mcd) से शुरू होता है और उच्चतम ग्रेड के लिए अधिकतम मान 45.0 mcd है। प्रकाश तीव्रता को फोटोपिक (CIE) मानव आँख की प्रतिक्रिया वक्र का अनुमान लगाने वाले सेंसर और फिल्टर संयोजन का उपयोग करके मापा जाता है। इस उपकरण का अत्यंत चौड़ा देखने का कोण (2θ1/2) 130 डिग्री है। यह पैरामीटर उस पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया गया है जिस पर प्रकाश तीव्रता इसके अक्षीय (ऑन-एक्सिस) मान की आधी हो जाती है, यह दर्शाता है कि LED एक विस्तृत क्षेत्र में प्रकाश उत्सर्जित करती है, जो व्यापक-कोण दृश्यता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

3.2 स्पेक्ट्रम विशेषताएँ

वर्णक्रमीय विशेषताएँ उत्सर्जित प्रकाश के रंग को परिभाषित करती हैं। शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP) आमतौर पर 611 नैनोमीटर (nm) होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख उस रंग का प्रतिनिधित्व करने वाला मानती है, और यह 5 mA पर आमतौर पर 605 nm होता है। वर्णक्रमीय रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ) वर्णक्रमीय शुद्धता या शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास प्रकाश उत्पादन की एकाग्रता का माप है, जो 17 nm है। ये मान उच्च-गुणवत्ता वाले नारंगी AllnGaP LED की विशेषता हैं।

3.3 विद्युत विशेषताएँ

IF=5mA पर मापा गया LED अग्र वोल्टेज (VF) न्यूनतम 1.70 वोल्ट से अधिकतम 2.30 वोल्ट तक होता है। यह सीमा बाद में वर्णित ग्रेडिंग प्रक्रिया से प्रभावित होती है। रिवर्स करंट (IR) बहुत कम है, जो 5V रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाए जाने पर अधिकतम 10 माइक्रोएम्पियर (μA) होता है, जो इसके अच्छे डायोड गुणों को दर्शाता है।

4. बिनिंग प्रणाली

बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को उन घटकों का चयन करने में सक्षम बनाता है जो उनके अनुप्रयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

फॉरवर्ड वोल्टेज को तीन बिन में विभाजित किया गया है: E2 (1.70V - 1.90V), E3 (1.90V - 2.10V), और E4 (2.10V - 2.30V)। प्रत्येक बिन में ±0.1 वोल्ट का सहनशीलता मार्जिन है। समान वोल्टेज बिन के एलईडी का चयन करने से, जब कई एलईडी समानांतर में जुड़े होते हैं, तो चमक की एकरूपता बनाए रखने में मदद मिलती है क्योंकि उन पर समान वोल्टेज ड्रॉप होगा।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग

ल्यूमिनस इंटेंसिटी को तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: L (11.2 - 18.0 mcd), M (18.0 - 28.0 mcd), और N (28.0 - 45.0 mcd)। प्रत्येक तीव्रता बिन में ±15% का सहनशीलता मार्जिन है। उन अनुप्रयोगों के लिए जहां कई संकेतक लैंप या बैकलाइट घटकों के बीच चमक की एकरूपता बनाए रखना आवश्यक है, यह बिनिंग महत्वपूर्ण है।

5. पैकेजिंग एवं यांत्रिक जानकारी

PCB डिजाइन और असेंबली के लिए घटक का भौतिक आयाम और हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।

5.1 पैकेज आयाम

इस LED का फुटप्रिंट बहुत कॉम्पैक्ट है। डेटाशीट में विस्तृत आयाम चित्र लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई (0.35mm) और कैथोड पहचानकर्ता के स्थान को निर्दिष्ट करता है। जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.10 mm है। यह पैकेज संगतता सुनिश्चित करने के लिए EIA मानक आकृति का पालन करता है।

5.2 अनुशंसित पैड लेआउट

PCB के लिए अनुशंसित पैड लेआउट डिजाइन प्रदान किया गया है। यह लेआउट रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने के लिए अनुकूलित है। डेटाशीट शॉर्टिंग या अत्यधिक सोल्डर को रोकने के लिए सोल्डर पेस्ट स्टेंसिल की अधिकतम मोटाई 0.10mm होने की सलाह देती है।

5.3 कैरियर टेप और रील पैकेजिंग

LED को 8mm चौड़ाई वाली एम्बॉस्ड कैरियर टेप में पैक किया जाता है और 7 इंच (178mm) व्यास वाली रील पर लपेटा जाता है। प्रति रील 5000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 विनिर्देश का अनुपालन करती है। खाली घटक पॉकेट को टॉप सीलिंग टेप से सील किया जाता है। विशिष्ट नियम निर्दिष्ट किए गए हैं, जैसे कि अधिकतम दो लगातार लापता घटकों की अनुमति, और शेष रील के लिए न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है।

6. असेंबली और हैंडलिंग दिशानिर्देश

विश्वसनीयता और प्रदर्शन बनाए रखने के लिए उचित हैंडलिंग आवश्यक है।

6.1 सोल्डरिंग प्रक्रिया

यह LED इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ पूरी तरह संगत है, जो SMD असेंबली के लिए मानक प्रक्रिया है। लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए विस्तृत रीफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल सिफारिशें प्रदान की गई हैं। प्रमुख पैरामीटर में प्रीहीट ज़ोन, नियंत्रित तापन दर, 260°C से अधिक नहीं चरम तापमान, और प्रोफ़ाइल के अनुसार लिक्विडस ऊपर का समय (TAL) शामिल हैं। चरम तापमान पर कुल समय अधिकतम 10 सेकंड होना चाहिए। सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके मैन्युअल रिपेयर के लिए, आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, संपर्क समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए, और केवल एक बार ही किया जाना चाहिए। डेटाशीट इस बात पर जोर देती है कि अंतिम सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल को विशिष्ट PCB डिज़ाइन, उपयोग किए गए घटकों और सोल्डर पेस्ट के आधार पर कैरेक्टराइज़ किया जाना चाहिए।

6.2 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का ही उपयोग करें। अनिर्दिष्ट रसायन एलईडी के एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकते हैं। अनुशंसित विधि है कि एलईडी को सामान्य तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक समय तक न डुबोएं। विशेष रूप से परीक्षण और प्रमाणित किए बिना, शक्तिशाली या अल्ट्रासोनिक सफाई की सिफारिश नहीं की जाती है।

6.3 भंडारण की शर्तें

नमी अवशोषण को रोकने के लिए सख्त भंडारण शर्तें परिभाषित की गई हैं, जिससे रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव (एनकैप्सुलेशन दरार) हो सकता है। जब डिसिकेंट के साथ मूल नमी-रोधी बैग सीलबंद हो, तो एलईडी को ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार बैग खोलने के बाद, "फ्लोर लाइफ" शुरू हो जाती है। एलईडी को ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और 672 घंटे (28 दिन) के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग करने की सिफारिश की जाती है। यदि मूल पैकेजिंग बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता हो, तो इसे डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि फ्लोर लाइफ 672 घंटे से अधिक हो जाती है, तो असेंबली से पहले नमी हटाने के लिए लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे के बेकिंग की आवश्यकता होती है।

7. अनुप्रयोग जानकारी और डिजाइन विचार

सफल कार्यान्वयन के लिए कार्य सिद्धांत और डिजाइन सीमाओं को समझना महत्वपूर्ण है।

7.1 ड्राइव सर्किट डिजाइन

LED एक करंट-चालित उपकरण है। इसका प्रकाश उत्पादन मुख्य रूप से फॉरवर्ड करंट का फलन है, वोल्टेज का नहीं। इसलिए, निरंतर वोल्टेज स्रोत से चलाने की सलाह नहीं दी जाती है, क्योंकि इससे थर्मल रनवे और उपकरण क्षति हो सकती है। डेटाशीट दृढ़ता से सिफारिश करती है कि वोल्टेज स्रोत से जोड़ते समय, LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला लगाया जाए। यह रोकनेवाला ओम के नियम के अनुसार कार्यकारी करंट निर्धारित करता है: R = (सप्लाई वोल्टेज - LED फॉरवर्ड वोल्टेज) / वांछित करंट। जब कई LED समानांतर में जुड़े होते हैं तो करंट समान वितरण और चमक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए यह अभ्यास विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि विभिन्न उपकरणों के फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में मामूली अंतर हो सकते हैं।

7.2 थर्मल प्रबंधन

हालांकि बिजली की खपत कम है (अधिकतम 75 mW), दीर्घकालिक विश्वसनीयता और स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए उचित थर्मल डिज़ाइन अभी भी महत्वपूर्ण है। LED का प्रदर्शन, विशेष रूप से फॉरवर्ड वोल्टेज और ल्यूमिनस तीव्रता, तापमान पर निर्भर है। पैड के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर फ़ॉयल क्षेत्र सुनिश्चित करने से गर्मी अपव्यय में मदद मिलती है। इसकी अधिकतम रेटेड करंट के करीब या उस पर काम करने से अधिक गर्मी उत्पन्न होती है, जिसके लिए अतिरिक्त थर्मल विचारों की आवश्यकता हो सकती है।

7.3 अनुप्रयोग दायरा और सावधानियां

डेटाशीट निर्दिष्ट करती है कि यह LED सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरणों के लिए उपयुक्त है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिनमें अत्यधिक उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (उदाहरण के लिए, विमानन, चिकित्सा उपकरण, यातायात सुरक्षा प्रणाली), डिज़ाइन में अपनाने से पहले निर्माता से परामर्श करने की आवश्यकता है। यह वाणिज्यिक-ग्रेड घटकों के लिए एक मानक अस्वीकरण है।

8. तकनीकी गहन विश्लेषण और प्रदर्शन विश्लेषण

बुनियादी विनिर्देशों के अलावा, उन्नत डिजाइन के लिए कुछ बुनियादी सिद्धांत और प्रदर्शन प्रवृत्तियाँ महत्वपूर्ण हैं।

8.1 करंट, वोल्टेज और तीव्रता का संबंध

प्रदर्शन वक्र (डेटाशीट में निहित) आमतौर पर दिखाते हैं कि सामान्य संचालन सीमा के भीतर, आगे की धारा के साथ चमकदार तीव्रता लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है। हालाँकि, दक्षता (लुमेन प्रति वाट) एक निश्चित धारा मान पर चरम पर पहुँच सकती है और फिर बढ़ते तापीय प्रभावों के कारण गिर सकती है। फॉरवर्ड वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ थोड़ा कम हो जाता है।

8.2 सामग्री प्रौद्योगिकी: AllnGaP

सक्रिय अर्धचालक सामग्री के रूप में एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AllnGaP) का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AllnGaP एलईडी लाल, नारंगी और पीली तरंग दैर्ध्य रेंज में उनकी उच्च दक्षता के लिए जाने जाते हैं। उनके पास अच्छा रंग स्थिरता और समय तथा संचालन धारा में परिवर्तन के साथ स्थिरता है, साथ ही अपेक्षाकृत कम फॉरवर्ड वोल्टेज है। परिणामस्वरूप 605-611 एनएम नारंगी प्रकाश ज्वलंत और आसानी से पहचानने योग्य है।

8.3 प्रकाशीय डिजाइन एवं दृश्य कोण

130 डिग्री का व्यूिंग एंगल चिप डिज़ाइन और एपॉक्सी लेंस के आकार के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। विस्तृत व्यूिंग एंगल उन स्टेटस इंडिकेटर एलईडी के लिए आदर्श है जिन्हें विभिन्न कोणों से देखने की आवश्यकता होती है। अधिक केंद्रित बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिकल घटकों की आवश्यकता होती है।

9. तुलना एवं चयन मार्गदर्शिका

डिज़ाइन में एलईडी का चयन करते समय, इंजीनियरों को महत्वपूर्ण पैरामीटरों की तुलना करनी चाहिए।

इस एलईडी की प्रमुख विभेदक विशेषताएं:प्रमुख विभेदक विशेषता इसकी 0.35 मिलीमीटर की अत्यंत कम ऊंचाई है। मानक 0.6 मिमी या 1.0 मिमी ऊंचाई वाले चिप एलईडी की तुलना में, यह पतले अंतिम उत्पादों को प्राप्त करने में सहायता करता है। 130 डिग्री का विस्तृत व्यूिंग एंगल व्यापक क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था का एक और लाभ है। AllnGaP तकनीक नारंगी प्रकाश के लिए अच्छी दक्षता और रंग प्रदान करती है।

चयन मानदंड:डिजाइनरों को अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर प्राथमिकताएं निर्धारित करनी चाहिए: ऊंचाई प्रतिबंध, आवश्यक चमक (ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेड), रंग बिंदु (प्रमुख तरंगदैर्ध्य), ड्राइव करंट संगतता और थर्मल/पावर सीमाएं। ग्रेडिंग प्रणाली उपयुक्त प्रदर्शन स्तर का चयन करके लागत को अनुकूलित करने की अनुमति देती है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं, सीधे नहीं चलाया जा सकता। एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला (रजिस्टर) का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, 3.3V आपूर्ति, 2.0V के विशिष्ट VF, और 5mA की वांछित धारा के साथ, प्रतिरोध मान (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260 ओम होना चाहिए। एक 270 ओम का मानक मूल्य वाला रोकनेवाला उपयुक्त है।

प्रश्न: यदि रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान 260°C का समय 10 सेकंड की सीमा से अधिक हो जाता है तो क्या होगा?
उत्तर: समय/तापमान सीमा से अधिक होने से कई समस्याएं हो सकती हैं: एपॉक्सी लेंस का क्षरण (पीला पड़ना), आंतरिक बॉन्डिंग तार क्षति, या अर्धचालक चिप पर अत्यधिक तापीय प्रतिबल, जिससे तत्काल विफलता या दीर्घकालिक विश्वसनीयता में कमी आ सकती है।

प्रश्न: भंडारण और कार्यशाला शेल्फ जीवन को इतना सख्त क्यों निर्धारित किया गया है?
उत्तर: एपॉक्सी राल एनकैप्सुलेशन सामग्री हवा से नमी अवशोषित करती है। उच्च तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से भाप में बदल जाती है, जिससे उच्च आंतरिक दबाव उत्पन्न होता है। इससे एनकैप्सुलेशन में परत अलग होना या यहां तक कि दरार पड़ सकती है, एक घटना जिसे "पॉपकॉर्न प्रभाव" कहा जाता है। इस स्थिति को रोकने के लिए भंडारण और बेकिंग प्रक्रियाएं नमी सामग्री को नियंत्रित करती हैं।

प्रश्न: LED के कैथोड की पहचान कैसे करें?
उत्तर: डेटाशीट में एनकैप्सुलेशन आरेख कैथोड मार्किंग को दर्शाता है। आमतौर पर, इस प्रकार के चिप LED के लिए, कैथोड को घटक के शीर्ष या तल पर हरी पट्टी, बिंदु या कटे हुए कोने द्वारा चिह्नित किया जाता है। विशिष्ट चिह्नन जानकारी के लिए यांत्रिक चित्र का संदर्भ अवश्य लें।