LTW-C191DS5 SMD LED डेटाशीट - 0.55 मिलीमीटर अल्ट्रा-थिन हाइट - 3.15V अधिकतम वोल्टेज - 72mW पावर डिसिपेशन - व्हाइट लाइट - सरलीकृत चीनी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTW-C191DS5 आधुनिक सीमित-स्थान इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है। इसकी मुख्य विशेषता इसका अत्यंत पतला प्रोफ़ाइल है, जिसकी पैकेजिंग ऊंचाई केवल 0.55 मिलीमीटर है। यह अल्ट्रा-थिन प्रोफ़ाइल इसे अल्ट्रा-थिन उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, डिस्प्ले बैकलाइट यूनिट्स और ऊर्ध्वाधर स्थान-सीमित संकेतक अनुप्रयोगों में एकीकृत करने के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है।

यह LED इनगैन (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है जो सफेद प्रकाश उत्सर्जित करता है। इसका पैकेज EIA (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानक प्रोफ़ाइल के अनुरूप है, जो उद्योग-मानक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों और टेप-एंड-रील पैकेजिंग सिस्टम के साथ संगतता सुनिश्चित करता है। इस उत्पाद को एक हरित उत्पाद के रूप में नामित किया गया है और यह RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ़ हैज़र्डस सबस्टेंसेज) निर्देश का अनुपालन करता है, जिसका अर्थ है कि इसे सीसा, पारा और कैडमियम जैसे विशिष्ट हानिकारक पदार्थों का उपयोग किए बिना निर्मित किया गया है।

इस घटक के मुख्य लाभों में इसका लघुकृत आकार, उच्च-मात्रा स्वचालित संयोजन प्रक्रियाओं के साथ संगतता और इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्तता शामिल है - जो सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) असेंबली लाइनों में उपयोग की जाने वाली एक मानक सोल्डरिंग विधि है।

2. तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो उपकरण को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन सीमाओं को प्राप्त करने या उससे अधिक होने की स्थिति में कार्य करने की गारंटी नहीं दी जा सकती है, और विश्वसनीय डिजाइन में इनसे बचना चाहिए।

• पावर डिसिपेशन (Pd):72 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED पैकेज अपनी अधिकतम जंक्शन तापमान को पार किए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
• डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):20 mA. The maximum continuous forward current that can be applied.
• Peak Forward Current:100 mA, but only under pulse conditions (1/10 duty cycle, 0.1ms pulse width). This allows for achieving brief high-intensity flashes.
• रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर तत्काल ब्रेकडाउन हो सकता है। डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि रिवर्स वोल्टेज ऑपरेशन निरंतर नहीं हो सकता।
• ऑपरेटिंग तापमान रेंज (Topr):-30°C से +85°C। यह डिवाइस के संचालन के लिए परिवेश तापमान सीमा है।
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg):-55°C से +105°C।
• इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:260°C शिखर तापमान को 10 सेकंड तक सहन कर सकता है, जो विशिष्ट लीड-फ्री रीफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल के अनुरूप है।

2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

ये परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं। डिज़ाइन केवल विशिष्ट मूल्यों पर नहीं, बल्कि न्यूनतम और अधिकतम सीमा मूल्यों पर आधारित होना चाहिए।

• दीप्त तीव्रता (Iv):5 mA के अग्र धारा (IF) पर, यह न्यूनतम 71.0 mcd से विशिष्ट 180.0 mcd तक होती है। तीव्रता माप CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र से मेल खाने वाले फिल्टर वाले सेंसर का उपयोग करके किया गया है।
• दृश्य कोण (2θ1/2):130 डिग्री। यह विस्तृत दृष्टिकोण इंगित करता है कि इसमें लैम्बर्ट या नियर-लैम्बर्ट उत्सर्जन पैटर्न है, जो फोकस्ड बीम के बजाय क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
• क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (x, y):IF=5mA पर, विशिष्ट मान x=0.304, y=0.301 हैं, जो सफेद बिंदु को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम के एक विशिष्ट क्षेत्र में रखते हैं। इन निर्देशांकों के लिए सहनशीलता ±0.01 है।
• Forward Voltage (VF):At IF=5mA, between 2.70 V (min) and 3.15 V (max). This range is critical for driving circuit design.
• Reverse Current (IR):जब 5V रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाया जाता है, तो अधिकतम 10 µA होता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियाँ:LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज और वोल्टेज सर्ज के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग के दौरान, उचित ESD नियंत्रण उपाय अपनाने चाहिए, जैसे ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, एंटीस्टैटिक रिस्ट स्ट्रैप और एंटीस्टैटिक पैकेजिंग।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

अर्धचालक निर्माण में निहित विविधताओं के कारण, LED को प्रदर्शन के आधार पर बिन किया जाता है। LTW-C191DS5 एक त्रि-आयामी बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है:

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ग्रेडिंग

LED को 5 mA पर उनके वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
- ग्रेड A: 2.70V - 2.85V
- ग्रेड B: 2.85V - 3.00V
- ग्रेड C: 3.00V - 3.15V
सहनशीलता: प्रत्येक ग्रेड के लिए ±0.1V।

3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) ग्रेडिंग

LED को 5 mA पर इसके प्रकाश उत्पादन के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
- ग्रेड Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd
- ग्रेड R: 112.0 mcd - 180.0 mcd
सहनशीलता: प्रत्येक ग्रेड के लिए ±15%।

3.3 रंग टोन (रंग) ग्रेडिंग

यह सबसे जटिल ग्रेडिंग है, जो CIE 1931 चार्ट पर रंग निर्देशांक को परिभाषित करती है। छह ग्रेड (S1 से S6) निर्दिष्ट (x, y) निर्देशांक सीमाओं वाले चतुर्भुजों द्वारा परिभाषित किए गए हैं। प्रदान किया गया चार्ट इन ग्रेडों को दृष्टिगत रूप से प्रदर्शित करता है। एक विशिष्ट क्रोमैटिसिटी बिंदु (x=0.304, y=0.301) S3/S4 क्षेत्र के भीतर आता है। x और y दोनों निर्देशांकों पर टोन के लिए सहनशीलता ±0.01 है।

यह ग्रेडिंग डिजाइनरों को ऐसे एलईडी का चयन करने की अनुमति देती है जिनकी विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं सख्त नियंत्रण में होती हैं, ताकि उनके अनुप्रयोग में प्रदर्शन स्थिरता सुनिश्चित हो सके। यह उन बहु-एलईडी सरणियों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां रंग और चमक की एकरूपता अत्यंत आवश्यक है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

डेटाशीट में LED एनकैप्सुलेशन का विस्तृत आयाम चित्र शामिल है। प्रमुख विशेषताओं में 0.55 मिलीमीटर की अधिकतम ऊंचाई और EIA-मानक स्वचालित हैंडलिंग आकृति शामिल है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, मानक सहनशीलता ±0.10 मिलीमीटर है।

4.2 अनुशंसित पैड लेआउट

अनुशंसित PCB पैड पैटर्न (पैकेज आउटलाइन) प्रदान किया गया है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने, टॉम्बस्टोनिंग (एक छोर का उठना) रोकने और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान सही संरेखण सुनिश्चित करने के लिए इस डिज़ाइन का पालन करना महत्वपूर्ण है।

4.3 टेप एवं रील पैकेजिंग

LED एम्बॉस्ड कैरियर टेप में प्रदान किए जाते हैं, जो कवर टेप से सील किए जाते हैं और 7-इंच (178 मिमी) व्यास की रीलों पर लपेटे जाते हैं। मानक रील मात्रा 5,000 टुकड़े है। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक के अनुरूप है। असेंबली मशीन फीडर सेटअप के लिए टेप और रील के महत्वपूर्ण आयाम प्रदान किए गए हैं।

5. असेंबली, संचालन और विश्वसनीयता मार्गदर्शिका

5.1 सोल्डरिंग प्रक्रिया

यह घटक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ पूरी तरह संगत है। सुझाई गई रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल प्रदान की गई है, मुख्य पैरामीटर निम्नलिखित हैं:
- प्रीहीट:150-200°C
- प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड
- पीक तापमान:अधिकतम 260°C
- 260°C से अधिक समय:अधिकतम 10 सेकंड
- रिफ्लो सोल्डरिंग चक्रों की संख्या:अधिकतम दो बार।
स्पेसिफिकेशन शीट ने तापमान प्रोफाइल विकास के लिए JEDEC मानक का संदर्भ लिया है, और इस बात पर जोर दिया है कि अंतिम तापमान प्रोफाइल को विशिष्ट PCB डिज़ाइन, घटकों और उपयोग किए गए सोल्डर पेस्ट के लिए विशेषता प्रदान की जानी चाहिए।

सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके मैन्युअल रीवर्क के लिए, आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, संपर्क समय 3 सेकंड के भीतर सीमित होना चाहिए, और केवल एक बार ही अनुमति है।

5.2 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करें। कमरे के तापमान पर LED को एक मिनट से अधिक समय तक इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में डुबोना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग LED पैकेजिंग को क्षतिग्रस्त कर सकता है।

5.3 भंडारण एवं आर्द्रता संवेदनशीलता

LED एक नमी-संवेदनशील उपकरण है। इसके भंडारण के लिए सख्त शर्तें निर्धारित की गई हैं:
- सीलबंद बैग के अंदर:≤30°C और ≤90% RH स्थितियों में संग्रहित करें। बैग खोलने के एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
- बैग खोलने के बाद:≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहित करें। 672 घंटे (28 दिन) के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की सिफारिश की जाती है।
- दीर्घकालिक भंडारण (खोला हुआ):डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में संग्रहित करें।
- 672 घंटे से अधिक एक्सपोजर:वेल्डिंग से पहले, अवशोषित नमी को हटाने और "पॉपकॉर्न" प्रभाव (रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान पैकेज फटना) को रोकने के लिए, कम से कम 20 घंटे के लिए लगभग 60°C पर बेक करने की आवश्यकता होती है।

6. अनुप्रयोग नोट एवं डिज़ाइन विचार

6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग

LTW-C191DS5 सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं:
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (मोबाइल फोन, टैबलेट, राउटर) पर स्थिति संकेतक।
- अल्ट्रा-थिन उपकरणों में LCD डिस्प्ले, कीबोर्ड या पैनल की बैकलाइट।
- विद्युत उपकरणों में सजावटी प्रकाश व्यवस्था।
- सामान्य संकेतक प्रकाश।

महत्वपूर्ण अनुप्रयोग प्रतिबंध:डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह LED उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (उदाहरण के लिए, विमानन, चिकित्सा जीवन समर्थन, यातायात सुरक्षा प्रणाली)। ऐसे उच्च विश्वसनीयता अनुप्रयोगों के लिए, समर्पित उत्पादों पर परामर्श करना आवश्यक है।

6.2 सर्किट डिज़ाइन

1. करंट लिमिटिंग:LED एक करंट-चालित उपकरण है। श्रृंखला में करंट-सीमित प्रतिरोध या स्थिर-धारा चालन सर्किट अधिकतम डीसी फॉरवर्ड करंट (20 एमए) से अधिक होने से रोकने के लिए महत्वपूर्ण है, भले ही बिजली की आपूर्ति वोल्टेज में उतार-चढ़ाव हो। डिजाइन को फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (A, B या C) पर विचार करना चाहिए।
2. रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा:चूंकि अधिकतम रिवर्स वोल्टेज केवल 5V है, सर्किट डिजाइन में LED को रिवर्स बायस से बचाने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए, विशेष रूप से एसी या द्विध्रुवी सिग्नल अनुप्रयोगों में। एक सुरक्षात्मक डायोड (कैथोड-टू-कैथोड) को समानांतर में जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है।
3. थर्मल प्रबंधन:हालांकि बिजली की खपत कम है (72mW), लेकिन यह सुनिश्चित करना कि एलईडी थर्मल पैड (यदि लागू हो) के नीचे पर्याप्त पीसीबी कॉपर क्षेत्र या थर्मल वियाज़ हैं, कम जंक्शन तापमान बनाए रखने में मदद करता है, जो दीर्घकालिक प्रकाश उत्पादन स्थिरता और जीवनकाल के लिए महत्वपूर्ण है।

6.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

130 डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल एक विस्तृत, विसरित प्रकाश पैटर्न प्रदान करता है। अधिक दिशात्मक बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिकल घटकों (लेंस, लाइट गाइड प्लेट) को डिज़ाइन करके एलईडी के ऊपर रखने की आवश्यकता होती है। अल्ट्रा-थिन प्रोफ़ाइल कॉम्पैक्ट ऑप्टिकल असेंबली या पतली लाइट गाइड प्लेट (एलजीपी) के पीछे एकीकृत करते समय लाभ प्रदान करती है।

7. तकनीकी तुलना एवं स्थिति निर्धारण

LTW-C191DS5 की प्रमुख विभेदक विशेषता इसकी 0.55 मिलीमीटर की ऊंचाई है। यह मानक 0603 या 0402 पैकेज वाले एलईडी, जो आमतौर पर 0.8-1.0 मिलीमीटर ऊंचे होते हैं, की तुलना में Z-अक्ष ऊंचाई में एक महत्वपूर्ण कमी का प्रतिनिधित्व करता है, जिससे पतले अंतिम उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं। इसकी InGaN तकनीक पुरानी तकनीकों की तुलना में एक आधुनिक, कुशल सफेद प्रकाश स्रोत प्रदान करती है। व्यापक बिनिंग संरचना गुणवत्ता-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए अनबिन या चौड़े बिन वाले एलईडी की तुलना में बेहतर स्थिरता प्रदान करती है। मानक SMT प्रक्रिया के साथ इसकी संगतता इसे कई डिज़ाइनों में मोटे एलईडी के आसान प्रतिस्थापन के योग्य बनाती है, जो उत्पाद लघुकरण के लिए एक सीधा मार्ग प्रदान करती है।

8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को लगातार 20mA पर चला सकता हूं?
उत्तर: हाँ, 20mA अधिकतम है।लगातारDC फॉरवर्ड करंट रेटिंग। सर्वोत्तम जीवनकाल और थर्मल प्रभावों को ध्यान में रखते हुए, आमतौर पर कम करंट (जैसे 10-15 mA) पर चलाने की सलाह दी जाती है।

प्रश्न: Iv गियर Q और R के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: समान 5mA परीक्षण धारा पर, R गियर LED में उच्च न्यूनतम चमकदार तीव्रता (112 mcd बनाम 71 mcd) होती है। R गियर चुनने से अधिक चमकदार आउटपुट सुनिश्चित होता है, लेकिन लागत थोड़ी अधिक हो सकती है।

प्रश्न: खोलने के बाद भंडारण आर्द्रता इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: LED पैकेजिंग 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 आंतरिक परतों का अलग होना या प्लास्टिक पैकेजिंग में दरार पड़ सकती है ("पॉपकॉर्न" प्रभाव)। निर्धारित भंडारण स्थितियां और बेकिंग आवश्यकताएं इस विफलता मोड को रोक सकती हैं।

प्रश्न: टोन बिनिंग चार्ट की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: CIE 1931 चार्ट का उपयोग रंगों को आलेखित करने के लिए किया जाता है। छह चिह्नित चतुर्भुज (S1-S6) उस टोन बिन के लिए स्वीकार्य LED रंग निर्देशांक के क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करते हैं। LED के मापे गए (x, y) निर्देशांक को उसके निर्दिष्ट बिन के बहुभुज के भीतर गिरना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि मानक परिस्थितियों में समान टोन बिन के साथ लेबल किए गए सभी LED मानव आंख को एक जैसे रंग के दिखाई दें।

9. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: अल्ट्रा-थिन ब्लूटूथ ट्रैकर के लिए स्टेटस इंडिकेटर लाइट डिज़ाइन करना।
उत्पाद के औद्योगिक डिज़ाइन ने इंडिकेटर LED असेंबली के लिए केवल 0.6 मिलीमीटर की आंतरिक ऊंचाई की अनुमति दी। मानक LED स्थापित नहीं किया जा सकता।
समाधान:0.55 मिलीमीटर ऊंचाई वाले LTW-C191DS5 का चयन किया गया। डिजाइनरों ने इसके पैकेज आयामों का उपयोग करके PCB में स्लॉट बनाया, जिससे LED बोर्ड के साथ फ्लश माउंट हो सके और महत्वपूर्ण कुछ दशमलव मिलीमीटर की बचत हुई। चमक को बैटरी वोल्टेज में गिरावट की परवाह किए बिना स्थिर रखने के लिए, 5mA पर सेट किए गए कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर IC का उपयोग किया गया। सभी उत्पादन इकाइयों में उज्ज्वल, समान सफेद प्रकाश सुनिश्चित करने के लिए, बिल ऑफ मटेरियल में R ग्रेड और टोन S3 ग्रेड के LED के उपयोग को निर्दिष्ट किया गया। असेंबली प्लांट ने अनुशंसित रीफ्लो तापमान प्रोफाइल और 672 घंटे की शॉप फ्लोर लाइफ नियम का पालन किया, जिससे उच्च निर्माण उपज और विश्वसनीय फील्ड प्रदर्शन प्राप्त हुआ।

10. तकनीकी परिचय एवं रुझान

InGaN तकनीक:इंडियम गैलियम नाइट्राइड इस सफेद एलईडी में प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री है। आमतौर पर, एक नीली रोशनी उत्सर्जित करने वाला InGaN चिप पैकेज के अंदर पीले फॉस्फर कोटिंग के साथ संयुक्त होता है। नीली रोशनी फॉस्फर को उत्तेजित करती है, जिससे वह पीली रोशनी का पुनः उत्सर्जन करता है; नीली और पीली रोशनी का मिश्रण मानव आँख को सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव होता है। यह ठोस-अवस्था उपकरण से सफेद प्रकाश उत्पन्न करने का एक कुशल तरीका है।

उद्योग प्रवृत्तियाँ:इलेक्ट्रॉनिक्स के लघुरूपण का प्रेरक बल निरंतर बना हुआ है। LTW-C191DS5 जैसे घटक Z-अक्ष ऊँचाई (मोटाई) को कम करने की निरंतर प्रवृत्ति का प्रतिनिधित्व करते हैं, ताकि स्मार्टफोन, टैबलेट, वेयरेबल्स और IoT उपकरणों को पतला बनाया जा सके। इसके अलावा, सटीक ग्रेडिंग पर जोर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बाजार की उच्च गुणवत्ता और दृश्य एकरूपता की मांग को दर्शाता है। RoHS अनुपालन और सीसा-मुक्त, उच्च-तापमान रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगतता, वैश्विक पर्यावरणीय विनियमों द्वारा प्रेरित होकर, अब एक मूलभूत आवश्यकता बन गई है।