व्हाइट एलईडी एसएमडी 3030 विशिष्टता - 3.0x3.0x0.55mm - 3.1V - 1.0W - ऑटोमोटिव ग्रेड - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन व्हाइट सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है, जिसे चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उत्पाद व्हाइट लाइट उत्पन्न करने के लिए फॉस्फर कोटिंग के साथ संयुक्त एक ब्लू एलईडी चिप का उपयोग करके निर्मित है, जो एक मजबूत एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड (ईएमसी) पैकेज में एनकैप्सुलेटेड है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन फोकस ऑटोमोटिव वातावरण में विश्वसनीयता और प्रदर्शन पर है, जो कठोर उद्योग प्रमाणन मानकों का पालन करता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

एलईडी के मुख्य लाभ इसके पैकेज और प्रदर्शन विशेषताओं से उत्पन्न होते हैं। ईएमसी पैकेज पारंपरिक प्लास्टिक की तुलना में उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता प्रदान करता है, जो प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। 120 डिग्री के अत्यंत चौड़े व्यूइंग एंगल के साथ, यह उत्कृष्ट स्थानिक प्रकाश वितरण प्रदान करता है। यह रिफ्लो सोल्डरिंग सहित मानक सरफेस-माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) असेंबली प्रक्रियाओं के साथ पूरी तरह से संगत है, और स्वचालित प्लेसमेंट के लिए टेप और रील पर आपूर्ति की जाती है। इसका प्राथमिक लक्षित बाजार ऑटोमोटिव लाइटिंग है, जिसमें आंतरिक (जैसे, डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, एंबिएंट लाइटिंग) और बाहरी (जैसे, डेटाइम रनिंग लाइट्स, सिग्नल लाइट्स, सहायक लाइटिंग) अनुप्रयोग शामिल हैं। RoHS, REACH और ऑटोमोटिव-ग्रेड डिस्क्रीट सेमीकंडक्टर्स के लिए AEC-Q102 स्ट्रेस टेस्ट प्रमाणन का अनुपालन इस क्षेत्र के लिए इसकी उपयुक्तता को रेखांकित करता है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

उचित सर्किट डिजाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए विद्युत, प्रकाशीय और तापीय पैरामीटर को समझना आवश्यक है।

2.1 फोटोमेट्रिक और विद्युत विशेषताएं

सभी पैरामीटर 25°C के जंक्शन तापमान (Tj) पर निर्दिष्ट हैं। प्राथमिक संचालन स्थिति 300mA का फॉरवर्ड करंट (IF) है।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):एलईडी के पार विशिष्ट वोल्टेज ड्रॉप 3.1V है, जो 2.8V (न्यूनतम) से 3.4V (अधिकतम) की निर्दिष्ट सीमा के साथ है। यह पैरामीटर उत्पादन स्थिरता के लिए बिन किया जाता है।
• ल्यूमिनस फ्लक्स (Φ):विशिष्ट प्रकाश आउटपुट 85 लुमेन (lm) है, जो न्यूनतम 75.3 lm से अधिकतम 93.2 lm तक होता है। यह फ्लक्स भी एक बिनिंग प्रक्रिया के अधीन है।
• व्यूइंग एंगल (2θ1/2):वह कोण जिस पर ल्यूमिनस इंटेंसिटी पीक इंटेंसिटी की आधी होती है, 120 डिग्री है, जो एक बहुत व्यापक उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है।
• रिवर्स करंट (IR):5V के रिवर्स वोल्टेज (VR) के साथ, लीकेज करंट अधिकतम 10 µA है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग और थर्मल प्रबंधन

इन सीमाओं से परे संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है।

• पावर डिसिपेशन (PD):अधिकतम स्वीकार्य पावर डिसिपेशन 1428 mW है।
• फॉरवर्ड करंट (IF):अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 420 mA है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):पल्स्ड ऑपरेशन (1/10 ड्यूटी साइकिल, 10ms पल्स चौड़ाई) के लिए, डिवाइस 700 mA के पीक करंट को संभाल सकता है।
• रिवर्स वोल्टेज (VR):अधिकतम स्वीकार्य रिवर्स वोल्टेज 5V है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD):ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM) रेटिंग 8000V है, जिस पर इस स्तर पर 90% से अधिक यील्ड है। उचित ESD हैंडलिंग सावधानियां अभी भी आवश्यक हैं।
• तापमान रेटिंग:
  • ऑपरेटिंग तापमान (TOPR): -40°C से +125°C।
  • स्टोरेज तापमान (TSTG): -40°C से +125°C।
  • अधिकतम जंक्शन तापमान (TJ): 150°C।
• थर्मल रेजिस्टेंस (RθJ-S):जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल रेजिस्टेंस अधिकतम 16 °C/W है। यह मान संचालन स्थितियों के तहत एलईडी जंक्शन के तापमान वृद्धि की गणना के लिए महत्वपूर्ण है। वास्तविक अधिकतम संचालन करंट पैकेज तापमान को मापकर निर्धारित किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि जंक्शन तापमान 150°C से अधिक न हो।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन रन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को मुख्य पैरामीटर के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज और ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग

IF=300mA के टेस्ट करंट पर, डिवाइस को फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) और ल्यूमिनस फ्लक्स (Φ) दोनों के लिए बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

• वोल्टेज बिन (VF):कोड G1 (2.8-2.9V) से I2 (3.3-3.4V) तक होते हैं।
• फ्लक्स बिन (Φ):कोड QA (67.8-75.3 lm), QB (75.3-83.7 lm), और RA (83.7-93.2 lm) हैं।

एक विशिष्ट उत्पाद ऑर्डर वोल्टेज बिन कोड को फ्लक्स बिन कोड के साथ जोड़ेगा (जैसे, H1-QB)।

3.2 क्रोमैटिसिटी बिनिंग

व्हाइट कलर पॉइंट को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम के भीतर परिभाषित किया गया है। निर्दिष्ट बिन, उदाहरण के लिए '5E', को आरेख पर एक चतुर्भुज द्वारा निर्देशांक (x1,y1), (x2,y2), (x3,y3), और (x4,y4) के साथ परिभाषित किया गया है। इस बिन के सभी यूनिट का कलर पॉइंट इस परिभाषित क्षेत्र के भीतर होगा, जो रंग एकरूपता सुनिश्चित करता है। कलर कोऑर्डिनेट मापन के लिए सहनशीलता ±0.005 है।

4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम और लेआउट

एलईडी का एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट है जिसकी लंबाई 3.0mm, चौड़ाई 3.0mm और ऊंचाई 0.55mm (विशिष्ट) है। विस्तृत आयामी चित्रों में शीर्ष, साइड और बॉटम व्यू शामिल हैं। बॉटम व्यू सही विद्युत कनेक्शन के लिए एनोड और कैथोड पैड लेआउट को स्पष्ट रूप से दर्शाता है। विश्वसनीय सोल्डरिंग और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) के लिए उचित थर्मल कनेक्शन सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित सोल्डर पैड पैटर्न (लैंड पैटर्न) प्रदान किया गया है। अन्यथा नोट किए बिना सभी आयामी सहनशीलता ±0.2mm है।

4.2 पैकेजिंग विशिष्टताएं

उत्पाद स्वचालित असेंबली के लिए उद्योग-मानक पैकेजिंग में आपूर्ति किया जाता है।

• कैरियर टेप:एलईडी को एम्बॉस्ड कैरियर टेप में रखा जाता है। टेप आयाम (पॉकेट आकार, पिच, आदि) मानक एसएमटी पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगत होने के लिए निर्दिष्ट हैं।
• रील:कैरियर टेप को एक रील पर लपेटा जाता है। रील आयाम (व्यास, चौड़ाई, हब आकार) प्रदान किए जाते हैं।
• नमी संवेदनशीलता:डिवाइस को मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल (MSL) 2 पर रेट किया गया है। इसका मतलब है कि इसे फैक्ट्री फ्लोर स्थितियों (≤30°C/60% RH) में एक वर्ष तक एक्सपोज किया जा सकता है। यदि मूल ड्राई-बैग पैकेजिंग खोली जाती है, तो घटकों को 168 घंटों के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए, जब तक कि नियंत्रित शुष्क स्थितियों (<10% RH) के तहत संग्रहीत न किया गया हो।
• लेबल और कार्टन:रील लेबल और अंतिम शिपिंग कार्डबोर्ड बॉक्स के लिए विशिष्टताएं परिभाषित की गई हैं।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

5.1 एसएमटी रिफ्लो सोल्डरिंग निर्देश

एक समर्पित अनुभाग रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए निर्देश प्रदान करता है। इसमें आमतौर पर एक अनुशंसित रिफ्लो तापमान प्रोफाइल शामिल होती है, जो प्रीहीट तापमान और समय, पीक तापमान और लिक्विडस से ऊपर समय जैसे मुख्य पैरामीटर निर्दिष्ट करती है। इस प्रोफाइल का पालन करना एलईडी पैकेज या आंतरिक डाई और वायर बॉन्ड को थर्मल क्षति से बचाने के लिए महत्वपूर्ण है। एलईडी के शरीर को उजागर किया जाने वाला अधिकतम तापमान आमतौर पर निर्दिष्ट किया जाता है।

5.2 हैंडलिंग सावधानियां

क्षति को रोकने के लिए महत्वपूर्ण सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए:

• ESD सुरक्षा:हालांकि 8000V HBM के लिए रेट किया गया है, हैंडलिंग के दौरान मानक ESD नियंत्रण (ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, रिस्ट स्ट्रैप) का उपयोग किया जाना चाहिए।
• यांत्रिक तनाव:एलईडी लेंस पर सीधे यांत्रिक बल या कंपन लगाने से बचें।
• संदूषण:एलईडी सतह को साफ रखें। नंगे हाथों से लेंस को छूने या उसे ऐसे सॉल्वेंट के संपर्क में लाने से बचें जो सिलिकॉन या एपॉक्सी को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
• करंट नियंत्रण:थर्मल रनवे को रोकने के लिए एलईडी को हमेशा एक स्थिर करंट स्रोत से चलाएं, न कि स्थिर वोल्टेज स्रोत से। थर्मल रेजिस्टेंस और ऑपरेटिंग पावर पर विचार करके यह सुनिश्चित करें कि अधिकतम जंक्शन तापमान पार न हो।
• संग्रहण:नमी बैरियर बैग खोलने के बाद, MSL 2 दिशानिर्देशों का पालन करें। यदि 168 घंटों के भीतर उपयोग नहीं किया जाता है, तो अप्रयुक्त भागों को एक ड्राई कैबिनेट में संग्रहीत करें।

6. विश्वसनीयता और परीक्षण

उत्पाद AEC-Q102 दिशानिर्देशों के आधार पर विश्वसनीयता परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुजरता है। टेस्ट प्लान में हाई टेम्परेचर ऑपरेटिंग लाइफ (HTOL), टेम्परेचर साइक्लिंग (TC), हाई टेम्परेचर हाई ह्यूमिडिटी रिवर्स बायस (H3TRB) और अन्य जैसे आइटम शामिल हैं। विशिष्ट टेस्ट स्थितियां (तापमान, अवधि, बायस) और सैंपल आकार परिभाषित किए गए हैं। परीक्षण के बाद विफलता का निर्णय करने के मानदंड भी निर्दिष्ट हैं, जिसमें फॉरवर्ड वोल्टेज, ल्यूमिनस फ्लक्स में परिवर्तन की सीमाएं या विनाशकारी विफलताओं की उपस्थिति शामिल हो सकती है।

7. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

प्राथमिक अनुप्रयोग ऑटोमोटिव लाइटिंग है, जो इसके AEC-Q102 प्रमाणन, व्यापक तापमान सीमा और मजबूत पैकेज का लाभ उठाता है।

• बाहरी प्रकाश व्यवस्था:डेटाइम रनिंग लाइट्स (DRL), पोजिशन लाइट्स, टर्न सिग्नल, सेंटर हाई-माउंट स्टॉप लाइट्स (CHMSL), और आंतरिक प्रकाश व्यवस्था जैसे डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच इल्युमिनेशन और एंबिएंट लाइटिंग।
• सामान्य प्रकाश व्यवस्था:विश्वसनीय, उच्च चमक वाले एसएमडी एलईडी के साथ व्यापक बीम कोण की आवश्यकता वाले अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकता है।

7.2 डिजाइन विचार

• थर्मल डिजाइन:सबसे महत्वपूर्ण पहलू। सोल्डर पॉइंट से जंक्शन तक तापमान वृद्धि (ΔTj = RθJ-S * PD) की गणना करने के लिए थर्मल रेजिस्टेंस (16 °C/W अधिकतम) और पावर डिसिपेशन (VF * IF) का उपयोग करें। सुनिश्चित करें कि पीसीबी में गर्मी को दूर करने और Tj को 150°C से नीचे रखने के लिए पर्याप्त थर्मल वाया और कॉपर क्षेत्र है। डिजाइन सत्यापन के दौरान पैड तापमान की सक्रिय रूप से निगरानी करें।
• ऑप्टिकल डिजाइन:120° व्यूइंग एंगल पैकेज के लिए अंतर्निहित है। सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस, रिफ्लेक्टर) के लिए, यह व्यापक उत्सर्जन पैटर्न इनपुट के रूप में कार्य करता है। एक सरणी में कई एलईडी में सुसंगत रंग बनाए रखने के लिए कलर बिनिंग पर विचार करें।
• इलेक्ट्रिकल डिजाइन:एक स्थिर-धारा ड्राइवर सर्किट का उपयोग करें। ड्राइवर के कंप्लायंस वोल्टेज को डिजाइन करते समय फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग रेंज को ध्यान में रखें। यदि एलईडी रिवर्स वोल्टेज के अधीन हो सकती है तो रिवर्स पोलैरिटी प्रोटेक्शन शामिल करें।

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

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को इसके अधिकतम निरंतर करंट 420mA पर चला सकता हूं?

उत्तर: आप कर सकते हैं, लेकिन केवल तभी जब आपका थर्मल डिजाइन जंक्शन तापमान को 150°C से नीचे रखने के लिए पर्याप्त हो। 420mA और 3.1V के विशिष्ट VF पर, पावर लगभग 1.3W है। 16°C/W के थर्मल रेजिस्टेंस के साथ, सोल्डर पॉइंट से तापमान वृद्धि ~21°C होगी। यदि पीसीबी पैड तापमान 80°C है, तो जंक्शन 101°C पर होगा, जो स्वीकार्य है। हालांकि, यदि पैड तापमान अधिक है, तो जंक्शन अपनी सीमा से अधिक हो सकता है। हमेशा अपने विशिष्ट अनुप्रयोग की थर्मल स्थितियों के आधार पर गणना करें।

प्रश्न: फ्लक्स और वोल्टेज के लिए 'विशिष्ट' और 'बिन किए गए' मानों के बीच क्या अंतर है?

उत्तर: 'विशिष्ट' मान (जैसे, 85 lm) उत्पादन वितरण से एक केंद्रीय, अपेक्षित मान है। 'बिन किए गए' रेंज (जैसे, QA, QB, RA) वास्तविक वर्गीकृत समूह हैं जिन्हें आप खरीद सकते हैं। ऑर्डर करते समय, आप एक विशिष्ट बिन (या VF और फ्लक्स बिन का संयोजन) का चयन करते हैं ताकि यह गारंटी दी जा सके कि वितरित भागों के पैरामीटर उन संकीर्ण, परिभाषित सीमाओं के भीतर आते हैं ताकि आपके उत्पाद में बेहतर स्थिरता सुनिश्चित हो।

प्रश्न: MSL लेवल 2 है। इसका मेरी उत्पादन प्रक्रिया के लिए क्या मतलब है?

उत्तर: MSL 2 का मतलब है कि घटक अपने सील बैग में फैक्ट्री फ्लोर (≤30°C/60% RH) पर एक वर्ष तक रह सकते हैं। एक बार बैग खोलने के बाद, आपके पास भागों के बहुत अधिक नमी अवशोषित करने से पहले सोल्डरिंग पूरा करने के लिए 168 घंटे (1 सप्ताह) होते हैं, जिससे रिफ्लो के दौरान पॉपकॉर्निंग (पैकेज क्रैकिंग) हो सकती है। यदि आपको अधिक समय चाहिए, तो खुली रीलों को एक ड्राई कैबिनेट में संग्रहीत करें जिसमें<10% सापेक्ष आर्द्रता हो।

9. संचालन सिद्धांत और प्रौद्योगिकी रुझान

9.1 मूल संचालन सिद्धांत

यह एक फॉस्फर-कन्वर्टेड व्हाइट एलईडी है। कोर एक सेमीकंडक्टर डाई है जो विद्युत धारा गुजरने पर नीली रोशनी उत्सर्जित करता है (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस)। इस ब्लू डाई को पीले (या लाल और हरे रंग के मिश्रण) फॉस्फर की एक परत के साथ कोट किया गया है। नीली रोशनी का एक हिस्सा फॉस्फर द्वारा अवशोषित किया जाता है और लंबी तरंग दैर्ध्य वाली पीली/लाल रोशनी के रूप में पुनः उत्सर्जित किया जाता है। शेष नीली रोशनी और परिवर्तित पीली/लाल रोशनी का संयोजन मानव आंख को सफेद दिखाई देता है। सफेद का सटीक शेड (ठंडा, तटस्थ, गर्म) फॉस्फर परत की संरचना और मोटाई द्वारा निर्धारित होता है।

9.2 उद्योग रुझान

इस उत्पाद में देखे गए मिड-पावर एलईडी के लिए ईएमसी पैकेज का उपयोग बेहतर विश्वसनीयता और उच्च पावर घनत्व की ओर एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है। ईएमसी सामग्री पारंपरिक पीपीए या पीसीटी प्लास्टिक की तुलना में गर्मी और यूवी विकिरण के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करती है, जिससे समय के साथ कम लुमेन मूल्यह्रास और रंग परिवर्तन होता है। ऑटोमोटिव एलईडी आपूर्तिकर्ताओं में AEC-Q102 प्रमाणन के लिए धक्का विश्वसनीयता अपेक्षाओं को मानकीकृत कर रहा है। इसके अलावा, उच्च ल्यूमिनस प्रभावकारिता (प्रति वाट अधिक लुमेन), कड़े रंग स्थिरता (सीआईई आरेख पर छोटे बिनिंग क्षेत्र), और बेहतर थर्मल प्रदर्शन के लिए एक निरंतर प्रयास है ताकि छोटे फॉर्म फैक्टर में उच्च ड्राइव करंट की अनुमति दी जा सके।