श्वेत एलईडी 3.2x1.6x0.7mm विनिर्देश - वोल्टेज 2.7-3.5V - शक्ति 105mW - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह श्वेत एलईडी नीले चिप और फॉस्फोर रूपांतरण का उपयोग करके निर्मित की गई है, जो एक कॉम्पैक्ट 3.2mm x 1.6mm x 0.7mm सतह माउंट पैकेज प्रदान करती है। इसे सामान्य उद्देश्य संकेत, डिस्प्ले और घरेलू उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। मुख्य विशेषताओं में अत्यंत विस्तृत देखने का कोण (140°), सभी SMT असेंबली और सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्तता, नमी संवेदनशीलता स्तर 3 और RoHS अनुपालन शामिल हैं। एलईडी विभिन्न आवेदन आवश्यकताओं के अनुरूप कई फॉरवर्ड वोल्टेज और चमकदार तीव्रता बिन्स में उपलब्ध है।

2. तकनीकी मापदंडों की व्याख्या

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

IF = 20 mA और Ts = 25°C की परीक्षण स्थिति पर, फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) F2 (2.7 V – 2.8 V) से J1 (3.4 V – 3.5 V) तक आठ बिन्स में विभाजित है। चमकदार तीव्रता (IV) उसी स्थिति में मापी जाती है और बारह बिन्स (1BF से LD2) में 600 mcd से 1200 mcd तक फैली हुई है। देखने का कोण (2θ1/2) सामान्यतः 140° है, जबकि VR = 5 V पर रिवर्स करंट (IR) 10 µA से कम है। थर्मल प्रतिरोध (RthJ-S) अधिकतम 450 °C/W निर्दिष्ट किया गया है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

Ts = 25°C पर, पूर्ण अधिकतम रेटिंग इस प्रकार हैं: शक्ति अपव्यय (Pd) 105 mW, फॉरवर्ड करंट (IF) 30 mA, पीक फॉरवर्ड करंट (IFP) 60 mA (1/10 ड्यूटी, 0.1 ms पल्स), इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) 1000 V (HBM), संचालन तापमान (Topr) -40°C से +85°C, भंडारण तापमान (Tstg) -40°C से +85°C, और जंक्शन तापमान (Tj) 95°C। डिज़ाइनर्स को यह सुनिश्चित करना होगा कि एलईडी को कभी भी इन सीमाओं से परे संचालित न किया जाए और अधिकतम करंट के पास संचालन करते समय पर्याप्त ऊष्मा सिंक प्रदान किया जाए।

3. बिनिंग प्रणाली

विविध अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, एलईडी को फॉरवर्ड वोल्टेज, चमकदार तीव्रता और रंगिकता के लिए बिन्स में क्रमबद्ध किया जाता है। वोल्टेज बिन्स को F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1 लेबल किया गया है, प्रत्येक 0.1 V रेंज को कवर करता है। तीव्रता बिन्स को 1BF (600–650 mcd) से LD2 (1150–1200 mcd) नामित किया गया है। रंगिकता बिनिंग CIE 1931 निर्देशांक पर आधारित है जैसा कि रंगिकता आरेख (चित्र 1-6) और तालिका 1-3 में दिखाया गया है। सभी बिनिंग IF = 20 mA पर की जाती है। यह बिनिंग प्रणाली ग्राहकों को बड़े पैमाने पर उत्पादन में सुसंगत ऑप्टिकल प्रदर्शन के लिए कड़ी सहनशीलता वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देती है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट

जैसा कि चित्र 1-7 में दिखाया गया है, फॉरवर्ड करंट 2.5 V से 3.5 V की रेंज में फॉरवर्ड वोल्टेज के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है, जिसमें अधिकांश बिन्स के लिए 20 mA और लगभग 2.8 V – 3.0 V पर एक सामान्य संचालन बिंदु है।

4.2 सापेक्ष तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट

चित्र 1-8 दर्शाता है कि सापेक्ष चमकदार तीव्रता फॉरवर्ड करंट के साथ 30 mA तक बढ़ती है, जो थोड़ी उप-रैखिक प्रवृत्ति का अनुसरण करती है। 20 mA पर सापेक्ष तीव्रता 1.0 पर सामान्यीकृत की गई है।

4.3 तापमान निर्भरता

चित्र 1-9 दर्शाता है कि सापेक्ष तीव्रता परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती है, 85°C पर लगभग 0.85 तक गिर जाती है। चित्र 1-10 इंगित करता है कि अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट पिन तापमान बढ़ने के साथ घटता है, 120°C पर शून्य तक पहुँच जाता है।

4.4 करंट के साथ रंगिकता में बदलाव

चित्र 1-11 CIE निर्देशांक में बदलाव दर्शाता है जब फॉरवर्ड करंट 1 mA से 30 mA तक बदलता है। x और y निर्देशांक बढ़े हुए करंट के साथ थोड़ा कम मानों की ओर बदलते हैं, लेकिन एक संकीर्ण सीमा के भीतर रहते हैं।

4.5 वर्णक्रमीय वितरण

चित्र 1-12 तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध सापेक्ष वर्णक्रमीय तीव्रता दर्शाता है। उत्सर्जन शिखर लगभग 450 nm (नीला) पर है, जिसमें 520 nm से 700 nm तक एक व्यापक फॉस्फोर घटक है, जो समग्र सफेद उपस्थिति प्रदान करता है।

4.6 विकिरण पैटर्न

चित्र 1-13 कोणीय विकिरण विशेषताओं को दर्शाता है। चमकदार तीव्रता ±40° के भीतर अधिकतम के 80% से ऊपर रहती है और लगभग ±70° पर 50% तक गिर जाती है, जो 140° के बहुत विस्तृत देखने के कोण की पुष्टि करती है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

एलईडी 3.2 mm × 1.6 mm × 0.7 mm पैकेज में समाहित है, जिसमें शीर्ष दृश्य दो एनोड/कैथोड पैड दिखाता है। निचला दृश्य 1.40 mm × 1.70 mm कैथोड और एक छोटे एनोड पैड के साथ एक पैड लेआउट दर्शाता है। साइड व्यू में लेंस की ऊँचाई 0.70 mm और कुल मोटाई 0.70 mm दिखाई देती है। प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए 1.50 mm × 1.60 mm पैड और पैड के बीच 2.10 mm की दूरी के साथ अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न प्रदान किए गए हैं। ध्रुवता चित्र 1-4 में दर्शाई गई है।

5.2 कैरियर टेप और रील

एलईडी कैरियर टेप में 2.00 mm की पिच, 8.00 mm की चौड़ाई और पैकेज से मेल खाने वाले गुहा आयामों के साथ पैक किए जाते हैं। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। रील का बाहरी व्यास 178 mm ± 1 mm, हब व्यास 60 mm ± 0.1 mm और चौड़ाई 13.0 mm ± 0.5 mm है। पिक-एंड-प्लेस के दौरान अभिविन्यास को इंगित करने के लिए कैरियर टेप पर ध्रुवता चिह्न मुद्रित होता है।

5.3 लेबल और नमी अवरोधक बैग

प्रत्येक रील पर भाग संख्या, विशिष्टता संख्या, लॉट संख्या, बिन कोड, चमकदार फ्लक्स (Ф), रंगिकता बिन (XY), फॉरवर्ड वोल्टेज (VF), तरंगदैर्ध्य (WLD), मात्रा और उत्पादन तिथि के साथ लेबल लगाया जाता है। रील को डेसिकैंट और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ एक नमी अवरोधक बैग में सील किया जाता है। फिर बैग को शिपमेंट के लिए एक कार्डबोर्ड बॉक्स के अंदर रखा जाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

मानक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग की सिफारिश की जाती है जिसमें 260°C का पीक तापमान और 217°C से ऊपर 60 – 150 सेकंड का समय होता है। 150°C से 200°C तक प्रीहीटिंग 60 – 120 सेकंड तक चलनी चाहिए। शीतलन दर 6°C/s से अधिक नहीं होनी चाहिए। अधिकतम दो रीफ्लो चक्रों की अनुमति है, जिसमें यदि एलईडी को गैर-शुष्क वातावरण में संग्रहीत किया गया हो तो चक्रों के बीच कम से कम 24 घंटे का प्रतीक्षा समय होना चाहिए।

6.2 हाथ सोल्डरिंग और पुनर्कार्य

यदि मैन्युअल सोल्डरिंग की आवश्यकता है, तो 300°C से नीचे सेट किए गए सोल्डरिंग आयरन का उपयोग प्रति पैड अधिकतम 3 सेकंड के लिए किया जाना चाहिए, और ऑपरेशन केवल एक बार किया जाना चाहिए। पुनर्कार्य से बचना चाहिए; यदि अपरिहार्य हो, तो दोनों पैड को एक साथ गर्म करने के लिए डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। सोल्डरिंग के बाद यांत्रिक तनाव और तेजी से ठंडा होने से रोका जाना चाहिए।

6.3 भंडारण और बेकिंग शर्तें

नमी अवरोधक बैग खोलने से पहले, एलईडी को ≤30°C और ≤75% RH पर 1 वर्ष तक संग्रहीत किया जा सकता है। खोलने के बाद, एलईडी का उपयोग ≤30°C और ≤60% RH पर 168 घंटे के भीतर किया जाना चाहिए। यदि एक्सपोज़र का समय 168 घंटे से अधिक है या आर्द्रता संकेतक अत्यधिक नमी दिखाता है, तो रीफ्लो से पहले 60°C ± 5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग आवश्यक है।

7. अनुप्रयोग अनुशंसाएं

यह श्वेत एलईडी ऑप्टिकल संकेतक, स्विच, प्रतीक, डिस्प्ले बैकलाइटिंग और घरेलू विद्युत उपकरणों के लिए आदर्श है। डिज़ाइनर्स को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइविंग सर्किट करंट को पूर्ण अधिकतम रेटिंग तक सीमित करे और थर्मल रनअवे से बचने के लिए एक श्रृंखला प्रतिरोधक शामिल करे। विस्तृत देखने के कोण (140°) के कारण, एलईडी उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें बड़े क्षेत्र पर समान प्रकाश वितरण की आवश्यकता होती है। उच्च परिवेश तापमान वातावरण के लिए, चित्र 1-10 में संकेतित अनुसार फॉरवर्ड करंट की डिरेटिंग आवश्यक है।

8. तुलनात्मक तकनीकी लाभ

पारंपरिक 3.2×1.6 mm सफेद एलईडी की तुलना में, यह उत्पाद व्यापक वोल्टेज बिनिंग रेंज (2.7–3.5 V) और बेहतर तीव्रता बिनिंग चरण (50 mcd अंतराल) प्रदान करता है, जो मल्टी-एलईडी सरणियों में कड़ा ऑप्टिकल मिलान सक्षम करता है। 140° देखने का कोण सामान्य 120° उपकरणों की तुलना में व्यापक है, बैकलाइट और संकेतक अनुप्रयोगों में एकरूपता में सुधार करता है। इस पैकेज आकार के लिए निर्दिष्ट थर्मल प्रतिरोध 450°C/W अपेक्षाकृत कम है, जो ऊष्मा अपव्यय में सहायता करता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी का उपयोग बाहरी अनुप्रयोगों में कर सकता हूँ?उत्तर: संचालन तापमान सीमा -40°C से +85°C है, जो इसे इनडोर और कुछ आउटडोर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है, लेकिन उच्च आर्द्रता या संक्षारक वातावरण के लिए अतिरिक्त पर्यावरणीय सुरक्षा (जैसे, कंफर्मल कोटिंग) की आवश्यकता हो सकती है।
प्रश्न: मैं ESD संवेदनशीलता को कैसे संभालूं?उत्तर: एलईडी में 1000 V का HBM ESD रेटिंग है। ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, आयनाइज़र और प्रवाहकीय पैकेजिंग सहित मानक ESD सावधानियों का उपयोग करें।
प्रश्न: कौन से सफाई सॉल्वैंट्स सुरक्षित हैं?उत्तर: आइसोप्रोपिल अल्कोहल की सिफारिश की जाती है। ऐसे सॉल्वैंट्स से बचें जो सिलिकॉन एनकैप्सुलेंट पर हमला कर सकते हैं। अल्ट्रासोनिक सफाई की अनुशंसा नहीं की जाती है।
प्रश्न: फॉरवर्ड वोल्टेज को इतनी बारीकी से बिन क्यों किया जाता है?उत्तर: बारीक बिनिंग उन अनुप्रयोगों में चमक और रंग में स्थिरता की अनुमति देती है जहां कई एलईडी को व्यक्तिगत वर्तमान विनियमन के बिना समानांतर में संचालित किया जाता है।

10. व्यावहारिक अनुप्रयोग मामला

एक सामान्य घरेलू उपकरण (जैसे, वॉशिंग मशीन डिस्प्ले) में, एक ही तीव्रता और वोल्टेज बिन में चार एलईडी का उपयोग एक समान बैकलाइटिंग प्रदान करने के लिए किया जाता है। 140° का विस्तृत देखने का कोण किसी भी दिशा से पठनीयता सुनिश्चित करता है। एलईडी को थर्मल पैड के साथ पीसीबी पर सोल्डर किया जाता है जो हीट सिंकिंग के लिए तांबे के पोर से जुड़े होते हैं। विशिष्टता के अनुसार किए गए विश्वसनीयता परीक्षणों में 20 mA और 25°C परिवेश पर 1000 घंटे के जीवन परीक्षण के बाद कोई विफलता नहीं दिखाई दी।

11. संचालन सिद्धांत

सफेद एलईडी में एक नीला-उत्सर्जक InGaN/GaN फ्लिप चिप या वर्टिकल चिप होता है जो पीले-उत्सर्जक YAG:Ce फॉस्फोर से लेपित होता है। चिप से नीला प्रकाश आंशिक रूप से फॉस्फोर को उत्तेजित करता है, जो पीला प्रकाश उत्सर्जित करता है। शेष नीले और पीले प्रकाश का संयोजन सफेद प्रकाश उत्पन्न करता है। सटीक सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) फॉस्फोर संरचना और मोटाई पर निर्भर करता है; प्रदान किए गए रंगिकता निर्देशांक के आधार पर विशिष्ट बिन ठंडे सफेद क्षेत्र (लगभग 5000K–7000K) में होते हैं।

12. विकास के रुझान

एलईडी उद्योग में चल रहे रुझानों में आगे लघुकरण (जैसे, 2.0×1.2 mm पैकेज), उच्च चमकदार दक्षता (इस फुटप्रिंट के लिए >130 lm/W का लक्ष्य), बेहतर फॉस्फोर स्थिरता और उन्नत सब्सट्रेट सामग्री के माध्यम से कम थर्मल प्रतिरोध शामिल हैं। एक ही पैकेज (CSP) में कई चिप्स का एकीकरण और बेहतर बिनिंग सहनशीलता (<0.5-चरण मैकएडम एलिप्स) उच्च-अंत अनुप्रयोगों के लिए मानक बन रहा है।