White LED RF-A1P14-W892-A11 Specification - 2.20x1.40x1.30mm - 2.8V - 93mW - English Technical Document

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ सतह-माउंट प्रौद्योगिकी (एसएमटी) अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एक सफेद प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए फॉस्फर कोटिंग के साथ संयुक्त एक नीले एलईडी चिप का उपयोग करता है, जो एक कॉम्पैक्ट पीएलसीसी2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) पैकेज में एनकैप्सुलेटेड है।

1.1 सामान्य विवरण

एलईडी एक नीले अर्धचालक चिप और एक फॉस्फर रूपांतरण प्रणाली का उपयोग करके निर्मित किया गया है। अंतिम उत्पाद एक पैकेज में रखा गया है जिसकी लंबाई 2.20 मिमी, चौड़ाई 1.40 मिमी और ऊंचाई 1.30 मिमी है। यह फॉर्म फैक्टर स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली प्रक्रियाओं के लिए मानकीकृत है।

1.2 मुख्य विशेषताएं और लाभ

• पैकेज प्रकार: विश्वसनीय एसएमटी असेंबली के लिए उद्योग-मानक पीएलसीसी2 पैकेज।
• देखने का कोण: अत्यंत विस्तृत देखने के कोण की विशेषता, समान प्रकाश वितरण प्रदान करता है।
• असेंबली संगतता: मानक एसएमटी असेंबली और सोल्डर रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ पूर्णतः संगत।
• पैकेजिंग: स्वचालित विनिर्माण के लिए टेप और रील पर आपूर्ति।
• नमी संवेदनशीलता: Moisture Sensitivity Level (MSL) 2 पर रेटेड।
• पर्यावरण अनुपालन: RoHS (Restriction of Hazardous Substances) और REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) नियमों के अनुरूप।
• गुणवत्ता मानक: उत्पाद योग्यता परीक्षण योजना AEC-Q101, ऑटोमोटिव-ग्रेड डिस्क्रीट सेमीकंडक्टर्स के लिए स्ट्रेस टेस्ट योग्यता मानक के दिशानिर्देशों का पालन करती है।

1.3 लक्षित बाजार और अनुप्रयोग

इस LED का प्राथमिक अनुप्रयोग है ऑटोमोटिव लाइटिंग इंटीरियरइसमें डैशबोर्ड प्रकाश, स्विच बैकलाइटिंग, एंबिएंट लाइटिंग और अन्य इंटीरियर लाइटिंग कार्य शामिल हैं, जहां विश्वसनीयता, कॉम्पैक्ट आकार और सुसंगत सफेद प्रकाश आउटपुट महत्वपूर्ण हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ

निम्नलिखित पैरामीटर 25°C के परिवेश तापमान (Ts) पर निर्दिष्ट हैं।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): आम तौर पर 2.8V, जो 5mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर चलाए जाने पर 2.5V से 3.1V की सीमा में होता है। माप सहनशीलता ±0.1V है।
• रिवर्स करंट (IR): अधिकतम 10 µA जब 5V का रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाया जाता है।
• ल्यूमिनस इंटेंसिटी (IV): आम तौर पर 53 मिलिकैंडेला (mcd), IF=5mA पर 43 mcd से 65 mcd के बीच। मापन सहनशीलता ±10% है।
• व्यूइंग एंगल (2θ1/2): आम तौर पर 120 डिग्री, जो एक बहुत व्यापक उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है।
• थर्मल रेजिस्टेंस (RθJ-S): जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल रेजिस्टेंस अधिकतम 300 °C/W है। यह पैरामीटर थर्मल मैनेजमेंट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उनके निकट संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है।

• Power Dissipation (PD): 93 mW.
• Continuous Forward Current (IF): 30 mA.
• Peak Forward Current (IFP): 100 mA (पल्स्ड, 1/10 ड्यूटी साइकल, 10ms पल्स चौड़ाई).
• रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V.
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) विदस्टैंड: 8000 V (ह्यूमन बॉडी मॉडल). इस स्तर पर 90% से अधिक उपज की गारंटी है, लेकिन हैंडलिंग के दौरान ESD सुरक्षा अभी भी आवश्यक है.
• ऑपरेटिंग तापमान (TOPR): -40°C से +100°C.
• भंडारण तापमान (TSTG): -40°C से +100°C.
• अधिकतम जंक्शन तापमान (TJ): 120°C. जंक्शन तापमान इस सीमा से अधिक न हो, यह सुनिश्चित करने के लिए ऑपरेटिंग करंट को कम करना होगा।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) बिनिंग

5mA के टेस्ट करंट पर, एलईडी को छह वोल्टेज बिन में वर्गीकृत किया जाता है: E2 (2.5-2.6V), F1 (2.6-2.7V), F2 (2.7-2.8V), G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V)। यह डिजाइनरों को समानांतर स्ट्रिंग्स में समान करंट वितरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए कड़े वोल्टेज सहिष्णुता वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है।

3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (IV) बिनिंग

IF=5mA पर, ल्यूमिनस इंटेंसिटी को दो समूहों में बांटा गया है: E1 (43-53 mcd) और E2 (53-65 mcd)। यह बिनिंग एक असेंबली में सुसंगत चमक स्तर प्राप्त करने में सहायता करती है।

3.3 क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट बिनिंग

सफेद प्रकाश का रंग CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर इसके निर्देशांक द्वारा परिभाषित किया जाता है। तीन प्राथमिक बिन परिभाषित किए गए हैं (TG1, TG2, TG3), प्रत्येक चार्ट पर एक चतुर्भुज क्षेत्र निर्दिष्ट करता है। इन क्षेत्रों के कोनों के निर्देशांक एक तालिका में प्रदान किए गए हैं। यह प्रणाली सुनिश्चित करती है कि व्हाइट पॉइंट एक नियंत्रित, पूर्वानुमेय क्षेत्र के भीतर रहे, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां रंग मिलान महत्वपूर्ण है।

4. परफॉर्मेंस कर्व एनालिसिस

4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट (IV कर्व)

विशेषता वक्र फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) और फॉरवर्ड करंट (If) के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, जो एक डायोड की विशिष्ट विशेषता है। वक्र इंगित करता है कि 5mA के सामान्य ऑपरेटिंग बिंदु पर, वोल्टेज लगभग 2.8V होता है। डिजाइनर इस वक्र का उपयोग वांछित करंट के लिए आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने के लिए करते हैं, जो कि कॉन्स्टेंट-करंट LED ड्राइवर्स को डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।

4.2 रिलेटिव ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह वक्र दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन ड्राइव धारा के साथ बढ़ता है। यह संबंध कम धाराओं पर आम तौर पर रैखिक होता है, लेकिन उच्च धाराओं पर तापीय और दक्षता प्रभावों के कारण संतृप्त हो सकता है। यह दक्षता और दीर्घायु बनाए रखते हुए लक्ष्य चमक प्राप्त करने के लिए उपयुक्त ड्राइव धारा का चयन करने में सहायता करता है।

4.3 सोल्डर तापमान बनाम रिलेटिव इंटेंसिटी

यह ग्राफ (आंशिक रूप से दिखाया गया) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान LED की सहनशीलता को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। यह संभवतः उच्च सोल्डरिंग तापमान के संपर्क में आने से पहले और बाद में प्रकाश उत्पादन में परिवर्तन दर्शाता है। एक स्थिर वक्र अच्छी पैकेज अखंडता और फॉस्फर स्थिरता का संकेत देता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि असेंबली प्रक्रिया से प्रदर्शन खराब न हो।

5. मैकेनिकल और पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आयाम और सहनशीलता

एलईडी पैकेज के सटीक आयाम हैं: 2.20 मिमी (लंबाई) x 1.40 मिमी (चौड़ाई) x 1.30 मिमी (ऊंचाई)। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलताएं ±0.20 मिमी हैं। विशिष्टता में लेंस आकार, लीड फ्रेम और मार्किंग दर्शाते हुए विस्तृत शीर्ष, पार्श्व और तल दृश्य प्रदान किए गए हैं।

5.2 ध्रुवीयता पहचान और सोल्डरिंग पैटर्न

कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) पैकेज पर स्पष्ट रूप से चिह्नित है। पीसीबी डिजाइन के लिए एक अनुशंसित सोल्डरिंग लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। इस पैटर्न का पालन करने से रीफ्लो के दौरान उचित सोल्डर जोड़ गठन, संरेखण और थर्मल प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 SMT रीफ्लो सोल्डरिंग निर्देश

एक समर्पित अनुभाग एसएमटी रीफ्लो सोल्डरिंग की प्रक्रियाओं को रेखांकित करता है। हालांकि प्रदत्त अंश में विशिष्ट तापमान प्रोफाइल विस्तृत नहीं हैं, यह अनुभाग आम तौर पर PLCC2 पैकेज और MSL 2 रेटिंग के अनुकूल प्रीहीटिंग, शिखर तापमान, लिक्विडस से ऊपर समय और कूलिंग दरों के लिए सिफारिशें शामिल करता है। थर्मल शॉक, विस्तारण या सोल्डर दोषों को रोकने के लिए इन दिशानिर्देशों का पालन करना आवश्यक है।

6.2 हैंडलिंग सावधानियाँ

सामान्य हैंडलिंग सावधानियों पर जोर दिया गया है। मुख्य बिंदुओं में शामिल हैं:

• ESD सुरक्षा: उच्च ESD सहन रेटिंग के बावजूद, अव्यक्त क्षति को रोकने के लिए हैंडलिंग के दौरान उचित ESD नियंत्रण (ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, कलाई पट्टियाँ) अनिवार्य हैं।
• नमी संवेदनशीलता: As an MSL 2 device, the LEDs must be baked if the moisture barrier bag is opened and the components are exposed to ambient conditions for longer than the specified floor life (typically 1 year at <10% RH, or 1 week at <60% RH) before reflow.
• यांत्रिक तनाव: लेंस या लीड्स पर अत्यधिक बल लगाने से बचें।
• संदूषण: लेंस को साफ रखें और फ्लक्स अवशेषों या अन्य संदूषकों से मुक्त रखें जो प्रकाश उत्पादन को प्रभावित कर सकते हैं।

7. पैकेजिंग और विश्वसनीयता

7.1 पैकेजिंग विशिष्टता

एलईडी उभरी हुई कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती हैं जो रीलों पर लपेटी जाती हैं। विशिष्टता में कैरियर टेप पॉकेट्स, रील व्यास और हब आकार के विस्तृत आयाम शामिल हैं ताकि मानक एसएमटी प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित की जा सके। एक लेबल फॉर्म विशिष्टता लॉट कोड, पार्ट नंबर और मात्राओं के साथ अनुरेखण सुनिश्चित करती है।

7.2 नमी प्रतिरोधी पैकिंग और भंडारण

रीलों को नमी अवरोधक बैग में डिसिकेंट और एक आर्द्रता सूचक कार्ड के साथ पैक किया जाता है ताकि भंडारण और परिवहन के दौरान एमएसएल 2 रेटिंग बनाए रखी जा सके।

7.3 विश्वसनीयता परीक्षण आइटम और शर्तें

AEC-Q101 के आधार पर विश्वसनीयता परीक्षणों की एक सूची संदर्भित है। इन परीक्षणों में संभवतः हाई टेम्परेचर ऑपरेटिंग लाइफ (HTOL), टेम्परेचर साइक्लिंग (TC), हाई टेम्परेचर हाई ह्यूमिडिटी रिवर्स बायस (H3TRB) और अन्य शामिल हैं। ये परीक्षण कठिन ऑटोमोटिव पर्यावरणीय परिस्थितियों में एलईडी के प्रदर्शन और दीर्घायु को मान्य करते हैं।

7.4 क्षति निर्णय के मानदंड

Clear pass/fail criteria are defined for post-reliability-test inspection. This typically involves checking for catastrophic failures (no light output), significant parametric shifts (e.g., luminous intensity drop > 50%, Vf shift > 10%), and visual defects (cracks, discoloration, delamination).

8. अनुप्रयोग डिजाइन विचार

8.1 तापीय प्रबंधन

With a thermal resistance of 300 °C/W and a maximum junction temperature of 120°C, effective heat sinking is crucial. The PCB layout must provide adequate thermal relief, especially when operating at currents above 5mA. The maximum forward current should be determined by measuring the actual package temperature in the application to ensure Tj < 120°C. Exceeding Tj max drastically reduces lifetime.

8.2 धारा चालन

स्थिर और दीर्घकालिक संचालन के लिए, LED को कॉन्स्टेंट वोल्टेज के बजाय कॉन्स्टेंट करंट स्रोत से चलाने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। यह Vf के नकारात्मक तापमान गुणांक की क्षतिपूर्ति करता है और सुसंगत प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करता है। ड्राइवर को IV कर्व और वांछित चमक स्तर के आधार पर डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

120-डिग्री व्यूइंग एंगल इस LED को फोकस्ड बीम के बजाय चौड़े, विसरित प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। अधिक दिशात्मक प्रकाश के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस, रिफ्लेक्टर) की आवश्यकता होगी। छोटे पैकेज आकार उच्च-घनत्व प्रकाश सरणियों के लिए अनुमति देता है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

यह एलईडी अपने ऑटोमोटिव-ग्रेड योग्यता (AEC-Q101) के माध्यम से स्वयं को अलग करती है. जबकि कई PLCC2 सफेद एलईडी मौजूद हैं, जो ऑटोमोटिव मानकों के लिए योग्य हैं, वे चरम तापमान, आर्द्रता, कंपन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए अधिक कठोर परीक्षण से गुजरते हैं। यह इसे ऑटोमोटिव इंटीरियर अनुप्रयोगों के लिए एक पसंदीदा विकल्प बनाता है जहां विफलता कोई विकल्प नहीं है। व्यापक देखने के कोण, कॉम्पैक्ट आकार और एक कठोर वातावरण में सिद्ध विश्वसनीयता का संयोजन वाणिज्यिक-ग्रेड घटकों पर इसका मुख्य प्रतिस्पर्धात्मक लाभ बनाता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

10.1 अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट क्या है?

जबकि पूर्ण अधिकतम निरंतर धारा 30mA है, विशिष्ट परीक्षण और विशेषता डेटा 5mA पर प्रदान किया गया है। इष्टतम संचालन धारा आवश्यक चमक, थर्मल डिजाइन और जीवनकाल लक्ष्यों पर निर्भर करती है। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, 5mA और 20mA के बीच संचालन आउटपुट, दक्षता और दीर्घायु का एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। हमेशा परिवेश के तापमान के आधार पर डीरेटिंग कर्व्स का संदर्भ लें।

10.2 वोल्टेज बिन कोड की व्याख्या कैसे करें?

वोल्टेज बिन (E2, F1, F2, आदि) आपको समान फॉरवर्ड वोल्टेज वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देते हैं। जब कई एलईडी को समानांतर में जोड़ा जाता है तो यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है। एक ही या आसन्न वोल्टेज बिन से एलईडी का उपयोग करने से उनके बीच अधिक समान करंट शेयरिंग सुनिश्चित करने में मदद मिलती है, जिससे सुसंगत चमक प्राप्त होती है और किसी एक एलईडी द्वारा अधिक करंट लेने से रोका जा सकता है।

10.3 क्या हीटसिंक की आवश्यकता है?

कम-करंट ऑपरेशन (उदाहरण के लिए, 5mA इंडिकेटर उपयोग) के लिए, यदि पीसीबी हीट स्प्रेडिंग के लिए कुछ कॉपर पोर प्रदान करता है तो एक समर्पित हीटसिंक अक्सर आवश्यक नहीं होता है। उच्च करंट ऑपरेशन या उच्च परिवेश के तापमान के लिए, थर्मल विश्लेषण अनिवार्य है। उच्च थर्मल प्रतिरोध (300°C/W) का मतलब है कि यहां तक कि कुछ दसियों मिलीवाट की पावर डिसिपेशन भी जंक्शन पर तापमान में महत्वपूर्ण वृद्धि का कारण बन सकती है। उचित पीसीबी थर्मल डिजाइन प्राथमिक हीटसिंक है।

11. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस

केस: डैशबोर्ड इल्युमिनेशन क्लस्टर
एक डिजाइनर ऑटोमोटिव इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर के लिए बैकलाइटिंग बना रहा है। उन्हें आइकन और गेज को रोशन करने के लिए छोटे, विश्वसनीय सफेद एलईडी की आवश्यकता है। वे इस एलईडी का चयन इसके AEC-Q101 क्वालिफिकेशन और चौड़े व्यूइंग एंगल के लिए करते हैं। वे हीट डिसिपेशन के लिए एलईडी के थर्मल पैड के नीचे कॉपर पैड वाला एक पीसीबी डिजाइन करते हैं। वे 15mA प्रति स्ट्रिंग पर सेट एक कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर के साथ श्रृंखला में 3 एलईडी के समूहों को ड्राइव करते हैं, जिससे वांछित चमक प्राप्त होती है। वे पूरे क्लस्टर में समान रंग और चमक सुनिश्चित करने के लिए एक ही ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिन (E2) और क्रोमैटिसिटी बिन (TG2) से एलईडी निर्दिष्ट करते हैं। टेप-एंड-रील पैकेजिंग उनकी एसएमटी लाइन पर पूरी तरह से स्वचालित असेंबली की अनुमति देती है।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

यह एक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी है। इसका मूल एक अर्धचालक चिप है जो इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) जैसी सामग्रियों से बनी होती है, जो विद्युत प्रवाह पारित होने पर नीला प्रकाश उत्सर्जित करती है (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस)। इस नीले चिप को पीले फॉस्फर (अक्सर यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट, या YAG आधारित) की एक परत से लेपित किया जाता है। चिप से आने वाले नीले प्रकाश का एक हिस्सा फॉस्फर द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है और पीले प्रकाश के रूप में पुनः उत्सर्जित कर दिया जाता है। शेष नीला प्रकाश पीले प्रकाश के साथ मिल जाता है, और मानव आँख इस संयोजन को सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव करती है। सफेद प्रकाश का सटीक रंग (ठंडा, तटस्थ, गर्म) नीले और पीले प्रकाश के अनुपात से निर्धारित होता है, जो फॉस्फर की संरचना और मोटाई द्वारा नियंत्रित होता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

ऑटोमोटिव और सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए एसएमडी एलईडी में रुझान निम्न की ओर बना हुआ है:
उच्च दक्षता (एलएम/डब्ल्यू): समान प्रकाश उत्पादन के लिए ऊर्जा खपत को कम करना।
बेहतर कलर रेंडरिंग (सीआरआई): एलईडी प्रकाश के तहत अधिक प्राकृतिक और सटीक रंग पुनरुत्पादन प्राप्त करना।
उच्च विश्वसनीयता और शक्ति घनत्व: लंबी आयु कायम रखते हुए, विशेष रूप से हुड के नीचे या बाहरी ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए, संचालन तापमान और धारा घनत्व की सीमाओं को आगे बढ़ाना।
लघुरूपण: स्थान-सीमित डिजाइनों के लिए और भी छोटे पैकेज आकार (जैसे, 1.0mm x 0.5mm)।
एकीकृत समाधान: सरल सर्किट डिजाइन के लिए अंतर्निहित करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स, रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा के लिए जेनर डायोड, या यहां तक कि IC ड्राइवरों वाले LED। यहां वर्णित घटक इस विकसित परिदृश्य में एक परिपक्व, विश्वसनीय समाधान का प्रतिनिधित्व करता है।