3.0mm x 3.0mm x 0.55mm एसएमडी येलो एलईडी डेटाशीट - 2.0-2.6V फॉरवर्ड वोल्टेज - ~1.09W पॉवर डिसिपेशन - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद सिंहावलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-चमक वाले पीले सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के लिए व्यापक तकनीकी डेटा प्रदान करता है। यह डिवाइस पीला प्रकाश उत्पन्न करने के लिए एक AlGaInP सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है और एक कॉम्पैक्ट 3.0 मिमी x 3.0 मिमी x 0.55 मिमी पैकेज में स्थित है। मुख्य रूप से ऑटोमोटिव उद्योग की मांग पूर्ति के लिए इंजीनियर यह एलईडी प्रदर्शन, विश्वसनीयता और स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्तता का संयोजन प्रदान करता है।

1.1 तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

मूल विशिष्टताएँ मानक स्थितियों (Ts=25°C) के तहत एलईडी की परिचालन सीमाओं और प्रदर्शन को परिभाषित करती हैं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है और इसे पार नहीं किया जाना चाहिए। 350mA के परीक्षण धारा पर फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 2.0V और 2.6V के बीच निर्दिष्ट है, जो डायोड प्रकाशित होने पर उसके पार वोल्टेज ड्रॉप को दर्शाता है। उसी धारा पर दीप्ति प्रवाह आउटपुट 40.9 lm से 55.3 lm तक है, जो इसकी चमक को परिभाषित करता है। प्रमुख तरंग दैर्ध्य (λD) पीले स्पेक्ट्रम के भीतर, विशेष रूप से 587.5 nm और 595 nm के बीच आता है। 120 डिग्री (सामान्य) का व्यापक दृश्य कोण व्यापक, समान प्रकाश व्यवस्था सुनिश्चित करता है। मुख्य पूर्ण अधिकतम में फॉरवर्ड करंट (IF) 420 mA, पल्स्ड स्थितियों में चरम फॉरवर्ड करंट (IFP) 700 mA, रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V, और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सहनशीलता 2000V (HBM) शामिल हैं। संचालन और भंडारण तापमान सीमा -40°C से +125°C तक निर्दिष्ट है, अधिकतम जंक्शन तापमान (TJ) 150°C है।

1.2 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस एलईडी को कई मुख्य विशेषताओं के साथ डिज़ाइन किया गया है जो इसे उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती हैं। यह एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड (ईएमसी) पैकेज का उपयोग करता है, जो पारंपरिक प्लास्टिक की तुलना में गर्मी और पराबैंगनी प्रकाश के प्रति श्रेष्ठ प्रतिरोध प्रदान करता है, जिससे दीर्घकालिक रंग स्थिरता और ल्यूमन रखरखाव में सुधार होता है। इसका अत्यंत व्यापक दृश्य कोण समान क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। उत्पाद मानक सतह-माउंट प्रौद्योगिकी (एसएमटी) असेंबली और सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ पूरी तरह से संगत है, जो बड़े पैमाने पर निर्माण को सुविधाजनक बनाता है। यह स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के लिए टेप और रील पर आपूर्ति किया जाता है। यह नमी संवेदनशीलता स्तर (एमएसएल) 2 आवश्यकताओं को पूरा करता है और RoHS निर्देशों का अनुपालन करता है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इसकी योग्यता परीक्षण ऑटोमोटिव-ग्रेड असतत सेमीकंडक्टर्स के तनाव परीक्षण योग्यता के लिए AEC-Q102 दिशानिर्देश के साथ संरेखित है, जो इसे प्राथमिक लक्षित बाजार: ऑटोमोटिव लाइटिंग, आंतरिक और बाहरी अनुप्रयोगों दोनों के लिए एक मजबूत विकल्प बनाता है।

2. गहन तकनीकी विशिष्टताएँ

2.1 फोटोमीट्रिक और विद्युत विशेषताएँ

फोटोमीट्रिक प्रदर्शन 350mA के परीक्षण धारा के इर्द-गिर्द केंद्रित है। फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग संरचना तीन श्रेणियों में विभाजित है: C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V), और E0 (2.4-2.6V)। दीप्ति प्रवाह को समान रूप से NB (40.9-45.3 lm), OA (45.3-50.0 lm), और OB (50.0-55.3 lm) में बिन किया गया है। प्रमुख तरंग दैर्ध्य को D2 (587.5-590 nm), E1 (590-592.5 nm), और E2 (592.5-595 nm) में वर्गीकृत किया गया है। यह त्रि-आयामी बिनिंग (वोल्टेज, फ्लक्स, वेवलेंथ) डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोगों में सुसंगत प्रदर्शन के लिए कसकर समूहीकृत विशेषताओं वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देती है। थर्मल प्रबंधन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर, थर्मल प्रतिरोध, Rth JS real = 11°C/W (सामान्य) और Rth JS electrical = 9°C/W (सामान्य) के रूप में निर्दिष्ट है, जो जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक मापा गया है। ये मान संचालन स्थितियों के तहत जंक्शन तापमान की गणना करने के लिए महत्वपूर्ण हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह 150°C अधिकतम से नीचे रहे।

2.2 प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि स्रोत दस्तावेज़ में विशिष्ट चित्रमय डेटा संदर्भित है, ऐसे उत्पाद के लिए विशिष्ट ऑप्टिकल विशेषता वक्रों में सर्किट और थर्मल डिजाइन के लिए आवश्यक कई मुख्य प्लॉट शामिल होंगे। फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (आई-वी) वक्र धारा और वोल्टेज के बीच गैर-रेखीय संबंध दिखाता है, जो ड्राइविंग सर्किट को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। सापेक्ष दीप्ति प्रवाह बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र दिखाता है कि कैसे प्रकाश आउटपुट धारा के साथ बढ़ता है, आमतौर पर उच्च धाराओं पर गर्मी के प्रभाव के कारण उप-रेखीय तरीके से। सापेक्ष दीप्ति प्रवाह बनाम जंक्शन तापमान वक्र महत्वपूर्ण है, जो एलईडी के जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश आउटपुट की कमी दिखाता है; इस गिरावट को कम करने के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग आवश्यक है। स्पेक्ट्रल पॉवर डिस्ट्रीब्यूशन वक्र प्रमुख पीली तरंग दैर्ध्य पर चोटी और उत्सर्जित प्रकाश स्पेक्ट्रम के आकार को दिखाएगा। अंत में, दृश्य कोण पैटर्न प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाएगा, 120-डिग्री व्यापक बीम कोण की पुष्टि करता है।

3. यांत्रिक, पैकेजिंग और असेंबली

3.1 यांत्रिक और पैकेज जानकारी

एलईडी में लंबाई में 3.0 मिमी, चौड़ाई में 3.0 मिमी और ऊंचाई 0.55 मिमी के आयामों के साथ एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट है। विस्तृत आयामी चित्रों में शीर्ष, पार्श्व और निचला दृश्य शामिल हैं। निचला दृश्य एनोड और कैथोड पैड लेआउट को स्पष्ट रूप से दिखाता है, जो प्लेसमेंट के दौरान सही ध्रुवता सुनिश्चित करने के लिए असममित है। मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) डिजाइन के लिए एक अनुशंसित सोल्डर पैड पैटर्न (लैंड पैटर्न) प्रदान किया गया है, जिसमें कैथोड पैड के लिए आयाम 2.40 मिमी x 1.55 मिमी और एनोड पैड के लिए 0.55 मिमी x 0.65 मिमी हैं, जिनके बीच 0.50 मिमी का अंतर है। एक विश्वसनीय सोल्डर जोड़ और रीफ्लो के दौरान उचित स्व-संरेखण प्राप्त करने के लिए इस लैंड पैटर्न का पालन करना आवश्यक है।

3.2 सोल्डर रीफ्लो और असेंबली दिशानिर्देश

यह घटक मानक एसएमटी रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है। विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए विशिष्ट निर्देश प्रदान किए गए हैं। नमी संवेदनशीलता स्तर (एमएसएल) को स्तर 2 के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इसका अर्थ है कि डिवाइस को एक वर्ष तक (≤ 30°C / 60% RH) फैक्ट्री परिवेशी स्थितियों के संपर्क में लाया जा सकता है। यदि सुरक्षात्मक नमी अवरोध बैग खोला जाता है, तो घटकों को समान स्थितियों में 168 घंटे (1 सप्ताह) के भीतर सोल्डर किया जाना चाहिए, जब तक कि उन्हें अवशोषित नमी को हटाने के लिए मानक प्रक्रियाओं (जैसे, 125°C पर 24 घंटे) के अनुसार बेक नहीं किया जाता है। एमएसएल हैंडलिंग का पालन करने में विफलता उच्च तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान पॉपकॉर्न क्रैकिंग या विघटन का कारण बन सकती है। 260°C से अधिक न होने वाले चरम तापमान वाला एक मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल लागू होता है।

3.3 पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए पैकेज्ड आपूर्ति की जाती हैं। वे निर्दिष्ट पॉकेट आयामों के साथ उभरे हुए कैरियर टेप में स्थित हैं जो 3.0x3.0mm घटक को सुरक्षित रूप से रखते हैं। यह टेप मानक रीलों पर लपेटा जाता है। रील के आयाम (जैसे बाहरी व्यास, हब व्यास और चौड़ाई) सामान्य उद्योग मानकों (जैसे EIA-481) के अनुरूप हैं ताकि स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित की जा सके। रील पर लेबलिंग ट्रेसेबिलिटी जानकारी प्रदान करती है, जिसमें पार्ट नंबर, मात्रा, लॉट नंबर और तारीख कोड शामिल हैं। भंडारण और शिपिंग के लिए, एकाधिक रीलों को डिसिकेंट और आर्द्रता सूचक कार्ड के साथ नमी अवरोध बैग में पैक किया जाता है ताकि एमएसएल 2 रेटिंग बनाए रखी जा सके, और फिर कार्डबोर्ड बक्सों में रखा जाता है।

4. अनुप्रयोग इंजीनियरिंग और डिजाइन विचार

4.1 अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन नोट्स

प्राथमिक अनुप्रयोग ऑटोमोटिव लाइटिंग है। इसमें आंतरिक अनुप्रयोग जैसे डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच प्रकाश व्यवस्था और परिवेश प्रकाश व्यवस्था, साथ ही बाहरी अनुप्रयोग जैसे साइड मार्कर लाइट्स, टर्न सिग्नल संकेतक और डेटाइम रनिंग लाइट्स (अक्सर अन्य रंगों के संयोजन में) शामिल हैं। इस एलईडी के साथ डिजाइन करते समय, थर्मल प्रबंधन सर्वोपरि है। 420mA की अधिकतम फॉरवर्ड धारा का उपयोग लगातार तब तक नहीं किया जाना चाहिए जब तक कि यह सत्यापित न हो जाए कि जंक्शन तापमान 150°C से नीचे रहता है। डिजाइनरों को सूत्र का उपयोग करके जंक्शन तापमान (Tj) की गणना करनी चाहिए: Tj = Ts + (Rth JS * PD), जहाँ Ts सोल्डर पॉइंट तापमान है, Rth JS थर्मल प्रतिरोध है, और PD पॉवर डिसिपेशन (VF * IF) है। गर्मी को दूर करने के लिए पर्याप्त पीसीबी तांबा क्षेत्र (थर्मल पैड) और संभावित हीट सिंकिंग आवश्यक है। ड्राइवर सर्किट वोल्टेज-नियंत्रित नहीं, बल्कि करंट-नियंत्रित होना चाहिए, ताकि स्थिर प्रकाश आउटपुट सुनिश्चित हो और थर्मल रनअवे को रोका जा सके।

4.2 तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

ऑटोमोटिव उपयोग के लिए अन्य पीले एलईडी या पारंपरिक गरमागरम बल्बों की तुलना में, यह डिवाइस विशिष्ट लाभ प्रदान करता है। अन्य एसएमडी पीले एलईडी के मुकाबले, इसकी AEC-Q102 योग्यता ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता के लिए एक महत्वपूर्ण अंतरकारक है। ईएमसी पैकेज का उपयोग मानक पीपीए या पीसीटी प्लास्टिक की तुलना में उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता स्थितियों के तहत बेहतर प्रदर्शन प्रतिधारण प्रदान करता है। इसका 3.0x3.0mm फुटप्रिंट एक सामान्य आकार है, जो प्रकाश आउटपुट और बोर्ड स्पेस के बीच संतुलन प्रदान करता है। थ्रू-होल एलईडी की तुलना में, एसएमडी प्रारूप छोटे, हल्के और अधिक स्वचालित डिजाइन सक्षम बनाता है। व्यापक 120-डिग्री दृश्य कोण संकीर्ण-कोण वाले उपकरणों की तुलना में समान प्रकाश व्यवस्था के लिए आवश्यक एलईडी की संख्या को कम करता है।

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

प्रश्न: अनुशंसित संचालन धारा क्या है?

उत्तर: हालांकि पूर्ण अधिकतम 420mA है, मानक परीक्षण और बिनिंग स्थिति 350mA है। यह एक विशिष्ट अनुशंसित संचालन बिंदु है जो अच्छे प्रकाश आउटपुट और प्रबंधनीय ऊष्मा उत्पादन के बीच संतुलन बनाता है। वास्तविक संचालन धारा अनुप्रयोग के थर्मल डिजाइन के आधार पर निर्धारित की जानी चाहिए।

प्रश्न: मैं VF, Flux और WD बिन की व्याख्या कैसे करूं?

उत्तर: उत्पाद को फॉरवर्ड वोल्टेज (C0/D0/E0), दीप्ति प्रवाह (NB/OA/OB) और प्रमुख तरंग दैर्ध्य (D2/E1/E2) के लिए बिन में वर्गीकृत किया गया है। ऑर्डर किया गया विशिष्ट पार्ट नंबर उसकी बिन संयोजन निर्दिष्ट करने वाले कोड शामिल करेगा, जिससे आपको सुसंगत विद्युत और प्रकाशीय गुणों वाले एलईडी प्राप्त होंगे।

प्रश्न: थर्मल प्रतिरोध दो अलग-अलग मान (\"real\" और \"electrical\") के रूप में क्यों दिया गया है?

उत्तर: \"real\" थर्मल प्रतिरोध तापमान सेंसर का उपयोग करके मापा जाता है। \"electrical\" विधि एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज में परिवर्तन से जंक्शन तापमान का अनुमान लगाती है, जो तापमान पर निर्भर है। दोनों वैध हैं; विद्युत विधि अक्सर इन-सीटू मापन के लिए अधिक व्यावहारिक होती है, जबकि वास्तविक विधि प्रत्यक्ष अंशांकन होती है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 5V सप्लाई से चला सकता हूं?

उत्तर: बिना करंट-लिमिटिंग सर्किट के सीधे नहीं। फॉरवर्ड वोल्टेज केवल 2.0-2.6V है। इसे सीधे 5V से जोड़ने से अत्यधिक धारा प्रवाहित होगी, जो तुरंत डिवाइस को क्षतिग्रस्त कर देगी। एक श्रेणी प्रतिरोधक या, अधिमानतः, एक नियत-धारा ड्राइवर सर्किट का उपयोग किया जाना चाहिए।

5. तकनीकी गहन विश्लेषण: सिद्धांत और संदर्भ

5.1 संचालन सिद्धांत परिचय

पीला प्रकाश उत्सर्जन एल्युमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) सेमीकंडक्टर्स में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस सिद्धांत पर आधारित है। जब डायोड के p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। ये आवेश वाहक पुनर्संयोजन करते हैं, और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlGaInP सामग्री संरचना की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। इस मामले में, बैंडगैप को दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र (लगभग 590 nm) में फोटॉन उत्पन्न करने के लिए इंजीनियर किया गया है। एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड (ईएमसी) एनकैप्सुलेंट सेमीकंडक्टर चिप की सुरक्षा करता है, यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है, और व्यापक दृश्य कोण प्राप्त करने के लिए अपने लेंस डिजाइन के माध्यम से प्रकाश आउटपुट को आकार देता है।

5.2 अनुप्रयोग केस स्टडी

एक ऑटोमोटिव डोर पडल लाइट के डिजाइन पर विचार करें, जो दरवाजा खुलने पर जमीन पर प्रकाश प्रक्षेपित करती है। एक डिजाइनर गर्म, स्वागत योग्य प्रभाव के लिए इन 2-4 पीले एलईडी का चयन कर सकता है। वे अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट के साथ एक छोटा पीसीबी डिजाइन करेंगे। एलईडी एक साधारण नियत-धारा सर्किट द्वारा संचालित किए जाएंगे, शायद बॉडी कंट्रोल मॉड्यूल में एकीकृत, प्रति एलईडी 300-350mA पर सेट किया गया। एलईडी का व्यापक 120-डिग्री दृश्य कोण अंधेरे स्थानों के बिना प्रकाश का एक व्यापक, समान पूल सुनिश्चित करता है, जिससे आवश्यक घटकों की संख्या कम हो जाती है। AEC-Q102 योग्यता सुनिश्चित करती है कि वाहन की पूरी तापमान सीमा, ठंडी सर्दियों से लेकर गर्मी के दिनों तक, और वाहन के पूरे जीवनकाल में लाइटें विश्वसनीय रूप से कार्य करेंगी। ईएमसी पैकेज यह सुनिश्चित करता है कि पीला रंग समय के साथ एलईडी से गर्मी या सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने के कारण महत्वपूर्ण रूप से न बदले।

5.3 उद्योग रुझान और संदर्भ

ऑटोमोटिव लाइटिंग में एलईडी का उपयोग ऊर्जा दक्षता, डिजाइन लचीलापन, कॉम्पैक्ट आकार और लंबे जीवनकाल के लाभों से प्रेरित होकर निरंतर बढ़ रहा है। अधिक परिष्कृत और गतिशील प्रकाश व्यवस्था कार्यों की ओर एक स्पष्ट रुझान है, जैसे एनिमेटेड टर्न सिग्नल और अनुकूली परिवेश प्रकाश व्यवस्था। पीले एलईडी विशिष्ट सिग्नल कार्यों (टर्न इंडिकेटर्स) और सौंदर्यवादी परिवेश प्रकाश व्यवस्था के लिए आवश्यक बने हुए हैं। उद्योग तेजी से उच्च विश्वसनीयता और प्रदर्शन मानकों की मांग कर रहा है, जो AEC-Q102 जैसे दिशानिर्देशों को अपनाने में परिलक्षित होता है। इसके अलावा, एलईडी की दक्षता (लुमेन प्रति वाट) और रंग स्थिरता में सुधार करने के साथ-साथ कठोर ऑटोमोटिव वातावरण में और बेहतर थर्मल प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए पैकेज सामग्रियों को बढ़ाने के लिए चल रहा विकास है। छोटे, अधिक शक्तिशाली पैकेजों की ओर भी बढ़ोतरी जारी है, जो चिकने प्रकाश डिजाइन सक्षम कर रही है।