PLCC-2 पीला LED डेटाशीट - 120° व्यूइंग एंगल - 2.0V टाइप. - 1120mcd @20mA - English Technical Document

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ PLCC-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) पैकेज में एक उच्च-प्रदर्शन, सरफेस-माउंट पीले एलईडी के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण मांगलिक वातावरण में विश्वसनीयता और प्रदर्शन के लिए इंजीनियर किया गया है, जिसमें 20mA की मानक ड्राइव धारा पर 120-डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल और 1120 मिलिकैंडेला (mcd) की विशिष्ट चमकदार तीव्रता शामिल है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग अनुप्रयोग हैं, जैसे डैशबोर्ड प्रकाश, स्विच बैकलाइटिंग और सामान्य संकेतक कार्य, जहां सुसंगत रंग आउटपुट, दीर्घकालिक स्थिरता और ऑटोमोटिव-ग्रेड मानकों का अनुपालन महत्वपूर्ण है।

एलईडी के मुख्य लाभों में AEC-Q101 मानक के लिए इसकी योग्यता शामिल है, जो ऑटोमोटिव उपयोग के लिए इसकी विश्वसनीयता को मान्य करती है, और RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ हैजर्डस सब्सटेंस) और REACH (रजिस्ट्रेशन, एवैल्यूएशन, ऑथराइजेशन एंड रेस्ट्रिक्शन ऑफ केमिकल्स) पर्यावरण निर्देशों का अनुपालन शामिल है। इसमें मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल (MSL) 2 और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सेंसिटिविटी रेटिंग 2kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) भी है, जो इसे मानक असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त बनाता है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 ऑप्टोइलेक्ट्रिकल विशेषताएँ

प्रमुख प्रदर्शन मैट्रिक्स मानक परीक्षण स्थितियों (T_s = 25°C) के तहत परिभाषित किए गए हैं। फॉरवर्ड करंट (I_F) का ऑपरेटिंग रेंज 5mA से 50mA तक है, जिसका एक सामान्य मूल्य 20mA है। इस सामान्य करंट पर, ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V) न्यूनतम 710mcd से अधिकतम 1400mcd तक होती है, जिसका एक सामान्य मूल्य 1120mcd है। 20mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 1.75V और 2.75V के बीच निर्दिष्ट है, जिसका एक सामान्य मूल्य 2.00V है। प्रमुख वेवलेंथ (λ_d), जो पीले रंग की धारणा को परिभाषित करता है, 585nm से 594nm के बीच है, आमतौर पर 592nm। देखने का कोण (φ), जहां चमकदार तीव्रता अपने शिखर मूल्य के आधे तक गिर जाती है, 120 डिग्री है।

2.2 Absolute Maximum Ratings

ये रेटिंग्स तनाव की सीमाएं परिभाषित करती हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। निरपेक्ष अधिकतम शक्ति अपव्यय (P_d) 137mW है। अधिकतम निरंतर अग्र धारा 50mA है, जबकि एक सर्ज धारा (I_FM) of 100mA is permissible for pulses ≤ 10μs with a very low duty cycle (D=0.005). The device is not designed for reverse bias operation. The maximum junction temperature (T_J) is 125°C, with operating and storage temperature ranges from -40°C to +110°C. The maximum soldering temperature for reflow is 260°C for 30 seconds.

2.3 Thermal Characteristics

एलईडी प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। डेटाशीट जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक दो थर्मल प्रतिरोध मान निर्दिष्ट करती है: एक वास्तविक थर्मल प्रतिरोध (R_{th JS real}) 160 K/W और एक विद्युत थर्मल प्रतिरोध (R_{th JS el}) of 120 K/W, both measured at I_F=20mA. The lower electrical value is typically used for design calculations related to forward voltage temperature dependence.

3. Binning System Explanation

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

3.1 Luminous Intensity Binning

प्रकाशमान आउटपुट को कई बिन में वर्गीकृत किया गया है, जिनमें से प्रत्येक मिलिकैंडेला (एमसीडी) में न्यूनतम और अधिकतम प्रकाश तीव्रता की एक विशिष्ट सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। बिन एक अल्फ़ान्यूमेरिक कोड (जैसे एल1, एल2, एम1... जीए तक) का अनुसरण करते हैं। इस विशिष्ट पार्ट नंबर के लिए, संभावित आउटपुट बिन हाइलाइट किए गए हैं, जिसमें सामान्य पार्ट "एए" बिन (1120 से 1400 एमसीडी) में आता है। प्रकाशमान फ्लक्स मापन की सहनशीलता ±8% है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

पीला रंग प्रमुख तरंगदैर्ध्य को बिन में वर्गीकृत करके नियंत्रित किया जाता है। बिन संख्यात्मक कोड द्वारा परिभाषित किए जाते हैं जो नैनोमीटर (एनएम) में एक तरंगदैर्ध्य सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रमुख तरंगदैर्ध्य के लिए सहनशीलता ±1nm है। इस उत्पाद के लिए विशिष्ट बिन यह सुनिश्चित करता है कि पीला रंग निर्दिष्ट 585-594nm सीमा के भीतर है, जो आमतौर पर लगभग 592nm होता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाने वाले कई ग्राफ प्रदान करती है।

4.1 Spectral Distribution and Radiation Pattern

The Relative Spectral Distribution graph shows a peak in the yellow region (~592nm) with minimal emission in other parts of the spectrum, confirming a pure yellow color. The Radiation Pattern graph is a polar plot demonstrating the 120-degree viewing angle, with light intensity distribution typical of a PLCC package with a built-in lens.

4.2 Forward Current vs. Forward Voltage (IV Curve)

यह ग्राफ फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है। यह कर्व डिजाइनरों को ऑपरेटिंग रेंज के भीतर किसी भी दिए गए करंट पर V का अनुमान लगाने की अनुमति देता है।_F ऑपरेटिंग रेंज के भीतर किसी भी दिए गए करंट पर।

4.3 तापमान निर्भरता

Junction temperature के साथ प्रदर्शन परिवर्तनों को विस्तार से दर्शाने वाले कई ग्राफ़:

• Relative Luminous Intensity vs. Junction Temperature: यह दर्शाता है कि तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है, जो सभी LEDs की एक विशेषता है। थर्मल डिज़ाइन में इसका ध्यान रखा जाना चाहिए।
• Relative Forward Voltage vs. Junction Temperature: Demonstrates that V_F has a negative temperature coefficient, decreasing linearly as temperature rises. This can be used for indirect temperature sensing.
• Relative Wavelength vs. Junction Temperature: तापमान के साथ प्रमुख तरंगदैर्ध्य में मामूली बदलाव (आमतौर पर कुछ नैनोमीटर) को दर्शाता है, जो रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य बनाम अग्र धारा: बदलती ड्राइव धारा के साथ रंग में न्यूनतम भिन्नता दर्शाता है।

4.4 Derating and Pulse Handling

द फॉरवर्ड करंट डिरेटिंग कर्व विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। यह सोल्डर पैड तापमान के विरुद्ध अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट को आलेखित करता है। उदाहरण के लिए, सोल्डर पॉइंट तापमान (T_S) 110°C पर, अधिकतम धारा लगभग 34mA तक कम हो जाती है। वक्र स्पष्ट रूप से 5mA से कम धारा का उपयोग न करने को कहता है। अनुमेय स्पंद प्रबंधन क्षमता ग्राफ विभिन्न ड्यूटी साइकिल पर स्पंद धाराओं के लिए सुरक्षित संचालन क्षेत्र को परिभाषित करता है, जो मल्टीप्लेक्स्ड या स्ट्रोब अनुप्रयोगों में संक्षिप्त अतिधारा चालन की अनुमति देता है।

5. Mechanical and Package Information

एलईडी एक मानक PLCC-2 सतह-माउंट पैकेज का उपयोग करती है। यांत्रिक चित्र (अनुभाग 7 द्वारा निहित) लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और लीड अंतराल सहित सटीक आयाम प्रदान करेगा। पैकेज में एक ढला हुआ प्लास्टिक बॉडी है जिसमें एक अंतर्निर्मित लेंस है जो 120-डिग्री के दृश्य कोण को आकार देता है। ध्रुवता पैकेज आकार और/या अंकन द्वारा इंगित की जाती है, जिसमें कैथोड आमतौर पर पहचाना जाता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट

उचित सोल्डरिंग, यांत्रिक स्थिरता और एलईडी से मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) तक इष्टतम तापीय हस्तांतरण सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित फुटप्रिंट (लैंड पैटर्न) प्रदान किया गया है।

6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

डेटाशीट 260°C के पीक तापमान वाली एक रीफ्लो प्रोफाइल निर्दिष्ट करती है, जो अधिकतम 30 सेकंड के लिए होती है। यह एक मानक लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डरिंग प्रोफाइल है। प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक डाई तथा वायर बॉन्ड्स को थर्मल क्षति से बचाने के लिए इस प्रोफाइल का पालन करना आवश्यक है।

6.3 उपयोग के लिए सावधानियां

सामान्य हैंडलिंग सावधानियों में असेंबली के दौरान उचित ईएसडी सुरक्षा का उपयोग करना, लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचना और उपयोग से पहले डिवाइस को उसके एमएसएल-2 रेटिंग के अनुसार शुष्क वातावरण में संग्रहीत सुनिश्चित करना शामिल है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

पैकेजिंग जानकारी (अनुभाग 10) विस्तार से बताती है कि एलईडी कैसे आपूर्ति की जाती हैं, आमतौर पर स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए टेप-एंड-रील पर। पार्ट नंबर संरचना (57-21-UY0200H-AM) पैकेज प्रकार, रंग, चमक बिन और अन्य वेरिएंट कोड जैसे प्रमुख गुणों को एन्कोड करती है। ऑर्डरिंग जानकारी अनुभाग यह समझाता है कि ऑर्डर देते समय चमकदार तीव्रता और तरंग दैर्ध्य के लिए वांछित बिन कैसे निर्दिष्ट करें।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

प्राथमिक अनुप्रयोग है ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग, जिसमें शामिल हैं:

• इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर और डैशबोर्ड बैकलाइटिंग।
• बटन, स्विच और कंट्रोल पैनल के लिए बैकलाइटिंग।
• सामान्य स्थिति और संकेतक लाइटें।
• परिवेशी प्रकाश उच्चारण।

8.2 डिज़ाइन विचार

Current Drive: बेहतर स्थिरता और दीर्घायु के लिए, श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ निरंतर वोल्टेज स्रोत की तुलना में निरंतर करंट ड्राइवर का उपयोग करने की सख्त सिफारिश की जाती है। डिज़ाइन IV वक्र और पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स का संदर्भ लेना चाहिए। Thermal Management: एप्लिकेशन में अधिकतम जंक्शन तापमान की गणना के लिए डीरेटिंग कर्व और थर्मल रेजिस्टेंस मानों का उपयोग किया जाना चाहिए। सोल्डर पॉइंट तापमान को कम रखने के लिए पर्याप्त पीसीबी कॉपर एरिया (थर्मल पैड) और संभावित एयरफ्लो की आवश्यकता होती है, खासकर जब अधिकतम करंट पर या उसके निकट ड्राइविंग की जा रही हो। ऑप्टिकल डिजाइन: 120-डिग्री व्यूइंग एंगल व्यापक प्रकाश प्रदान करता है। फोकस्ड प्रकाश के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स की आवश्यकता हो सकती है। एकसमान उपस्थिति की आवश्यकता वाले एप्लिकेशन के लिए कई एलईडी में ल्यूमिनस इंटेंसिटी और वेवलेंथ में बिन्स के अनुसार भिन्नता पर विचार किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

सामान्य गैर-ऑटोमोटिव PLCC-2 एलईडी की तुलना में, इस उपकरण के प्रमुख अंतर इसके AEC-Q101 योग्यता और विस्तारित संचालन तापमान सीमा (-40°C से +110°C) हैं, जो ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अनिवार्य हैं। एक मानक PLCC-2 पीले एलईडी के लिए 1120mcd की विशिष्ट चमकदार तीव्रता अपेक्षाकृत अधिक है, जो अच्छी चमक दक्षता प्रदान करती है। व्यापक बिनिंग संरचना निर्माताओं को उनके अंतिम उत्पादों में रंग और चमक स्थिरता पर सख्त नियंत्रण प्रदान करती है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

प्र: क्या मैं इस LED को सीधे 5V या 12V ऑटोमोटिव रेल से चला सकता हूँ? उ: नहीं। आपको करंट-लिमिटिंग सर्किट का उपयोग करना चाहिए। एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला (ओम के नियम का उपयोग करके गणना की गई: R = (V_{आपूर्ति} - V_F) / I_F) या, अधिमानतः, वांछित स्तर (जैसे, 20mA) पर धारा निर्धारित करने के लिए एक समर्पित स्थिर-धारा LED ड्राइवर IC की आवश्यकता होती है।

Q: न्यूनतम करंट स्पेसिफिकेशन (5mA) क्यों होता है? A: बहुत कम करंट पर LED चलाने से प्रकाश उत्पादन अस्थिर हो सकता है और रंग में परिवर्तन हो सकता है। 5mA का न्यूनतम मान विश्वसनीय और सुसंगत संचालन सुनिश्चित करता है।

Q: मैं दो अलग-अलग थर्मल रेजिस्टेंस मानों की व्याख्या कैसे करूं? A: विद्युत थर्मल प्रतिरोध (120 K/W) आगे के वोल्टेज में तापमान के साथ परिवर्तन से प्राप्त होता है और विद्युत मॉडलिंग के लिए उपयोग किया जाता है। वास्तविक थर्मल प्रतिरोध (160 K/W) जंक्शन से सोल्डर बिंदु तक ऊष्मा प्रवाह का अधिक प्रत्यक्ष माप है और जंक्शन तापमान वृद्धि (ΔT) का अनुमान लगाने के लिए प्राथमिक थर्मल डिजाइन गणनाओं में उपयोग किया जाना चाहिए।_J = P_d × R_{th JS real}).

Q: भंडारण के लिए MSL 2 का क्या अर्थ है? A: नमी संवेदनशीलता स्तर 2 का अर्थ है कि पैकेज को शुष्क वातावरण में संग्रहित किया जा सकता है (

11. Practical Design Case Study

Scenario: एक डैशबोर्ड स्विच बैकलाइट डिज़ाइन करना जिसमें 4 पीले एलईडी की आवश्यकता है। लक्ष्य: सुसंगत मध्यम चमक, गर्म वातावरण में लंबी उम्र (अधिकतम पीसीबी परिवेश ~85°C)। Design Steps: 1. वर्तमान चयन: ताप उत्पादन कम करने और जीवनकाल बढ़ाने के लिए 15mA (20mA के सामान्य मान से कम) चुनें, जबकि पर्याप्त प्रकाश प्रदान करना जारी रखें। ड्राइवर सर्किट: सभी एलईडी में समान चमक सुनिश्चित करने के लिए 60mA (4x15mA) की आपूर्ति करने में सक्षम एकल निरंतर-धारा ड्राइवर IC का उपयोग करें। थर्मल विश्लेषण: प्रति एलईडी शक्ति क्षय की गणना करें: P_d ≈ V_F × I_F = 2.0V × 0.015A = 30mW. Junction temperature rise: ΔT_J = 0.03W × 160 K/W = 4.8K. With T_ambient = 85°C सोल्डर पॉइंट पर, T_J ≈ 90°C, जो 125°C की अधिकतम सीमा से काफी नीचे है। Binning: सभी चार स्विचों में दृश्य समरूपता सुनिश्चित करने के लिए ऑर्डर करते समय एक सख्त चमकदार तीव्रता बिन (जैसे, R1 या R2) और एक विशिष्ट प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन निर्दिष्ट करें।

12. Operating Principle

यह एक अर्धचालक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है। जब इसके बैंडगैप वोल्टेज से अधिक का एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक चिप के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। अर्धचालक की विशिष्ट सामग्री संरचना (आमतौर पर पीले प्रकाश के लिए AlInGaP पर आधारित) उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य और इस प्रकार उसके रंग को निर्धारित करती है। PLCC पैकेज के अंतर्निर्मित एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है।

13. Technology Trends

ऐसे घटकों में सामान्य प्रवृत्ति उच्च चमकदार प्रभावकारिता (प्रति वाट विद्युत इनपुट अधिक प्रकाश उत्पादन), बेहतर रंग स्थिरता और संतृप्ति, और बेहतर विश्वसनीयता मेट्रिक्स की ओर है। पैकेजिंग उच्च शक्ति घनत्व और बेहतर थर्मल प्रबंधन की अनुमति देने के लिए विकसित हो रही है। इसके अलावा, ऑनबोर्ड नियंत्रण सर्किट्री (जैसे I2C एड्रेसेबल एलईडी) के साथ एकीकरण अधिक सामान्य होता जा रहा है, हालांकि यह विशेष उपकरण एक मानक, असतत घटक है। AEC-Q101 योग्य घटकों की मांग तब तक बढ़ती रहती है जब तक कि ऑटोमोटिव लाइटिंग अधिक परिष्कृत और व्यापक हो जाती है।