यूवी एसएमडी एलईडी विशिष्टता पत्रक - माप 6.6x6.6x4.6mm - वोल्टेज 6.4-7.6V - पावर 15.2W पीक - वेवलेंथ 365-410nm - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उन्नत सेरामिक और क्वार्ट्ज लेंस पैकेज का उपयोग करने वाली हाई-पावर सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी के लिए विशिष्टताओं का विवरण देता है। चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए, यह घटक विभिन्न औद्योगिक और वाणिज्यिक सेटिंग्स में विश्वसनीयता और प्रदर्शन के लिए निर्मित है। सेरामिक सब्सट्रेट उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन प्रदान करता है, जो हाई-पावर यूवी अनुप्रयोगों में प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।

1.1 उत्पाद स्थिति और मुख्य लाभ

यह उत्पाद यूवी-आधारित प्रक्रियाओं के लिए एक मजबूत समाधान के रूप में स्थित है जिनमें लगातार और शक्तिशाली प्रकाश आउटपुट की आवश्यकता होती है। इसके मुख्य लाभ इसकी अद्वितीय संरचना और तकनीकी विशेषताओं से उत्पन्न होते हैं।

• श्रेष्ठ थर्मल प्रबंधन:सेरामिक पैकेज उत्कृष्ट ऊष्मा अपव्यय प्रदान करता है, जो सीधे स्थिर प्रकाश आउटपुट और बढ़ी हुई परिचालन आयु में योगदान देता है।
• उच्च प्रकाशीय प्रदर्शन:क्वार्ट्ज लेंस की विशेषता वाला यह उत्पाद यूवी स्पेक्ट्रम में उच्च पारदर्शिता सुनिश्चित करता है, जिससे रेडिएंट फ्लक्स आउटपुट अधिकतम होता है।
• प्रक्रिया संगतता:मानक एसएमटी असेंबली लाइनों के लिए डिज़ाइन किया गया, यह टेप-एंड-रील पैकेजिंग और मानक रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है, जिससे बड़े पैमाने पर विनिर्माण सुगम होता है।
• अनुप्रयोग बहुमुखी प्रतिभा:कई यूवी तरंग दैर्ध्य श्रेणियों में उपलब्ध, जिससे यह क्यूरिंग से लेकर कीटाणुशोधन तक विविध अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनता है।

1.2 लक्षित बाजार और अनुप्रयोग

प्राथमिक लक्षित बाजार वे उद्योग हैं जो सामग्री प्रसंस्करण और जीवाणुरोधन के लिए पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग करते हैं। प्रमुख अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• यूवी क्यूरिंग सिस्टम:प्रिंटिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली और दंत उपकरणों में एडहेसिव्स, कोटिंग्स, स्याही और रेजिन के लिए।
• औद्योगिक और चिकित्सा कीटाणुशोधन:वायु, जल और सतह शुद्धिकरण के लिए उपकरणों में प्रयुक्त।
• सामान्य यूवी प्रकाश व्यवस्था:फ्लोरोसेंस विश्लेषण, नकली पहचान, और अन्य विशिष्ट प्रकाश व्यवस्था आवश्यकताओं के लिए।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

उचित सर्किट डिज़ाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए विद्युत और प्रकाशीय विशेषताओं की पूरी समझ आवश्यक है।

2.1 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएं

प्राथमिक ऑपरेटिंग बिंदु 1400 एमए की फॉरवर्ड करंट (I_F) पर परिभाषित है। 25°C के सोल्डर पॉइंट तापमान (T_s) पर मापे गए इस स्थिति में प्रमुख पैरामीटर निम्नलिखित हैं:

• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):विशिष्ट वोल्टेज बिन (B28, B30, B32) के आधार पर 6.4V से 7.6V तक की रेंज में होता है। यह पैरामीटर ड्राइवर डिज़ाइन और बिजली खपत गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
• कुल रेडिएंट फ्लक्स (Φ_e):ऑप्टिकल पावर आउटपुट, जिसे मिलीवाट (mW) में मापा जाता है। इसे चार अलग-अलग पीक तरंग दैर्ध्य परिवारों (365-370nm, 380-390nm, 390-400nm, 400-410nm) में तीन मुख्य पावर स्तरों (1B42, 1B43, 1B44) में वर्गीकृत किया गया है। कुछ बिन के लिए विशिष्ट रेडिएंट फ्लक्स 5800mW तक पहुंच सकता है।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2):एक मानक 60-डिग्री पूर्ण व्यूइंग एंगल, जो कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त फोकस्ड बीम प्रदान करता है।
• थर्मल रेजिस्टेंस (R_{थजे-एस}):जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल रेजिस्टेंस का कम मान 4.5 °C/W है। यह मान दर्शाता है कि सेमीकंडक्टर जंक्शन से पीसीबी तक ऊष्मा कितनी कुशलता से स्थानांतरित होती है, जो आवश्यक हीटसिंकिंग की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स

इन सीमाओं से परे संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है। डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि अनुप्रयोग का वातावरण इन सीमाओं के भीतर बना रहे।

• अधिकतम पावर डिसिपेशन (P_D):15.2 वाट।
• पीक फॉरवर्ड करंट (I_FP):2000 एमए (1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई वाली पल्स्ड स्थितियों के तहत)।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):10 वी।
• ऑपरेटिंग तापमान (T_OPR):-40°C से +80°C।
• जंक्शन तापमान (T_J):निरपेक्ष अधिकतम 105°C। जंक्शन तापमान को इस सीमा से नीचे रखने के लिए थर्मल प्रबंधन के आधार पर वास्तविक ऑपरेटिंग करंट को डिरेट किया जाना चाहिए।

2.3 बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह उत्पाद एक बहु-पैरामीटर बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है:

• फॉरवर्ड वोल्टेज बिन:एलईडी को B28 (6.4-6.8V), B30 (6.8-7.2V), या B32 (7.2-7.6V) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिज़ाइनरों को अपनी बिजली आपूर्ति डिज़ाइन के लिए सख्त वोल्टेज सहिष्णुता वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देता है।
• रेडिएंट फ्लक्स बिन:ऑप्टिकल आउटपुट को तीन पावर स्तरों में वर्गीकृत किया गया है: 1B42 (~3550-4500mW), 1B43 (~4500-6300mW), और 1B44 (~6300-7100mW)। यह अनुप्रयोग के लिए आवश्यक प्रकाश तीव्रता के आधार पर चयन को सक्षम बनाता है।
• तरंग दैर्ध्य रेंज:यह उत्पाद चार अलग-अलग स्पेक्ट्रल बैंड में पेश किया जाता है: 365-370nm (यूवीए), 380-390nm (यूवीए), 390-400nm (यूवीए/सीमा रेखा दृश्यमान), और 400-410nm (वायलेट)। चयन विशिष्ट फोटोकेमिकल प्रतिक्रिया (जैसे, क्यूरिंग में इनिशिएटर सक्रियण) या अनुप्रयोग आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

2.4 प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि डाटाशीट में विशिष्ट ग्राफ़ का उल्लेख किया गया है, विशिष्ट प्रदर्शन प्रवृत्तियों को समझना महत्वपूर्ण है।

• करंट-वोल्टेज (आई-वी) वक्र:फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ विशेषता घातीय वृद्धि प्रदर्शित करता है। 1400mA पर निर्दिष्ट V_Fड्राइवर के लिए एक प्रमुख ऑपरेटिंग बिंदु प्रदान करता है।
• ऑप्टिकल आउटपुट बनाम करंट (एल-आई वक्र):रेडिएंट फ्लक्स विशिष्ट ऑपरेटिंग रेंज में करंट के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, लेकिन थर्मल प्रभावों और दक्षता में कमी के कारण बहुत अधिक करंट पर अंततः संतृप्त हो जाएगा और घट जाएगा।
• थर्मल डिरेटिंग:अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट परिवेश या जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। इस डिरेटिंग की गणना थर्मल रेजिस्टेंस (R_{थजे-एस}) और अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J=105°C) का उपयोग करके की जानी चाहिए ताकि विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित हो सके।
• स्पेक्ट्रल वितरण:एलईडी अपनी निर्दिष्ट तरंग दैर्ध्य रेंज (जैसे, 365-370nm) के भीतर एक संकीर्ण बैंड में उत्सर्जन करती है। सटीक शिखर तरंग दैर्ध्य और स्पेक्ट्रल चौड़ाई सेमीकंडक्टर-आधारित यूवी स्रोतों के लिए विशिष्ट है।

3. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

3.1 भौतिक आयाम और चित्र

घटक का एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट है जिसका आउटलाइन आकार 6.6mm x 6.6mm और ऊंचाई 4.6mm है। आयामी चित्रों में शीर्ष, पार्श्व और निचला दृश्य, साथ ही पोलैरिटी पहचान शामिल है।

3.2 अनुशंसित पीसीबी फुटप्रिंट (सोल्डरिंग पैटर्न)

उचित सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक लैंड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है। अनुशंसित पैड आयाम 6.30mm x 2.90mm हैं। इस फुटप्रिंट का पालन करने से पीसीबी को थर्मल ट्रांसफर में मदद मिलती है और रीफ्लो के दौरान टॉम्बस्टोनिंग या गलत संरेखण को रोका जा सकता है।

3.3 पोलैरिटी पहचान

कैथोड (नकारात्मक) टर्मिनल को घटक के निचले दृश्य पर स्पष्ट रूप से चिह्नित किया गया है। उपकरण के कार्य करने के लिए पीसीबी असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी ओरिएंटेशन अनिवार्य है।

4. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

4.1 एसएमटी रीफ्लो सोल्डरिंग निर्देश

यह घटक मानक इन्फ्रारेड या कंवेक्शन रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। 260°C से अधिक नहीं के शिखर तापमान वाला एक विशिष्ट लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल लागू है। नमी संवेदनशीलता स्तर (एमएसएल) लेवल 3 है, जिसका अर्थ है कि रीफ्लो के दौरान पॉपकॉर्न क्रैकिंग को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले घटकों को 168 घंटे से अधिक समय तक परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में रखा जाता है तो उन्हें बेक किया जाना चाहिए।

4.2 पुनर्कार्य और मरम्मत

यदि मरम्मत के लिए मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। आयरन टिप का तापमान 350°C से नीचे रखा जाना चाहिए, और सोल्डर पैड के साथ संपर्क समय न्यूनतम (3 सेकंड से कम) होना चाहिए ताकि एलईडी डाई या सेरामिक पैकेज को थर्मल क्षति से बचाया जा सके।

4.3 भंडारण और हैंडलिंग सावधानियां

• ईएसडी सुरक्षा:हालांकि 2000V (एचबीएम) के लिए रेटेड है, हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ईएसडी सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
• नमी बैरियर:यदि ड्राई-पैक खोला जाता है, तो घटकों को एमएसएल लेवल 3 समय सीमा के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए या मानक आईपीसी/जेडईसी दिशानिर्देशों के अनुसार पुनः बेक किया जाना चाहिए।
• सफाई:अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग करने से बचें, जो आंतरिक संरचना को नुकसान पहुंचा सकती है। यदि सफाई आवश्यक हो तो सॉफ्ट ब्रश के साथ आइसोप्रोपाइल अल्कोहल की सिफारिश की जाती है।
• यांत्रिक तनाव से बचें:क्वार्ट्ज लेंस पर सीधा दबाव न डालें।

5. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

5.1 पैकेजिंग विशिष्टता

उत्पाद स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों के लिए उद्योग-मानक टेप-एंड-रील पैकेजिंग में आपूर्ति किया जाता है। एसएमटी असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए कैरियर टेप आयाम, रील आकार और लेबलिंग प्रारूप के लिए विशिष्टताएं प्रदान की जाती हैं।

5.2 नमी-प्रतिरोधी पैकिंग

रील्स को नमी बैरियर बैग में डिसिकेंट और एक आर्द्रता सूचक कार्ड के साथ सील किया जाता है ताकि भंडारण और परिवहन के दौरान एमएसएल लेवल 3 रेटिंग बनाए रखी जा सके।

5.3 मॉडल नंबरिंग नियम

पार्ट नंबर प्रमुख विशेषताओं को एनकोड करता है। उदाहरण के लिए, \"RF-C65S6-U※P-AR-22\" श्रृंखला, पैकेज आकार (C65), एसएमडी प्रकार (S6), यूवी स्पेक्ट्रम (U), विशिष्ट तरंग दैर्ध्य/पावर बिन (※), और अन्य उत्पाद संशोधनों को इंगित करता है। सही घटक चयन के लिए इस कोडिंग को समझना आवश्यक है।

6. अनुप्रयोग डिज़ाइन सिफारिशें

6.1 इष्टतम प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन विचार

• थर्मल प्रबंधन सर्वोपरि है:थर्मल पैड (निचले भाग पर उजागर क्षेत्र) के नीचे पर्याप्त थर्मल वाया वाले पीसीबी का उपयोग करें। हाई-पावर ऑपरेशन के लिए, पीसीबी को एल्यूमीनियम हीटसिंक से जोड़ने पर विचार करें। सूत्र का उपयोग करके अपेक्षित जंक्शन तापमान की गणना करें: T_J= T_PCB+ (R_{थजे-एस}* P_D), जहां P_D= V_F* I_F.
• स्थिर धारा ड्राइविंग:हमेशा एक स्थिर धारा एलईडी ड्राइवर का उपयोग करें, स्थिर वोल्टेज स्रोत का नहीं, ताकि स्थिर प्रकाश आउटपुट सुनिश्चित हो और थर्मल रनवे को रोका जा सके।
• प्रकाशीय डिज़ाइन:60-डिग्री व्यूइंग एंगल के लिए अनुप्रयोग के लिए वांछित बीम पैटर्न प्राप्त करने के लिए द्वितीयक प्रकाशीय (रिफ्लेक्टर या लेंस) की आवश्यकता हो सकती है।

7. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

मानक प्लास्टिक एसएमडी एलईडी या कम-शक्ति यूवी एलईडी की तुलना में, इस उत्पाद के मुख्य विभेदक हैं:

• सेरामिक बनाम प्लास्टिक पैकेज:उत्कृष्ट तापीय चालकता और यूवी प्रतिरोध, जिससे यूवी अनुप्रयोगों में अधिकतम शक्ति हैंडलिंग अधिक और जीवनकाल लंबा होता है जहां प्लास्टिक खराब हो सकता है।
• उच्च रेडिएंट फ्लक्स:वाट में मापा गया ऑप्टिकल पावर आउटपुट, लुमेन में नहीं, सामान्य संकेतक-स्तर यूवी एलईडी की तुलना में काफी अधिक है, जिससे क्यूरिंग समय कम या विकिरण दूरी अधिक हो सकती है।
• औद्योगिक-ग्रेड विश्वसनीयता:औद्योगिक वातावरण में निरंतर संचालन के लिए डिज़ाइन और परीक्षण किया गया है, जैसा कि इसकी विश्वसनीयता परीक्षण विशिष्टताओं से स्पष्ट है।

8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

8.1 तकनीकी पैरामीटर्स के आधार पर

प्रश्न: रेडिएंट फ्लक्स (mW) और लुमिनस फ्लक्स (lm) में क्या अंतर है?

उत्तर: रेडिएंट फ्लक्स वाट में कुल ऑप्टिकल पावर को मापता है, जो यूवी अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक है। लुमिनस फ्लक्स मानव आंख द्वारा समझी गई चमक को मापता है (फोटोपिक वक्र द्वारा भारित) और गैर-दृश्यमान यूवी प्रकाश पर लागू नहीं होता है।

प्रश्न: मैं सही V_Fबिन का चयन कैसे करूं?

उत्तर: अपने ड्राइवर के वोल्टेज अनुपालन रेंज के आधार पर एक बिन चुनें। एक सख्त बिन (जैसे, सभी B30) का उपयोग करने से ड्राइवर डिज़ाइन सरल हो सकता है और एक सरणी में कई एलईडी में स्थिरता में सुधार हो सकता है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 2000mA के पीक करंट पर लगातार चला सकता हूं?

उत्तर: नहीं। 2000mA रेटिंग केवल पल्स्ड ऑपरेशन (0.1ms पल्स, 1/10 ड्यूटी साइकिल) के लिए है। निरंतर संचालन अधिकतम पावर डिसिपेशन (15.2W) और थर्मल प्रबंधन पर आधारित होना चाहिए, आमतौर पर 1400mA परीक्षण स्थिति पर या उससे नीचे।

9. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस अध्ययन

परिदृश्य: एक 3डी प्रिंटर के लिए यूवी क्यूरिंग मॉड्यूल डिजाइन करना।

मॉड्यूल को रेजिन को क्यूर करने के लिए 365nm प्रकाश स्रोत की आवश्यकता है। चार एलईडी की एक सरणी की योजना है। डिज़ाइन चरणों में शामिल हैं: 1) तेजी से क्यूरिंग के लिए 365-370nm तरंग दैर्ध्य बिन और एक उच्च रेडिएंट फ्लक्स बिन (1B43 या 1B44) का चयन करना। 2) प्रत्येक एलईडी को 1400mA की आपूर्ति करने में सक्षम एक स्थिर धारा ड्राइवर डिजाइन करना, श्रृंखला/समानांतर विन्यास के कुल V_Fको ध्यान में रखते हुए। 3) विश्वसनीयता के लिए T_Jको 85°C से नीचे बनाए रखने के लिए एक बड़े एल्यूमीनियम हीटसिंक के साथ मेटल-कोर पीसीबी (एमसीपीसीबी) लागू करना। 4) 60-डिग्री बीम को कुशलता से बिल्ड एरिया पर संरेखित करने के लिए एक रिफ्लेक्टर जोड़ना।

10. संचालन सिद्धांतों का परिचय

यह एलईडी एक सेमीकंडक्टर सामग्री (आमतौर पर एल्यूमीनियम गैलियम नाइट्राइड - अलगान पर आधारित) में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करती है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल चिप के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजन करते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। विशिष्ट तरंग दैर्ध्य (इस मामले में यूवी) चिप की बहु-क्वांटम कुएं संरचना में उपयोग की जाने वाली सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। सेरामिक पैकेज मुख्य रूप से एक मजबूत यांत्रिक आवास के रूप में और, महत्वपूर्ण रूप से, सेमीकंडक्टर जंक्शन से दूर ऊष्मा निकालने के लिए एक अत्यधिक कुशल तापीय मार्ग के रूप में कार्य करता है।

11. प्रौद्योगिकी प्रवृत्तियां

यूवी एलईडी बाजार उच्च दक्षता (प्रति विद्युत वाट अधिक रेडिएंट फ्लक्स), लंबे परिचालन जीवनकाल, और प्रति मिलीवाट कम लागत की ओर प्रवृत्तियों द्वारा संचालित है। रोगाणुरोधी अनुप्रयोगों के लिए शिखर तरंग दैर्ध्य को यूवीसी बैंड (200-280nm) में और धकेलने के लिए नई सेमीकंडक्टर सामग्री और चिप डिजाइन पर शोध जारी है, जबकि दक्षता में सुधार हो रहा है। पैकेजिंग प्रौद्योगिकी निरंतर विकसित हो रही है, जिसमें उन्नत सिरेमिक्स और नई थर्मल इंटरफेस सामग्री अधिक शक्ति घनत्व को कभी छोटे फॉर्म फैक्टर्स में सक्षम बना रही हैं। सभी उद्योगों में पारा-मुक्त यूवी स्रोतों की ओर बढ़ना यूवी एलईडी प्रौद्योगिकी के लिए एक महत्वपूर्ण विकास चालक प्रदान करता है।