सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Package Dimensions and Pin Assignment
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
- 6.2 भंडारण और संचालन
- 6.3 सफाई
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 10.1 क्या मैं सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए तीनों रंगों को एक साथ चला सकता हूँ?
- 10.2 नारंगी चिप का अधिकतम फॉरवर्ड करंट अलग क्यों है?
- 10.3 यदि 260°C पर 10 सेकंड के रिफ्लो सोल्डरिंग विनिर्देश से अधिक हो जाए तो क्या होगा?
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-C19FD1WT एक पूर्ण-रंग सतह माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी है, जो आधुनिक सीमित-स्थान वाले इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह तीन अलग-अलग एलईडी चिप्स को एक अल्ट्रा-थिन पैकेज में एकीकृत करता है, जिससे एक ही घटक फुटप्रिंट कई रंग उत्पन्न कर सकता है। यह डिज़ाइन उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है जिन्हें स्थिति संकेत, बैकलाइट या कॉम्पैक्ट डिस्प्ले तत्वों की आवश्यकता होती है, साथ ही रंग क्षमता का त्याग नहीं करना चाहते।
इसका सूक्ष्म आकार और स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता इसे बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए एक बहुमुखी विकल्प बनाती है। यह उपकरण RoHS (Restriction of Hazardous Substances) मानकों का अनुपालन करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक घटक पर्यावरणीय मानकों का पालन करता है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस LED का प्रमुख लाभ यह है कि यह नीला (InGaN), हरा (InGaN) और नारंगी (AlInGaP) प्रकाश स्रोतों को केवल 0.55mm की ऊंचाई वाले एक EIA मानक पैकेज में एकीकृत करता है। यह मल्टी-चिप विन्यास समान रंग कार्यक्षमता प्राप्त करने के लिए कई अलग-अलग LED के उपयोग की आवश्यकता को समाप्त करता है, जिससे मूल्यवान PCB (Printed Circuit Board) स्थान की बचत होती है।
यह उपकरण मुख्य रूप से निम्नलिखित अनुप्रयोग क्षेत्रों के लिए अभिप्रेत है:
- दूरसंचार उपकरण:राउटर, मॉडेम और मोबाइल फोन पर स्थिति संकेतक।
- कार्यालय स्वचालन:लैपटॉप और परिधीय उपकरणों में कीबोर्ड और बटन की बैकलाइट।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और घरेलू उपकरण:पावर, मोड या फ़ंक्शन संकेतक।
- औद्योगिक उपकरण:पैनल संकेतक और ऑपरेटर इंटरफ़ेस घटक।
- माइक्रो डिस्प्ले और साइनेज:छोटे पैमाने की सूचना या प्रतीक प्रकाश व्यवस्था।
इसकी इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो प्रक्रिया के साथ संगतता मानक सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) असेंबली लाइन आवश्यकताओं को पूरा करती है, जो कुशल और विश्वसनीय सर्किट बोर्ड माउंटिंग प्राप्त करने में सहायक है।
2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में परिभाषित विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं का विस्तृत विश्लेषण प्रस्तुत करता है। सही सर्किट डिजाइन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए इन मापदंडों को समझना महत्वपूर्ण है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है, डिज़ाइन में इनसे बचना चाहिए।
- शक्ति अपव्यय (Pd):नीली/हरी चिप के लिए 80 mW और नारंगी चिप के लिए 75 mW। यह परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर LED द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम अनुमेय शक्ति है। इस सीमा से अधिक होने पर थर्मल रनवे और प्रदर्शन ह्रास हो सकता है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):नीली/हरी चिप के लिए 20 mA और नारंगी चिप के लिए 30 mA। यह सामान्य संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट है। InGaN की तुलना में, नारंगी चिप (AlInGaP तकनीक) के लिए उच्च रेटिंग विशिष्ट है।
- पीक फॉरवर्ड करंट:ब्लू/ग्रीन एलईडी चिप के लिए 100 एमए, ऑरेंज एलईडी चिप के लिए 80 एमए (ड्यूटी साइकिल 1/10, पल्स चौड़ाई 0.1 एमएस)। यह रेटिंग केवल संक्षिप्त पल्स ऑपरेशन के लिए लागू होती है और डीसी डिज़ाइन गणना के लिए उपयोग नहीं की जानी चाहिए।
- तापमान सीमा:ऑपरेटिंग तापमान: -20°C से +80°C; स्टोरेज तापमान: -30°C से +100°C। डिवाइस फ़ंक्शन ऑपरेटिंग तापमान सीमा के भीतर गारंटीकृत है। निर्दिष्ट सीमा से बाहर लंबे समय तक भंडारण सामग्री विशेषताओं को प्रभावित कर सकता है।
- इन्फ्रारेड वेल्डिंग शर्तें:पीक तापमान 260°C, अधिकतम अवधि 10 सेकंड। यह लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डर रीफ्लो प्रक्रिया के लिए थर्मल प्रोफाइल सहनशीलता को परिभाषित करता है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=20mA) के तहत मापे गए हैं, जो डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv):मिलीकैंडेला (mcd) में मापा जाता है। डेटाशीट प्रत्येक रंग के लिए न्यूनतम और अधिकतम मान प्रदान करती है, जिन्हें आगे विभिन्न ग्रेड में विभाजित किया गया है (धारा 3 देखें)। विशिष्ट मान हैं: नीला: 28-180 mcd, हरा: 71-450 mcd, नारंगी: 45-180 mcd। हरे चिप्स आमतौर पर उच्च दक्षता प्रदर्शित करते हैं।
- दृश्य कोण (2θ1/2):आमतौर पर 130 डिग्री। यह विस्तृत दृश्य कोण इंगित करता है कि इसमें एक विसरित लेंस का उपयोग किया गया है, जो प्रकाश को एक संकीर्ण बीम पर केंद्रित करने के बजाय एक विस्तृत क्षेत्र में वितरित करता है। यह उन स्थिति संकेतकों के लिए आदर्श है जिन्हें विभिन्न कोणों से देखने की आवश्यकता होती है।
- अग्र वोल्टेज (VF):20mA धारा प्रवाहित होने पर LED का वोल्टेज ड्रॉप। विशिष्ट/अधिकतम मान: नीला/हरा प्रकाश: 3.5V/3.8V; नारंगी प्रकाश: 2.0V/2.4V। यह ड्राइवर डिजाइन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। नारंगी चिप की कम VF आवश्यकता के कारण, यदि रंगों को स्वतंत्र रूप से ड्राइव किया जाता है, तो विभिन्न करंट-लिमिटिंग योजनाओं पर विचार करने की आवश्यकता है।
- पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):λp उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के उच्चतम बिंदु से संबंधित तरंगदैर्ध्य है। λd मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली एकल तरंगदैर्ध्य है। विशिष्ट मान: नीला प्रकाश: λp=468nm, λd=470nm; हरा प्रकाश: λp=520nm, λd=525nm; नारंगी प्रकाश: λp=611nm, λd=605nm। λp और λd के बीच का अंतर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार और मानव आँख की फोटोपिक प्रतिक्रिया के कारण होता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई उसके अधिकतम तीव्रता के आधे स्तर पर। विशिष्ट मान: नीला प्रकाश: 26nm, हरा प्रकाश: 35nm, नारंगी प्रकाश: 17nm। जैसा कि नारंगी प्रकाश दिखाता है, संकीर्ण Δλ अधिक शुद्ध स्पेक्ट्रल रंग को दर्शाता है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर अधिकतम 10 µA। LED रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। यह टेस्ट पैरामीटर बहुत कम लीकेज करंट की उपस्थिति दर्शाता है। महत्वपूर्ण रिवर्स वोल्टेज लगाने से डिवाइस क्षतिग्रस्त हो सकती है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
अर्धचालक निर्माण में प्राकृतिक विविधताओं के प्रबंधन के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर बिन किया जाता है। इससे डिजाइनर विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन कर सकते हैं।
3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग
LTST-C19FD1WT अक्षर-आधारित चमकदार तीव्रता ग्रेडिंग प्रणाली का उपयोग करता है, प्रत्येक ग्रेड के भीतर सहनशीलता +/-15% है। अंतर्निहित सामग्री दक्षता में अंतर के कारण, प्रत्येक रंग के लिए उपलब्ध ग्रेड भिन्न होते हैं।
- नीला प्रकाश (InGaN):ग्रेड N (28-45 mcd), P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd).
- हरा प्रकाश (InGaN):ग्रेड Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd), S (180-280 mcd), T (280-450 mcd). ध्यान दें कि इसकी ऊपरी सीमा नीले प्रकाश से अधिक है।
- नारंगी प्रकाश (AlInGaP):ग्रेड P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd).
ऑर्डर करते समय, ग्रेड कोड निर्दिष्ट करने से पूरे उत्पादन बैच में चमक की एकरूपता सुनिश्चित होती है। उदाहरण के लिए, "ग्रीन, ग्रेड T" निर्दिष्ट करने से उत्पाद में उच्चतम चमक वाले ग्रीन चिप की प्राप्ति की गारंटी होती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
Although the datasheet references typical curves, their general interpretation is based on standard LED physical characteristics.
- IV Curve (Current vs. Voltage):फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) करंट के साथ लॉगरिदमिक रूप से बढ़ता है। ऑरेंज लाइट चिप्स (AlInGaP) का कर्व आमतौर पर ब्लू/ग्रीन लाइट चिप्स (InGaN) की तुलना में कम नेक वोल्टेज (लगभग 1.8-2.0V बनाम लगभग 3.0-3.2V) दिखाता है। नेक पॉइंट के बाद, वोल्टेज में वृद्धि अधिक रैखिक हो जाती है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी vs. फॉरवर्ड करंट:अधिकतम रेटेड करंट तक पहुंचने से पहले, इंटेंसिटी लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होती है। हालांकि, अत्यधिक उच्च करंट पर, गर्मी बढ़ने के कारण दक्षता (लुमेन प्रति वाट) आमतौर पर कम हो जाती है।
- तापमान विशेषताएँ:प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। फॉरवर्ड वोल्टेज भी तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है (VF में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है)।
- स्पेक्ट्रम वितरण:प्रत्येक चिप एक संकीर्ण तरंगदैर्ध्य बैंड में प्रकाश उत्सर्जित करती है, जिसका शिखर λp पर होता है। नारंगी प्रकाश AlInGaP का स्पेक्ट्रम आमतौर पर नीले और हरे प्रकाश InGaN स्पेक्ट्रम की तुलना में संकरा होता है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
5.1 Package Dimensions and Pin Assignment
यह उपकरण उद्योग-मानक SMD पैकेज आयामों का अनुपालन करता है। प्रमुख आयामों में लगभग 3.2mm x 1.6mm का बॉडी आकार और केवल 0.55mm की ऊंचाई शामिल है। सही अभिविन्यास के लिए पिन असाइनमेंट महत्वपूर्ण है: पिन 1: नीला प्रकाश (InGaN) एनोड, पिन 2: नारंगी प्रकाश (AlInGaP) एनोड, पिन 3: हरा प्रकाश (InGaN) एनोड। सभी तीन चिप्स के कैथोड आंतरिक रूप से शेष टर्मिनल से जुड़े होते हैं। सही सोल्डरिंग और ताप अपव्यय सुनिश्चित करने के लिए, डेटाशीट में "Recommended Printed Circuit Board Mounting Pad" चित्र में दिखाए गए सटीक पैड लेआउट का पालन करना आवश्यक है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
पोलैरिटी आमतौर पर LED पैकेज पर एक मार्किंग द्वारा इंगित की जाती है, जैसे पिन 1 के पास एक डॉट, नॉच या बेवल। असेंबली त्रुटियों को रोकने के लिए PCB सिल्कस्क्रीन को इस मार्किंग को स्पष्ट रूप से दर्शाना चाहिए। गलत पोलैरिटी के कारण LED प्रकाशित नहीं होगी, और यदि ड्राइवर सर्किट द्वारा उच्च रिवर्स वोल्टेज लगाया जाता है, तो इससे डिवाइस पर प्रतिबल पड़ सकता है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
यह डिवाइस लीड-फ्री (Pb-free) इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग के लिए रेटेड है। अनुशंसित थर्मल प्रोफाइल में प्रीहीट ज़ोन (150-200°C), 260°C के पीक तापमान तक नियंत्रित ताप वृद्धि, और पीक तापमान ऊपर समय (TAL) शामिल है, जहां पीक तापमान अधिकतम 10 सेकंड तक बनाए रखा जाता है। कुल प्रीहीट समय 120 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। ये पैरामीटर्स JEDEC मानकों पर आधारित हैं, ताकि थर्मल शॉक और एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन तथा आंतरिक बॉन्डिंग वायर को नुकसान से बचाया जा सके। विशिष्ट PCB असेंबली स्थितियों के आधार पर थर्मल प्रोफाइल को कैरेक्टराइज़ किया जाना चाहिए।
6.2 भंडारण और संचालन
- ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियाँ:LED ESD के प्रति संवेदनशील हैं। संचालन ESD सुरक्षा कार्य स्टेशन पर किया जाना चाहिए, ग्राउंडेड कलाई पट्टी और प्रवाहकीय फोम का उपयोग करते हुए।
- नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL):该器件等级为MSL 3。当原装防潮袋打开后,元件必须在暴露于工厂车间条件(<30°C/60% RH)后的168小时(1周)内完成焊接。如果超过此时间,需要在60°C下烘烤至少20小时以去除吸收的水分,防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。
- दीर्घकालिक भंडारण:अनओपन बैग ≤30°C और ≤90% RH वातावरण में संग्रहित किए जाने चाहिए। खुले हुए उपकरणों को शुष्क कैबिनेट या डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर में संग्रहित किया जाना चाहिए।
6.3 सफाई
सोल्डरिंग के बाद सफाई (यदि आवश्यक हो) हल्के अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट जैसे आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) या एथेनॉल का उपयोग करके की जानी चाहिए। कमरे के तापमान पर संक्षिप्त डुबकी (एक मिनट से कम) लगानी चाहिए। कठोर या अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग लेंस सामग्री या पैकेजिंग मार्किंग को नुकसान पहुंचा सकता है।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
LTST-C19FD1WT उद्योग-मानक एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है, जिसमें रील का व्यास 7 इंच (178mm) होता है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप और रील के आयाम ANSI/EIA-481 विनिर्देशों के अनुरूप हैं, जो स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करते हैं। पूरी रील से कम मात्रा के लिए, आमतौर पर शेष भाग की न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 1000 टुकड़े होती है।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
प्रत्येक रंग के चिप को उसके स्वयं के करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर द्वारा स्वतंत्र रूप से संचालित किया जाना चाहिए। प्रतिरोध मान (R) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है: R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - LED फॉरवर्ड वोल्टेज) / फॉरवर्ड करंट। उदाहरण के लिए, 5V पावर सप्लाई के साथ ब्लू LED को ड्राइव करना, लक्ष्य IF 20mA, विशिष्ट VF 3.5V: R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75 ओम। मानक 75Ω या 82Ω रेसिस्टर उपयुक्त हैं। रेसिस्टर की पावर रेटिंग कम से कम I²R = (0.02)² * 75 = 0.03W होनी चाहिए, इसलिए 1/10W (0.1W) रेसिस्टर पर्याप्त है। PWM (पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन) डिमिंग या डायनामिक कलर मिक्सिंग के लिए माइक्रोकंट्रोलर या समर्पित LED ड्राइवर IC का उपयोग किया जा सकता है।
8.2 डिज़ाइन विचार
- थर्मल प्रबंधन:हालांकि बिजली की खपत कम है, लेकिन यह सुनिश्चित करना कि LED पैड के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र है, जंक्शन क्षेत्र से गर्मी को दूर संचालित करने में मदद करता है, जिससे चमक और सेवा जीवन बना रहता है।
- करंट मिलान:कई रंगों के एक साथ जलने पर समान स्पष्ट चमक प्राप्त करने के लिए, विभिन्न ल्यूमिनस तीव्रता और मानव आँख की संवेदनशीलता (फोटोपिक प्रतिक्रिया) पर विचार करना चाहिए। संतुलित सफेद प्रकाश या अन्य रंग मिश्रण प्राप्त करने के लिए ड्राइविंग करंट को स्वतंत्र रूप से समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है (उदाहरण के लिए, चमकदार हरे चिप के लिए कम करंट का उपयोग करना)।
- रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा:उन सर्किटों में जहां एलईडी रिवर्स बायस के संपर्क में आ सकती है (उदाहरण के लिए, मल्टीप्लेक्स्ड ऐरे में), डिवाइस की सुरक्षा के लिए प्रत्येक एलईडी स्ट्रिंग के समानांतर एक शंट डायोड लगाने की सिफारिश की जाती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTST-C19FD1WT की प्रमुख विभेदक विशेषता यह है कि इसने अल्ट्रा-थिन 0.55mm पैकेज में "फुल कलर" क्षमता प्राप्त की है। तीन अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक 0603 या 0402 एलईडी का उपयोग करने की तुलना में, यह एकीकृत समाधान स्थान की काफी बचत करता है, माउंटिंग प्रक्रिया को सरल बनाता है (एक घटक बनाम तीन), और प्रकाश स्रोतों के करीब होने के कारण बेहतर रंग मिश्रण संभव कर सकता है। नीले/हरे प्रकाश चिप्स के निर्माण के लिए InGaN और नारंगी प्रकाश चिप के लिए AlInGaP का उपयोग पूरे स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता और अच्छा रंग संतृप्ति प्रदान करता है। विकल्पों में फिल्टर वाले सफेद एलईडी या समर्पित RGB एलईडी पैकेज शामिल हो सकते हैं, जो अधिक मोटे हो सकते हैं या उनकी ड्राइव वोल्टेज आवश्यकताएं भिन्न हो सकती हैं।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
10.1 क्या मैं सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए तीनों रंगों को एक साथ चला सकता हूँ?
हाँ, लाल (नारंगी), हरे और नीले चिप्स को उचित करंट अनुपात में ड्राइव करके, आप प्रकाश को मिलाकर सहित सफेद सहित विभिन्न रंग उत्पन्न कर सकते हैं। हालाँकि, विशिष्ट नारंगी तरंगदैर्ध्य (प्रमुख तरंगदैर्ध्य 605-611nm) गहरा लाल नहीं है, इसलिए वास्तविक लाल प्रकाश चिप का उपयोग करने वाले LED की तुलना में, उत्पन्न "सफेद प्रकाश" का रंग सरगम थोड़ा गर्म या सीमित हो सकता है। किसी विशिष्ट व्हाइट पॉइंट (जैसे D65) को प्राप्त करने के लिए सटीक करंट नियंत्रण की आवश्यकता होती है और इसमें कैलिब्रेशन शामिल हो सकता है।
10.2 नारंगी चिप का अधिकतम फॉरवर्ड करंट अलग क्यों है?
नारंगी चिप AlInGaP सेमीकंडक्टर तकनीक का उपयोग करती है, जबकि नीली और हरी चिप्स InGaN का उपयोग करती हैं। ये भिन्न सामग्री प्रणालियाँ करंट घनत्व सहनशीलता, आंतरिक दक्षता और तापीय गुणों में अंतर्निहित अंतर रखती हैं, जिसके कारण निर्माता समान पैकेजिंग थर्मल बाधाओं के तहत नारंगी चिप के लिए उच्च सुरक्षित निरंतर करंट (30mA बनाम 20mA) निर्दिष्ट करते हैं।
10.3 यदि 260°C पर 10 सेकंड के रिफ्लो सोल्डरिंग विनिर्देश से अधिक हो जाए तो क्या होगा?
अनुशंसित थर्मल प्रोफाइल से अधिक होने पर कई विफलताएं हो सकती हैं: एपॉक्सी पैकेजिंग का डीलामिनेशन, सिलिकॉन चिप या सब्सट्रेट में दरार, फॉस्फर (यदि मौजूद हो) का क्षरण, या आंतरिक गोल्ड वायर बॉन्डिंग विफलता। इससे तत्काल विफलता (कोई प्रकाश उत्पादन नहीं) या दीर्घकालिक विश्वसनीयता में महत्वपूर्ण कमी होने की संभावना है।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
परिदृश्य: नेटवर्क राउटर का बहु-कार्यात्मक स्टेटस इंडिकेटर।एक LTST-C19FD1WT तीन अलग-अलग एलईडी की जगह ले सकता है, जो पावर (निरंतर नारंगी), नेटवर्क गतिविधि (हरा झिलमिलाहट) और त्रुटि स्थिति (नीला झिलमिलाहट) को इंगित करने के लिए उपयोग किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर के GPIO पिन, प्रत्येक के साथ धारा सीमित करने वाला प्रतिरोधक जैसा कि खंड 8.1 में गणना की गई है, प्रत्येक रंग को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करते हैं। 130 डिग्री का विस्तृत देखने का कोण सुनिश्चित करता है कि इंडिकेटर कमरे में किसी भी स्थान से दिखाई दे। अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल इसे पतले पैनल बेज़ल के पीछे फिट होने में सक्षम बनाती है। माइक्रोकंट्रोलर पर PWM का उपयोग करके, विभिन्न परिवेश प्रकाश स्थितियों के तहत इष्टतम दृश्यता के लिए प्रत्येक रंग की चमक को समायोजित किया जा सकता है।
12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) एक सेमीकंडक्टर डिवाइस है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज p-n जंक्शन पर लगाया जाता है, तो n-टाइप सामग्री से इलेक्ट्रॉन p-टाइप सामग्री से होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री के बैंडगैप द्वारा निर्धारित की जाती है। LTST-C19FD1WT दो सामग्री प्रणालियों का उपयोग करता है: नीले और हरे चिप्स के लिए इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN), जिसमें व्यापक बैंडगैप होता है; और नारंगी चिप्स के लिए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP), जिसमें संकरा बैंडगैप होता है, जो लंबी तरंगदैर्ध्य (लाल/नारंगी) से मेल खाता है। एक विसरित सफेद लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है, और कई चिप्स सक्रिय होने पर रंगों को मिश्रित करता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
LTST-C19FD1WT जैसे SMD LED का विकास ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के व्यापक रुझानों का अनुसरण करता है: बढ़ी हुई एकीकरण, लघुकरण और दक्षता। भविष्य के पुनरावृत्तियों में पतली पैकेजिंग, उच्च चमकदार दक्षता (प्रति वाट अधिक प्रकाश उत्पादन), और मिश्रित सफेद प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए बेहतर कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) हो सकते हैं। एक और रुझान उच्च-स्तरीय डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए अधिक सुसंगत रंग और चमक प्रदान करने के लिए सख्त बिनिंग सहनशीलता है। उन्नत कम-शक्ति डिजिटल लॉजिक (जैसे 1.8V या 3.3V सिस्टम) के साथ संगतता के लिए कम वोल्टेज संचालन को बढ़ावा देना, एक और निरंतर विकास का क्षेत्र है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की संपूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीले हैं या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म और उच्च मान सफेद/ठंडा होता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च मानक वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, जैसे "5-step" | A quantitative metric for color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensures no color variation among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदी स्वरूप (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
द्वितीय, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने वाला करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आम है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्म होकर क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत शीतलन डिजाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय करना आवश्यक है। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करें। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, एनकैप्सुलेशन और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | एक आवरण सामग्री जो चिप की सुरक्षा करती है और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत होती है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु होती है। |
| चिप संरचना | फेस-अप, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार की सुविधा के लिए। |
| रंग क्षेत्र वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| Color temperature binning | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | Standard/Test | सामान्य व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Long-term operation under constant temperature conditions, recording brightness attenuation data. | Used to estimate LED lifespan (combined with TM-21). |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |