सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य विशेषताएं और लक्ष्य बाजार
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electrical and Optical Characteristics
- 2.3 थर्मल विचार
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 3.1 चमक तीव्रता (IV) ग्रेडिंग
- 3.2 रंग टोन / क्रोमैटिसिटी ग्रेडिंग
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) वक्र
- 4.2 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम अग्र धारा संबंध
- 4.3 सापेक्ष चमक तीव्रता और परिवेशी तापमान के बीच संबंध
- 4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम और पिन परिभाषा
- 5.2 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन और ध्रुवता
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया
- 6.2 सफाई
- 6.3 भंडारण एवं संचालन
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 डिज़ाइन में थर्मल प्रबंधन
- 8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ LTW-S225DSKS-PH की पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है, जो एक साइड-व्यू डुअल-कलर सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है। यह घटक दो अलग-अलग एमिटिंग चिप्स को एक कॉम्पैक्ट पैकेज में एकीकृत करता है जिसे स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक अनुप्रयोग स्थान-सीमित इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं जिन्हें विश्वसनीय स्थिति संकेत या बैकलाइटिंग कार्यक्षमता की आवश्यकता होती है।
1.1 मुख्य विशेषताएं और लक्ष्य बाजार
LTW-S225DSKS-PH डिज़ाइन में कई प्रमुख विशेषताएँ हैं जो इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के लिए उपयुक्त बनाती हैं। यह RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश का अनुपालन करता है, जो पर्यावरणीय नियमों के पालन को सुनिश्चित करता है। इस उपकरण में वेल्डेबिलिटी बढ़ाने के लिए टिन-प्लेटेड लीड फ्रेम का उपयोग किया गया है। इसमें अति-उच्च चमक वाले सेमीकंडक्टर चिप्स एकीकृत हैं: एक InGaN तकनीक पर आधारित सफेद प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए, और दूसरा AlInGaP तकनीक पर आधारित पीला प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए।
यह पैकेज मानक 8mm कैरियर टेप के रूप में उपलब्ध है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा गया है और EIA (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानक के अनुरूप है, जो उच्च-मात्रा उत्पादन में आमतौर पर उपयोग होने वाले हाई-स्पीड स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगतता में सहायता करता है। यह उपकरण इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत होने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है, जो लीड-मुक्त (Pb-free) PCB असेंबली की एक मानक प्रक्रिया है।
इसके प्रमुख लक्षित अनुप्रयोगों में दूरसंचार उपकरण (जैसे सेलुलर फोन और कॉर्डलेस फोन), ऑफिस ऑटोमेशन उपकरण (जैसे लैपटॉप), नेटवर्क सिस्टम, विभिन्न घरेलू उपकरण और इनडोर साइनेज या डिस्प्ले अनुप्रयोग शामिल हैं। विशिष्ट उपयोगों में कीबोर्ड बैकलाइटिंग, पावर, कनेक्शन या सिस्टम स्टेटस संकेतक, माइक्रो-डिस्प्ले और सामान्य सिग्नल या प्रतीक प्रकाश शामिल हैं।
2. तकनीकी मापदंड: गहन वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
LTW-S225DSKS-PH का प्रदर्शन विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों के एक व्यापक सेट द्वारा परिभाषित किया गया है, जो मानक स्थितियों (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, Ta=25°C) में मापे गए हैं। सही सर्किट डिजाइन और विश्वसनीय संचालन के लिए इन मापदंडों को समझना महत्वपूर्ण है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इस सीमा पर या इससे आगे संचालन विश्वसनीयता की गारंटी नहीं देता है और दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए इससे बचना चाहिए।
- पावर डिसिपेशन (Pd):व्हाइट एलईडी चिप के लिए 72 mW और येलो एलईडी चिप के लिए 62.5 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी ऊष्मा के रूप में अपव्ययित कर सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):श्वेत प्रकाश के लिए 100 mA और पीले प्रकाश के लिए 60 mA। यह स्पंदित स्थिति (1/10 ड्यूटी चक्र, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में अनुमत अधिकतम तात्कालिक धारा है।
- DC फॉरवर्ड करंट (IF):सफेद प्रकाश के लिए 20 mA, पीले प्रकाश के लिए 25 mA। यह सामान्य संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है।
- कार्य तापमान सीमा:-20°C से +80°C। यह वह परिवेश तापमान सीमा है जिसके लिए LED को कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- भंडारण तापमान सीमा:-30°C से +85°C। यह डिवाइस के बिना बिजली चालू किए भंडारण की तापमान सीमा है।
- इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:260°C पर 10 सेकंड तक सहन करने में सक्षम, यह एक विशिष्ट लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल है।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
ये मानक परीक्षण धारा IF= 20mA पर मापे गए सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता (IV):श्वेत प्रकाश एलईडी के लिए, तीव्रता सीमा न्यूनतम 112.0 एमसीडी से अधिकतम 450.0 एमसीडी तक होती है। पीले प्रकाश एलईडी के लिए, सीमा 45.0 एमसीडी से 180.0 एमसीडी तक होती है। किसी विशिष्ट यूनिट का मापा गया मान उसके बिनिंग ग्रेड (खंड 4 देखें) पर निर्भर करता है। मापन सीआईई फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र का अनुमान लगाने के लिए फिल्टर-सुधारित सेंसर का उपयोग करके किया जाता है।
- देखने का कोण (2θ1/2):दोनों रंगों के लिए यह आमतौर पर 130 डिग्री होता है। यह वह पूर्ण कोण है जब चमकदार तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) पर मापे गए मान की आधी होती है। इतना चौड़ा देखने का कोण साइड-एमिटिंग एलईडी की एक विशेषता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):केवल पीले एलईडी के लिए लागू, 584.0 nm से 596.0 nm तक की सीमा। यह मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला, रंग को परिभाषित करने वाला एकल तरंगदैर्ध्य है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):पीले एलईडी के लिए आमतौर पर 591.0 nm, जो इसके स्पेक्ट्रल पावर वितरण के शिखर का प्रतिनिधित्व करता है।
- क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (x, y):सफेद एलईडी के लिए, विशिष्ट निर्देशांक x=0.31, y=0.31 होते हैं, जो इसे CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम के "कूल व्हाइट" क्षेत्र में रखते हैं। पीले एलईडी का रंग उसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग द्वारा परिभाषित किया जाता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):पीले एलईडी के लिए यह आमतौर पर 15 nm होती है, जो उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाती है।
- Forward Voltage (VF):White LED: minimum 2.5V, maximum 3.7V. Yellow LED: minimum 1.6V, maximum 2.4V. This is the voltage drop across the LED at a drive current of 20mA. The difference in VFbetween the two colors is significant and must be considered in circuit design, especially if they are to be driven by the same current source.
- Reverse Current (IR):at Reverse Voltage (VRजब 5V होता है, तो दोनों रंगों के लिए अधिकतम रिवर्स करंट 10.0 μA होता है।महत्वपूर्ण सूचना:डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि रिवर्स वोल्टेज की स्थिति केवल इन्फ्रारेड (IR) परीक्षण के लिए है, यह डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। एप्लिकेशन सर्किट में रिवर्स बायस लगाने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
2.3 थर्मल विचार
पावर रेटिंग (72mW/62.5mW) सीधे थर्मल प्रबंधन से संबंधित है। इन सीमाओं से अधिक होने पर जंक्शन तापमान बढ़ जाता है, जिससे लुमेन रखरखाव में त्वरित गिरावट (समय के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी), क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स में बदलाव और अंततः डिवाइस विफलता हो सकती है। -20°C से +80°C का ऑपरेटिंग टेम्परेचर रेंज पर्यावरणीय स्थितियों को परिभाषित करती है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि परिवेश के तापमान और बिजली की खपत से होने वाली स्व-तापन के संयुक्त प्रभाव से LED का जंक्शन तापमान सुरक्षित सीमा के भीतर बना रहे।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर विभिन्न "बिन" में वर्गीकृत किया जाता है। LTW-S225DSKS-PH एक बहुआयामी बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है।
3.1 ल्यूमिनस तीव्रता (IV) बिनिंग
एलईडी को 20mA पर मापे गए उनके प्रकाश उत्पादन के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
श्वेत प्रकाश LED ग्रेडिंग:
- R ग्रेड:112.0 – 180.0 mcd
- S ग्रेड:180.0 – 280.0 mcd
- T ग्रेड:280.0 – 450.0 mcd
पीले एलईडी का ग्रेडिंग:
- P ग्रेड:45.0 – 71.0 mcd
- Q ग्रेड:71.0 – 112.0 mcd
- R ग्रेड:112.0 – 180.0 mcd
3.2 रंग टोन / क्रोमैटिसिटी ग्रेडिंग
सफेद एलईडी के लिए, रंग एकरूपता को CIE 1931 आरेख पर विशिष्ट चतुर्भुजों द्वारा परिभाषित क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (x, y) की बिनिंग (जैसे S1-1, S1-2, S2-1 आदि) के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है। प्रत्येक टोन बिन के लिए x और y निर्देशांक पर सहनशीलता +/- 0.01 है। पीली एलईडी के लिए, एक सरल प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग अपनाई जाती है:
- H बिन:584.0 – 590.0 nm
- J बैंड:590.0 – 596.0 nm
यह बिन प्रणाली डिजाइनरों को ऐसे उपकरणों का चयन करने की अनुमति देती है जो उनके अनुप्रयोग की विशिष्ट चमक और रंग एकरूपता आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, जो बहु-LED बैकलाइट या स्टेटस इंडिकेटर सरणियों जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ एकरूपता महत्वपूर्ण है।
4. Performance Curve Analysis
हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट चार्ट का पूर्ण विवरण नहीं है, लेकिन इस प्रकार के LED की विशिष्ट वक्र में निम्नलिखित शामिल होंगे, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी 25°C परिवेश तापमान पर मापे गए।
4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) वक्र
यह चित्र फॉरवर्ड करंट (IF) और फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के बीच संबंध। यह गैर-रैखिक है और डायोड विशेषताएँ प्रदर्शित करता है। AlInGaP (पीला प्रकाश) चिप का वक्र आमतौर पर InGaN (सफेद प्रकाश) चिप (~3.0V) की तुलना में कम नेक वोल्टेज (~1.8V) रखता है। यह वक्र, चाहे एक साधारण रोकनेवाला या निरंतर धारा ड्राइवर का उपयोग किया जाए, करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4.2 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम अग्र धारा संबंध
यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन ड्राइव करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है। यह एक सीमा तक आमतौर पर रैखिक होता है, लेकिन उच्च धाराओं पर दक्षता में गिरावट और तापीय प्रभावों के कारण संतृप्त हो जाता है। पूर्ण अधिकतम DC करंट (20/25mA) के करीब या उससे अधिक पर संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि इससे दक्षता और जीवनकाल कम हो जाता है।
4.3 सापेक्ष चमक तीव्रता और परिवेशी तापमान के बीच संबंध
जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ LED का प्रकाश आउटपुट कम हो जाता है। यह वक्र उस संबंध को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है। AlInGaP LED (पीला प्रकाश) के लिए, यह कमी आमतौर पर InGaN LED (सफेद प्रकाश) की तुलना में अधिक स्पष्ट होती है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है जहां परिवेश का तापमान अधिक है या PCB ताप प्रबंधन खराब है।
4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
पीले AlInGaP LED के लिए, यह 591 nm पर केंद्रित एक अपेक्षाकृत संकीर्ण शिखर दिखाएगा। सफेद InGaN LED के लिए, स्पेक्ट्रम बहुत अधिक चौड़ा होता है, जो नीले InGaN चिप के उत्सर्जित प्रकाश और फॉस्फर परत से निकलने वाले प्रकाश के संयोजन से बनता है, जिससे दृश्यमान तरंगदैर्ध्य सीमा में एक निरंतर स्पेक्ट्रम बनता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम और पिन परिभाषा
LTW-S225DSKS-PH एक साइड-एमिटिंग SMD पैकेज है। प्रमुख आयाम नोट: सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.1 मिमी है। सही अभिविन्यास के लिए पिन परिभाषा महत्वपूर्ण है:
- पिन 1 और 2 AlInGaP पीला प्रकाश चिप को आवंटित किए गए हैं।
- पिन 3 और 4 InGaN सफेद प्रकाश चिप को आवंटित किए गए हैं।
5.2 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन और ध्रुवता
डेटाशीट में मुद्रित सर्किट बोर्ड पर अनुशंसित पैड लेआउट का एक रेखाचित्र शामिल है। इस डिज़ाइन का पालन करने से विश्वसनीय सोल्डरिंग, सही संरेखण और अच्छी यांत्रिक शक्ति प्राप्त करने में मदद मिलती है। पैड पैटर्न आवश्यक ताप अपव्यय और सोल्डर मात्रा भी प्रदान करता है। ध्रुवीयता पिन नंबर द्वारा इंगित की जाती है; एनोड और कैथोड को सही ढंग से जोड़ना महत्वपूर्ण है। रिवर्स वोल्टेज लागू करने से LED क्षतिग्रस्त हो सकती है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया
यह डिवाइस इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगत है, जो लीड-फ्री असेंबली की एक मानक प्रक्रिया है। अधिकतम रेटेड शर्त 260°C पर 10 सेकंड है। व्यवहार में, 240°C से 260°C के बीच पीक तापमान वाले, और लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय (TAL) प्रयुक्त सोल्डर पेस्ट के अनुकूल हो, ऐसे मानक लीड-फ्री रीफ्लो तापमान प्रोफाइल का उपयोग किया जाना चाहिए। थर्मल शॉक या एलईडी पैकेज या आंतरिक बॉन्डिंग तारों को क्षति से बचने के लिए डेटाशीट में दिए गए सुझाए गए प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए।
6.2 सफाई
सोल्डरिंग के बाद की सफाई सावधानी से की जानी चाहिए। केवल निर्दिष्ट रसायनों का ही उपयोग करें। डेटाशीट के अनुसार, यदि सफाई आवश्यक हो, तो इसे कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोया जाना चाहिए। अनिर्दिष्ट या संक्षारक रासायनिक तरल पदार्थों का उपयोग LED के एपॉक्सी लेंस या एनकैप्सुलेशन सामग्री को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे प्रकाश उत्पादन कम हो सकता है या समय से पहले विफलता हो सकती है।
6.3 भंडारण एवं संचालन
इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियाँ:LED इलेक्ट्रोस्टैटिक और वोल्टेज सर्ज के प्रति संवेदनशील है। संचालन के दौरान कलाई पट्टा या एंटीस्टैटिक दस्ताने का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। सभी उपकरणों और कार्यक्षेत्रों को उचित रूप से ग्राउंडेड होना चाहिए।
आर्द्रता संवेदनशीलता:LED को डिसिकेंट युक्त नमी-रोधी बैग में पैक किया गया है। सील की गई अवस्था में, इसे 30°C या उससे कम तापमान और 90% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित किया जाना चाहिए, जिसकी अनुशंसित शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। मूल पैकेजिंग खोलने के बाद, भंडारण वातावरण 30°C या 60% RH से अधिक नहीं होना चाहिए। सूखे पैकेजिंग से निकाले गए घटकों को एक सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग (मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल 3, MSL-3) के अधीन किया जाना चाहिए। यदि मूल बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण आवश्यक हो, तो उन्हें डिसिकेंट युक्त एक सील कंटेनर में रखा जाना चाहिए। यदि खोलने के बाद भंडारण एक सप्ताह से अधिक हो जाता है, तो रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेकिंग की आवश्यकता होती है।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
LTW-S225DSKS-PH उद्योग-मानक 8mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो 7 इंच (178mm) व्यास के रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। घटकों को परिवहन और हैंडलिंग के दौरान सुरक्षित रखने के लिए कैरियर टेप की गुहिकाओं को एक टॉप सील टेप से सील किया जाता है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश का अनुपालन करती है। एक पूर्ण रील से कम मात्रा के लिए, शेष भाग के लिए न्यूनतम पैक मात्रा 500 टुकड़े निर्धारित की गई है। कैरियर टेप डिज़ाइन लगातार अधिकतम दो लापता घटकों (खाली गुहिकाओं) की अनुमति देता है।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
अग्र वोल्टेज विशेषताओं में भिन्नता के कारण, LTW-S225DSKS-PH के भीतर प्रत्येक रंग चिप को स्वतंत्र रूप से संचालित किया जाना चाहिए। सबसे सरल संचालन विधि प्रत्येक चिप के लिए एक श्रृंखला सीमित धारा प्रतिरोधक का उपयोग करना है। प्रतिरोध मान गणना सूत्र है R = (Vबिजली आपूर्ति- VF) / IF, जहाँ IFआवश्यक चालन धारा है (उदाहरण के लिए 20mA), VFडेटाशीट में उल्लिखित विशिष्ट या अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज है, जो डिज़ाइन मार्जिन पर निर्भर करता है। बेहतर स्थिरता और संगति के लिए, विशेष रूप से तापमान या बिजली आपूर्ति वोल्टेज में परिवर्तन होने पर, एक स्थिर धारा चालन सर्किट का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
8.2 डिज़ाइन में थर्मल प्रबंधन
SMD LED का आकार छोटा होने के बावजूद, प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। PCB प्राथमिक हीट सिंक का कार्य करता है। अनुशंसित पैड डिज़ाइन का उपयोग करना और LED के थर्मल पैड से पर्याप्त तांबे के क्षेत्र को जोड़ना, ऊष्मा अपव्यय में सहायता करता है। उच्च शक्ति या उच्च परिवेश तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए, ऊष्मा को LED जंक्शन से दूर ले जाने के लिए पैकेज के नीचे थर्मल वियाज या बड़े तांबे के क्षेत्र को जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है।
8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन विचार
साइड-एमिटिंग LED के रूप में, इसकी प्राथमिक प्रकाश उत्सर्जन दिशा PCB सतह के समानांतर होती है। यह एज-लिट लाइट गाइड प्लेट्स, साइड-एमिटिंग इंडिकेटर लाइट्स को रोशन करने या साइड से कीपैड को बैकलाइट प्रदान करने के लिए आदर्श है। डिजाइनरों को लाइट पाइप, लेंस या डिफ्यूज़र डिजाइन करते समय 130-डिग्री व्यूइंग एंगल पर विचार करना चाहिए ताकि समान रोशनी और वांछित दृश्य प्रभाव सुनिश्चित हो सके।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTW-S225DSKS-PH का प्रमुख विभेदक कारक इसकी एकल SMD पैकेज के भीतर ड्यूल-कलर, साइड-एमिटिंग विन्यास है। दो अलग-अलग साइड-एमिटिंग LEDs के उपयोग की तुलना में, यह PCB स्थान बचाता है। पीला प्रकाश प्राप्त करने के लिए AlInGaP सामग्री का उपयोग उच्च दक्षता और अच्छी रंग शुद्धता प्रदान करता है, जबकि InGaN-आधारित सफेद प्रकाश एक आधुनिक कूल व्हाइट लाइट स्रोत प्रदान करता है। 130-डिग्री चौड़े व्यूइंग एंगल और स्वचालित असेंबली तथा रिफ्लो प्रक्रिया संगतता का संयोजन इसे एक किफायती, उच्च-मात्रा विनिर्माण के लिए बहुमुखी विकल्प बनाता है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं सफेद और पीले रंग के चिप्स को चलाने के लिए एक ही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग कर सकता हूं?
उत्तर: नहीं। फॉरवर्ड वोल्टेज में महत्वपूर्ण अंतर के कारण (20mA पर, सफेद लगभग 3.2V, पीला लगभग 2.0V), उन्हें एक ही रोकनेवाला के साथ समानांतर में जोड़ने से गंभीर करंट असंतुलन होगा, जिससे एक चिप ओवरड्राइव और दूसरी अंडरड्राइव हो सकती है। प्रत्येक चिप को स्वतंत्र करंट नियंत्रण की आवश्यकता होती है।Fप्रश्न: ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग कोड (जैसे R, S, T) का क्या अर्थ है?
उत्तर: ग्रेडिंग कोड उस विशिष्ट LED द्वारा गारंटीकृत प्रकाश उत्पादन की सीमा को दर्शाता है जब इसे मानक परीक्षण धारा (20mA) पर संचालित किया जाता है। उदाहरण के लिए, T ग्रेड (280-450 mcd) से एक सफेद LED, R ग्रेड (112-180 mcd) से एक की तुलना में अधिक चमकीली होती है। डिजाइनर अपने उत्पाद की चमक में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक ग्रेड निर्दिष्ट करते हैं।
प्रश्न: क्या यह LED बाहरी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है?
उत्तर: डेटाशीट में कार्य तापमान सीमा -20°C से +80°C निर्दिष्ट की गई है और सामान्य इनडोर अनुप्रयोगों को सूचीबद्ध किया गया है। बाहरी उपयोग के लिए, व्यापक तापमान सीमा, यूवी विकिरण के कारण एपॉक्सी उम्र बढ़ने और नमी घुसपैठ जैसे कारकों का मूल्यांकन करना आवश्यक है। यह उपकरण विशेष रूप से कठोर वातावरण के लिए रेटेड नहीं है।
प्रश्न: नमी-रोधी बैग खोलने के बाद एक सप्ताह के भीतर रिफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की समय सीमा कितनी महत्वपूर्ण है?
उत्तर: यह विश्वसनीयता के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि MSL-3 स्तर के घटक हवा से अत्यधिक नमी अवशोषित कर लेते हैं और फिर रिफ्लो सोल्डरिंग के उच्च तापमान के संपर्क में आते हैं, तो नमी के तेजी से वाष्पीकरण से आंतरिक परतों का अलग होना या दरार पड़ना ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) हो सकता है, जिससे तत्काल या संभावित विफलता हो सकती है। यदि समय सीमा पार हो जाती है, तो बेकिंग दिशानिर्देशों का पालन करें।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
उदाहरण 1: मोबाइल डिवाइस स्टेटस इंडिकेटर:
एक LTW-S225DSKS-PH कई स्थिति संकेत प्रदान कर सकता है। सफेद एलईडी "पावर ऑन" या "फुली चार्ज्ड" का संकेत दे सकती है, जबकि पीली एलईडी "चार्जिंग" या "लो बैटरी" का संकेत दे सकती है। साइड-एमिटिंग विशेषता प्रकाश को डिवाइस आवरण के किनारे तक फैले लाइट गाइड में युग्मित करने की अनुमति देती है, जिससे एक साफ-सुथरा इंडिकेटर बनता है।उदाहरण 2: औद्योगिक नियंत्रण पैनल बैकलाइट:
इस प्रकार के एलईडी की एक श्रृंखला को फिल्म स्विच पैनल के किनारे के साथ रखा जा सकता है। सफेद एलईडी कम रोशनी की स्थिति में सभी कुंजियों के लिए सामान्य बैकलाइट प्रदान करती है। पीले एलईडी को विशिष्ट फ़ंक्शन कुंजियों (जैसे आपातकालीन स्टॉप, चेतावनी) से जोड़ा जा सकता है, जो सक्रिय होने पर एक आकर्षक, ध्यान आकर्षित करने वाला रंग प्रदान करते हैं, और यह सब एक ही कॉम्पैक्ट घटक फुटप्रिंट का उपयोग करके किया जाता है।12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
लाइट एमिटिंग डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। प्रकाश का रंग अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप द्वारा निर्धारित होता है।
AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड):
- यह सामग्री प्रणाली पीले प्रकाश LED के लिए उपयोग की जाती है। इसका ऊर्जा बैंड गैप स्पेक्ट्रम के लाल, नारंगी, एम्बर और पीले प्रकाश क्षेत्रों में उत्सर्जन से मेल खाता है। यह इन रंगों में उच्च दक्षता के लिए जानी जाती है।InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड):
- यह सामग्री प्रणाली सफेद एलईडी के लिए उपयोग की जाती है। आमतौर पर, एक नीली रोशनी उत्सर्जित करने वाला InGaN चिप फॉस्फर कोटिंग के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है। चिप से निकलने वाली नीली रोशनी फॉस्फर को उत्तेजित करती है, और फिर फॉस्फर प्रकाश को व्यापक स्पेक्ट्रम पर पुनः उत्सर्जित करता है, जिससे सफेद प्रकाश की धारणा उत्पन्न होती है। फॉस्फर के विशिष्ट मिश्रण से व्हाइट पॉइंट (जैसे कूल व्हाइट, वार्म व्हाइट) निर्धारित होता है।साइड-एमिटिंग पैकेजिंग संरचना एक परावर्तक गुहा और मोल्डेड एपॉक्सी लेंस का उपयोग करती है ताकि मुख्य प्रकाश उत्पादन को घटक के शरीर के किनारे की ओर निर्देशित किया जा सके।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग LTW-S225DSKS-PH जैसे घटकों से संबंधित कई प्रमुख क्षेत्रों में निरंतर प्रगति कर रहा है। उद्योग लगातार प्रयासरत है
उच्च दीप्तिमान दक्षता(प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन), जिससे ऊर्जा दक्षता बढ़ती है और कम ड्राइव करंट का उपयोग करना या अधिक चमकदार आउटपुट प्राप्त करना संभव होता है।बेहतर रंग प्रतिपादनऔर व्यापक वैकल्पिक श्वेत बिंदु (CCT - संबंधित रंग तापमान) एक प्रवृत्ति है, विशेष रूप से श्वेत एलईडी के लिए।लघुरूपणनिरंतर विकास, समान या बेहतर प्रदर्शन पर छोटे पैकेज आकार को सक्षम करता है। इसके अलावा,उच्च तापमान और आर्द्रता की स्थिति में बढ़ी हुई विश्वसनीयता और जीवनकालएक निरंतर विकास लक्ष्य है, जो SMD LED के संभावित अनुप्रयोग वातावरण का विस्तार करता है। एकल पैकेज में कई कार्यों (जैसे कई रंग या यहां तक कि एकीकृत ड्राइवर) को एकीकृत करना भी घटक डिजाइन में एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है।उच्च तापमान और आर्द्रता की स्थितियों में SMD एलईडी के लिए संभावित अनुप्रयोग वातावरण का विस्तार करते हुए, चल रहे विकास लक्ष्य हैं। एकल पैकेज में कई कार्यों (जैसे कई रंग या यहां तक कि एकीकृत ड्राइवर) का एकीकरण भी घटक डिजाइन में एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लाइट फिक्स्चर पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तु के वास्तविक रंग को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates higher color consistency. | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (nanometer), jaise 620nm (laal) | Rang-birange LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek rang wale LED ke vishisht rang ka nirnay karna. |
| स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन (Spectral Distribution) | वेवलेंथ बनाम इंटेंसिटी कर्व | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करें। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत पैरामीटर
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" जैसा। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | सामान्यतः निरंतर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन करने योग्य शिखर धारा। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth(°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | स्थैतिक बिजली प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन डिप्रिसिएशन और कलर शिफ्ट होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष रोशनी का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री के प्रदर्शन में गिरावट। | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण पैकेजिंग सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकीय एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च तापसहिष्णुता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | Flip Chip बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों 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 फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | Objective |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Binning | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहित करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit karein. | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banaye, system ki prashashtata badhaye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह के संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA standard | Illuminating Engineering Society standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | Energy Efficiency Certification | Energy efficiency and performance certification for lighting products. | Commonly used in government procurement, subsidy programs to enhance market competitiveness. |