विषयसूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों की गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Pad Design and Polarity
- 5.3 टेपिंग और रील पैकेजिंग
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 6.2 हैंड सोल्डरिंग
- 6.3 क्लीनिंग
- 6.4 भंडारण की शर्तें
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
- 11. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 12. विकास प्रवृत्तियाँ
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-S220KSKT आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है। यह साइड-व्यूइंग चिप LED श्रृंखला से संबंधित है, जिसका अर्थ है कि इसकी प्राथमिक प्रकाश उत्सर्जन दिशा प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) की माउंटिंग सतह के समानांतर है। यह अभिविन्यास एज लाइटिंग या डिवाइस के किनारे से दिखाई देने वाले स्टेटस इंडिकेटर अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है। यह LED एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जो पीले से लाल प्रकाश स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता वाला प्रकाश उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। डिवाइस एक पारदर्शी लेंस में एनकैप्सुलेटेड है जो प्रकाश को फैलाता नहीं है, जिससे संकेतक उपयोगों के लिए अधिक केंद्रित और तीव्र प्रकाश पुंज उत्पन्न होता है।
इस घटक के मुख्य लाभों में RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देश के अनुपालन शामिल है, जो इसे सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त बनाता है। इसमें बेहतर सोल्डरबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध के लिए टिन-प्लेटेड लीड हैं। पैकेजिंग EIA (Electronic Industries Alliance) विनिर्देशों के अनुसार मानकीकृत है, जो उच्च-मात्रा विनिर्माण में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करती है। इसके अलावा, यह इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया को सहन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी में लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डर जोड़ों को असेंबल करने की मानक प्रक्रिया है।
इस एलईडी का लक्षित बाजार उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग, उपकरण और ऐसे किसी भी अनुप्रयोग को शामिल करता है जिसे विश्वसनीय, चमकदार, पीला स्टेटस इंडिकेटर की आवश्यकता हो और जिसे स्वचालित असेंबली लाइन के माध्यम से एकीकृत किया जा सके।
2. तकनीकी मापदंडों की गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग 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। Absolute Maximum Ratings परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।
- Power Dissipation (Pd):75 mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज अपने प्रदर्शन या आयु को कम किए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर ऊष्मीय क्षति का जोखिम होता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):80 mA। यह अधिकतम अनुमत तात्कालिक फॉरवर्ड करंट है, जिसे आमतौर पर पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में जंक्शन तापमान में अत्यधिक वृद्धि को रोकने के लिए निर्दिष्ट किया जाता है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):30 mA. यह विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है। प्रकाशिक विशेषताओं का परीक्षण करने की विशिष्ट कार्य स्थिति 20 mA है।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V. इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लागू करने से LED के PN जंक्शन का ब्रेकडाउन और अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है।
- कार्यशील तापमान सीमा:-30°C से +85°C। LED इस परिवेशी तापमान सीमा के भीतर कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +85°C। डिवाइस को इस व्यापक तापमान सीमा में गैर-कार्यशील अवस्था में संग्रहित किया जा सकता है।
- इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:260°C पर 10 सेकंड के लिए। यह लीड-फ्री असेंबली के लिए महत्वपूर्ण रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के शिखर तापमान और समय सहनशीलता को परिभाषित करता है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
ये मापदंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=20mA) के तहत मापे जाते हैं, जो उपकरण के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- प्रकाश तीव्रता (Iv):18.0 - 54.0 mcd (typical). यह मानव आंख (photopic vision) द्वारा अनुभव किए गए LED की चमक को मापता है। विस्तृत श्रेणी इंगित करती है कि एक बिनिंग प्रणाली का उपयोग किया गया है (धारा 3 देखें)। तीव्रता को CIE मानव आंख प्रतिक्रिया वक्र का अनुकरण करने वाले फिल्टर का उपयोग करके मापा गया है।
- देखने का कोण (2θ1/2):130 डिग्री (typical). यह वह पूर्ण कोण है जिस पर उत्सर्जन तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) के मान से आधी हो जाती है। 130° का कोण अपेक्षाकृत चौड़े उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):591 nm (टाइपिकल)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जहां LED का स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अधिकतम होता है। यह दृश्यमान स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र में आता है।
- डोमिनेंट वेवलेंथ (λd):589 nm (टाइपिकल)। यह CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो प्रकाश के माने जाने वाले रंग का सबसे अच्छा वर्णन करता है। इस डिवाइस के लिए, यह पीक वेवलेंथ के बहुत करीब है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm (टिपिकल)। यह उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की उसकी अधिकतम शक्ति के आधे बिंदु पर चौड़ाई है। 20 nm का मान मध्यम शुद्धता वाले पीले रंग को दर्शाता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):2.0 V (न्यूनतम), 2.4 V (सामान्य), (अधिकतम 20mA पर निर्दिष्ट नहीं)। यह निर्दिष्ट धारा पर कार्य करते समय LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। करंट-सीमित सर्किट डिजाइन करने के लिए यह महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर, अधिकतम 10 μA। यह निर्दिष्ट रिवर्स वोल्टेज लागू होने पर प्रवाहित होने वाली छोटी लीकेज करंट है।
ESD के संबंध में नोट:डेटाशीट चेतावनी देती है कि स्थैतिक बिजली और वोल्टेज सर्ज LED को नुकसान पहुंचा सकते हैं। हैंडलिंग के दौरान उचित इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियां बरतने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, जैसे कि ग्राउंडेड कलाई पट्टा, एंटीस्टैटिक दस्ताने का उपयोग करना, और यह सुनिश्चित करना कि सभी उपकरण ग्राउंडेड हों।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
विभिन्न उत्पादन बैचों के बीच चमक की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LED को मानक परीक्षण धारा (20mA) के तहत मापी गई उनकी चमकदार तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। LTST-S220KSKT निम्नलिखित बिनिंग कोड सूची का उपयोग करता है:
- M ग्रेड:18.0 - 28.0 mcd
- N ग्रेड:28.0 - 45.0 mcd
- P गियर:45.0 - 71.0 mcd
- Q श्रेणी:71.0 - 112.0 mcd
- R श्रेणी:112.0 - 180.0 mcd
प्रत्येक तीव्रता ग्रेड के लिए सहनशीलता +/- 15% है। इसका अर्थ है कि N ग्रेड के रूप में चिह्नित LED की वास्तविक तीव्रता लगभग 23.8 mcd से 51.75 mcd के बीच हो सकती है। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए चमक आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करते समय इस भिन्नता पर विचार करना चाहिए। डेटाशीट से संकेत नहीं मिलता है कि इस विशिष्ट मॉडल में तरंगदैर्ध्य या फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए अलग-अलग ग्रेड हैं, जो इन मापदंडों पर अधिक कड़े नियंत्रण या एकल-ग्रेड विनिर्देशन का सुझाव देता है।
4. Performance Curve Analysis
हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट चार्ट का विस्तृत विवरण नहीं दिया गया है, लेकिन इस प्रकार के LED के विशिष्ट वक्रों में शामिल हैं:
- सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम अग्र धारा (I-V वक्र):यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन अग्र धारा में वृद्धि के साथ कैसे बढ़ता है। कम धारा पर यह आमतौर पर रैखिक होता है, लेकिन उच्च धारा पर तापीय प्रभावों और दक्षता में कमी के कारण संतृप्त हो सकता है।
- सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:यह ग्राफ परिवेश (या जंक्शन) तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में होने वाली कमी को दर्शाता है। AlInGaP LED का आउटपुट आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट:यह डायोड के घातीय संबंध गुण को दर्शाता है। वोल्टेज धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम परिवेश तापमान:फॉरवर्ड वोल्टेज में आमतौर पर नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह तापमान बढ़ने के साथ थोड़ा कम हो जाता है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष सापेक्ष विकिरण शक्ति का ग्राफ, जो लगभग 591 nm के पास शिखर दिखाता है, जिसकी अर्ध-अधिकतम चौड़ाई लगभग 20 nm है।
गैर-मानक परिचालन स्थितियों के तहत डिवाइस के व्यवहार को समझने और थर्मल प्रबंधन डिजाइन करने के लिए ये वक्र महत्वपूर्ण हैं।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions
यह एलईडी ईआईए मानक एसएमडी पैकेज आकृति के अनुरूप है। सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, विशिष्ट सहिष्णुता ±0.10 मिमी है। विशिष्टता पत्रक में विस्तृत आयाम चित्र शामिल है जो पीसीबी पैड डिजाइन के लिए आवश्यक लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच और अन्य महत्वपूर्ण यांत्रिक विशेषताओं को दर्शाता है।
5.2 Pad Design and Polarity
डेटाशीट PCB लेआउट के लिए अनुशंसित सोल्डर पैड आयाम प्रदान करती है। इन अनुशंसाओं का पालन करने से रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ और सटीक संरेखण सुनिश्चित होता है। घटक में एक पोलैरिटी मार्क होता है, जो आमतौर पर पैकेज बॉडी पर एक नॉच या कैथोड इंडिकेटर होता है। सही ओरिएंटेशन महत्वपूर्ण है क्योंकि LED केवल एक दिशा में करंट प्रवाह की अनुमति देता है।
5.3 टेपिंग और रील पैकेजिंग
एलईडी स्वचालित असेंबली उपकरणों के साथ संगतता के लिए 7 इंच व्यास की रील पर उद्योग-मानक 8mm टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है। प्रमुख पैकेजिंग निर्देशों में शामिल हैं:
- खाली घटक पॉकेट को शीर्ष कवर टेप से सील किया जाता है।
- प्रत्येक 7 इंच रील में 4000 टुकड़े होते हैं।
- शेष घटकों की न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है।
- रील विनिर्देश के अनुसार, अधिकतम दो लगातार अनुपस्थित LED (खाली पॉकेट) की अनुमति है।
- पैकेजिंग ANSI/EIA 481 विनिर्देश का पालन करती है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए एक सुझाई गई इन्फ्रारेड (IR) रिफ्लो तापमान प्रोफाइल प्रदान करता है। प्रमुख पैरामीटर हैं:
- प्रीहीट तापमान:150–200°C
- प्रीहीटिंग समय:अधिकतम 120 सेकंड
- शिखर तापमान:अधिकतम 260°C
- शिखर तापमान समय:अधिकतम 10 सेकंड (और अधिकतम दो रिफ्लो चक्रों की अनुमति)।
यह वक्र JEDEC मानक पर आधारित है। डेटाशीट इस बात पर जोर देती है कि इष्टतम वक्र विशिष्ट PCB डिज़ाइन, घटकों, सोल्डर पेस्ट और ओवन पर निर्भर करता है, इसलिए विशेषता विश्लेषण आवश्यक है।
6.2 हैंड सोल्डरिंग
यदि हाथ से वेल्डिंग करना अनिवार्य हो, तो निम्नलिखित प्रतिबंध लागू होंगे:
- सोल्डरिंग आयरन का तापमान:अधिकतम 300°C
- वेल्डिंग समय:अधिकतम 3 सेकंड (केवल एक बार)।
6.3 क्लीनिंग
अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंटों का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि वे LED एनकैप्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकते हैं। यदि सफाई आवश्यक हो, तो सुझाव दिया जाता है कि इसे कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोया जाए।
6.4 भंडारण की शर्तें
- सीलबंद पैकेजिंग:≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें। जब सिलिका जेल सहित मूल नमी-रोधी बैग में संग्रहित किया जाता है, तो शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
- खोला गया पैकेज:भंडारण वातावरण 30°C या 60% RH से अधिक नहीं होना चाहिए। मूल पैकेजिंग से निकाले गए LED को एक सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के अधीन किया जाना चाहिए।
- दीर्घकालिक भंडारण (खोला गया):एक सप्ताह से अधिक के भंडारण के लिए, कृपया LED को डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में रखें। एक सप्ताह से अधिक समय तक पैकेजिंग के बाहर संग्रहीत LED को सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए, ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
यह साइड-एमिटिंग पीला LED उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहाँ PCB के शीर्ष पर स्थान सीमित है, या जहाँ संकेतक को किनारे से देखने की आवश्यकता होती है। सामान्य उपयोगों में शामिल हैं:
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (राउटर, सेट-टॉप बॉक्स, चार्जर) पर स्थिति संकेतक।
- फिल्म स्विच या साइड-लिट पैनल की बैकलाइटिंग।
- ऑटोमोटिव इंटीरियर में इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर और डैशबोर्ड प्रकाश व्यवस्था।
- औद्योगिक उपकरण स्थिति और दोष संकेतक।
- पोर्टेबल उपकरणों में बैटरी स्तर या चार्जिंग संकेतक।
7.2 डिज़ाइन विचार
- करंट ड्राइव:LED एक करंट-संचालित उपकरण है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से जब कई LED समानांतर में जुड़े हों, तो करंट सीमित करने वाली व्यवस्था महत्वपूर्ण है। यह आमतौर पर श्रृंखला में रोकनेवाला या स्थिर-धारा ड्राइव सर्किट द्वारा प्राप्त किया जाता है। रोकनेवाला मान की गणना सूत्र R = (Vcc - VF) / IF का उपयोग करके की जा सकती है, जहां Vcc आपूर्ति वोल्टेज है, VF LED का फॉरवर्ड वोल्टेज है (सुरक्षा के लिए अधिकतम या विशिष्ट मान का उपयोग करें), और IF आवश्यक फॉरवर्ड करंट है (उदाहरण के लिए 20mA)।
- थर्मल मैनेजमेंट:हालांकि बिजली की खपत कम है, लेकिन जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर बनाए रखना लंबी उम्र और स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है। यदि उच्च परिवेश तापमान या अधिकतम धारा के करीब काम कर रहे हैं, तो पर्याप्त PCB तांबा क्षेत्र या थर्मल वाया सुनिश्चित करें।
- ESD सुरक्षा:LED से जुड़ी संवेदनशील सिग्नल लाइनों पर ESD सुरक्षा डायोड जोड़ें, या सुनिश्चित करें कि ड्राइवर सर्किट में अंतर्निहित सुरक्षा कार्य है, खासकर यदि LED उपयोगकर्ता के संपर्क में आने वाली है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:पारदर्शी लेंस केंद्रित प्रकाश किरण पुंज उत्पन्न करता है। यदि विसरित या व्यापक प्रकाश व्यवस्था पैटर्न की आवश्यकता है, तो बाहरी डिफ्यूज़र या लाइट गाइड को यांत्रिक डिज़ाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
अन्य पीले संकेतक एलईडी की तुलना में, LTST-S220KSKT का मुख्य अंतर यह है:
- साइड-व्यू पैकेज:टॉप-एमिटिंग एलईडी के विपरीत, यह फॉर्म फैक्टर ऊर्ध्वाधर स्थान बचाता है और एक अद्वितीय प्रकाश ज्यामिति सक्षम करता है, जो एक स्पष्ट यांत्रिक लाभ है।
- AlInGaP प्रौद्योगिकी:पुरानी गैलियम फॉस्फाइड (GaP) आधारित पीली एलईडी की तुलना में उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है, जिससे अधिक चमकदार और सुसंगत आउटपुट प्राप्त होता है।
- पूर्ण प्रवाह संगतता:इसकी डिज़ाइन टेप और रील पैकेजिंग, स्वचालित प्लेसमेंट और इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए अनुकूलित है, जो इसे लागत-प्रभावी, बड़े पैमाने पर, स्वचालित विनिर्माण के लिए एक पसंदीदा विकल्प बनाती है।
- RoHS अनुपालन:यह आधुनिक पर्यावरणीय मानकों के अनुरूप है, जो कई बाजारों के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है।
9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
Q1: 5V बिजली आपूर्ति के लिए, मुझे कितने प्रतिरोध की आवश्यकता है?
A: 2.4V के विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) और 20mA के लक्ष्य करंट (IF) का उपयोग करते हुए, श्रृंखला प्रतिरोध मान R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 ओम है। मानक 130Ω या 150Ω रेसिस्टर उपयुक्त हैं। वास्तविक चमक को हमेशा सत्यापित करें, और अधिक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए अधिकतम VF का उपयोग करने पर विचार करें।
Q2: क्या मैं इस LED को 3.3V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
A: हाँ, लेकिन उपलब्ध वोल्टेज मार्जिन बहुत कम है। VF_min 2.0V है, VF_typ 2.4V है। 3.3V पर, रेसिस्टर गणना R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 ओम हो जाती है। यह संभव है, लेकिन VF और पावर सप्लाई वोल्टेज में भिन्नता से करंट में महत्वपूर्ण बदलाव हो सकता है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करने या सावधानीपूर्वक विशेषता विश्लेषण करने की सिफारिश की जाती है।
Q3: देखने का कोण इतना चौड़ा (130°) क्यों है?
A: साइड-व्यू पैकेज और पारदर्शी लेंस डिज़ाइन चौड़े गोलार्ध रेंज में प्रकाश उत्सर्जन को अनुकूलित करने के लिए बनाया गया है। यह उन संकेतक लैंप के लिए फायदेमंद है जिन्हें विभिन्न कोणों से दिखाई देने के लिए डिफ्यूज़र लेंस की आवश्यकता नहीं होती।
Q4: ऑर्डर पर ग्रेड कोड (उदाहरण के लिए N) की व्याख्या कैसे करें?
A: ग्रेड कोड चमकदार तीव्रता की गारंटी सीमा निर्धारित करता है। N ग्रेड ऑर्डर करने से यह सुनिश्चित होता है कि आपको प्राप्त LED 20mA पर 28.0 से 45.0 mcd के बीच तीव्रता वाली होगी। न्यूनतम चमक की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, कृपया उपयुक्त ग्रेड निर्दिष्ट करें या आपूर्तिकर्ता की उपलब्धता से परामर्श लें।
10. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
परिदृश्य: नेटवर्क राउटर के लिए स्टेटस इंडिकेटर लाइट डिज़ाइन करना
डिज़ाइनर को एक पावर/एक्टिविटी इंडिकेटर लाइट की आवश्यकता है जो स्लिम राउटर के फ्रंट फेस से दिखाई दे। PCB लंबवत रूप से माउंटेड है, इसलिए साइड-एमिटिंग LED एक आदर्श विकल्प है। उन्होंने PCB के किनारे पर LTST-S220KSKT रखा, जो एक लाइट गाइड की ओर मुख किया हुआ है, जो प्रकाश को राउटर पैनल पर एक छोटी विंडो तक ले जाता है। उन्होंने 3.3V सिस्टम पावर रेल से इसे ड्राइव करने के लिए 47Ω श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग किया, जिससे लगभग 19mA की धारा उत्पन्न हुई ((3.3V-2.4V)/47Ω)। उन्होंने यह सुनिश्चित करने के लिए P-ग्रेड LED चुना कि लाइट गाइड के माध्यम से पर्याप्त चमक दिखाई दे। इस डिज़ाइन ने डेटाशीट में निर्दिष्ट ऑटो प्लेसमेंट और रीफ्लो प्रक्रिया का लाभ उठाया, जिससे विश्वसनीय और त्वरित असेंबली सुनिश्चित हुई।
11. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत धारा प्रवाहित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। इस घटना को विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन कहा जाता है। LTST-S220KSKT में, सक्रिय क्षेत्र एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) से बना होता है। जब अग्र अभिनत वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार अर्धचालक से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार अर्धचालक से होल सक्रिय क्षेत्र में अंतर्ग्रस्त हो जाते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन एक होल के साथ पुनर्संयोजित होता है, तो यह उच्च ऊर्जा अवस्था से निम्न ऊर्जा अवस्था में संक्रमण करता है और ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश कण) के रूप में मुक्त करता है। AlInGaP मिश्रधातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है - इस मामले में पीला (लगभग 589-591 nm)। साइड-व्यू पैकेज में एक परावर्तक गुहा और एक ढला हुआ एपॉक्सी लेंस होता है जो उत्पन्न प्रकाश को पैकेज से पार्श्व दिशा में निर्देशित करता है।
12. विकास प्रवृत्तियाँ
इस तरह के SMD संकेतक LED की विकास प्रवृत्तियाँ कई प्रमुख क्षेत्रों की ओर लगातार विकसित हो रही हैं:
- दक्षता वृद्धि:सामग्री विज्ञान में निरंतर सुधार का उद्देश्य उच्च लुमेन प्रति वाट (प्रकाश दक्षता) उत्पन्न करना है, जिससे समान चमक पर बिजली की खपत कम होती है।
- लघुरूपण:पैकेजिंग आकार का निरंतर सिकुड़ना (उदाहरण के लिए 0603 से 0402 मीट्रिक आकार तक), जबकि प्रकाशिक प्रदर्शन को बनाए रखना या सुधारना, जिससे अधिक सघन PCB डिजाइन संभव हो।
- उच्च विश्वसनीयता और स्थिरता:पैकेजिंग सामग्री और चिप माउंटिंग तकनीकों में सुधार ने जीवनकाल और समय एवं तापमान के साथ रंग स्थिरता को बढ़ाया है।
- व्यापक रंग सीमा और स्थिरता:तरंगदैर्ध्य और तीव्रता के लिए अधिक सख्त बिनिंग सहनशीलता अब मानक बन रही है, जो डिजाइनरों को अधिक पूर्वानुमेय प्रदर्शन प्रदान करती है।
- एकीकरण:एकल, अधिक बुद्धिमान मॉड्यूलर पैकेज में कई एलईडी (जैसे आरजीबी), नियंत्रण आईसी और यहां तक कि निष्क्रिय घटकों को एकीकृत करने की प्रवृत्ति बढ़ रही है।
LTST-S220KSKT जैसे घटक इस विकसित हो रहे क्षेत्र में एक परिपक्व, अत्यधिक अनुकूलित समाधान का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो प्रदर्शन, लागत और विनिर्माण क्षमता के बीच संतुलन बनाता है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता (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 साधन की ऊर्जा दक्षता श्रेणी 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 जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज 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, उच्च मान सफेद/ठंडा। | 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 आदि उच्च आवश्यकता 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. | Ensure 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-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 और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | 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 करंट ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (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। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे 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 के लिए प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाएगा। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (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। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग समरूपता 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, पैकेजिंग 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 तथा तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत होती है; Ceramic में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु होती है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू लाइट चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीली/लाल रोशनी में बदल जाता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिलाया जाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहों में विभाजित, 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 के लिए सुविधाजनक। |
| रंग विभेदीकरण श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आता है। | 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। | अंतर्राष्ट्रीय 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। |