सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ग्रेडिंग
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (IV) ग्रेडिंग
- 3.3 ह्यू (डोमिनेंट वेवलेंथ) ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 प्रकाश तीव्रता बनाम परिवेश तापमान
- 4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 अनुशंसित PCB पैड पैटर्न और ध्रुवता
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
- 6.2 मैनुअल सोल्डरिंग
- 6.3 सफाई
- 6.4 भंडारण एवं प्रसंस्करण
- 6.5 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) रोकथाम उपाय
- 7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
- 7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
- 8. अनुप्रयोग विवरण और डिजाइन विचार
- 8.1 रेट लिमिटिंग
- 8.2 थर्मल मैनेजमेंट
- 8.3 एप्लिकेशन स्कोप और विश्वसनीयता
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 10.1 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को सीधे वोल्टेज स्रोत से चला सकता हूँ?
- 10.3 प्रकाश तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के लिए ग्रेडिंग प्रणाली क्यों होती है?
- 10.4 यदि रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान 260°C पर 10 सेकंड की सीमा से अधिक हो जाए तो क्या होगा?
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 11.1 उपभोक्ता उपकरण स्थिति संकेतक
- 11.2 मेम्ब्रेन कीबोर्ड बैकलाइट
- 12. तकनीकी परिचय
- 13. Technology Trends
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-S110KGKT एक सतह माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी है जो स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है। यह माइक्रो एलईडी श्रृंखला से संबंधित है और विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बनाया गया है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
यह एलईडी आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक निर्माण के लिए कई महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। इसकी प्रमुख विशेषताओं में RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश का अनुपालन शामिल है, जो पर्यावरणीय नियमों के सख्त वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त है। यह उपकरण अल्ट्रा-हाई ब्राइटनेस वाले AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है, जो हरे प्रकाश स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता और उत्कृष्ट रंग शुद्धता के लिए जाना जाता है। पैकेजिंग में टिन-प्लेटिंग की गई है, जो सोल्डर करने की क्षमता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को बढ़ाती है। यह स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों और इन्फ्रारेड (आईआर) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ पूरी तरह संगत है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के मानक तरीके हैं। एलईडी उद्योग-मानक 8 मिलीमीटर कैरियर टेप, 7 इंच रील के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो कुशल हैंडलिंग और असेंबली की सुविधा प्रदान करती है।
लक्षित अनुप्रयोग क्षेत्र विविध हैं, जो मुख्य रूप से उन क्षेत्रों पर केंद्रित हैं जहाँ आकार संहत, विश्वसनीयता उच्च और दृश्य संकेत स्पष्ट होना महत्वपूर्ण है। इन क्षेत्रों में दूरसंचार उपकरण (जैसे मोबाइल फोन), कार्यालय स्वचालन उपकरण (जैसे लैपटॉप), नेटवर्क सिस्टम, विभिन्न घरेलू उपकरण और आंतरिक संकेत या प्रतीक प्रकाश शामिल हैं। इन उपकरणों में विशिष्ट उपयोगों में कीबोर्ड बैकलाइट, स्थिति संकेतक, माइक्रो डिस्प्ले और सामान्य सिग्नल लाइट शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
सही सर्किट डिजाइन और विश्वसनीय संचालन के लिए विद्युत, प्रकाशिकी और ऊष्मीय विनिर्देशों की गहन समझ महत्वपूर्ण है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं, जो 25°C परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट हैं। अधिकतम निरंतर डीसी फॉरवर्ड करंट (IF) 25 mA है। 1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई की पल्स स्थितियों के तहत, डिवाइस 60 mA का पीक फॉरवर्ड करंट सहन कर सकता है। अधिकतम अनुमेय रिवर्स वोल्टेज (VR) 5 V है। कुल बिजली अपव्यय 62.5 mW से अधिक नहीं होना चाहिए। ऑपरेटिंग तापमान सीमा -30°C से +85°C है, भंडारण तापमान सीमा थोड़ी व्यापक है, -40°C से +85°C है। महत्वपूर्ण रूप से, LED 260°C शिखर तापमान, अधिकतम 10 सेकंड के इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग को सहन कर सकता है, जो सामान्य लीड-फ्री (Pb-free) असेंबली प्रक्रिया वक्र के अनुरूप है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये मानक परीक्षण स्थितियों में, Ta=25°C पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं। चमक तीव्रता (Iv) अनुभूत चमक का माप है, जो मानक परीक्षण धारा 20 mA के अंतर्गत न्यूनतम 18.0 मिलिकैन्डेला (mcd) से अधिकतम 71.0 mcd तक होती है। देखने का कोण 2θ1/2 (आधे कोण का दोगुना) के रूप में परिभाषित किया गया है, जो 130 डिग्री है। यह विस्तृत देखने का कोण LED को ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ अक्ष से दूर स्थिति में दृश्यता महत्वपूर्ण है।
स्पेक्ट्रम विशेषताएँ कई तरंगदैर्ध्य द्वारा परिभाषित की जाती हैं। चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP) का विशिष्ट मान 574 nm है। माना गया रंग निर्धारित करने वाला प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) 20 mA पर 567.5 nm से 576.5 nm की निर्दिष्ट सीमा में है। स्पेक्ट्रल लाइन आधी चौड़ाई (Δλ) का विशिष्ट मान 15 nm है, जो उत्सर्जित हरे प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है।
इलेक्ट्रिकल विशेषताओं में, 20 mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) की सीमा न्यूनतम 1.9 V से अधिकतम 2.4 V तक है। 5 V रिवर्स वोल्टेज लगाने पर, अधिकतम रिवर्स करंट (IR) 10 μA निर्धारित किया गया है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर विभिन्न प्रदर्शन ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन करने में सक्षम बनाता है।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ग्रेडिंग
LED को 20 mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर बिन किया जाता है। बिन कोड, न्यूनतम और अधिकतम वोल्टेज इस प्रकार हैं: कोड 4 (1.9V - 2.0V), कोड 5 (2.0V - 2.1V), कोड 6 (2.1V - 2.2V), कोड 7 (2.2V - 2.3V) और कोड 8 (2.3V - 2.4V)। प्रत्येक बिन के भीतर सहनशीलता ±0.1 वोल्ट है। जब कई LED बिना अलग-अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के समानांतर जुड़े होते हैं, तो समान VF बिन के LED का चयन करने से चमक की एकरूपता बनाए रखने में मदद मिलती है।
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (IV) ग्रेडिंग
यह ग्रेडिंग 20 mA पर LED के प्रकाश उत्पादन के आधार पर की जाती है। ग्रेड हैं: कोड M (18.0 - 28.0 mcd), कोड N (28.0 - 45.0 mcd), और कोड P (45.0 - 71.0 mcd)। प्रत्येक तीव्रता ग्रेड के लिए सहनशीलता ±15% है। यह डिजाइनरों को अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त चमक स्तर चुनने में सक्षम बनाता है, चाहे उच्च दृश्यता की आवश्यकता हो या कम बिजली खपत की।
3.3 ह्यू (डोमिनेंट वेवलेंथ) ग्रेडिंग
रंग एकरूपता को नियंत्रित करने के लिए, LED को उनकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य के अनुसार ग्रेड किया जाता है। ग्रेड हैं: कोड C (567.5 - 570.5 nm), कोड D (570.5 - 573.5 nm), और कोड E (573.5 - 576.5 nm)। प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±1 nm है। ऐसे अनुप्रयोगों में जहां कई संकेतकों के बीच रंग मिलान महत्वपूर्ण है, समान रंग टोन ग्रेड के LED का उपयोग करना महत्वपूर्ण है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार की गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, जो मजबूत डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
I-V कर्व LED से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाती है। एक ऐसे सामान्य AlInGaP LED के लिए, यह कर्व घातांकीय रूप से बढ़ती है। वह "नॉक-इन" वोल्टेज जहां धारा उल्लेखनीय रूप से बढ़ने लगती है, लगभग 1.8-1.9V होती है। इस बिंदु के बाद, वोल्टेज में मामूली वृद्धि से धारा में भारी वृद्धि होती है। यह थर्मल रनवे को रोकने और स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर या करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के उपयोग के महत्व पर जोर देता है।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
यह वक्र दर्शाता है कि ड्राइविंग करंट के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है। आमतौर पर, एक निश्चित सीमा तक प्रकाश तीव्रता करंट के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है। हालांकि, बहुत अधिक करंट पर, चिप के भीतर बढ़ते ताप (दक्षता में गिरावट) के कारण दक्षता कम हो जाती है। सुझाए गए 20mA या उससे कम पर संचालन से इष्टतम दक्षता और जीवनकाल सुनिश्चित होता है।
4.3 प्रकाश तीव्रता बनाम परिवेश तापमान
LED का प्रकाश उत्पादन तापमान पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे परिवेश तापमान (या जंक्शन तापमान) बढ़ता है, चमकदार तीव्रता आमतौर पर कम हो जाती है। यह डीरेटिंग वक्र उन अनुप्रयोगों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें निर्दिष्ट कार्य तापमान सीमा (विशेष रूप से +85°C की ऊपरी सीमा के करीब) के भीतर एक निश्चित चमक स्तर बनाए रखना चाहिए।
4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन ग्राफ प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है। हरे AlInGaP LED के लिए, यह वक्र आमतौर पर प्रमुख तरंगदैर्ध्य केंद्र के चारों ओर एकल, अपेक्षाकृत संकीर्ण शिखर होता है। 15 nm की अर्ध-चौड़ाई (Δλ) एक मध्यम शुद्धता वाले हरे रंग का संकेत देती है, जो स्पष्ट, संतृप्त संकेतक प्रकाश के लिए आदर्श है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
यह एलईडी उद्योग-मानक एसएमडी पैकेज आकृति के अनुरूप है। प्रमुख आयामों में कुल लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई शामिल हैं। लेंस वॉटर व्हाइट है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए जाते हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.1 मिमी है। सटीक आयाम डेटा सटीक पीसीबी पैड पैटर्न बनाने और सही प्लेसमेंट तथा सोल्डरिंग सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
5.2 अनुशंसित PCB पैड पैटर्न और ध्रुवता
विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान सही संरेखण सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड लेआउट (पैड पैटर्न) प्रदान किया गया है। इस डिज़ाइन में सोल्डर फ़िलेट के निर्माण और ताप अपव्यय पर विचार किया गया है। कैथोड (नकारात्मक) टर्मिनल आमतौर पर पैकेज बॉडी पर अंकन (जैसे खांचा, बिंदु या हरा निशान) के माध्यम से पहचाना जाता है। असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता दिशा डिवाइस के उचित कार्य के लिए आवश्यक है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए, एक विशिष्ट तापमान प्रोफ़ाइल की सिफारिश की जाती है। यह प्रोफ़ाइल आमतौर पर प्रीहीट ज़ोन (उदाहरण के लिए 150-200°C), नियंत्रित हीटिंग ज़ोन, पीक तापमान ज़ोन और कूलिंग ज़ोन शामिल करती है। एक महत्वपूर्ण पैरामीटर यह है कि डिवाइस बॉडी का तापमान 260°C से अधिक 10 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। एलईडी के एपॉक्सी लेंस, आंतरिक बॉन्डिंग वायर या सेमीकंडक्टर चिप को क्षति से बचाने के लिए इस प्रोफ़ाइल का पालन करना आवश्यक है।
6.2 मैनुअल सोल्डरिंग
यदि हाथ से सोल्डरिंग करनी ही पड़े, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। सोल्डरिंग आयरन की नोक का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और एकल सोल्डरिंग ऑपरेशन के लिए, LED टर्मिनल के साथ संपर्क का समय अधिकतम 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। अत्यधिक ऊष्मा लगाने से घटक को अपूरणीय क्षति पहुंच सकती है।
6.3 सफाई
सोल्डरिंग के बाद की सफाई एक संगत सॉल्वेंट का उपयोग करके की जानी चाहिए। केवल अल्कोहल-आधारित क्लीनर जैसे एथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल (IPA) का ही उपयोग करें। LED को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अपघर्षक या अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर के उपयोग से प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो सकता है, जिससे रंग परिवर्तन, दरारें पड़ना या प्रकाश उत्पादन कम हो सकता है।
6.4 भंडारण एवं प्रसंस्करण
सही भंडारण सोल्डर करने की क्षमता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। अनओपन्ड, डिसिकेंट युक्त नमी-रोधी बैग की एक शेल्फ लाइफ होती है। एक बार मूल पैकेजिंग खोल दी जाए, तो एलईडी पर्यावरणीय आर्द्रता के प्रति संवेदनशील होते हैं (मॉइश्चर सेंसिटिविटी लेवल, एमएसएल 3)। उन्हें एक सप्ताह के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए, या शुष्क वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए (जैसे डिसिकेंट युक्त सील कंटेनर या नाइट्रोजन कैबिनेट)। यदि वे पर्यावरणीय आर्द्रता के संपर्क में एक सप्ताह से अधिक रहते हैं, तो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, कम से कम 20 घंटे के लिए 60°C), ताकि अवशोषित नमी दूर हो सके और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।
6.5 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) रोकथाम उपाय
LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील हैं। हैंडलिंग प्रक्रियाओं में उचित ग्राउंडिंग शामिल होनी चाहिए। ऑपरेटरों को रिस्ट स्ट्रैप या एंटीस्टैटिक दस्ताने पहनने चाहिए। सभी वर्कस्टेशन, उपकरण और मशीनों को उचित रूप से ग्राउंड किया जाना चाहिए ताकि उन ESD घटनाओं को रोका जा सके जो सेमीकंडक्टर जंक्शन को खराब या नष्ट कर सकती हैं।
7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
यह उत्पाद स्वचालित असेंबली आपूर्ति के लिए है। यह 8 मिमी चौड़ी उभरी हुई कैरियर टेप में पैक किया गया है। टेप मानक 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटी गई है। प्रत्येक रील में 3000 एलईडी होते हैं। पूरी रील से कम मात्रा के लिए, न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 मानक का अनुपालन करती है, जो पिक एंड प्लेस मशीनों पर मानक कैरियर टेप फीडर के साथ संगतता सुनिश्चित करती है।
8. अनुप्रयोग विवरण और डिजाइन विचार
8.1 रेट लिमिटिंग
LED एक करंट-संचालित डिवाइस है। जब वोल्टेज स्रोत से संचालित किया जाता है, तो श्रृंखला रोकनेवाला (resistor) करंट को सीमित करने का सबसे सरल तरीका है। रोकनेवाला का मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R = (V_सप्लाई - VF_LED) / I_वांछित। उदाहरण के लिए, 5V सप्लाई, 2.1V VF, और 20mA वांछित करंट के साथ, रोकनेवाला मान (5 - 2.1) / 0.02 = 145 ओम होगा। एक मानक 150 ओम रोकनेवाला उपयुक्त होगा। रोकनेवाला की पावर रेटिंग पर भी विचार किया जाना चाहिए: P = I^2 * R = (0.02)^2 * 150 = 0.06W, इसलिए 1/8W (0.125W) या अधिक पावर रेटिंग वाला रोकनेवाला पर्याप्त है।
8.2 थर्मल मैनेजमेंट
छोटे आकार के बावजूद, LED अर्धचालक जंक्शन पर ऊष्मा उत्पन्न करती है। अत्यधिक जंक्शन तापमान प्रकाश उत्पादन को कम करता है, तरंगदैर्ध्य बदलता है और जीवनकाल घटाता है। उच्च परिवेश तापमान या अधिकतम करंट के करीब काम करने वाले डिज़ाइनों के लिए, PCB लेआउट पर विचार करें। LED के थर्मल पैड (यदि उपलब्ध हो) के नीचे ग्राउंड प्लेन या थर्मल वियास के साथ PCB का उपयोग करने से ऊष्मा अपव्यय में मदद मिलती है। LED को अन्य गर्मी पैदा करने वाले घटकों के पास रखने से बचें।
8.3 एप्लिकेशन स्कोप और विश्वसनीयता
यह LED मानक वाणिज्यिक और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिनमें अत्यधिक उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है और जहाँ विफलता सुरक्षा या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस, चिकित्सा जीवन समर्थन, महत्वपूर्ण परिवहन प्रणालियाँ), अतिरिक्त योग्यता प्रमाणन और विशिष्ट परामर्श की आवश्यकता होती है। आगे मूल्यांकन के बिना, मानक उपकरण ऐसे उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकते हैं।
9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
LTST-S110KGKT, AlInGaP प्रौद्योगिकी पर आधारित, कुछ तरंग दैर्ध्य पर अन्य हरे LED प्रौद्योगिकियों (जैसे पारंपरिक GaP या InGaN) की तुलना में स्पष्ट लाभ प्रदान करता है। AlInGaP LED आमतौर पर एम्बर से लाल स्पेक्ट्रम रेंज में उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करते हैं, और विशिष्ट हरे तरंग दैर्ध्य के लिए, यह पुरानी GaP प्रौद्योगिकी की तुलना में चमक और रंग स्थिरता में बेहतर प्रदर्शन दे सकता है। इसका 130 डिग्री व्यूइंग एंगल साइड-व्यू या टॉप-व्यू पैकेजिंग की तुलना में अधिक चौड़ा है, जो अधिक दिशात्मक प्रकाश के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिससे यह व्यापक कोण दृश्यता वाले स्टेटस संकेतकों के लिए एक बहुमुखी विकल्प बन जाता है। पारदर्शी लेंस और उच्च चमक वाले AlInGaP चिप के संयोजन से एक जीवंत, संतृप्त हरा रंग उत्पन्न होता है, जिसे आसानी से पहचाना जा सकता है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
10.1 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन वक्र अपनी अधिकतम तीव्रता तक पहुँचता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और शुद्ध मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो LED के अनुभव किए गए रंग से मेल खाती है। संकीर्ण स्पेक्ट्रम वाले LED के लिए, ये मान आमतौर पर करीब होते हैं, लेकिन λd रंग विनिर्देशन के लिए अधिक प्रासंगिक पैरामीटर है।
10.2 क्या मैं इस LED को सीधे वोल्टेज स्रोत से चला सकता हूँ?
नहीं। LED का फॉरवर्ड वोल्टेज नकारात्मक तापमान गुणांक रखता है, और प्रत्येक यूनिट के बीच भिन्नता होती है। इसे सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ने से अनियंत्रित धारा प्रवाह होगा, जिससे अधिकतम रेटेड मान से अधिक होने और डिवाइस को क्षति पहुँचने की संभावना है। करंट-लिमिटिंग तंत्र का उपयोग अवश्य करें, जैसे श्रृंखला प्रतिरोध या स्थिर धारा ड्राइवर।
10.3 प्रकाश तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के लिए ग्रेडिंग प्रणाली क्यों होती है?
निर्माण विविधताओं के कारण व्यक्तिगत एलईडी के प्रदर्शन में मामूली अंतर होता है। बिनिंग उन्हें ऐसे समूहों में वर्गीकृत करती है जिनकी विशेषताएँ निकटता से मेल खाती हैं। इससे डिज़ाइनर अपने अनुप्रयोग के लिए गारंटीकृत न्यूनतम/अधिकतम प्रदर्शन (जैसे चमक, रंग) वाले घटक खरीद सकते हैं, जिससे अंतिम उत्पाद की एकरूपता सुनिश्चित होती है, विशेष रूप से कई एलईडी का उपयोग करते समय।
10.4 यदि रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान 260°C पर 10 सेकंड की सीमा से अधिक हो जाए तो क्या होगा?
समय-तापमान वक्र से अधिक होने पर कई विफलताएँ हो सकती हैं: एपॉक्सी लेंस में तापीय प्रतिबल दरारें, आंतरिक सिलिकॉन एनकैप्सुलेंट सामग्री का क्षरण (जिससे अंधेरा होना), बॉन्डिंग वायर विफलता या अर्धचालक चिप का स्वयं क्षतिग्रस्त होना। इसके परिणामस्वरूप प्रकाश उत्पादन में कमी, रंग परिवर्तन या डिवाइस की पूर्ण विफलता हो सकती है।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
11.1 उपभोक्ता उपकरण स्थिति संकेतक
पोर्टेबल ब्लूटूथ स्पीकर में, एकल LTST-S110KGKT को पावर/चार्ज स्टेटस इंडिकेटर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। मुख्य 3.3V या 5V पावर रेल से 10-15 mA पर एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से संचालित, यह स्पष्ट, चमकदार हरी रोशनी प्रदान करता है। 130 डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल सुनिश्चित करता है कि स्टेटस लगभग किसी भी कोण से दिखाई दे। डिज़ाइन में सही PCB पैड पैटर्न शामिल होना चाहिए, और यह सुनिश्चित करना चाहिए कि LED को किसी गहरे या विसरित लेंस के पीछे न रखा जाए जिसे उच्च ड्राइव करंट की आवश्यकता हो।
11.2 मेम्ब्रेन कीबोर्ड बैकलाइट
मेडिकल डिवाइस कीबोर्ड के लिए, एक समान इंटेंसिटी ग्रेड (जैसे कोड N) से कई LEDs को परिधि के चारों ओर व्यवस्थित किया जा सकता है ताकि एक समान बैकलाइट प्रदान की जा सके। उन्हें उचित करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स के साथ सीरीज़-पैरेलल संयोजन में जोड़ा जाएगा, ताकि चमक की एकरूपता सुनिश्चित हो सके। यदि एक सीमित स्थान में कई LEDs को एक साथ संचालित किया जा रहा है, तो थर्मल मैनेजमेंट पर विचार किया जाना चाहिए।
12. तकनीकी परिचय
LTST-S110KGKT सब्सट्रेट पर उगाए गए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक पदार्थ का उपयोग करता है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल चिप के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) तय करती है, इस मामले में हरा। चिप को एक लीड फ्रेम पैकेज में माउंट किया गया है, वायर बॉन्डिंग की गई है, और चिप की सुरक्षा तथा बीम को आकार देने के लिए पारदर्शी एपॉक्सी लेंस से एनकैप्सुलेट किया गया है। बाहरी पिनों पर टिन की कोटिंग अच्छी सोल्डर क्षमता और ऑक्सीकरण प्रतिरोध सुनिश्चित करती है।
13. Technology Trends
SMD संकेतक एलईडी का समग्र रुझान उच्च दक्षता (प्रति विद्युत शक्ति इकाई अधिक प्रकाश उत्पादन), बेहतर रंग एकरूपता और संतृप्ति, और अधिक सघन PCB डिजाइन के लिए छोटे पैकेज आकार की ओर निरंतर विकास कर रहा है। साथ ही, प्रतिकूल परिस्थितियों (जैसे उच्च तापमान और आर्द्रता) में विश्वसनीयता बढ़ाने पर भी ध्यान दिया जा रहा है। लघुकरण का बल निरंतर बना हुआ है, और सबसे सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए, चिप स्केल पैकेज (CSP) एलईडी तेजी से आम होती जा रही हैं। इसके अलावा, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे एलईडी चिप के साथ एकीकृत करना (उदाहरण के लिए, निरंतर धारा ड्राइव या रंग मिश्रण के लिए) एक निरंतर विकासशील क्षेत्र है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण 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 उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश 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 तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण 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। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (SDCM) | मैकएडम अंडाकार चरण, जैसे "5-step" | रंग स्थिरता का मात्रात्मक माप, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के लैंपों के बीच रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| 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"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर निरंतर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (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। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मान बेहतर ताप अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन 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 ESD सुरक्षा उपाय करना आवश्यक है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप 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 प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "उपयोगी आयु" को सीधे परिभाषित करना। |
| 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 की रंग एकरूपता 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 | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC की ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता अच्छी और लागत कम है; सिरेमिक की ऊष्मा अपव्यय क्षमता बेहतर और जीवनकाल लंबा है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ़्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से 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 | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग एक अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | 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 पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |