सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ
- इस LED का प्राथमिक लक्षित बाजार ऑटोमोटिव उद्योग है, विशेष रूप से एक्सेसरी अनुप्रयोग। इसका मजबूत डिज़ाइन और प्रमाणीकरण इसे वाहनों में कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल बनाता है। संभावित उपयोग के मामलों में इंटीरियर लाइटिंग, डैशबोर्ड संकेतक, स्विच बैकलाइट और वाहन के केबिन में अन्य गैर-महत्वपूर्ण प्रकाश व्यवस्था कार्य शामिल हैं।
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन और वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 तापीय विशेषताएँ
- 2.3 25°C पर प्रकाशविद्युत विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) ग्रेडिंग
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी/लुमिनस फ्लक्स (Iv) ग्रेडिंग
- 3.3 रंग (क्रोमा) ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 अनुशंसित PCB माउंटिंग पैड लेआउट
- 5.3 ध्रुवीयता पहचान
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 IR रीफ्लो वेल्डिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 6.2 भंडारण और संचालन
- 6.3 सफाई
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
- 7.2 लेबल जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 क्या मैं इस LED को 50mA पर निरंतर कार्य करने के लिए बना सकता हूँ?
- 10.2 लुमेन (lm) और कैंडेला (mcd) में क्या अंतर है?
- 10.3 भंडारण और बेकिंग प्रक्रियाएँ इतनी महत्वपूर्ण क्यों हैं?
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस अध्ययन
- 12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 13. उद्योग प्रवृत्तियाँ और विकास
1. उत्पाद अवलोकन
LTSA-S089ZWETU एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है, जो स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है। यह घटक इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) अर्धचालक का उपयोग करके सफेद प्रकाश उत्पन्न करता है, जिसे फिर पीले लेंस के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है। इसका डिज़ाइन विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में विश्वसनीयता और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए किया गया है।
1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ
- पर्यावरण अनुपालन:यह उत्पाद "हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध निर्देश" (RoHS) के अनुरूप है।
- स्वचालित पैकेजिंग:8mm कैरियर टेप पैकेजिंग में, 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा गया, उच्च गति सतह माउंट असेंबली प्रक्रिया के लिए सुविधाजनक।
- आर्द्रता संवेदनशीलता:JEDEC आर्द्रता संवेदनशीलता स्तर 2a की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पूर्व-उपचार किया गया है, जो रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
- ऑटोमोटिव ग्रेड प्रमाणन:प्रमाणन प्रक्रिया AEC-Q102 मानक का संदर्भ लेती है, जो ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में पृथक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अर्धचालकों के लिए तनाव परीक्षण प्रमाणन है।
- Standardized Packaging:Uses Electronic Industries Alliance (EIA) standard package outlines.
- Compatibility:यह उपकरण एकीकृत सर्किट (IC) के साथ संगत है और स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के लिए उपयुक्त है।
- सोल्डरिंग प्रक्रिया:इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत, जो लीड-मुक्त असेंबली के लिए मानक प्रक्रिया है।
इस LED का प्राथमिक लक्षित बाजार ऑटोमोटिव उद्योग है, विशेष रूप से एक्सेसरी अनुप्रयोग। इसका मजबूत डिज़ाइन और प्रमाणीकरण इसे वाहनों में कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल बनाता है। संभावित उपयोग के मामलों में इंटीरियर लाइटिंग, डैशबोर्ड संकेतक, स्विच बैकलाइट और वाहन के केबिन में अन्य गैर-महत्वपूर्ण प्रकाश व्यवस्था कार्य शामिल हैं।
1.2 लक्ष्य बाजार एवं अनुप्रयोग
2. तकनीकी मापदंड: गहन और वस्तुनिष्ठ व्याख्या
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन से प्रदर्शन की गारंटी नहीं है।
- Power Dissipation (Pd):170 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज अपनी तापीय सीमा से अधिक हुए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
- शिखर अग्र धारा (IFP):100 mA। यह अधिकतम अनुमत तात्कालिक धारा है, जो आमतौर पर स्पंद स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में निर्दिष्ट की जाती है, ताकि अत्यधिक गर्म होने से रोका जा सके।
- DC forward current (IF):50 mA। यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है।
- Operating and storage temperature range:-40°C से +100°C। यह व्यापक सीमा कठोर वातावरण में कार्यक्षमता सुनिश्चित करती है, ठंडे स्टार्ट से लेकर उच्च तापमान वाले इंजन डिब्बे तक।
2.2 तापीय विशेषताएँ
LED के प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए ऊष्मा प्रबंधन महत्वपूर्ण है। अत्यधिक जंक्शन तापमान प्रकाश उत्पादन में कमी और विफलता को तेज कर सकता है।
- थर्मल प्रतिरोध, जंक्शन से पर्यावरण (RθJA):400 °C/W (टाइपिकल)। 16mm² कॉपर पैड वाले FR4 सब्सट्रेट पर मापा गया, यह मान अर्धचालक जंक्शन से आसपास की हवा में गर्मी के संचालन की दक्षता को दर्शाता है। कम मान बेहतर होता है।
- थर्मल प्रतिरोध, जंक्शन से सोल्डर पॉइंट (RθJS):220 °C/W (टाइपिकल)। यह आमतौर पर डिज़ाइन के लिए अधिक उपयोगी मीट्रिक है, क्योंकि यह जंक्शन से PCB पैड (वह स्थान जहां से अधिकांश गर्मी संचालित होती है) तक के प्रतिरोध को मापता है। यह मान ऑपरेशन के दौरान वास्तविक जंक्शन तापमान की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
- अधिकतम जंक्शन तापमान (TJ):125 °C। सेमीकंडक्टर जंक्शन तापमान की पूर्ण ऊपरी सीमा।
2.3 25°C पर प्रकाशविद्युत विशेषताएँ
ये मापदंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=20mA), जो डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करता है।
- ल्यूमिनस फ्लक्स (Φv):7 lm (टाइपिकल), रेंज 6 से 8 lm। यह उत्सर्जित कुल अनुभवित प्रकाश शक्ति है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv):2450 mcd (टाइपिकल), रेंज 2100 से 2800 mcd। यह केंद्रीय अक्ष के साथ मापी गई प्रति यूनिट ठोस कोण प्रकाश शक्ति (कैंडेला) है। उच्च मान उज्ज्वल और केंद्रित आउटपुट को दर्शाता है।
- दृष्टिकोण (2θ)1/2):120 डिग्री (विशिष्ट मान)। यह वह पूर्ण कोण है जब प्रकाश की तीव्रता अपने अक्षीय मान की आधी हो जाती है। 120 डिग्री का कोण बहुत चौड़ी बीम प्रदान करता है, जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
- क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (x, y):(0.32, 0.31) विशिष्ट मान। ये CIE 1931 निर्देशांक LED के श्वेत बिंदु रंग को परिभाषित करते हैं। ग्रेडिंग प्रक्रिया के दौरान, इन निर्देशांकों के लिए सहनशीलता ±0.01 है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):20mA पर 2.8V से 3.4V, विशिष्ट मान लगभग इस सीमा के मध्य में होता है। प्रत्येक ग्रेड के भीतर सहनशीलता ±0.1V है।
- ESD विद्युत सहनशीलता वोल्टेज:2 kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल, HBM)। यह रेटिंग मध्यम स्तर की इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सुरक्षा क्षमता को इंगित करती है, जो नियंत्रित विनिर्माण वातावरण के लिए उपयुक्त है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
उत्पादन में प्रदर्शन स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। LTSA-S089ZWETU एक तीन-कोड प्रणाली का उपयोग करता है: Vf / Iv / रंग (उदाहरण के लिए, D7/Y5/W30)।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) ग्रेडिंग
समानांतर सर्किट में या कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित होने पर समान चमक और करंट खपत सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को 20mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर समूहीकृत किया जाता है।
- गियर D7:Vf = 2.8V से 3.0V
- गियर D8:Vf = 3.0V से 3.2V
- ग्रेड D9:Vf = 3.2V से 3.4V
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी/लुमिनस फ्लक्स (Iv) ग्रेडिंग
यह ग्रेडिंग एक समान प्रकाश उत्पादन स्तर सुनिश्चित करती है। प्रत्येक ग्रेड के लिए प्रकाश प्रवाह (lm) और अक्षीय चमक तीव्रता (mcd) निर्दिष्ट की गई है।
- ग्रेड Y5:6.0-6.5 lm / 2100-2275 mcd
- गियर Y6:6.5-7.0 lm / 2275-2450 mcd
- गियर Y7:7.0-7.5 lm / 2450-2625 mcd
- गियर Y8:7.5-8.0 lm / 2625-2800 mcd
प्रत्येक बिन में तीव्रता/ल्यूमिनस फ्लक्स सहनशीलता ±10% है।
3.3 रंग (क्रोमा) ग्रेडिंग
कई LED के एक साथ उपयोग वाले अनुप्रयोगों में, रंग एकरूपता महत्वपूर्ण है। बिनिंग CIE 1931 (x, y) क्रोमैटिसिटी निर्देशांक के आधार पर की जाती है।
- ग्रेड W30:यह ग्रेड CIE आरेख पर एक चतुर्भुज द्वारा परिभाषित किया गया है, जिसके कोणीय बिंदुओं के निर्देशांक (x, y) हैं: बिंदु 1 (0.312, 0.283), बिंदु 2 (0.306, 0.316), बिंदु 3 (0.331, 0.340), बिंदु 4 (0.331, 0.307)। एक ही उत्पादन बैच के भीतर सभी एलईडी के रंग निर्देशांक ±0.01 की सहनशीलता के साथ इस क्षेत्र के भीतर होंगे।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में स्थानिक वितरण आरेख (चित्र 2) प्रदान किया गया है। यह ध्रुवीय आरेख 120-डिग्री देखने के कोण को स्पष्ट रूप से दर्शाता है, जो दिखाता है कि कैसे दीप्त तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) से दूर अवलोकन कोण के साथ कम हो जाती है। वाइड-एंगल एलईडी के लिए, उनकी प्रकाश तीव्रता वितरण पैटर्न आमतौर पर लैम्बर्टियन या बैट-विंग प्रकार का होता है, जो एक संकीर्ण स्पॉटलाइट के बजाय एक विस्तृत क्षेत्र में समान प्रकाश व्यवस्था सुनिश्चित करता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
यह एलईडी उद्योग-मानक एसएमडी पैकेज में आती है। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, और जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.2 मिमी है। बेहतर सोल्डरबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध के लिए पैकेज का सोने से प्लेटेड संस्करण उपलब्ध है। लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और पिन/पैड पिच सहित विस्तृत आयाम चित्र मूल स्पेसिफिकेशन शीट में शामिल हैं।
5.2 अनुशंसित PCB माउंटिंग पैड लेआउट
इन्फ्रारेड या वेपर फेज रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए पैड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है। यह अनुशंसित पैड लेआउट अच्छे सोल्डर जोड़ों के निर्माण, ऊष्मा अपव्यय और यांत्रिक स्थिरता को सुनिश्चित करता है। निर्दिष्ट तापीय प्रदर्शन (RθJS) प्राप्त करने के लिए इस डिज़ाइन का पालन करना महत्वपूर्ण है।
5.3 ध्रुवीयता पहचान
कैथोड आमतौर पर डिवाइस बॉडी पर चिह्नित होता है, जो आमतौर पर लेंस या पैकेज पर हरे रंग की टोन, खांचे या कटे हुए कोने के रूप में प्रकट होता है। असेंबली के दौरान रिवर्स इंस्टालेशन को रोकने के लिए पीसीबी सिल्क स्क्रीन द्वारा कैथोड पैड को स्पष्ट रूप से इंगित किया जाना चाहिए।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
6.1 IR रीफ्लो वेल्डिंग तापमान प्रोफ़ाइल
विस्तृत रिफ्लो तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जो J-STD-020 लीड-फ्री प्रक्रिया मानक के अनुरूप है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्रीहीट:तापमान 150-200°C तक बढ़ाएं।
- सोक/प्रीहीट समय:तापमान संतुलन और फ्लक्स सक्रियण के लिए अधिकतम 120 सेकंड।
- शिखर तापमान:अधिकतम 260°C। तरलस रेखा से ऊपर (उदाहरण के लिए 217°C) समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि LED पैकेजिंग और एपॉक्सी लेंस पर तापीय प्रतिबल को न्यूनतम किया जा सके।
- शीतलन दर:थर्मल शॉक को रोकने के लिए नियंत्रित किया जाता है।
6.2 भंडारण और संचालन
नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 2a उपकरण के रूप में:
- सीलबंद बैग:≤30°C और ≤70% RH की स्थिति में संग्रहित करें। बैग सील करने की तारीख के एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
- खोलने के बाद:≤30°C और ≤60% RH की स्थिति में संग्रहित करें। एक्सपोजर के बाद 4 सप्ताह के भीतर IR रीफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की सिफारिश की जाती है।
- दीर्घकालिक भंडारण (खोला गया):डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में संग्रहित करें।
- पुनः बेकिंग:यदि 4 सप्ताह से अधिक समय तक खुला रखा गया हो, तो वेल्डिंग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान 'पॉपकॉर्न' प्रभाव को रोकने के लिए कम से कम 48 घंटे के लिए 60°C पर बेक करना चाहिए।
6.3 सफाई
यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करें। कमरे के तापमान पर LED को एक मिनट से अधिक समय तक इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में डुबोना स्वीकार्य है। ऐसे शक्तिशाली या अनिर्दिष्ट रसायनों के उपयोग से बचें जो एपॉक्सी लेंस या पैकेज मार्किंग को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
LED को 8mm चौड़ी इम्बॉस्ड कैरियर टेप में पैक किया गया है। टेप को मानक 7 इंच (178mm) व्यास के रील पर लपेटा गया है। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश का अनुपालन करती है। स्पेसिफिकेशन शीट ड्राइंग में पॉकेट आकार, कैरियर टेप पिच और रील हब के महत्वपूर्ण आयाम विवरण प्रदान किए गए हैं।
7.2 लेबल जानकारी
रील लेबल में पार्ट नंबर (LTSA-S089ZWETU) और वोल्टेज (Vf), तीव्रता (Iv) और रंग (उदाहरण के लिए, D7/Y5/W30) के लिए विशिष्ट बिनिंग कोड शामिल होते हैं। यह एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुसार सटीक ट्रेसबिलिटी और चयन की सुविधा प्रदान करता है।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग:मैप लैंप, रीडिंग लैंप, फुटवेल लाइटिंग और सामान्य केबिन परिवेश प्रकाश व्यवस्था।
- संकेतक और बैकलाइट:बटन, स्विच और डैशबोर्ड ग्राफिक्स की बैकलाइटिंग। इन्फोटेनमेंट या क्लाइमेट कंट्रोल सिस्टम की स्थिति संकेतक।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:उन उपकरणों के लिए उपयुक्त जिन्हें उज्ज्वल, चौड़े कोण वाली सफेद रोशनी और स्वचालित संयोजन की आवश्यकता होती है।
8.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- करंट ड्राइव:LED को हमेशा कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत के बजाय कॉन्स्टेंट करंट स्रोत से ड्राइव करें। निर्दिष्ट ऑप्टिकल विशेषताओं के लिए, अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट 20mA है। 50mA डीसी करंट से अधिक पूर्ण अधिकतम रेटिंग का उल्लंघन करेगा।
- थर्मल डिज़ाइन:अपेक्षित जंक्शन तापमान (TJ) की गणना करने के लिए सूत्र का उपयोग करें: TJ= TA+ (RθJA× PD), जहाँ PD= VF× IFविश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, T को 125°C से काफी नीचे रखा जाना चाहिए।Jअनुशंसित PCB पैड लेआउट और पर्याप्त तांबे के क्षेत्र का उपयोग करके ऊष्मा अपव्यय सुनिश्चित करें।
- प्रकाशिकी डिजाइन:120-डिग्री व्यूइंग एंगल बहुत व्यापक प्रकीर्णन प्रदान करता है। अधिक केंद्रित प्रकाश किरण के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस या परावर्तक) की आवश्यकता होती है।
- ESD सुरक्षा:हालांकि रेटिंग 2kV HBM है, लेकिन PCB पर मानक ESD सुरक्षा उपायों (जैसे ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेशन डायोड) को लागू करना एक अच्छा अभ्यास है, खासकर ऑटोमोटिव वातावरण में।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTSA-S089ZWETU अपनी विशेषताओं के संयोजन के माध्यम से अंतर पैदा करता है जो विशेष रूप से ऑटोमोटिव पार्ट्स बाजार के लिए तैयार किया गया है:
- ऑटोमोटिव ग्रेड प्रमाणन:संदर्भ AEC-Q102 वाणिज्यिक-ग्रेड LED से एक महत्वपूर्ण अंतर है, जिसका अर्थ है कि अधिक कठोर पर्यावरणीय तनाव स्थितियों (तापमान चक्र, आर्द्रता, आदि) के तहत परीक्षण किया गया है।
- व्यापक कार्यशील तापमान सीमा:-40°C से +100°C की सीमा विशिष्ट वाणिज्यिक LED विनिर्देशों से परे है, जो आमतौर पर +85°C तक सीमित होते हैं।
- विशिष्ट रंग ग्रेडिंग (W30):परिभाषित व्हाइट पॉइंट प्रदान किया गया है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें कई इकाइयों के बीच रंग स्थिरता की आवश्यकता होती है।
- उच्च चमकदार तीव्रता:20mA पर 2450 mcd का विशिष्ट मान, चौड़े कोण वाले SMD LED के लिए यह अपेक्षाकृत उच्च आउटपुट है, जो अच्छी चमक दक्षता प्रदान करता है।
10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 क्या मैं इस LED को 50mA पर निरंतर कार्य करने के लिए बना सकता हूँ?
हालांकि DC फॉरवर्ड करंट की पूर्ण अधिकतम रेटिंग 50mA है, लेकिन ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ 20mA पर निर्दिष्ट हैं। 50mA पर संचालन से अधिक प्रकाश उत्पन्न होगा, लेकिन काफी अधिक ऊष्मा भी उत्पन्न होगी (बिजली की खपत लगभग Vf * 50mA के बराबर)। इससे जंक्शन तापमान बढ़ेगा, जिससे जीवनकाल कम हो सकता है और प्रकाश उत्पादन में तेजी से कमी आ सकती है। यदि अधिकतम करंट के करीब संचालन की योजना है, तो संपूर्ण थर्मल विश्लेषण आवश्यक है।
10.2 लुमेन (lm) और कैंडेला (mcd) में क्या अंतर है?
प्रकाश प्रवाह (लुमेन) LED द्वारा सभी दिशाओं में उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की कुल मात्रा को मापता है। दीप्त तीव्रता (कैंडेला) मापती है कि किसी विशिष्ट दिशा (आमतौर पर इसके केंद्रीय अक्ष के साथ) से देखने पर LED कितनी चमकदार दिखती है। इस LED में उच्च अक्षीय तीव्रता (mcd) है, लेकिन इसकी किरण पुंज चौड़ी (120°) भी है, इसलिए कुल प्रकाश प्रवाह (lm) मध्यम है। क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए, प्रकाश प्रवाह अधिक प्रासंगिक है; दिशात्मक संकेतक प्रकाश के लिए, दीप्त तीव्रता अधिक प्रासंगिक है।
10.3 भंडारण और बेकिंग प्रक्रियाएँ इतनी महत्वपूर्ण क्यों हैं?
एपॉक्सी-आधारित पैकेजिंग हवा से नमी अवशोषित कर लेती है। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो जाती है, जिससे आंतरिक दबाव पैदा होता है। इससे एपॉक्सी और लीड फ्रेम के बीच परतों का अलग होना (डिलैमिनेशन) या यहां तक कि पैकेजिंग में दरार ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) पड़ सकती है, जिससे तत्काल या संभावित विफलता हो सकती है। MSL 2a हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करने से इस विफलता मोड को रोका जा सकता है।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस अध्ययन
परिदृश्य: ऑटोमोटिव सेंटर कंसोल बैकलाइट डिजाइन करना।डिज़ाइनरों को कई बटनों और एक छोटे ग्राफिकल डिस्प्ले को रोशन करने की आवश्यकता थी। उन्होंने LTSA-S089ZWETU का चयन किया क्योंकि इसमें ऑटोमोटिव-ग्रेड प्रमाणन, सफेद प्रकाश और चौड़ा देखने का कोण है। उन्होंने प्रत्येक LED के लिए 20mA निरंतर-धारा ड्राइव IC का उपयोग करते हुए, अनुशंसित पैड लेआउट के साथ PCB डिज़ाइन किया। सभी बटनों पर चमक और रंग की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए उन्होंने समान तीव्रता ग्रेड (जैसे Y6) और रंग ग्रेड (जैसे W30) से LED का चयन किया। PCB डिज़ाइन में, ताप अपव्यय में सहायता के लिए ग्राउंड प्लेन को LED पैड से जोड़ा गया। असेंबली प्रक्रिया के दौरान, सील्ड रील का उपयोग उनके शेल्फ जीवन के भीतर किया गया और IR रीफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल का सख्ती से पालन किया गया। अंतिम उत्पाद ने एक समान, विश्वसनीय प्रकाश व्यवस्था प्रदान की जो ऑटोमोटिव तापमान और जीवनकाल आवश्यकताओं को पूरा करती है।
12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
LTSA-S089ZWETU इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) अर्धचालक तकनीक पर आधारित है। सफेद प्रकाश LED में, नीला प्रकाश उत्सर्जित करने वाले InGaN चिप को फॉस्फर परत के साथ लेपित किया जाता है। जब चिप नीला प्रकाश उत्सर्जित करती है, तो फॉस्फर इसके एक हिस्से को अवशोषित कर लेता है और लंबी तरंग दैर्ध्य (पीला प्रकाश, लाल प्रकाश) में पुनः प्रकाश उत्सर्जित करता है। शेष नीला प्रकाश और फॉस्फर-परिवर्तित प्रकाश का संयोजन मानव आँख को सफेद दिखाई देता है। पीला लेंस अंतिम फिल्टर के रूप में कार्य करता है, संभवतः रंग तापमान को समायोजित करने या एक विशिष्ट सौंदर्य प्रभाव प्रदान करने के लिए। यह फॉस्फर-रूपांतरण सफेद प्रकाश LED तकनीक कुशल है और विभिन्न श्वेत बिंदु बना सकती है।
13. उद्योग प्रवृत्तियाँ और विकास
ऑटोमोटिव और सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए SMD LED के रुझान उच्च दीप्त प्रभावकारिता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI), और उच्च जंक्शन तापमान पर उच्च विश्वसनीयता की दिशा में जारी हैं। साथ ही, पैकेजिंग भी लघुकरण की ओर बढ़ रही है, जबकि प्रकाश उत्पादन को बनाए रखा या बढ़ाया जा रहा है। इसके अतिरिक्त, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे LED के साथ एकीकृत करने वाली स्मार्ट लाइटिंग प्रणालियाँ तेजी से आम होती जा रही हैं। ऑटोमोटिव इंटीरियर के लिए, मल्टी-कलर और डिमिंग क्षमताओं वाली गतिशील एंबिएंट लाइटिंग एक विकासशील रुझान है, हालाँकि यह विशिष्ट घटक लागत-प्रभावी, कार्यात्मक प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त एक मोनोक्रोमैटिक स्थैतिक समाधान है।
LED विनिर्देशन 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 बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी 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 हो जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के क्षेत्र और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| कलर टेम्परेचर (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य को निर्धारित 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 आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (SDCM) | मैकएडम अंडाकार चरण संख्या, जैसे "5-step" | रंग स्थिरता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतान (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 | Symbol | 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 स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद 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 | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत शीतलन डिजाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| 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, 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 अंडाकार | 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 | दीर्घकालिक 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। | फ्लिप-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 फॉस्फोरस प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए 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 विभेदीकरण श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की 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 की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, 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। | अंतरराष्ट्रीय 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। |