विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी पैरामीटर गहन विवेचना
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
- 3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
- 3.1 Forward Voltage Binning
- 3.2 Luminous Intensity Binning
- 3.3 Dominant Wavelength Binning
- 4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 पैकेज आयाम और ध्रुवता
- 5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट
- 5.3 टेप और रील विनिर्देश
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 Reflow Soldering Profile
- 6.2 हस्त सोल्डरिंग
- 6.3 सफाई
- 7. भंडारण और हैंडलिंग
- 7.1 नमी संवेदनशीलता
- 7.2 Electrostatic Discharge (ESD) Protection
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदन
- 10. Frequently Asked Questions (FAQ)
- 10.1 पीक वेवलेंथ और डॉमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को लगातार 30mA पर चला सकता हूँ?
- 10.3 बिनिंग क्यों महत्वपूर्ण है, और मुझे कौन सा बिन चुनना चाहिए?
- 10.4 क्या हीट सिंक की आवश्यकता है?
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
- 12. Technology Principle Introduction
- 13. Technology Trends
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-C281KSKT एक अल्ट्रा-थिन, सरफेस-माउंट चिप LED है जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें न्यूनतम ऊर्ध्वाधर प्रोफ़ाइल की आवश्यकता होती है। यह उपकरण एक चमकदार पीला प्रकाश उत्पादन करने के लिए AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है। इसके प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता, पर्यावरणीय नियमों का पालन और एक कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर में विश्वसनीय प्रदर्शन हैं।
इस एलईडी का मुख्य लाभ इसकी असाधारण रूप से कम प्रोफ़ाइल 0.35 मिमी है, जो इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां स्थान की कमी महत्वपूर्ण है, जैसे अल्ट्रा-थिन डिस्प्ले, पतले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बैकलाइटिंग, और सघन रूप से भरे पीसीबी में संकेतक लाइटें। इसे 8 मिमी टेप पर पैकेज किया गया है और 7 इंच व्यास के रील्स पर आपूर्ति की जाती है, जो उच्च-गति पिक-एंड-प्लेस विनिर्माण को सुविधाजनक बनाता है।
2. तकनीकी पैरामीटर गहन विवेचना
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
उपकरण की परिचालन सीमाएं 25°C के परिवेश तापमान (Ta) के तहत परिभाषित की गई हैं। इन रेटिंग्स को पार करने से स्थायी क्षति हो सकती है।
- Power Dissipation (Pd): 75 mW. यह एलईडी द्वारा बिना क्षति के ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति की मात्रा है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IF(PEAK)): 80 mA. यह केवल स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में अनुमेय है ताकि अधिक गर्म होने से बचा जा सके।
- Continuous Forward Current (IF): 30 mA DC. यह निरंतर संचालन के लिए अधिकतम अनुशंसित धारा है।
- Reverse Voltage (VR): 5 V. इस सीमा से अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से LED का PN जंक्शन टूट सकता है।
- Operating Temperature Range: -30°C to +85°C. The device is guaranteed to function within this ambient temperature range.
- Storage Temperature Range: -40°C से +85°C.
- इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग की स्थिति: 260°C के शिखर तापमान को अधिकतम 10 सेकंड तक सहन करता है, मानक Pb-free (लेड-मुक्त) सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत।
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
प्रमुख प्रदर्शन मापदंड Ta=25°C और I के एक मानक परीक्षण धारा पर मापे जाते हैंF = 20mA.
- दीप्त तीव्रता (IV): न्यूनतम 28.0 mcd से लेकर अधिकतम 180.0 mcd तक होती है। विशिष्ट मान इस विस्तृत बिनिंग रेंज के भीतर आता है (धारा 3 देखें)। माप CIE फोटोपिक आई-रिस्पॉन्स कर्व से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर का उपयोग करके किया जाता है।
- Viewing Angle (2θ1/2): 130 degrees. This is the full angle at which the luminous intensity drops to half of its value measured on-axis. It indicates a wide, diffuse light emission pattern suitable for area illumination or wide-angle indicators.
- Peak Emission Wavelength (λP): 588 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अपने अधिकतम तक पहुँचता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 587 nm से 597 nm. यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है और जो LED के रंग (पीला) को परिभाषित करता है, जो CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से प्राप्त होता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन आधी चौड़ाई (Δλ): 15 nm. यह पैरामीटर उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या बैंडविड्थ का वर्णन करता है, जिसे अधिकतम तीव्रता के आधे पर मापा जाता है।
- Forward Voltage (VF): विशिष्ट मान 2.4V है, जो 2.0V से निर्दिष्ट अधिकतम तक की सीमा में होता है। यह वह वोल्टेज ड्रॉप है जो 20mA चालन करते समय LED के सिरों पर होता है।
- Reverse Current (IR): 5V के रिवर्स बायस लगाने पर अधिकतम 10 μA।
3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। LTST-C281KSKT तीन-कोड बिनिंग सिस्टम (जैसे, D4-P-K) का उपयोग करता है।
3.1 Forward Voltage Binning
Bins सुनिश्चित करते हैं कि एक सर्किट में एलईडी में समान वोल्टेज ड्रॉप हो, जो समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में करंट असंतुलन को रोकता है।
- Bin D2: VF = 1.80V - 2.00V @20mA
- Bin D3: VF = 2.00V - 2.20V @20mA
- Bin D4: VF = 2.20V - 2.40V @20mA
- Tolerance per bin: ±0.1V
3.2 Luminous Intensity Binning
यह एलईडी को उनके प्रकाश उत्पादन की चमक के आधार पर समूहित करता है।
- Bin N: IV = 28.0 mcd - 45.0 mcd @20mA
- Bin P: IV = 45.0 mcd - 71.0 mcd @20mA
- Bin Q: IV = 71.0 mcd - 112.0 mcd @20mA
- Bin R: IV = 112.0 mcd - 180.0 mcd @20mA
- प्रति बिन सहनशीलता: ±15%
3.3 Dominant Wavelength Binning
रंग-मिलान अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण, यह पीले रंग के सटीक शेड को परिभाषित करता है।
- बिन J: λd = 587.00 nm - 589.50 nm @20mA
- बिन K: λd = 589.50 nm - 592.00 nm @20mA
- Bin L: λd = 592.00 nm - 594.50 nm @20mA
- Bin M: λd = 594.50 nm - 597.00 nm @20mA
- Tolerance per bin: ±1 nm
4. Performance Curve Analysis
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख किया गया है (Fig.1, Fig.6), उनके निहितार्थ AlInGaP एलईडी के लिए मानक हैं।
- I-V (Current-Voltage) Curve: एक डायोड के विशिष्ट घातांकीय संबंध को प्रदर्शित करती है। फॉरवर्ड वोल्टेज एक सकारात्मक तापमान गुणांक दिखाता है, जिसका अर्थ है कि किसी दिए गए करंट के लिए VF जंक्शन तापमान बढ़ने पर थोड़ा कम हो जाता है।
- Luminous Intensity vs. Forward Current: सामान्य संचालन सीमा (30mA तक) में तीव्रता लगभग अग्र धारा के समानुपाती होती है। इस बिंदु से आगे चलाने पर दक्षता में गिरावट और बढ़े हुए तापीय प्रभावों के कारण उप-रैखिक वृद्धि होती है।
- दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान: AlInGaP LEDs का प्रकाश उत्पादन आम तौर पर परिवेश (और जंक्शन) तापमान बढ़ने के साथ घटता है। उच्च-तापमान वातावरण में इस तापीय अवमूल्यन पर विचार किया जाना चाहिए।
- Spectral Distribution: उत्सर्जन स्पेक्ट्रम 588nm (पीला) के आसपास केंद्रित है जिसकी अपेक्षाकृत संकीर्ण आधी चौड़ाई 15nm है, जो अच्छे रंग संतृप्ति का संकेत देती है।
- व्यूइंग एंगल पैटर्न: 130-डिग्री का व्यूइंग एंगल एक नियर-लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न का सुझाव देता है, जहाँ तीव्रता ऑफ-एक्सिस व्यूइंग एंगल पर लगभग कोसाइन-निर्भर होती है।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 पैकेज आयाम और ध्रुवता
The device conforms to an EIA standard package outline. Key dimensional features include the overall height of 0.35mm. The package incorporates a water-clear lens. Polarity is indicated by a cathode mark, typically a notch, green dot, or other visual indicator on the package or tape. The exact marking should be verified from the package drawing.
5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट
रीफ्लो के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ निर्माण सुनिश्चित करने के लिए एक लैंड पैटर्न (सोल्डर पैड फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। यह पैटर्न उचित सोल्डर वेटिंग, रीफ्लो के दौरान घटक के स्व-संरेखण और दीर्घकालिक यांत्रिक विश्वसनीयता को सुविधाजनक बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। टॉम्बस्टोनिंग या खराब सोल्डर कनेक्शन को रोकने के लिए इस अनुशंसित लेआउट का पालन करना महत्वपूर्ण है।
5.3 टेप और रील विनिर्देश
एलईडी उभरी हुई वाहक टेप में एक सुरक्षात्मक कवर टेप के साथ आपूर्ति की जाती हैं, जो 7-इंच (178mm) व्यास की रीलों पर लपेटी जाती हैं।
- पॉकेट पिच: 8mm (कई छोटे एसएमडी घटकों के लिए मानक).
- प्रति रील मात्रा: 5000 pieces.
- अवशेषों के लिए न्यूनतम आदेश मात्रा (MOQ): 500 pieces.
- Missing Components: लगातार अधिकतम दो खाली पॉकेट्स की अनुमति है।
- मानक: पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देशों का अनुपालन करती है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 Reflow Soldering Profile
Pb-free सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए एक सुझाई गई इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्रीहीट: 150°C से 200°C.
- प्रीहीट समय: समान तापन और सोल्डर पेस्ट से सॉल्वेंट वाष्पीकरण के लिए अधिकतम 120 सेकंड की अनुमति दें।
- शिखर तापमान: अधिकतम 260°C।
- Time Above Liquidus (TAL): शिखर तापमान के 5°C के भीतर की अवधि अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित होनी चाहिए। घटक इस शिखर तापमान को अधिकतम दो रीफ्लो चक्रों तक सहन कर सकता है।
प्रोफ़ाइल JEDEC मानकों पर आधारित है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने के लिए, इंजीनियरों को अपने विशिष्ट PCB डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और ओवन के लिए प्रोफ़ाइल का अभिलक्षण निर्धारित करना चाहिए।
6.2 हस्त सोल्डरिंग
यदि मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए:
- Iron Temperature: अधिकतम 300°C.
- सोल्डरिंग समय: प्रति लीड अधिकतम 3 सेकंड.
- सीमा: प्लास्टिक पैकेज और सेमीकंडक्टर डाई को थर्मल क्षति से बचाने के लिए केवल एक हाथ से सोल्डरिंग चक्र की अनुमति है।
6.3 सफाई
नो-क्लीन सोल्डर पेस्ट के साथ रीफ्लो के बाद आमतौर पर सफाई की आवश्यकता नहीं होती है। यदि सफाई आवश्यक है (उदाहरण के लिए, फ्लक्स के साथ हाथ से सोल्डरिंग के बाद):
- अनुशंसित सॉल्वेंट्स: केवल अल्कोहल-आधारित क्लीनर जैसे एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल (IPA) का उपयोग करें।
- प्रक्रिया: एलईडी को सामान्य कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोएं। धीरे से हिलाने का उपयोग किया जा सकता है।
- परहेज करें: अनिर्दिष्ट रासायनिक तरल पदार्थ, अल्ट्रासोनिक सफाई (यांत्रिक तनाव पैदा कर सकती है), या कठोर विलायक जो एपॉक्सी लेंस या पैकेज चिह्नों को नुकसान पहुंचा सकते हैं, का उपयोग न करें।
7. भंडारण और हैंडलिंग
7.1 नमी संवेदनशीलता
LED पैकेज नमी के प्रति संवेदनशील है। अवशोषित नमी के तीव्र वाष्पीकरण के कारण रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" (पैकेज क्रैकिंग) को रोकने के लिए भंडारण स्थितियों का पालन करना महत्वपूर्ण है।
- सीलबंद बैग (मूल पैकेजिंग): ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें। डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी बैग में संग्रहित करने पर शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
- बैग खोलने के बाद: बैग से बाहर निकालने का समय सीमित है। ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहित करने पर रीफ्लो से पहले अनुशंसित "फ्लोर लाइफ" 672 घंटे (28 दिन) है।
- विस्तारित संग्रहण (खुला हुआ): 672 घंटे से अधिक संग्रहण के लिए, घटकों को डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर में या नाइट्रोजन डिसिकेटर में रखें।
- रीबेकिंग: 672 घंटे से अधिक समय तक खुले रहने वाले घटकों को नमी हटाने के लिए सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।
7.2 Electrostatic Discharge (ESD) Protection
एलईडी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से क्षति के प्रति संवेदनशील होते हैं। सभी हैंडलिंग और असेंबली चरणों के दौरान सावधानियां बरतनी चाहिए।
- ऑपरेटरों को ग्राउंडेड कलाई पट्टा या एंटी-स्टैटिक दस्ताने पहनने चाहिए।
- सभी कार्यस्थलों, उपकरणों और उपस्करों को उचित रूप से ग्राउंडेड होना चाहिए।
- कार्य सतहों पर चालक या अपव्ययी मैट्स का उपयोग करें।
- घटकों को ESD-सुरक्षात्मक पैकेजिंग में परिवहन और भंडारण करें।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- स्थिति संकेतक: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (राउटर, सेट-टॉप बॉक्स, स्मार्ट होम डिवाइस), कार्यालय उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण पैनल में बिजली, कनेक्टिविटी और कार्य स्थिति प्रकाश।
- बैकलाइटिंग: पतले उपकरणों में एलसीडी डिस्प्ले के लिए एज-लिट या डायरेक्ट बैकलाइटिंग, कीपैड प्रकाश और आइकन बैकलाइटिंग जहां ऊंचाई सीमित है।
- ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग: डैशबोर्ड संकेतक, स्विच प्रकाश व्यवस्था, और परिवेश प्रकाश व्यवस्था (विशिष्ट ऑटोमोटिव-ग्रेड आवश्यकताओं के सत्यापन के अधीन).
- पोर्टेबल और वियरेबल डिवाइसेस: स्मार्टफोन, टैबलेट और फिटनेस ट्रैकर में बैटरी स्तर संकेतक, सूचना प्रकाश जो अति-पतले प्रोफाइल से लाभान्वित होते हैं।
8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- Current Limiting: हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करें। रेसिस्टर वैल्यू की गणना R = (Vसप्लाई - VF) / I का उपयोग करके करें।Fसीधे वोल्टेज स्रोत से न जोड़ें।
- थर्मल प्रबंधन: हालांकि बिजली अपव्यय कम है, विशेष रूप से अधिकतम धारा के निकट या उच्च परिवेशी तापमान में कार्य करते समय, गर्मी को दूर संचालित करने के लिए पर्याप्त PCB तांबा क्षेत्र या सोल्डर पैड के नीचे थर्मल वाया सुनिश्चित करें। यह चमकदार आउटपुट और दीर्घायु बनाए रखता है।
- समानांतर कनेक्शन: एकल वोल्टेज स्रोत से कई एलईडी को सीधे समानांतर में जोड़ने से बचें। V में मामूली भिन्नताएंF महत्वपूर्ण करंट असंतुलन पैदा कर सकती हैं, जिससे एक एलईडी अधिकांश करंट ले लेती है। प्रत्येक एलईडी के लिए अलग-अलग करंट-सीमित रोकनेवाला या कई चैनलों वाला निरंतर-करंट ड्राइवर उपयोग करें।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: 130 डिग्री का व्यापक दृश्य कोण अच्छी ऑफ-एक्सिस दृश्यता प्रदान करता है। केंद्रित प्रकाश के लिए, बाहरी लेंस या लाइट गाइड की आवश्यकता हो सकती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदन
LTST-C281KSKT अपनी श्रेणी में विशिष्ट लाभ प्रदान करता है:
- vs. Standard Thickness LEDs (0.6mm+): प्राथमिक अंतर 0.35mm की ऊंचाई है, जो स्थान-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में डिज़ाइन को सक्षम बनाती है जहां पारंपरिक LEDs फिट नहीं हो सकते।
- vs. Other Yellow LED Technologies: AlInGaP अर्धचालक सामग्री का उपयोग, GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, उच्च चमकदार दक्षता (विद्युत शक्ति की प्रति इकाई अधिक प्रकाश उत्पादन), बेहतर तापमान स्थिरता और श्रेष्ठ रंग शुद्धता (संकीर्ण स्पेक्ट्रम) प्रदान करता है।
- बनाम नॉन-रील पैकेज्ड एलईडी: 8mm टेप-ऑन-रील पैकेजिंग बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है, जो उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है, जिससे असेंबली समय और लागत कम होती है।
- अनुपालन: यह RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देशों का पालन करता है और एक Green Product के रूप में वर्गीकृत है, जो कई वैश्विक बाजारों में बेचे जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है।
10. Frequently Asked Questions (FAQ)
10.1 पीक वेवलेंथ और डॉमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
पीक वेवलेंथ (λP): वह शाब्दिक, भौतिक तरंगदैर्ध्य जिस पर एलईडी सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करती है। इसका मापन सीधे स्पेक्ट्रम से किया जाता है।
प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): मानवीय रंग धारणा (CIE चार्ट) पर आधारित एक परिकलित मान। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की होगी और जो एलईडी के ब्रॉड-स्पेक्ट्रम आउटपुट के समान रंग प्रतीत होगी। रंग परिभाषा और मिलान के लिए, डॉमिनेंट वेवलेंथ अधिक प्रासंगिक पैरामीटर है।
10.2 क्या मैं इस LED को लगातार 30mA पर चला सकता हूँ?
हाँ, 30mA अधिकतम रेटेड DC फॉरवर्ड करंट है। हालाँकि, इष्टतम दीर्घायु और बढ़े हुए परिवेश के तापमान जैसी वास्तविक दुनिया की स्थितियों को ध्यान में रखते हुए, इस मान को डीरेट करना अच्छी इंजीनियरिंग प्रथा मानी जाती है। 20mA (मानक परीक्षण स्थिति) या उससे कम पर संचालन करने से LED का परिचालन जीवन काफी बढ़ जाएगा और प्रकाश उत्पादन अधिक स्थिर रहेगा।
10.3 बिनिंग क्यों महत्वपूर्ण है, और मुझे कौन सा बिन चुनना चाहिए?
Binning किसी एप्लिकेशन के भीतर उपस्थिति और प्रदर्शन में स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, कई स्टेटस एलईडी के एक पैनल में, विभिन्न तीव्रता या तरंगदैर्ध्य बिन से एलईडी का उपयोग करने से दृश्यमान रूप से भिन्न चमक और रंग के शेड उत्पन्न होंगे।
अपनी एप्लिकेशन की आवश्यकताओं के आधार पर बिन चुनें: कस्टम रंग मिलान (जैसे, ब्रांड-विशिष्ट पीला) के लिए, एक संकीर्ण प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन (J, K, L, या M) निर्दिष्ट करें। कई इकाइयों में सुसंगत चमक के लिए, एक ज्योति तीव्रता बिन (N, P, Q, या R) निर्दिष्ट करें। समानांतर स्ट्रिंग्स में करंट बैलेंसिंग के लिए, एक फॉरवर्ड वोल्टेज बिन (D2, D3, D4) निर्दिष्ट करें।
10.4 क्या हीट सिंक की आवश्यकता है?
30mA या उससे कम पर संचालित एक एकल एलईडी के लिए आमतौर पर एक समर्पित हीट सिंक की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि इसकी शक्ति क्षय केवल 75mW है। हालांकि, पीसीबी स्तर पर प्रभावी थर्मल प्रबंधन आवश्यक है। इसका अर्थ है एलईडी के सोल्डर पैड से जुड़े पर्याप्त तांबे के क्षेत्र (थर्मल पैड) प्रदान करना ताकि गर्मी को पीसीबी सब्सट्रेट में संचालित किया जा सके, जो एक हीट स्प्रेडर के रूप में कार्य करता है। यह एलईडी के ऐरे या उच्च-तापमान वातावरण में संचालन के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
परिदृश्य: एक हैंडहेल्ड मेडिकल डिवाइस के लिए कम बैटरी संकेतक डिजाइन करना। संकेतक क्षेत्र में पीसीबी और सभी घटकों के लिए डिवाइस आवास की आंतरिक ऊंचाई सीमा 0.5 मिमी है।
चुनौती: 0.6 मिमी ऊंचाई वाला एक मानक एलईडी फिट नहीं होगा।
समाधान: LTST-C281KSKT, जिसकी ऊंचाई 0.35mm है, का चयन किया गया है। 3.3V आपूर्ति के लिए एक करंट-सीमित रोकनेवाला की गणना की गई है: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45Ω। एक 47Ω मानक मूल्य रोकनेवाला चुना गया है, जिसके परिणामस्वरूप IF ≈ 19mA होता है। 130-डिग्री का व्यापक व्यूइंग एंगल सुनिश्चित करता है कि संकेतक विभिन्न कोणों से दिखाई दे। पीले रंग को एक सार्वभौमिक सावधानी/चेतावनी संकेतक के रूप में चुना गया है। टेप-एंड-रील पैकेजिंग स्वचालित असेंबली की अनुमति देती है, जिससे विनिर्माण दक्षता और विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।
12. Technology Principle Introduction
LTST-C281KSKT, AlInGaP अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर आधारित है। यह सामग्री III-V समूह से एक यौगिक अर्धचालक है। जब एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। सक्रिय परत में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फाइड की विशिष्ट संरचना अर्धचालक की बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। पीले प्रकाश (~590nm) के लिए, एक विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा इंजीनियर की जाती है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।
13. Technology Trends
संकेतक और बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए SMD एलईडी में सामान्य प्रवृत्ति इस ओर बनी हुई है:
- बढ़ी हुई दक्षता: ऐसी सामग्री और संरचनाएं विकसित करना जो प्रति वाट अधिक लुमेन (lm/W) उत्पन्न करें, जिससे समान प्रकाश उत्पादन के लिए बिजली की खपत कम हो।
- लघुरूपण: पैकेज आकार (फुटप्रिंट और ऊंचाई) में और कमी ताकि और भी पतले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण संभव हो सकें। इस डिवाइस की 0.35mm ऊंचाई इसी प्रवृत्ति का हिस्सा है।
- बेहतर कलर रेंडरिंग और गैमट: डिस्प्ले बैकलाइटिंग के लिए, संकीर्ण स्पेक्ट्रल पीक और विशिष्ट तरंग दैर्ध्य वाले एलईडी की ओर रुझान है ताकि व्यापक कलर गैमट (जैसे, Rec. 2020) सक्षम हो सके।
- उच्च विश्वसनीयता और जीवनकाल: पैकेजिंग सामग्रियों (एपॉक्सी, सिलिकॉन) और डाई अटैच प्रौद्योगिकियों में उन्नति, जो उच्च जंक्शन तापमान और कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों को सहन करने में सक्षम हैं, जिससे संचालन जीवनकाल बढ़ता है।
- एकीकरण: एकल पैकेज में कई एलईडी चिप्स (आरजीबी, आरजीबीडब्ल्यू) को शामिल करना या सरलीकृत डिजाइन ("स्मार्ट एलईडी") के लिए ड्राइविंग इलेक्ट्रॉनिक्स (आईसी) को एलईडी के साथ एकीकृत करना।
एलईडी विनिर्देशन शब्दावली
एलईडी तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| प्रकाशीय प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | बिजली के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, उच्च का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (lumens) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे स्वर का संकेत देते हैं। | प्रकाश वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | Unitless, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), jaise ki, 620nm (laal) | Rangin LEDs ke rang ke anuroop taldherav. | Laal, peele, hare ekrang LEDs ke rang ka hue nirdhaarit karta hai. |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | तरंगदैर्ध्य के पार तीव्रता वितरण दिखाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | Minimum voltage to turn on LED, like "starting threshold". | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | यदि | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम स्पंद धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग मंद प्रकाश या चमकने के लिए किया जाता है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे एलईडी सहन कर सकती है, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | Ability to withstand electrostatic discharge, higher means less vulnerable. | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से जीवनकाल दोगुना हो सकता है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (hours) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED "service life" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की अवधारणा को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | Material degradation | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, प्रकाशीय/तापीय इंटरफ़ेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में बदलता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| Lens/Optics | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर प्रकाशीय संरचना। | देखने के कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | Binning Content | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Code e.g., 2G, 2H | Grouped by brightness, each group has min/max lumen values. | Ensures uniform brightness in same batch. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान में सहायता करता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | LED जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | Energy efficiency certification | Energy efficiency and performance certification for lighting. | Used in government procurement, subsidy programs, enhances competitiveness. |