सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electrical and Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग
- 3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 डिवाइस आकार और ध्रुवीयता
- 5.2 अनुशंसित पैड डिज़ाइन
- 5.3 कैरियर टेप और रील पैकेजिंग विनिर्देश
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
- 6.2 भंडारण एवं संचालन सावधानियाँ
- 6.3 सफाई
- 7. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
- 7.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
- 7.3 थर्मल प्रबंधन
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 11. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 12. तकनीकी रुझान और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-C194KSKT आधुनिक स्थान-सीमित इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है। यह अल्ट्रा-थिन चिप LED श्रेणी से संबंधित है, जिसकी प्रोफ़ाइल ऊंचाई केवल 0.30 मिलीमीटर है। यह इसे उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श विकल्प बनाता है जहां घटक ऊंचाई एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन कारक है, जैसे अल्ट्रा-थिन डिस्प्ले, मोबाइल उपकरण और बैकलाइट मॉड्यूल।
यह डिवाइस अपने प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र के रूप में AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है। यह सामग्री प्रणाली एम्बर से लाल स्पेक्ट्रमी सीमा में उच्च दक्षता वाला प्रकाश उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। इस विशिष्ट मॉडल में, इसे पीला प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। LED एक पारदर्शी लेंस में एनकैप्सुलेटेड है, जो अधिकतम प्रकाश निष्कर्षण और एक विस्तृत देखने के कोण को सक्षम बनाता है। यह उद्योग-मानक 8 मिलीमीटर कैरियर टेप पैकेजिंग में आता है और 7 इंच व्यास वाले रील पर आपूर्ति की जाती है, जो इसे बड़े पैमाने पर उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले स्वचालित उच्च-गति प्लेसमेंट उपकरणों के साथ पूरी तरह से संगत बनाता है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस एलईडी का प्रमुख लाभ इसकी अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल और AlInGaP चिप तकनीक से प्राप्त उच्च चमक आउटपुट का संयोजन है। यह RoHS (प्रतिबंधित पदार्थ) निर्देश का अनुपालन करता है, जिससे यह सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले वैश्विक बाजारों के लिए एक "हरित" उत्पाद बन जाता है। यह उपकरण सामान्य सोल्डरिंग प्रक्रियाओं, जिनमें इन्फ्रारेड (IR) और वेपर फेज़ रिफ्लो शामिल हैं, के साथ संगत होने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है, जो सतह माउंट तकनीक (SMT) असेंबली लाइनों की मानक प्रक्रियाएं हैं।
लक्षित बाजार में उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है। प्रमुख अनुप्रयोगों में स्टेटस इंडिकेटर, कीबोर्ड और आइकन बैकलाइटिंग, पैनल प्रकाश व्यवस्था, और उन उपकरणों में सजावटी प्रकाश व्यवस्था शामिल है जहां मोटाई पर अत्यधिक प्रतिबंध होता है। स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ इसकी संगतता इसे उच्च मात्रा वाले विनिर्माण के लिए उपयुक्त बनाती है।
2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
यह खंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत LED के प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इस सीमा पर या इससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है, सर्किट डिज़ाइन में इससे बचना चाहिए।
- पावर डिसिपेशन (Pd):75 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। इस मान से अधिक होने पर अत्यधिक गर्मी हो सकती है और सेमीकंडक्टर जंक्शन के क्षरण में तेजी आ सकती है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):30 mA। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट जिसे लागू किया जा सकता है। डेटाशीट में 25°C से अधिक के परिवेश तापमान पर 0.4 mA/°C के डीरेटिंग फैक्टर का निर्देश है, जिसका अर्थ है कि अनुमत निरंतर करंट कार्य परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घट जाता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट:80 mA. यह केवल स्पंद स्थितियों (1/10 ड्यूटी चक्र, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में अनुमत है, ताकि अधिक प्रकाश उत्पादन को अस्थायी रूप से प्राप्त किया जा सके बिना अत्यधिक तापन के।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V. इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लागू करने से LED जंक्शन का भंजन और अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है।
- कार्य और भंडारण तापमान सीमा:-55°C से +85°C। यह विश्वसनीय संचालन और गैर-कार्यशील भंडारण के लिए पर्यावरणीय सीमाएं परिभाषित करता है।
- सोल्डरिंग तापमान सहनशीलता:यह उपकरण 260°C पर 5 सेकंड के लिए पीक तापमान वाली वेव सोल्डरिंग या इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग, और 215°C पर 3 मिनट के लिए वेपर फेज सोल्डरिंग को सहन कर सकता है।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
ये 20 mA की फॉरवर्ड करंट (IF) पर मापे गए सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- प्रकाश तीव्रता (Iv):यह न्यूनतम 28.0 mcd से अधिकतम 180.0 mcd तक होती है। किसी विशिष्ट यूनिट का वास्तविक मान उसे आवंटित बिन कोड पर निर्भर करता है (धारा 3 देखें)। तीव्रता माप CIE वक्र के अनुरूप फिल्टर वाले सेंसर का उपयोग करके किया जाता है, जो मानव आँख की स्पेक्ट्रल ल्यूमिनस दक्षता से मेल खाता है।
- देखने का कोण (2θ1/2):130 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब प्रकाश की तीव्रता केंद्रीय अक्ष पर मापे गए मान की आधी हो जाती है। इतना चौड़ा दृष्टिकोण पारदर्शी गैर-विसरित लेंस की विशेषता है, जो व्यापक प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):588 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति आउटपुट सबसे अधिक होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):587.0 nm से 597.0 nm तक। यह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख द्वारा परिभाषित रंग (यहाँ पीला) के रूप में अनुभव किया जाता है। यह CIE क्रोमैटिसिटी निर्देशांक से प्राप्त होता है। इकाइयों को इस सीमा के भीतर ग्रेड किया जाता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):15 nm। यह स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाता है, जो उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई को उसकी अधिकतम शक्ति के आधे स्तर पर मापता है। एक छोटा मान प्रकाश स्रोत की बेहतर मोनोक्रोमैटिसिटी को दर्शाता है।
- Forward Voltage (VF):Typical value 2.00V, maximum 2.40V at 20 mA. This is the voltage drop across the LED when operating.
- Reverse Current (IR):5V रिवर्स बायस लगाने पर, अधिकतम 10 μA होता है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को प्रमुख प्रकाशिक मापदंडों के आधार पर "बिन" में वर्गीकृत किया जाता है। LTST-C194KSKT एक द्वि-आयामी बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है।
3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग
LED को 20mA पर मिलिकैंडेला (mcd) में चार तीव्रता ग्रेड (N, P, Q, R) में वर्गीकृत किया गया है। प्रत्येक ग्रेड की न्यूनतम और अधिकतम सीमा होती है, और ग्रेड के भीतर +/-15% सहनशीलता की अनुमति है। उदाहरण के लिए, 'R' ग्रेड से संबंधित एक इकाई की तीव्रता 112.0 mcd से 180.0 mcd के बीच होगी। यदि कई LED की चमक एकरूपता महत्वपूर्ण है, तो डिजाइनर को इस भिन्नता पर विचार करना चाहिए।
3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग
इसी तरह, रंग एकरूपता को नियंत्रित करने के लिए LED को चार तरंगदैर्ध्य समूहों (J, K, L, M) में वर्गीकृत किया जाता है। सभी ग्रेड के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य की सीमा 587.0 nm से 597.0 nm तक है। प्रत्येक विशिष्ट ग्रेड (उदाहरण के लिए, 'K' ग्रेड 589.5 nm से 592.0 nm को कवर करता है) में अधिक सख्त +/- 1 nm सहनशीलता होती है। यह सुनिश्चित करता है कि किसी दिए गए बैच के सभी LED में बहुत समान पीला रंग हो।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफ़िकल कर्व्स (चित्र 1, चित्र 6) का उल्लेख किया गया है, लेकिन उनका अर्थ LED प्रौद्योगिकी के लिए मानक है। डिज़ाइनर निम्नलिखित सामान्य संबंध की अपेक्षा कर सकते हैं:
- IV कर्व (करंट vs. वोल्टेज):फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में एक सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, और यह फॉरवर्ड करंट में वृद्धि के साथ भी थोड़ा बढ़ जाता है। यह गैर-रैखिक है और अधिक रैखिक होने से पहले एक टर्न-ऑन नी प्रदर्शित करता है।
- प्रकाश तीव्रता बनाम अग्र धारा:एक निश्चित सीमा तक प्रकाश उत्पादन अग्र धारा के लगभग समानुपाती होता है, उस सीमा के पार दक्षता तापीय प्रभावों के कारण कम हो सकती है।
- प्रकाश तीव्रता बनाम तापमान:AlInGaP LED की प्रकाश उत्पादन सामान्यतः जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम होती है। यह उच्च विश्वसनीयता या उच्च शक्ति ड्राइव अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:उत्सर्जन स्पेक्ट्रम चोटी तरंगदैर्ध्य (588 nm) पर केंद्रित है, जिसमें निर्दिष्ट 15 nm अर्ध-चौड़ाई है, जो पीला रंग बिंदु को परिभाषित करती है।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 डिवाइस आकार और ध्रुवीयता
यह LED EIA मानक पैकेज आकृति के अनुरूप है। महत्वपूर्ण आयाम इसकी 0.30 मिलीमीटर की ऊंचाई है। विस्तृत यांत्रिक चित्र डेटाशीट में लंबाई, चौड़ाई और पैड पिच प्रदान करते हैं। घटक में ध्रुवीयता चिह्न होता है, आमतौर पर पैकेज पर कैथोड संकेतक या कैरियर टेप दिशा के माध्यम से, और सही संचालन सुनिश्चित करने के लिए असेंबली के दौरान ध्यान देना आवश्यक है।
5.2 अनुशंसित पैड डिज़ाइन
डेटाशीट में एक अनुशंसित PCB डिज़ाइन पैड लेआउट आरेख शामिल है। रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ और सही संरेखण प्राप्त करने के लिए इस लेआउट का पालन करना महत्वपूर्ण है। नोट में सुझाव दिया गया है कि कसकर रखे गए पैड के बीच ब्रिजिंग को रोकने के लिए सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग स्टेंसिल की अधिकतम मोटाई 0.10mm होनी चाहिए।
5.3 कैरियर टेप और रील पैकेजिंग विनिर्देश
एलईडी बम्प कैरियर टेप (8 मिमी चौड़ा) के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो 7 इंच रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 5000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक का पालन करती है। प्रमुख विनिर्देशों में शामिल हैं: गुहा को कवर टेप से सील किया जाता है; शेष रील के लिए न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है; प्रति रील में अधिकतम दो घटकों का लगातार गायब होना अनुमेय है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
डेटाशीट दो अनुशंसित इन्फ्रारेड (IR) रिफ्लो प्रोफाइल प्रदान करती है: एक मानक टिन-लीड (SnPb) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए, और दूसरी लीड-फ्री (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया (आमतौर पर SAC मिश्रधातु का उपयोग करते हुए) के लिए। लीड-फ्री प्रोफाइल को उच्चतम शिखर तापमान (लगभग 260°C) की आवश्यकता होती है, लेकिन थर्मल शॉक को कम करने के लिए तापन दर और शीतलन दर को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। प्रोफाइल प्रीहीट ज़ोन, लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय और शिखर तापमान अवधि (उदाहरण के लिए, 260°C अधिकतम पर 5 सेकंड) को परिभाषित करती है।
6.2 भंडारण एवं संचालन सावधानियाँ
अनओपन रील को 30°C से अधिक तापमान और 70% से अधिक सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित नहीं किया जाना चाहिए। मूल नमी-रोधी बैग से निकालने के बाद, नमी अवशोषण से बचने के लिए, जो रीफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव का कारण बन सकता है, घटकों का उपयोग 672 घंटे (28 दिन) के भीतर किया जाना चाहिए। यदि इस अवधि से अधिक समय तक संग्रहित किया जाता है, तो सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर 24 घंटे के बेकिंग की सिफारिश की जाती है। मूल बैग के बाहर दीर्घकालिक भंडारण के लिए, ड्रायर युक्त सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन पर्ज वातावरण का उपयोग करें।
6.3 सफाई
यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट विलायक का उपयोग करें। डेटाशीट सुझाव देती है कि कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक न डुबोएं। अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंट प्लास्टिक लेंस या एनकैप्सुलेशन सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
7. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
7.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
LED एक करंट-ड्राइवन डिवाइस है। सबसे महत्वपूर्ण डिज़ाइन नियम यह है कि हमेशा करंट-लिमिटिंग मैकेनिज्म का उपयोग किया जाए। डेटाशीट प्रत्येक LED के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला (सर्किट मॉडल A) का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश करती है, तब भी जब कई LED वोल्टेज स्रोत से समानांतर में जुड़े हों। ऐसा इसलिए है क्योंकि LED का फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) अलग-अलग यूनिटों के बीच थोड़ा भिन्न हो सकता है। अलग-अलग रोकनेवालों के बिना, कम VF वाला LED अनुपातहीन रूप से अधिक करंट खींचेगा, जिससे चमक में असमानता और संभावित अति-तनाव (सर्किट मॉडल B) हो सकता है। सटीक अनुप्रयोगों के लिए, निरंतर-करंट ड्राइवर पसंदीदा होते हैं।
7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
LED में सेमीकंडक्टर जंक्शन इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) क्षति के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। डेटाशीट में बुनियादी ESD नियंत्रण उपायों की रूपरेखा दी गई है: ऑपरेटरों को ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप या एंटीस्टैटिक दस्ताने पहनने चाहिए; सभी वर्कस्टेशन, उपकरण और भंडारण रैक को ठीक से ग्राउंडेड होना चाहिए; प्लास्टिक लेंस पर संचालन के दौरान जमा होने वाले स्थैतिक आवेश को बेअसर करने के लिए आयन जनरेटर का उपयोग किया जाना चाहिए। ESD क्षति से तत्काल विफलता नहीं हो सकती, लेकिन इससे सेवा जीवन कम हो सकता है या प्रदर्शन अस्थिर हो सकता है।
7.3 थर्मल प्रबंधन
छोटे डिवाइस आकार के बावजूद, 75mW की बिजली अपव्यय सीमा और करंट डीरेटिंग कर्व से संकेत मिलता है कि थर्मल मैनेजमेंट महत्वपूर्ण है, खासकर उच्च परिवेश तापमान पर या अधिकतम निरंतर करंट के करीब चलाते समय। पैड के आसपास पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र सुनिश्चित करने से गर्मी अपव्यय में मदद मिलती है। ल्यूमिनस तीव्रता और प्रमुख तरंगदैर्ध्य जंक्शन तापमान के साथ बदलते हैं, इसलिए एक स्थिर थर्मल वातावरण बनाए रखने से सुसंगत प्रकाशीय प्रदर्शन प्राप्त करने में मदद मिलती है।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTST-C194KSKT की प्रमुख विभेदी विशेषता AlInGaP पीले एलईडी श्रेणी में इसकी 0.30 मिलीमीटर की प्रोफाइल ऊंचाई है। आमतौर पर 0.6 मिमी या 1.0 मिमी ऊंचे मानक एसएमडी एलईडी की तुलना में, यह 50-70% की ऊंचाई में कमी का प्रतिनिधित्व करता है। यह ऑप्टिकल प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से त्यागे बिना हासिल किया गया है, क्योंकि यह अभी भी संकेतक प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त व्यापक देखने का कोण और चमक स्तर प्रदान करता है। मानक रीफ्लो प्रक्रिया के साथ इसकी संगतता इसे स्थान उन्नयन परिदृश्यों में मोटे घटकों के लिए एक सीधा प्रतिस्थापन बनाती है, जो कुछ अल्ट्रा-थिन उपकरणों से अलग है जिन्हें विशेष असेंबली तकनीकों की आवश्यकता होती है।
9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक आउटपुट से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, 3.3V पावर सप्लाई, 20mA पर 2.0V के विशिष्ट VF के साथ, रेसिस्टर मान R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 ओम होना चाहिए। मानक 68 ओम रेसिस्टर उपयुक्त है।
प्रश्न: चमकदार तीव्रता की सीमा इतनी बड़ी (28 से 180 mcd) क्यों है?
उत्तर: यह सभी उत्पादों की कुल सीमा है। किसी विशिष्ट ऑर्डर के लिए, आप अपने अनुप्रयोग में चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए एक संकीर्ण ग्रेड (उदाहरण के लिए, R ग्रेड: 112-180 mcd) का अनुरोध कर सकते हैं।
प्रश्न: क्या पारदर्शी लेंस चौड़ी और समान प्रकाश पट्टी बनाने के लिए उपयुक्त है?
उत्तर: पारदर्शी लेंस व्यापक दृश्य कोण (130°) प्रदान करते हैं, लेकिन विसरित लेंस की तुलना में अधिक केंद्रित "हॉटस्पॉट" उत्पन्न कर सकते हैं। पूरी तरह से समान प्रकाश पट्टी प्राप्त करने के लिए, आमतौर पर एलईडी के साथ द्वितीयक प्रकाशिकी या लाइट गाइड प्लेट के उपयोग की आवश्यकता होती है।
प्रश्न: वेल्डिंग प्रोफाइल ग्राफ़ की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: ग्राफ़ का Y-अक्ष तापमान दर्शाता है, और X-अक्ष समय दर्शाता है। वक्र उस लक्ष्य तापमान को परिभाषित करता है जिससे एलईडी पैकेज रीफ्लो ओवन से गुजरते समय गुजरना चाहिए। प्रमुख बिंदुओं में अधिकतम ताप वृद्धि दर, प्रीहीट सोक तापमान और अवधि, सोल्डर गलनांक से ऊपर का समय, शिखर तापमान और अधिकतम शीतलन दर शामिल हैं।
10. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
उदाहरण 1: वियरेबल डिवाइस में स्टेटस इंडिकेटर लाइट
स्मार्टवॉच या फिटनेस ट्रैकर में, सर्किट बोर्ड स्पेस और मोटाई पर सख्त प्रतिबंध होते हैं। एक LTST-C194KSKT, जिसे GPIO पिन और श्रृंखला रोकनेवाला के माध्यम से 10-15 mA पर संचालित किया जाता है, मोटाई में उल्लेखनीय वृद्धि किए बिना स्पष्ट सूचनाएं (चार्जिंग, संदेश, कम बैटरी) प्रदान कर सकता है। इसका व्यापक देखने का कोण कलाई के विभिन्न कोणों से रोशनी देखना सुनिश्चित करता है।
उदाहरण 2: मेम्ब्रेन स्विच पैनल बैकलाइट
फिल्म कीबोर्ड वाले औद्योगिक नियंत्रण पैनलों के लिए, कई पीले एलईडी को पारदर्शी की आइकन के नीचे रखा जा सकता है। अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल उन्हें फिल्म शीट के पीछे उथले गुहा में स्थापित करने में सक्षम बनाती है। एक ही तीव्रता ग्रेड और तरंगदैर्ध्य ग्रेड (जैसे, Q ग्रेड, K ग्रेड) से आने वाले एलईडी को निर्दिष्ट करके, सभी कुंजियों के रंग और चमक में एकरूपता प्राप्त की जा सकती है।
उदाहरण 3: सजावटी किनारा प्रकाश व्यवस्था
पतले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (उदाहरण के लिए, स्पीकर, राउटर) में, इस प्रकार के एलईडी की एक पंक्ति को आंतरिक किनारे के साथ रखकर, एक लाइट गाइड प्लेट या डिफ्यूज़र के साथ संयुक्त रूप से, एक समान चमकदार सजावटी रेखा बनाई जा सकती है। 0.3 मिलीमीटर की ऊंचाई उन्हें उत्पाद के आवरण के अत्यंत निकट स्थित होने की अनुमति देती है।
11. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
LTST-C194KSKT में प्रकाश उत्सर्जन AlInGaP सामग्री से निर्मित अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं और वहां पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक में, यह पुनर्संयोजन घटना एक फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जिसे क्रिस्टल विकास प्रक्रिया के दौरान पीले स्पेक्ट्रमी सीमा (लगभग 588-597 nm) में होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पारदर्शी एपॉक्सी रेजिन लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।
12. तकनीकी रुझान और पृष्ठभूमि
LTST-C194KSKT का विकास ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण की कई प्रमुख प्रवृत्तियों के अनुरूप है। पतले स्मार्टफोन, टैबलेट और वियरेबल्स की उपभोक्ता मांग से प्रेरित, लघुरूपण और निम्न-प्रोफ़ाइल घटकों की खोज कभी न खत्म होने वाली है। AlInGaP तकनीक उच्च दक्षता वाले एम्बर, पीले और लाल एलईडी के लिए प्रमुख समाधान बनी हुई है, हालांकि फॉस्फर-रूपांतरित नीले एलईडी (pc-LED) की प्रगति अब कुछ पीले/हरे अनुप्रयोगों के लिए एक विकल्प प्रदान करती है। RoHS अनुपालन और हरित विनिर्माण पर जोर अब एक सार्वभौमिक मानक बन गया है। इसके अलावा, विस्तृत बिनिंग प्रणाली और मानकीकृत पैकेजिंग (कैरियर टेप रील, EIA पैकेज आउटलाइन) वैश्विक आपूर्ति श्रृंखला की मांगों को पूरा करने के लिए उद्योग की उच्च मात्रा, स्वचालित और सुसंगत उत्पादन की आवश्यकता को दर्शाती है। लीड-फ्री सोल्डरिंग के लिए विशिष्ट वक्रों का समावेश इस बात को रेखांकित करता है कि उद्योग ने लीडयुक्त प्रक्रियाओं से पूरी तरह संक्रमण कर लिया है।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की संपूर्ण व्याख्या
1. प्रकाश-विद्युत 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 उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण 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 जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के 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 और उच्च मान सफेद/ठंडा होता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | Unitless, 0–100 | The ability of a light source to reproduce the true colors of objects, with Ra≥80 being good. | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च मानकों वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | A quantitative metric for color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensures no color variation among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकल-रंग एलईडी के रंग-संवेदी 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 एवं 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 धारा ड्राइव का उपयोग आम है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (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। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे 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 गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मूल्य बेहतर ताप 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 इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (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। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग स्थिरता 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, एनकैप्सुलेशन 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 प्रकाशिकी एवं ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु है। |
| चिप संरचना | फेस-अप, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों 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 फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग।
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, 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 अंतर श्रेणीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आते हैं। | 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 की 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 lifetime (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 पात्रता 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। |