LTPL-C034UVD405 अल्ट्रावायलेट LED डेटाशीट - 3.5x3.5x1.6mm - विशिष्ट वोल्टेज 3.5V - विकिरण फ्लक्स 460-700mW - पीक वेवलेंथ 405nm - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

C03 UV उत्पाद श्रृंखला एक उन्नत, ऊर्जा-कुशल प्रकाश स्रोत का प्रतिनिधित्व करती है जो विशेष रूप से UV क्योरिंग और सामान्य पराबैंगनी अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई है। यह तकनीक प्रकाश उत्सर्जक डायोड के अंतर्निहित लंबे जीवनकाल और उच्च विश्वसनीयता को पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों के उच्च चमक स्तर के साथ जोड़ती है। यह संयोजन महत्वपूर्ण डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करता है और पुरानी, अक्षम पराबैंगनी तकनीकों के लिए ठोस-राज्य पराबैंगनी प्रकाश व्यवस्था के विकल्प के रूप में नए रास्ते खोलता है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

यह उत्पाद ऐसे अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें सटीक, विश्वसनीय और कुशल पराबैंगनी उत्सर्जन की आवश्यकता होती है। इसके प्रमुख लाभों में शामिल हैं: एकीकृत सर्किट ड्राइव सिस्टम के साथ पूर्ण संगतता; RoHS निर्देश और लीड-मुक्त विनिर्माण मानकों का अनुपालन, जो उत्पाद जीवनचक्र के दौरान संचालन और रखरखाव लागत को कम करने में मदद करता है। लक्षित बाजार में औद्योगिक क्योरिंग प्रक्रियाएं, चिकित्सा और वैज्ञानिक उपकरण, जालसाजी का पता लगाना, और कोई भी महत्वपूर्ण अनुप्रयोग शामिल है जिसमें नियंत्रित पराबैंगनी विकिरण की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण

निम्नलिखित खंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत डिवाइस के प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटेड मान

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन सीमाओं के निकट या उन पर पहुँचकर लंबे समय तक कार्य करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। अधिकतम DC फॉरवर्ड करंट 500 mA है। अधिकतम पावर डिसिपेशन 2 वाट है। डिवाइस का ऑपरेटिंग एम्बिएंट तापमान रेंज -40°C से +85°C है, और स्टोरेज तापमान -55°C से +100°C है। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान 110°C है। यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि LED को लंबे समय तक रिवर्स बायस्ड स्थिति में कार्य करने से बचाया जाए, क्योंकि इससे डिवाइस विफल हो सकता है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये विशेषताएँ उपकरण की प्रदर्शन क्षमता को विशिष्ट कार्य स्थितियों में परिभाषित करती हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज की सीमा न्यूनतम 2.8V से अधिकतम 4.4V तक है, जिसका विशिष्ट मान 3.5V है। इंटीग्रेटिंग स्फीयर का उपयोग करके मापा गया कुल विकिरण फ्लक्स आउटपुट 460mW से 700mW तक है, जिसका विशिष्ट मान 620mW है। पीक वेवलेंथ 400nm से 410nm के बीच निर्दिष्ट है, जो नियर अल्ट्रावायलेट स्पेक्ट्रम से संबंधित है। व्यू एंगल आमतौर पर 130 डिग्री होता है, जो एक विस्तृत विकिरण पैटर्न को दर्शाता है। जंक्शन-टू-केस थर्मल रेजिस्टेंस का विशिष्ट मान 14.7 °C/W है, जिसका मापन सहनशीलता ±10% है।

2.3 Thermal Characteristics

एलईडी के प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। निर्दिष्ट थर्मल प्रतिरोध मान 14.7 °C/W है, जो अर्धचालक जंक्शन और पैकेज केस के बीच प्रति वाट बिजली अपव्यय के कारण तापमान वृद्धि को दर्शाता है। यह मान जितना कम हो उतना बेहतर है। यह पैरामीटर अधिकतम जंक्शन तापमान 110°C के साथ मिलकर किसी भी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए आवश्यक हीट सिंकिंग आवश्यकताओं को निर्धारित करता है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि एलईडी अपने सुरक्षित संचालन क्षेत्र के भीतर कार्य करता है और अपने रेटेड आउटपुट और दीर्घायु को बनाए रखता है।

3. Grading Code System Description

अंतिम उपयोगकर्ता के लिए स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, उत्पादों को महत्वपूर्ण प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर वर्गीकृत और बिन किया जाता है। बिनिंग कोड प्रत्येक पैकेज बैग पर अंकित किया जाता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) बिनिंग

LED को 350mA परीक्षण धारा पर चार वोल्टेज ग्रेड में विभाजित किया गया है। V0 ग्रेड वोल्टेज 2.8V से 3.2V के बीच, V1 ग्रेड 3.2V से 3.6V के बीच, V2 ग्रेड 3.6V से 4.0V के बीच, और V3 ग्रेड 4.0V से 4.4V के बीच है। इस वर्गीकरण की सहनशीलता ±0.1V है। यह डिजाइनरों को समानांतर कनेक्शन या सटीक धारा विनियमन के लिए उच्च फॉरवर्ड वोल्टेज मिलान वाले LED का चयन करने में सक्षम बनाता है।

3.2 रेडिएंट फ्लक्स (Φe) बिनिंग

प्रकाश आउटपुट शक्ति को छह ग्रेड में विभाजित किया गया है। R1 सबसे कम आउटपुट सीमा का प्रतिनिधित्व करता है, और R6 उच्चतम आउटपुट सीमा का प्रतिनिधित्व करता है, सभी माप 350mA पर किए गए हैं। विकिरण फ्लक्स के लिए सहनशीलता ±10% है। यह ग्रेडिंग अनुप्रयोग की आवश्यक प्रकाश तीव्रता के आधार पर चयन करने में सक्षम बनाती है।

3.3 चरम तरंगदैर्ध्य (Wp) ग्रेडिंग

उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य को दो मुख्य ग्रेड P4A और P4B में विभाजित किया गया है, जिसकी सहनशीलता ±3nm है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो विशिष्ट पराबैंगनी तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील हैं, जैसे कि क्योरिंग प्रक्रियाओं में विशिष्ट फोटोकेमिकल प्रतिक्रियाओं को प्रारंभ करना।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

ग्राफ़ डेटा विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार की अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

4.1 सापेक्ष विकिरण फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट

यह वक्र आमतौर पर एक सब-लीनियर संबंध दर्शाता है, जहाँ विकिरण फ्लक्स फॉरवर्ड करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च धाराओं पर संतृप्ति या दक्षता में कमी देखी जा सकती है। आउटपुट और दक्षता के बीच संतुलन बनाते हुए, पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स के भीतर रहने के लिए एक सटीक ऑपरेटिंग पॉइंट चुना जाना चाहिए।

4.2 सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण

यह ग्राफ चरम तरंगदैर्ध्य के आसपास विभिन्न तरंगदैर्घ्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता को दर्शाता है। यह वर्णक्रमीय बैंडविड्थ दिखाता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें वर्णक्रमीय शुद्धता या विशिष्ट तरंगदैर्ध्य अंतःक्रिया की आवश्यकता होती है।

4.3 विकिरण विशेषताएँ

यह ध्रुवीय आरेख 130 डिग्री के दृश्य कोण से संबंधित प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। यह दिखाता है कि प्रकाश LED पैकेज से कैसे उत्सर्जित होता है, जो ऑप्टिकल सिस्टम डिजाइन के लिए यह सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण है कि लक्ष्य क्षेत्र उचित रूप से प्रकाशित हो।

4.4 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)

This fundamental curve illustrates the typical exponential relationship of a diode. The forward voltage increases with the current. The shape of this curve is crucial for designing appropriate drive circuits, be it a simple current-limiting resistor or a constant current driver.

4.5 सापेक्ष विकिरण फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान

यह महत्वपूर्ण वक्र जंक्शन तापमान में वृद्धि के प्रकाश उत्पादन पर नकारात्मक प्रभाव को दर्शाता है। जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ, विकिरण फ्लक्स कम हो जाता है। यह विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में दीर्घकालिक स्थिर प्रकाशीय प्रदर्शन बनाए रखने के लिए प्रभावी ऊष्मा प्रबंधन के महत्व पर बल देता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Outline Dimensions

यह उपकरण एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट पैकेज में आता है। मुख्य आयामों में बॉडी का आकार और लेंस का प्रोफाइल शामिल है। सभी रैखिक आयाम मिलीमीटर में हैं। सामान्य आयाम सहिष्णुता ±0.2mm है, जबकि लेंस की ऊंचाई और सिरेमिक सब्सट्रेट की लंबाई/चौड़ाई के लिए सहिष्णुता अधिक सख्त है, जो ±0.1mm है। डिवाइस के तल पर थर्मल पैड एनोड और कैथोड पैड से विद्युतीय रूप से अलग है, जिसका अर्थ है कि इसे विद्युतीय शॉर्ट सर्किट के बिना, ऊष्मा अपव्यय के लिए सीधे पीसीबी की थर्मल परत से जोड़ा जा सकता है।

5.2 Polarity Identification and Pad Design

सही सोल्डरिंग और थर्मल प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पैड लेआउट प्रदान किया गया है। इस डिज़ाइन में अलग-अलग एनोड और कैथोड पैड, साथ ही थर्मल कनेक्शन के लिए एक बड़ा पैड शामिल है। असेंबली के दौरान सही पोलरिटी ओरिएंटेशन डिवाइस के कामकाज के लिए महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स

विस्तृत रूप से निर्दिष्ट रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। महत्वपूर्ण पैरामीटर्स में प्रीहीट, सोक, रीफ्लो पीक तापमान और कूलिंग रेट शामिल हैं। अधिकतम पीक तापमान को नियंत्रित किया जाना चाहिए। तेजी से ठंडा करने की प्रक्रिया का उपयोग करने की सिफारिश नहीं की जाती है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने के लिए यथासंभव कम सोल्डरिंग तापमान का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। यह डिवाइस अधिकतम तीन रीफ्लो सोल्डरिंग चक्रों को सहन कर सकता है। यदि मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक हो, तो तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, समय 2 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए, और केवल एक बार ही किया जाना चाहिए।

6.2 सफाई एवं संचालन सावधानियाँ

यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल अल्कोहल आधारित विलायक का उपयोग करें। अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंट LED पैकेजिंग को नुकसान पहुंचा सकते हैं। संचालन के दौरान सामान्य स्थैतिक विद्युत निर्वहन (ESD) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।

7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

7.1 टेपिंग एवं रील विनिर्देश

एलईडी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है और शीर्ष कवर टेप से सील की जाती है। कैरियर टेप को रील पर लपेटा जाता है। मानक 7-इंच रील में अधिकतम 500 डिवाइस रखे जा सकते हैं। पैकेजिंग EIA-481-1-B मानक का अनुपालन करती है। निर्धारित है कि कैरियर टेप पर लगातार दो से अधिक खाली घटक पॉकेट नहीं होने चाहिए।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह UV LED कई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं: चिपकने वाले पदार्थ, स्याही और कोटिंग्स का UV क्योरिंग; विश्लेषण या पहचान के लिए फ्लोरोसेंट उत्तेजना; चिकित्सा और जैविक उपकरण; वायु और जल शुद्धिकरण प्रणालियाँ; तथा जालसाजी पहचान।

8.2 डिज़ाइन विचार एवं संचालन विधियाँ

LED एक धारा-चालित उपकरण है। एक ही अनुप्रयोग में समानांतर में जुड़े कई LED की तीव्रता एक समान सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक स्वतंत्र धारा-सीमित प्रतिरोधक लगाने की दृढ़तापूर्वक सिफारिश की जाती है। यह व्यक्तिगत उपकरणों के बीच अग्र वोल्टेज के मामूली अंतरों की क्षतिपूर्ति करता है, धारा असंतुलन के कारण चमक में असमानता और संभावित अतिभार को रोकता है। नियत धारा चालन परिपथ एक या अधिक श्रृंखला में जुड़े LED को चलाने का सर्वोत्तम समाधान है, जो अग्र वोल्टेज में परिवर्तन के बावजूद स्थिर प्रदर्शन प्रदान करता है।

9. विश्वसनीयता एवं परीक्षण

यह उपकरण अपनी मजबूती सुनिश्चित करने के लिए एक व्यापक विश्वसनीयता परीक्षण योजना से गुजरता है। परीक्षणों में कम तापमान परिचालन जीवन, कमरे के तापमान पर परिचालन जीवन, उच्च तापमान परिचालन जीवन, नम-उच्च तापमान परिचालन जीवन, तापीय आघात, सोल्डरिंग ताप प्रतिरोध और सोल्डरबिलिटी परीक्षण शामिल हैं। परीक्षण के बाद फॉरवर्ड वोल्टेज और विकिरण फ्लक्स में परिवर्तन के आधार पर विशिष्ट पास/फेल मानदंड परिभाषित किए गए हैं। सभी जीवन परीक्षण उपकरण को हीट सिंक पर लगाए जाने की स्थिति में किए गए थे।

10. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों की तुलना में, इस ठोस-अवस्था LED समाधान के महत्वपूर्ण लाभ हैं: बिना वार्म-अप के तत्काल चालू/बंद; काफी लंबा परिचालन जीवन; उच्च ऊर्जा दक्षता; पारा जैसे हानिकारक पदार्थों से मुक्त; कॉम्पैक्ट आकार नए फॉर्म फैक्टर को सक्षम बनाता है; और सटीक स्पेक्ट्रम आउटपुट। ऐतिहासिक रूप से मुख्य समझौता कुल प्रकाश शक्ति में कमी थी, लेकिन इस श्रृंखला जैसे आधुनिक उच्च-शक्ति UV LED अब कई अनुप्रयोगों में इस अंतर को कम कर रहे हैं।

11. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

11.1 विकिरण प्रवाह (mW) और दीप्त प्रवाह (lm) में क्या अंतर है?

विकिरण प्रवाह सभी दिशाओं में उत्सर्जित कुल प्रकाश शक्ति को मापता है, जिसकी इकाई वाट है। यह UV LED का सही मापदंड है क्योंकि यह वास्तविक पराबैंगनी ऊर्जा को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करता है। दीप्ति प्रवाह मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली चमक को मापता है, जो दृश्य प्रकाश अनुक्रिया वक्र के अनुसार भारित होता है और अदृश्य पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों के लिए उपयुक्त नहीं है।

11.2 मेरे अनुप्रयोग के लिए सही बिन (bin) कैसे चुनें?

अपने ड्राइव सर्किट डिज़ाइन और समानांतर स्ट्रिंग्स में धारा मिलान की आवश्यकता के आधार पर वोल्टेज बिन चुनें। लक्षित प्रकाश तीव्रता या विकिरण के आधार पर विकिरण प्रवाह बिन चुनें। यदि आपकी प्रक्रिया किसी विशिष्ट स्पेक्ट्रल पीक के प्रति संवेदनशील है, तो तरंगदैर्ध्य बिन चुनें।

11.3 थर्मल मैनेजमेंट इतना महत्वपूर्ण क्यों है?

उच्च जंक्शन तापमान सीधे प्रकाश उत्पादन को कम करता है और सेमीकंडक्टर के भीतर गिरावट के तंत्र को तेज करता है, जिससे डिवाइस का जीवनकाल काफी कम हो जाता है। विश्वसनीय, दीर्घकालिक प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए उचित ताप अपव्यय आवश्यक है।

12. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग केस

केस: एकाधिक एलईडी यूवी क्योरिंग पॉइंट्स के लिए पीसीबी डिज़ाइन।डिज़ाइनरों को एक छोटे क्षेत्र क्योरिंग एप्लिकेशन के लिए 10 एलईडी वाले एक ऐरे को बनाने की आवश्यकता थी। स्पेसिफिकेशन के अनुसार: 1) उन्होंने स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए समान Vf और Φe ग्रेड की एलईडी का चयन किया। 2) उन्होंने अनुशंसित पैड लेआउट का उपयोग करके पीसीबी डिज़ाइन किया, थर्मल पैड को पीसीबी पर एक बड़े कॉपर एरिया से जोड़ा, और थर्मल वाया के माध्यम से गर्मी को बॉटम लेयर या बाहरी हीटसिंक में फैलाया। 3) उन्होंने एलईडी को ड्राइव करने के लिए 350mA पर सेट एक कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करने का निर्णय लिया। चूंकि वे सभी 10 एलईडी को समान प्रकाश व्यवस्था के लिए समानांतर में चलाना चाहते थे, इसलिए अनुशंसा के अनुसार, Vf अंतरों की क्षतिपूर्ति के लिए प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक छोटा स्वतंत्र करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर जोड़ा गया। 4) उन्होंने असेंबली प्रक्रिया के दौरान रिफ्लो प्रोफाइल दिशानिर्देशों का पालन किया। 5) यदि पर्यावरणीय परिस्थितियाँ परिवर्तनशील हैं, तो वे अंतिम उत्पाद फर्मवेयर में, "रिलेटिव रेडिएंट फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान" वक्र के आधार पर तापमान मॉनिटरिंग या डिरेटिंग एल्गोरिदम लागू कर सकते हैं।

13. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

यह उपकरण एक अर्धचालक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है। जब एनोड और कैथोड के बीच एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक चिप के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन के रूप में मुक्त करते हैं। उत्सर्जित फोटॉन की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य चिप संरचना में उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। उत्पन्न प्रकाश को तब पैकेज में एकीकृत लेंस के माध्यम से आकार दिया जाता है और उत्सर्जित किया जाता है।

14. प्रौद्योगिकी विकास प्रवृत्तियाँ

UV LED क्षेत्र की विशेषता निरंतर अनुसंधान और विकास है, जिसका उद्देश्य विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता में सुधार करना, एकल उपकरण या छोटे पैकेज में उच्चतर आउटपुट शक्ति प्राप्त करना, कार्य जीवनकाल बढ़ाना और उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य को अधिक दक्षता के साथ गहरे UV-C स्पेक्ट्रम की ओर ले जाना है। एक अन्य प्रवृत्ति प्रकाश निष्कर्षण और तापीय प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए अधिक उन्नत पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों को अपनाना है। पर्यावरणीय नियमों और ठोस-राज्य प्रकाश व्यवस्था के प्रदर्शन लाभों के समर्थन से, सभी अनुप्रयोगों में पारा-युक्त पराबैंगनी लैंपों के प्रतिस्थापन का प्रयास अभी भी एक प्रमुख बाजार चालक बना हुआ है।