LTPL-G35UV275UZ UVC LED स्पेसिफिकेशन शीट - 3.5mm x 3.5mm पैकेज - 5.0-7.5V फॉरवर्ड वोल्टेज - 72mW रेडिएंट फ्लक्स - 275nm पीक वेवलेंथ - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTPL-G35UV275UZ रोगाणुरोधी और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक उच्च-शक्ति UVC प्रकाश उत्सर्जक डायोड है। यह एक ठोस-राज्य प्रकाश समाधान का प्रतिनिधित्व करता है, जो उत्कृष्ट ऊर्जा दक्षता, लंबा जीवनकाल और उच्च विश्वसनीयता प्रदान करके पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों को प्रतिस्थापित करने के लिए तैयार है। यह उपकरण लगभग 275 नैनोमीटर की चरम तरंगदैर्ध्य पर गहरी पराबैंगनी C बैंड विकिरण उत्सर्जित करता है, जो रोगाणुरोधी उद्देश्यों के लिए अत्यधिक प्रभावी है।

इस LED के मुख्य लाभों में एकीकृत सर्किट के साथ इसकी संगतता, RoHS पर्यावरणीय मानकों के अनुपालन और सीसा-मुक्त संरचना शामिल है। परिचालन दृष्टिकोण से, पारंपरिक पारा-आधारित यूवी लैंप की तुलना में, इससे परिचालन लागत और रखरखाव आवश्यकताओं को कम करने की उम्मीद है, जो डिजाइनरों को सिस्टम एकीकरण में अधिक स्वतंत्रता प्रदान करता है।

1.1 मुख्य विशेषताएँ और लक्ष्य बाजार

इस घटक के प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्र वे उपकरण हैं जिनमें कीटाणुशोधन की आवश्यकता होती है, जैसे कि चिकित्सा, प्रयोगशाला और उपभोक्ता वातावरण में जल शुद्धिकरण प्रणाली, वायु कीटाणुशोधक और सतह कीटाणुशोधन उपकरण। इसका डिजाइन एक कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर और पराबैंगनी खुराक के सटीक नियंत्रण को सक्षम बनाता है, जो प्रभावी रोगाणुरोधी समाधानों के लिए महत्वपूर्ण कारक हैं।

2. तकनीकी विशिष्टताएँ और गहन विवेचन

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

इन सीमाओं से परे डिवाइस संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स 25°C परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट हैं।

• शक्ति अपव्यय (P_O):3.8 W. यह पैकेज द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जाने वाली कुल अधिकतम शक्ति है।
• DC अग्र धारा (I_F):500 mA. लागू की जा सकने वाली अधिकतम निरंतर अग्र धारा।
• संचालन तापमान सीमा (T_opr):-40°C से +80°C. सामान्य संचालन के लिए परिवेश तापमान सीमा।
• भंडारण तापमान सीमा (T_stg):-40°C से +100°C। गैर-कार्यशील अवस्था में भंडारण तापमान सीमा।
• जंक्शन तापमान (T_j):115°C। अर्धचालक जंक्शन के लिए अनुमत अधिकतम तापमान।

महत्वपूर्ण सूचना:रिवर्स बायस स्थितियों में लंबे समय तक संचालन से घटक विफलता हो सकती है। उचित सर्किट सुरक्षा आवश्यक है।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

ये पैरामीटर Ta=25°C पर मापे गए हैं, जो विशिष्ट संचालन स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):विशिष्ट मान 6.0V है, ड्राइव करंट (I_F) 350mA पर, जो 5.0V (न्यूनतम) से 7.5V (अधिकतम) तक होता है। माप सहनशीलता ±0.1V है। यह अपेक्षाकृत उच्च फॉरवर्ड वोल्टेज UVC LED की एक विशेषता है।
• रेडिएंट फ्लक्स (Φ_e):कुल प्रकाश शक्ति आउटपुट। I_F=350mA पर, विशिष्ट मान 72.0 mW है, न्यूनतम मान 56.0 mW है। अधिकतम रेटेड करंट 500mA पर, विशिष्ट रेडिएंट फ्लक्स बढ़कर 102.0 mW हो जाता है। माप सहनशीलता ±10% है।
• पीक वेवलेंथ (W_P):I_F=350mA पर, यह 270 nm से 280 nm तक होती है, विशिष्ट लक्ष्य मान 275nm है। सहनशीलता ±3nm है। यह तरंगदैर्ध्य सूक्ष्मजीवों के DNA/RNA को नष्ट करने के लिए सबसे प्रभावी बैंड के भीतर आती है।
• थर्मल रेजिस्टेंस (R_{th j-s}):जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक का विशिष्ट मान 12.3 K/W है। यह मान थर्मल प्रबंधन डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है और एक विशिष्ट एल्यूमीनियम-बेस MCPCB को संदर्भित करते हुए मापा गया है।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2):विशिष्ट मान 120 डिग्री है, जो एक विस्तृत विकिरण पैटर्न प्रदान करता है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) संवेदनशीलता:JESD22-A114-B मानक के अनुसार, कम से कम 2000V सहन करने में सक्षम, जो अच्छी परिचालन मजबूती को दर्शाता है।

2.3 तापीय विशेषताएँ एवं प्रबंधन

UVC LED के प्रदर्शन और जीवनकाल के लिए प्रभावी ऊष्मा अपव्यय महत्वपूर्ण है। 12.3 K/W के थर्मल प्रतिरोध का अर्थ है कि प्रति वाट विद्युत अपव्यय पर, जंक्शन का तापमान सोल्डर पॉइंट के तापमान से 12.3°C अधिक बढ़ जाएगा। जंक्शन तापमान को अधिकतम 115°C से नीचे बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से 500mA पर चलाते समय, उच्च-गुणवत्ता वाले मेटल-कोर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (MCPCB) या अन्य प्रभावी थर्मल पथ का उपयोग करना आवश्यक है। डिरेटिंग कर्व (चित्र 7) स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ कैसे कम हो जाता है।

3. ग्रेडिंग कोड प्रणाली विवरण

एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। बिनिंग कोड पैकेजिंग पर अंकित होता है।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) बिनिंग

350mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर, LED को पांच बिन (V0 से V4) में वर्गीकृत किया गया है:
V0: 5.0V – 5.5V
V1: 5.5V – 6.0V
V2: 6.0V – 6.5V
V3: 6.5V – 7.0V
V4: 7.0V – 7.5V
सहनशीलता: प्रत्येक ग्रेड के लिए ±0.1V।

3.2 विकिरण फ्लक्स (Φ_e) बिनिंग

350mA पर, LED को ल्यूमिनस फ्लक्स आउटपुट के आधार पर चार ग्रेड (X1 से X4) में वर्गीकृत किया गया है:
X1: 56 mW – 66 mW
X2: 66 mW – 76 mW
X3: 76 mW – 86 mW
X4: 86 mW और उससे ऊपर
सहनशीलता: प्रत्येक ग्रेड के लिए ±10%।

3.3 पीक वेवलेंथ (W_P) बिनिंग

सभी उपकरण एकल तरंगदैर्ध्य ग्रेड के अंतर्गत आते हैं:
W1: 270 nm – 280 nm
सहनशीलता: ±3nm.

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट डिज़ाइन इंजीनियरों को कई महत्वपूर्ण चार्ट प्रदान करती है।

4.1 सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण (चित्र 1)

यह वक्र संपूर्ण पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाता है। यह 275nm पर केंद्रित एक संकीर्ण उत्सर्जन बैंड की पुष्टि करता है, जिसमें जीवाणुरोधी सीमा के बाहर न्यूनतम उत्सर्जन होता है, जिससे उच्च दक्षता और लक्षित जीवाणुरोधी प्रभाव सुनिश्चित होता है।

4.2 विकिरण पैटर्न (चित्र 2)

यह विकिरण तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है, जिसकी विशेषता 120 डिग्री का देखने का कोण है। यह लक्ष्य सतह पर समान विकिरण प्राप्त करने के लिए प्रकाशिकी डिजाइन में सहायता करता है।

4.3 सापेक्ष विकिरण फ्लक्स vs. फॉरवर्ड करंट (चित्र 3)

यह दर्शाता है कि चालक धारा बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन बढ़ता है, लेकिन अंततः संतृप्त हो जाता है। निर्गत शक्ति, दक्षता और उपकरण आयु के बीच संतुलन बनाने के लिए इष्टतम चालक धारा निर्धारित करने में यह वक्र महत्वपूर्ण है।

4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज vs. फॉरवर्ड करंट (चित्र 4)

यह डायोड की IV विशेषता को चित्रित करता है। वोल्टेज धारा के साथ लघुगणकीय रूप से बढ़ता है। धारा चालक परिपथों के डिजाइन के लिए यह डेटा आवश्यक है।

4.5 तापमान निर्भरता (चित्र 5 और चित्र 6)

चित्र 5 (सापेक्ष विकिरण अभिवाह बनाम जंक्शन तापमान):यूवीसी एलईडी के नकारात्मक तापमान गुणांक को प्रदर्शित करता है। जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ, प्रकाश उत्पादन में उल्लेखनीय कमी आती है। यह स्थिर आउटपुट बनाए रखने के लिए थर्मल प्रबंधन के अत्यधिक महत्व पर बल देता है।
चित्र 6 (फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान):दर्शाता है कि फॉरवर्ड वोल्टेज जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ रैखिक रूप से घटता है। इस गुण का उपयोग कभी-कभी अप्रत्यक्ष तापमान निगरानी के लिए किया जा सकता है।

4.6 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग वक्र (चित्र 7)

यह विश्वसनीयता के संदर्भ में शायद सबसे महत्वपूर्ण चार्ट है। यह परिवेश के तापमान के फलन के रूप में अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट को परिभाषित करता है। ओवरहीटिंग को रोकने और लंबी आयु सुनिश्चित करने के लिए, जब एलईडी को उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित किया जाता है, तो ऑपरेटिंग करंट को कम करना आवश्यक है।

5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

5.1 आयाम

यह उपकरण सतह माउंट पैकेज में आता है, जिसका आयाम लगभग 3.5mm x 3.5mm है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयामी सहनशीलता ±0.2mm है। विशिष्टता पत्रक में विस्तृत यांत्रिक चित्र शामिल हैं, जो शीर्ष दृश्य, पार्श्व दृश्य और तल दृश्य दिखाते हैं, जिसमें कैथोड मार्कर का स्थान भी शामिल है।

5.2 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन

विश्वसनीय सोल्डरिंग और LED थर्मल पैड से PCB तक इष्टतम ऊष्मा हस्तांतरण सुनिश्चित करने के लिए विस्तृत पैड लेआउट आरेख प्रदान किए गए हैं। यांत्रिक स्थिरता और तापीय प्रदर्शन के लिए इन अनुशंसित पैड आयामों (±0.1mm सहनशीलता के साथ) का पालन करना महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है:
- शिखर तापमान (T_P): अधिकतम 260°C (अनुशंसित 245°C)।
- तरलस तापमान से ऊपर का समय (T_L=217°C): 60-150 सेकंड।
- शिखर तापमान ±5°C के भीतर का समय (t_P): 10-30 सेकंड।
- अधिकतम तापन दर: 3°C/सेकंड।
- अधिकतम शीतलन दर: 6°C/सेकंड।
- 25°C से शिखर तापमान तक कुल समय: अधिकतम 8 मिनट।
महत्वपूर्ण सूचना:रीफ्लो सोल्डरिंग अधिकतम तीन बार की जानी चाहिए। त्वरित शीतलन प्रक्रिया का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। सभी तापमान माप पैकेज के शीर्ष सतह को संदर्भित करते हैं।

6.2 हैंड सोल्डरिंग

यदि हाथ से सोल्डरिंग करनी ही पड़े, तो सोल्डरिंग आयरन की नोक का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए और प्रत्येक सोल्डर जोड़ के लिए संपर्क का समय अधिकतम 2 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। यह कार्रवाई केवल एक बार की जानी चाहिए।

6.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें। अनिर्दिष्ट रासायनिक सफाई एजेंट LED पैकेजिंग सामग्री और प्रकाशीय गुणों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

7. पैकेजिंग और हैंडलिंग

7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश

LED, EIA-481-1-B विनिर्देश के अनुरूप उभरे हुए कैरियर टेप और रील के रूप में आपूर्ति की जाती हैं।
- रील आकार: 7 इंच।
- प्रति रील मात्रा: अधिकतम 500 टुकड़े (शेष बैच के लिए न्यूनतम 100 टुकड़े)।
- कैरियर टेप पॉकेट को कवर टेप से सील किया जाता है। लगातार लापता घटकों की अधिकतम संख्या दो है। कैरियर टेप पॉकेट और रील के विस्तृत आयाम डेटाशीट में प्रदान किए गए हैं।

8. विश्वसनीयता और जीवनकाल

8.1 विश्वसनीयता परीक्षण योजना

डिवाइस को व्यापक विश्वसनीयता परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुजरना होगा, प्रत्येक परीक्षण 1,000 घंटे या 100 चक्रों तक चलता है:
1. कमरे के तापमान पर परिचालन जीवन (RTOL) 350mA पर।
2. कमरे के तापमान पर परिचालन जीवन (RTOL) 500mA पर।
3. उच्च तापमान भंडारण जीवन (HTSL) 100°C पर।
4. निम्न तापमान भंडारण जीवन (LTSL) -40°C पर।
5. ताप-नमी भंडारण (WHTSL) 60°C/90% RH पर।
6. थर्मल शॉक (TS) -30°C से +85°C तक।
ऑपरेटिंग लाइफ टेस्ट एलईडी को निर्दिष्ट मेटल हीट सिंक पर माउंट करके किया गया था।

8.2 विफलता मानदंड

यदि परीक्षण के बाद निम्नलिखित में से कोई भी स्थिति होती है, तो डिवाइस विश्वसनीयता परीक्षण में असफल माना जाता है:
- फॉरवर्ड वोल्टेज (350mA पर) प्रारंभिक मान से 10% से अधिक बढ़ गया है, या
- रेडिएंट फ्लक्स (350mA पर) अपने प्रारंभिक मान के 50% से नीचे क्षीण हो गया है।

9. अनुप्रयोग नोट और डिज़ाइन विचार

9.1 ड्राइव विधि

इस एलईडी को संचालित करने के लिए कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करना आवश्यक है। ड्राइव करंट का चयन वांछित रेडिएंट आउटपुट, थर्मल डिज़ाइन क्षमता और अपेक्षित जीवनकाल के आधार पर किया जाना चाहिए, और डेरेटिंग कर्व्स को मार्गदर्शक के रूप में लिया जाना चाहिए। उच्च शक्ति अनुप्रयोगों में, पीक जंक्शन तापमान का प्रबंधन करने के लिए पल्स ड्राइविंग पर विचार किया जा सकता है।

9.2 थर्मल डिज़ाइन

यह सिस्टम डिज़ाइन का सबसे महत्वपूर्ण पहलू है। आवश्यक हीटसिंक प्रदर्शन की गणना करने के लिए प्रदान किए गए तापीय प्रतिरोध मान (12.3 K/W) का उपयोग करें। उच्च तापीय चालकता वाले एमसीपीसीबी (जैसे संदर्भित एल्यूमीनियम-आधारित प्रकार) के उपयोग की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। एलईडी सोल्डर पॉइंट से पर्यावरण तक तापीय प्रतिबाधा कम रखने का प्रयास करें।

9.3 ऑप्टिकल और सुरक्षा विचार

यूवीसी विकिरण मानव त्वचा और आंखों के लिए हानिकारक है। अंतिम उत्पाद में उपयोगकर्ता के संपर्क में आने को रोकने के लिए उचित शील्डिंग और सुरक्षा इंटरलॉक शामिल होने चाहिए। प्रकाश पथ में उपयोग की जाने वाली सामग्री (लेंस, विंडो) यूवीसी के लिए पारदर्शी होनी चाहिए, जैसे फ्यूज्ड सिलिका या क्वार्ट्ज के विशिष्ट ग्रेड, क्योंकि मानक ग्लास और प्लास्टिक यूवीसी प्रकाश को अवशोषित करते हैं।

10. प्रौद्योगिकी तुलना और रुझान

10.1 पारंपरिक पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों की तुलना में लाभ

पारा वाष्प लैंप की तुलना में, इस UVC LED के निम्नलिखित लाभ हैं:
- तत्काल चालू/बंद:किसी वार्म-अप या कूल-डाउन समय की आवश्यकता नहीं।
- कॉम्पैक्ट आकार:उपकरणों के लघुरूपण को सक्षम करता है।
- स्थायित्व:भौतिक आघात और कंपन के प्रति अधिक प्रतिरोधी।
- तरंगदैर्ध्य विशिष्टता:लक्षित 275nm आउटपुट, कोई ब्रॉड-स्पेक्ट्रम अपशिष्ट ऊष्मा नहीं।
- पर्यावरणीय लाभ:पारा मुक्त।

10.2 कार्य सिद्धांत और प्रभावकारिता

275nm का UVC प्रकाश सूक्ष्मजीवों (बैक्टीरिया, वायरस, मोल्ड) के DNA और RNA द्वारा अवशोषित किया जाता है। यह अवशोषण थाइमिन डाइमर के निर्माण का कारण बनता है, जो आनुवंशिक कोड को नष्ट कर देता है और प्रतिकृति को रोकता है, जिससे रोगजनक प्रभावी रूप से निष्क्रिय हो जाते हैं। प्रभावकारिता जीव के प्रकार के आधार पर भिन्न होती है, और आवश्यक खुराक (फ्लक्स) को mJ/cm² में निर्दिष्ट किया जाता है।

10.3 बाजार के रुझान

UVC LED बाजार स्वास्थ्य सेवा, जल उपचार, वायु शुद्धिकरण और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों में पारा-मुक्त कीटाणुशोधन समाधानों की बढ़ती मांग से प्रेरित है। प्रमुख विकास रुझानों में विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता (प्रकाश शक्ति आउटपुट / विद्युत शक्ति इनपुट) में वृद्धि, उच्चतर सिंगल-चिप आउटपुट पावर और लंबे कार्य जीवन शामिल हैं, जो सभी LED-आधारित प्रणालियों की लागत-प्रभावशीलता में सुधार कर रहे हैं।