सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 चमक तीव्रता (IV) ग्रेड
- 3.2 Hue (Color) Grade
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V कर्व)
- 4.2 प्रकाश तीव्रता और अग्र धारा के बीच संबंध
- 4.3 तापमान विशेषता
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम एवं पिन असाइनमेंट
- 5.2 अनुशंसित PCB सोल्डर पैड
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग शर्तें
- 6.2 सफाई
- 6.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियां
- 6.4 भंडारण की शर्तें
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7.1 टेप और रील विनिर्देश
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग के उदाहरण
- 12. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ LTST-C19MGEBK-RR सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी लैंप की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तार से वर्णन करता है। यह उपकरण माइक्रो एलईडी श्रृंखला से संबंधित है, जिसे स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली प्रक्रियाओं और स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण एक ही कॉम्पैक्ट पैकेज के भीतर तीन स्वतंत्र एलईडी चिप्स को एकीकृत करता है, जो लाल, हरे और नीले रंग का प्रकाश उत्सर्जित करने में सक्षम हैं। यह पूर्ण-रंग क्षमता इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त बनाती है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस एलईडी के प्रमुख लाभों में इसका अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल, उच्च चमक आउटपुट और पर्यावरणीय एवं विनिर्माण मानकों के अनुपालन शामिल हैं। इसका डिज़ाइन बड़े पैमाने पर, स्वचालित उत्पादन वातावरण के साथ संगतता को प्राथमिकता देता है।
- लक्षित अनुप्रयोग:यह एलईडी दूरसंचार उपकरणों (कॉर्डलेस फोन और मोबाइल फोन), पोर्टेबल कंप्यूटिंग उपकरणों (लैपटॉप), नेटवर्क सिस्टम उपकरणों, विभिन्न घरेलू उपकरणों और इंडोर साइनेज या डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
- मुख्य विशेषताएँ:यह उपकरण हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध (RoHS) निर्देश का अनुपालन करता है। इसकी पैकेजिंग ऊंचाई केवल 0.5 मिलीमीटर है, जो अल्ट्रा-थिन श्रेणी में आती है। यह उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रा-ब्राइट InGaN (हरे और नीले प्रकाश के लिए) और AlInGaP (लाल प्रकाश के लिए) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है। उत्पाद 8 मिलीमीटर चौड़ी टेप में पैक किया गया है और 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा गया है, जो EIA स्वचालित हैंडलिंग मानक पैकेजिंग के अनुरूप है।
- निर्माण संगतता:यह घटक एकीकृत सर्किट (I.C. compatible) और मानक स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया को सहन करने में सक्षम है, जो सतह माउंट प्रौद्योगिकी असेंबली की एक मानक प्रक्रिया है।
2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
LED का प्रदर्शन विशिष्ट पर्यावरणीय और विद्युत परीक्षण स्थितियों में परिभाषित किया गया है, मुख्य रूप से परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन के लिए इन मापदंडों को समझना महत्वपूर्ण है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उनके निकट संचालन की गारंटी नहीं है, डिज़ाइन में इनसे बचना चाहिए।
- पावर डिसिपेशन (Pd):हरे और नीले प्रकाश चिप के लिए 76 mW; लाल प्रकाश चिप के लिए 75 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED ऊष्मा के रूप में अपव्यय कर सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):हरे/नीले प्रकाश के लिए 100 mA, लाल प्रकाश के लिए 80 mA, 1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई की स्थिति में। यह रेटिंग सतत DC के बजाय पल्स ऑपरेशन के लिए लागू होती है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):अधिकतम निरंतर करंट: हरे और नीले एलईडी चिप्स के लिए 20 एमए; लाल एलईडी चिप्स के लिए 30 एमए।
- तापमान सीमा:ऑपरेटिंग तापमान: -20°C से +80°C; भंडारण तापमान: -30°C से +85°C।
- वेल्डिंग शर्तें:260°C के पीक तापमान और 10 सेकंड की अवधि के लिए इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग को सहन कर सकता है, जो एक विशिष्ट लीड-फ्री (Pb-free) वेल्डिंग प्रक्रिया है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन मूल्य हैं। डिजाइनरों को इन्हें मार्गदर्शन के रूप में लेना चाहिए और न्यूनतम और अधिकतम सीमा मूल्यों पर ध्यान देना चाहिए।
- दीप्त तीव्रता (IV):मिलिकैंडेला (mcd) में मापा जाता है। न्यूनतम मान 180 mcd है, प्रत्येक रंग को अलग-अलग अग्र धारा पर परखा गया: हरा 2mA पर, लाल 4.8mA पर, नीला 3mA पर। अधिकतम मान 450 mcd है। तीव्रता माप CIE मानक मानव आँख प्रतिक्रिया वक्र के अनुरूप सेंसर और फिल्टर का उपयोग करके किया गया।
- देखने का कोण (2θ1/2):एक विशिष्ट पूर्ण दृश्य कोण 120 डिग्री है, जो एक वाइड-एंगल उत्सर्जन मोड को इंगित करता है।
- तरंगदैर्ध्य पैरामीटर:
- पीक एमिशन वेवलेंथ (λP):टाइपिकल वैल्यू 518 एनएम (ग्रीन), 632 एनएम (रेड) और 468 एनएम (ब्लू) हैं। यह वह वेवलेंथ है जहां स्पेक्ट्रल आउटपुट सबसे मजबूत होता है।
- डोमिनेंट वेवलेंथ (λd):टाइपिकल वैल्यू 525 एनएम (ग्रीन), 624 एनएम (रेड) और 470 एनएम (ब्लू) हैं। यह वह एकल वेवलेंथ है जो मानव आंख द्वारा मानी जाती है और रंग को परिभाषित करती है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):विशिष्ट मान 35 nm (हरी रोशनी), 20 nm (लाल रोशनी) और 25 nm (नीली रोशनी) हैं। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रमी शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):LED का वोल्टेज ड्रॉप जब यह अपनी टेस्ट करंट पर कार्य कर रहा होता है। रेंज इस प्रकार है: हरी रोशनी: न्यूनतम 2.20V, अधिकतम 3.00V; लाल रोशनी: न्यूनतम 1.70V, अधिकतम 2.40V; नीली रोशनी: न्यूनतम 2.20V, अधिकतम 3.00V।
- रिवर्स करंट (IR):जब 5V रिवर्स वोल्टेज (V) लगाया जाता है,Rतो अधिकतम लीकेज करंट 50 μA (ग्रीन/ब्लू लाइट) और 10 μA (रेड लाइट) होता है। यह डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को मापी गई प्रदर्शन विशेषताओं के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। LTST-C19MGEBK-RR दो मुख्य बिनिंग मानदंडों का उपयोग करता है।
3.1 चमकदार तीव्रता (IV) ग्रेड
एलईडी को मानक परीक्षण धारा पर मापी गई उनकी चमकदार तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। ग्रेड कोड और उनकी सीमाएं निम्नलिखित हैं:
- S1:180 mcd (न्यूनतम) से 225 mcd (अधिकतम)
- S2:225 mcd से 285 mcd
- T1:285 mcd से 355 mcd
- T2:355 mcd से 450 mcd
प्रत्येक चमक तीव्रता स्तर के लिए +/-15% सहनशीलता की अनुमति है।
3.2 Hue (Color) Grade
यह CIE 1931 क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (x, y) पर आधारित एक अधिक जटिल ग्रेडिंग प्रणाली है, जो वैज्ञानिक रूप से रंग बिंदु को परिभाषित करती है। स्पेसिफिकेशन विस्तृत ग्रेड कोड ग्रिड (A, B, C, D और उनके उप-रूपांतर A1, B1, आदि) और विशिष्ट निर्देशांक सीमाएं प्रदान करता है, जो क्रोमैटिसिटी आरेख पर चतुर्भुज बनाती हैं। इससे लगभग समान रंग आउटपुट वाले LED का सटीक चयन संभव होता है। प्रत्येक टोन ग्रेड के लिए (x, y) निर्देशांक में +/-0.01 की सहनशीलता की अनुमति है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) इन निर्देशांकों से प्राप्त किया जाता है।
4. Performance Curve Analysis
हालांकि स्पेसिफिकेशन शीट में विशिष्ट ग्राफिकल कर्व्स (जैसे चित्र 1, चित्र 5) का संदर्भ दिया गया है, लेकिन प्रदान की गई तकनीकी और पैरामीटर विवरण के आधार पर इसकी विशिष्ट विशेषताओं का वर्णन किया जा सकता है।
4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V कर्व)
LED का I-V संबंध गैर-रैखिक और घातांकीय होता है। स्पेसिफिकेशन शीट में प्रदान किया गया फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) मान एक विशिष्ट परीक्षण धारा पर लिया गया स्नैपशॉट है। वास्तव में, VFI के साथ बदलता रहेगाFबढ़ने के साथ बढ़ता है, और यह तापमान पर भी निर्भर करता है। लाल प्रकाश (~1.7-2.4V) और हरे/नीले प्रकाश (~2.2-3.0V) के बीच अलग-अलग VFस्कोप, बहुरंगी अनुप्रयोगों में विशेष रूप से करंट सीमित सर्किट के सावधानीपूर्वक डिजाइन की आवश्यकता है।
4.2 प्रकाश तीव्रता और अग्र धारा के बीच संबंध
कार्य सीमा के भीतर, प्रकाश उत्पादन (IV) आम तौर पर अग्र धारा (IF) के समानुपाती होता है। हालांकि, बहुत अधिक धारा पर, ऊष्मा में वृद्धि के कारण दक्षता कम हो सकती है। डेटाशीट तुलनीय चमक स्तरों तक पहुंचने के लिए प्रत्येक रंग के लिए अलग-अलग परीक्षण धारा निर्दिष्ट करती है, जो InGaN और AlInGaP चिप प्रौद्योगिकियों की भिन्न दक्षताओं को दर्शाती है।
4.3 तापमान विशेषता
LED प्रदर्शन तापमान के प्रति संवेदनशील होता है। प्रकाश तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। निर्दिष्ट ऑपरेटिंग तापमान सीमा -20°C से +80°C उस पर्यावरणीय स्थिति को परिभाषित करती है जिसमें डिवाइस अपने प्रकाशित विनिर्देशों को पूरा करने में सक्षम होता है। प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए PCB पर उचित थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से इस डिवाइस के अल्ट्रा-थिन फॉर्म फैक्टर पर विचार करते हुए जिसमें सीमित थर्मल मास हो सकता है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम एवं पिन असाइनमेंट
यह LED एक मानक SMD पैकेज में आती है। लेंस वॉटर व्हाइट है। आंतरिक प्रकाश स्रोत रंग और उनके संबंधित पिन कॉन्फ़िगरेशन इस प्रकार हैं: InGaN हरा प्रकाश पिन 1 और 4 पर; AlInGaP लाल प्रकाश पिन 2 और 5 पर; InGaN नीला प्रकाश पिन 3 और 6 पर। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, और विशिष्ट सहनशीलता ±0.1 मिमी है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। 0.5 मिमी का अल्ट्रा-थिन ऊंचाई एक महत्वपूर्ण यांत्रिक विशेषता है।
5.2 अनुशंसित PCB सोल्डर पैड
डेटाशीट में एक आरेख शामिल है जो एलईडी को सोल्डर करने के लिए PCB पर अनुशंसित कॉपर पैड लेआउट दर्शाता है। रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया और संचालन के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़, सही संरेखण और प्रभावी ताप अपव्यय प्राप्त करने के लिए इस पैड लेआउट का पालन करना महत्वपूर्ण है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग शर्तें
लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए, एक अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है, जिसका शिखर तापमान 260°C है और 10 सेकंड तक रहता है। यह कई SMD घटकों के लिए एक मानक प्रोफाइल है, जो यह सुनिश्चित करती है कि LED पैकेज अत्यधिक गर्मी से क्षतिग्रस्त न हो।
6.2 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट रसायनों का उपयोग करें। डेटाशीट में सुझाव दिया गया है कि LED को कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोया जाए। अनिर्दिष्ट रसायन पैकेजिंग सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
6.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानियां
LED चिप्स स्थैतिक बिजली और वोल्टेज सर्ज के प्रति संवेदनशील हैं। इन उपकरणों को संभालते समय उचित ESD नियंत्रण उपायों का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है: कलाई पट्टा, एंटीस्टैटिक दस्ताने पहनें, और सुनिश्चित करें कि सभी उपकरण और मशीनें ठीक से ग्राउंडेड हैं।
6.4 भंडारण की शर्तें
सीलबंद पैकेजिंग:एलईडी को 30°C या उससे कम तापमान और 90% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) की स्थिति में संग्रहित किया जाना चाहिए। जब नमी-रोधी बैग में डिसिकेंट के साथ पैक किया जाता है, तो इसका उपयोग एक वर्ष के भीतर किया जाना चाहिए।
खोला गया पैकेज:भंडारण वातावरण 30°C या 60% आरएच से अधिक नहीं होना चाहिए। मूल पैकेजिंग से निकाले गए घटकों को एक सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग (Moisture Sensitivity Level 3, MSL 3) के अधीन किया जाना चाहिए। मूल पैकेजिंग बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण के लिए, उन्हें डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में संरक्षित किया जाना चाहिए।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
7.1 टेप और रील विनिर्देश
LED को 8 मिलीमीटर चौड़ाई वाली उभरी हुई कैरियर टेप के रूप में उद्योग मानक के अनुसार प्रदान किया जाता है, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक पूर्ण रील में 4000 टुकड़े होते हैं। घटक पॉकेट को सील करने के लिए कवर टेप लगी होती है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश का अनुपालन करती है। शेष मात्रा के लिए, न्यूनतम पैकेज मात्रा 500 टुकड़े है।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- कीबोर्ड/कुंजी बैकलाइट:इसका अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल और RGB क्षमता इसे पोर्टेबल डिवाइस कुंजी प्रकाश व्यवस्था के लिए आदर्श बनाती है, और रंग परिवर्तन प्रभाव को संभव बना सकती है।
- स्थिति संकेतक:एकल घटक के फुटप्रिंट के भीतर बहुरंगी स्थिति जानकारी प्रदान कर सकता है (उदाहरण के लिए, लाल त्रुटि दर्शाता है, हरा तैयारी दर्शाता है, नीला सक्रियता दर्शाता है)।
- माइक्रो डिस्प्ले और प्रतीक प्रकाश व्यवस्था:छोटे रंगीन सूचना प्रदर्शन या नियंत्रण पैनल पर प्रतीक बैकलाइटिंग के लिए उपयुक्त।
8.2 डिज़ाइन विचार
- करंट ड्राइव:प्रत्येक रंग के V के कारणFऔर IF विशेषताएँ।
- विभिन्न विशेषताओं के कारण, प्रत्येक रंग चैनल के लिए स्वतंत्र रूप से निरंतर धारा ड्राइवर या उचित रूप से गणना की गई करंट-सीमित प्रतिरोधक का उपयोग किया जाना चाहिए।ताप प्रबंधन:
- सुनिश्चित करें कि PCB डिज़ाइन LED पैड से ताप अपव्यय की अनुमति देता है, विशेष रूप से जब अधिकतम धारा पर या उसके निकट संचालित किया जा रहा हो।प्रकाशीय डिज़ाइन:
- 120 डिग्री का देखने का कोण एक विस्तृत उत्सर्जन सीमा प्रदान करता है। यदि अधिक समान या दिशात्मक आउटपुट की आवश्यकता है, तो कृपया एक विसारक या लाइट गाइड प्लेट के उपयोग पर विचार करें।स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बिनिंग:Vऐसे अनुप्रयोगों के लिए जहां कई इकाइयों के बीच रंग और चमक की एकरूपता बनाए रखने की आवश्यकता हो, खरीदते समय आवश्यक I निर्दिष्ट करें।
और टोन ग्रेड कोड।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरणLTST-C19MGEBK-RR मुख्य रूप से इसके माध्यम से0.5 मिलीमीटर की अल्ट्रा-थिन ऊंचाई के माध्यम सेविभेदीकरण प्राप्त करता है, जो तेजी से पतले हो रहे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बहुत फायदेमंद है।तीन उच्च-प्रदर्शन चिप्स (G/B के लिए InGaN, R के लिए AlInGaP)एक ही पैकेज में एकीकृत, यह पारंपरिक फॉस्फर-रूपांतरित सफेद एलईडी या कम दक्षता वाली चिप तकनीक की तुलना में उच्च चमक और रंग सीमा प्रदान करता है। यह पूरी तरह से अनुरूप हैस्वचालित असेंबली प्रक्रिया (टेप और रील, आईआर रिफ्लो सोल्डरिंग)
, जिससे यह बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए एक लागत-प्रभावी विकल्प बन जाता है, जो हाथ से सोल्डरिंग की आवश्यकता वाले एलईडी से अलग है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं एक ही कॉन्स्टेंट करंट स्रोत से तीनों रंगों (आरजीबी) को चला सकता हूँ?Fउत्तर: नहीं। लाल एलईडी चिप और हरी/नीली एलईडी चिप के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (V
) की रेंज में बहुत अंतर है। इन्हें स्वतंत्र करंट रेगुलेशन सर्किट द्वारा चलाया जाना चाहिए, या अलग-अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स की गणना की जानी चाहिए।
प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?Pउत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λd) LED उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख द्वारा रंग से जुड़ा हुआ माना जाता है। λ
प्रदर्शन और प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में रंग विनिर्देशों के लिए यह अधिक प्रासंगिक है।
प्रश्न: MSL स्तर 3 है। इसका मेरे उत्पादन प्रक्रिया के लिए क्या अर्थ है?
उत्तर: नमी संवेदनशीलता स्तर 3 का अर्थ है कि इस पैकेज को फैक्ट्री फ्लोर स्थितियों (≤30°C/60% RH) में 168 घंटे (7 दिन) तक एक्सपोज किया जा सकता है, इससे पहले कि इसे सोल्डर किया जाना आवश्यक हो। यदि इस समय सीमा से अधिक हो जाता है, तो "पॉपकॉर्न" प्रभाव क्षति को रोकने के लिए, अवशोषित नमी को हटाने हेतु रिफ्लो सोल्डरिंग से पहले घटक को बेक करने की आवश्यकता हो सकती है।
11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग के उदाहरण
परिदृश्य: एक पोर्टेबल IoT डिवाइस के लिए एक मल्टी-कलर स्टेटस इंडिकेटर डिज़ाइन करें।
डिज़ाइन आवश्यकता: नेटवर्क स्थिति (नीला: कनेक्टिंग, हरा: कनेक्टेड, लाल: त्रुटि) और बैटरी स्थिति (हरा: उच्च चार्ज, लाल: निम्न चार्ज) प्रदर्शित करने के लिए एक सूक्ष्म घटक का उपयोग करना। LTST-C19MGEBK-RR को इसकी अल्ट्रा-थिन और RGB क्षमता के कारण चुना गया। डिज़ाइनर ने:
1. PCB लेआउट के लिए अनुशंसित पैड लेआउट का उपयोग किया।F2. तीन स्वतंत्र लो-साइड MOSFET स्विच सर्किट डिज़ाइन करें, प्रत्येक सर्किट लक्षित रंग (लाल, हरा, नीला) के अनुसार विशिष्ट V के साथ श्रृंखला में जुड़ा हो।
रेंज गणना के लिए प्रतिरोध, आवश्यक धारा प्राप्त करने के लिए (उदाहरण के लिए, कम बिजली खपत पर अच्छी चमक के लिए 15mA)।
3. सुनिश्चित करें कि माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन आवश्यक धारा को अवशोषित करने में सक्षम हों।
4. आदेश देते समय सख्त रंग टोन ग्रेड निर्दिष्ट करें (उदाहरण के लिए, हरे प्रकाश के लिए B1), यह सुनिश्चित करने के लिए कि सभी उत्पादन इकाइयों में "कनेक्टेड" हरा रंग समान रहे।
5. असेंबली प्रक्रिया की योजना बनाएं, यह सुनिश्चित करते हुए कि रील को खोलने के बाद MSL 3 द्वारा निर्धारित समय सीमा के भीतर उपयोग किया जाए।
12. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- LED का प्रकाश उत्सर्जन अर्धचालक सामग्री में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस परिघटना पर आधारित है। जब चिप के p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। यह डिवाइस उपयोग करता है:इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN):
- एक यौगिक अर्धचालक जिसका बैंडगैप इंडियम सामग्री को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है। यहाँ यह हरे और नीले प्रकाश उत्पन्न करने के लिए प्रयुक्त होता है।Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP):
एक अन्य यौगिक अर्धचालक, जो उच्च दक्षता वाला लाल और एम्बर प्रकाश उत्पन्न करने के लिए आदर्श है। पानी-सफ़ेद लेंस रंग रूपांतरण के बिना चिप के आंतरिक रंग को सीधे देखने की अनुमति देता है।
13. विकास प्रवृत्तियाँइस प्रकार के SMD LED का विकास कई स्पष्ट उद्योग प्रवृत्तियों का अनुसरण करता है:लघुरूपण(पतला, छोटा फुटप्रिंट) अधिक पतले अंतिम उत्पादों को सक्षम करने के लिए।दक्षता में सुधार(प्रति मिलीएम्पियर उच्च प्रकाश तीव्रता) बैटरी संचालित उपकरणों की बिजली खपत कम करने के लिए।उन्नत चिप सामग्री (जैसे InGaN और AlInGaP) के माध्यम सेरंग प्रतिपादन और रंग सीमा में वृद्धि, ताकि अधिक जीवंत और सटीक प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | Unit/Representation | Layman's Explanation | Why It Is Important |
|---|---|---|---|
| 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 साधन की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दिखाई देता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक एकसमान होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी 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 | Layman's Explanation | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| 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। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्प समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | Layman's Explanation | 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 से प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन होता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी के "जीवनकाल" 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। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग संगति 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। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | Layman's Explanation | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक तथा ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की ऑप्टिकल संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | बिनिंग सामग्री | Layman's Explanation | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| 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 वर्गीकरण | 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 असमानता से बचें। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | Layman's Explanation | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |