विषयसूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 अग्र धारा बनाम परिवेश तापमान
- 3.2 वर्णक्रमीय वितरण
- 3.3 विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा
- 3.4 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (I-V वक्र)
- 3.5 रिलेटिव रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम एंगुलर डिस्प्लेसमेंट
- 4. मैकेनिकल और पैकेज सूचना
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग
- 5.2 हैंड सोल्डरिंग
- 5.3 भंडारण और नमी संवेदनशीलता
- 6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
- 7. एप्लिकेशन सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 8. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 10. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी
- 11. संचालन सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
- LED Specification Terminology
- प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
- विद्युत मापदंड
- थर्मल मैनेजमेंट & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. उत्पाद अवलोकन
IRR60-48C/TR8 एक लघु सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड है। यह एक द्वि-रंगीय घटक है जिसमें एक ही पैकेज के भीतर दो अलग-अलग अर्धचालक चिप्स हैं: एक 660nm (लाल, AlGaInP सामग्री) पर और दूसरा 905nm (इन्फ्रारेड, AlGaAs सामग्री) पर उत्सर्जित करता है। यह डिवाइस एक फ्लैट-टॉप लेंस वाले पानी-साफ़ प्लास्टिक पैकेज में संलग्न है, जिसे स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली सिस्टम और मानक इन्फ्रारेड या वाष्प चरण रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है।
इस घटक का प्राथमिक डिज़ाइन उद्देश्य फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर जैसे सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स के साथ वर्णक्रमीय मिलान है। यह विशेषता इसे उन संवेदन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाती है जहाँ सटीक प्रकाशीय युग्मन की आवश्यकता होती है। यह उपकरण आधुनिक पर्यावरणीय मानकों का पालन करता है, जो हैलोजन-मुक्त है और RoHS तथा EU REACH नियमों का अनुपालन करता है।
2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे उपकरण को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- निरंतर अग्र धारा (IF): दोनों तरंगदैर्ध्य के लिए 30 mA। यह अधिकतम DC धारा है जिसे लगातार लगाया जा सकता है।
- शिखर अग्र धारा (IFP): 150 mA. यह रेटिंग केवल स्पंदित स्थितियों में लागू होती है जहां स्पंद चौड़ाई ≤10μs और कर्तव्य चक्र ≤1% हो।
- Reverse Voltage (VR): 5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- Power Dissipation (Pd): 660nm चिप के लिए 70 mW और 905nm चिप के लिए 50 mW, जो 25°C या उससे कम के परिवेश तापमान पर मापा गया है। यह अंतर विभिन्न अर्धचालक पदार्थों की विशिष्ट दक्षता और तापीय विशेषताओं को दर्शाता है।
- Thermal Resistance, Junction-to-Ambient (Rθj-a): 550 K/W. यह पैरामीटर दर्शाता है कि अर्धचालक जंक्शन से आसपास के वातावरण में ऊष्मा कितनी प्रभावी रूप से स्थानांतरित होती है। एक कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय का संकेत देता है।
- Operating & Storage Temperature Range: -25°C से +85°C.
- Soldering Temperature (Tsol): 260°C अधिकतम, अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं, आमतौर पर लीड-मुक्त रीफ्लो प्रक्रियाओं के लिए।
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये 25°C पर 20mA के फॉरवर्ड करंट के साथ मापे गए सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।
- Radiant Intensity (IE): यह प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) उत्सर्जित प्रकाश शक्ति है। 660nm (लाल) चिप के लिए, सामान्य मान 2.3 mW/sr (न्यूनतम 1.0) है। 905nm (IR) चिप के लिए, सामान्य मान 1.0 mW/sr (न्यूनतम 0.5) है।
- Total Radiated Power (Po): सभी दिशाओं में उत्सर्जित कुल प्रकाश शक्ति। लाल के लिए विशिष्ट मान 7.0 mW और IR के लिए 3.0 mW होते हैं।
- शिखर तरंगदैर्घ्य (λp): वह तरंगदैर्घ्य जिस पर उत्सर्जित विकिरण सबसे प्रबल होता है। लाल चिप का केंद्र 660nm (सीमा 657-663nm) पर है। IR चिप का केंद्र 905nm (सीमा 895-915nm) पर है।
- वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ): अधिकतम तीव्रता के आधे पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई (फुल विड्थ ऐट हाफ मैक्सिमम - FWHM)। लाल के लिए विशिष्ट मान 20nm और IR के लिए 60nm होते हैं। IR चिप की व्यापक बैंडविड्थ AlGaAs सामग्री की विशेषता है।
- अग्र वोल्टेज (VF): संचालन के दौरान डायोड के पार वोल्टेज ड्रॉप। लाल चिप को आमतौर पर 2.10V (सीमा 1.80-2.50V) की आवश्यकता होती है। IR चिप को आमतौर पर 1.40V (सीमा 1.10-1.60V) की आवश्यकता होती है। सर्किट डिजाइन, विशेष रूप से एक सामान्य स्रोत से दोनों चिप्स को चलाते समय, के लिए यह अंतर महत्वपूर्ण है।
- दृश्य कोण (2θ1/2): कोणीय विस्तार जहां विकिरण तीव्रता अपने शिखर मान के कम से कम आधी होती है। लाल चिप का विशिष्ट दृश्य कोण 140° है, जबकि IR चिप का 130° है। फ्लैट-टॉप लेंस इस व्यापक दृश्य कोण में योगदान देता है।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
3.1 अग्र धारा बनाम परिवेश तापमान
डीरेटिंग वक्र दर्शाते हैं कि अधिकतम अनुमेय निरंतर अग्र धारा परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटती है। यह थर्मल रनवे को रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण डिजाइन विचार है। रेड और IR दोनों चिप्स के वक्र समान नकारात्मक ढलान का अनुसरण करते हैं, जो उच्च-तापमान वातावरण या उच्च-धारा अनुप्रयोगों में पर्याप्त थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता पर बल देता है।
3.2 वर्णक्रमीय वितरण
स्पेक्ट्रम ग्राफ तरंगदैर्ध्य के पार सापेक्ष विकिरण तीव्रता दर्शाते हैं। 660nm रेड उत्सर्जन AlGaInP सामग्री की विशेषता वाली एक तीक्ष्ण, संकीर्ण चोटी दिखाता है। 905nm IR उत्सर्जन AlGaAs के लिए विशिष्ट एक व्यापक, गॉसियन-जैसा वितरण दिखाता है। यह स्पेक्ट्रम शुद्धता (रेड के लिए) और बैंडविड्थ (IR के लिए) सेंसर सिस्टम डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है, जो फिल्टर चयन और सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को प्रभावित करती है।
3.3 विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा
ये प्लॉट्स मानक संचालन सीमा के भीतर दोनों चिप्स के लिए ड्राइव करंट और ऑप्टिकल आउटपुट के बीच लगभग रैखिक संबंध प्रदर्शित करते हैं। यह रैखिकता एनालॉग मॉड्यूलेशन अनुप्रयोगों में ऑप्टिकल आउटपुट नियंत्रण को सरल बनाती है। रेखा का ढलान (दक्षता) दोनों तरंगदैर्ध्य के बीच भिन्न है।
3.4 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (I-V वक्र)
I-V कर्व डायोड की विशिष्ट घातांकीय संबंध दर्शाते हैं। टर्न-ऑन वोल्टेज स्पष्ट रूप से दिखाई देता है और दोनों चिप्स के बीच भिन्न है (लाल के लिए अधिक)। स्व-तापन प्रभाव को कम करने के लिए कर्व को पल्स्ड स्थितियों (100μs पल्स, 1/100 ड्यूटी साइकिल) के तहत मापा गया है, जो जंक्शन विशेषताओं का सबसे सटीक प्रतिनिधित्व प्रदान करता है।
3.5 रिलेटिव रेडिएंट इंटेंसिटी बनाम एंगुलर डिस्प्लेसमेंट
ये ध्रुवीय प्लॉट दृश्य कोण का दृष्टिगत रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं। तीव्रता वितरण दोनों चिप्स के लिए लगभग लैम्बर्टियन (कोसाइन-जैसा) है, जिसमें लाल थोड़ा चौड़ा है। यह जानकारी ऑप्टिकल सिस्टम को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है ताकि उचित प्रकाश व्यवस्था कवरेज या डिटेक्टर के साथ संरेखण सुनिश्चित हो सके।
4. मैकेनिकल और पैकेज सूचना
डिवाइस एक कॉम्पैक्ट एसएमडी पैकेज में रखा गया है जिसकी लंबाई 6.0 मिमी, चौड़ाई 4.8 मिमी और ऊंचाई 1.1 मिमी है। पैकेज आउटलाइन ड्राइंग पीसीबी फुटप्रिंट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करती है, जिसमें पैड का आकार, प्लेसमेंट और कीप-आउट क्षेत्र शामिल हैं। घटक में एक वाटर-क्लियर मोल्डेड प्लास्टिक बॉडी है जिसका शीर्ष सपाट है और यह एक लेंस के रूप में कार्य करता है। पोलैरिटी पैकेज मार्किंग द्वारा दर्शाई गई है और सही विद्युत संचालन सुनिश्चित करने के लिए प्लेसमेंट के दौरान इसका पालन किया जाना चाहिए।
5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग
यह घटक 260°C के पीक तापमान वाले लीड-फ्री (Pb-free) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत है। थर्मल शॉक या प्लास्टिक पैकेज को नुकसान से बचने के लिए अनुशंसित तापमान-समय प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है। एक ही डिवाइस पर रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। गर्म करने के दौरान एलईडी बॉडी पर तनाव और सोल्डरिंग के बाद सर्किट बोर्ड के वार्पिंग से बचना चाहिए।
5.2 हैंड सोल्डरिंग
यदि मरम्मत के लिए हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी की आवश्यकता है। सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से नीचे होना चाहिए, और प्रति टर्मिनल संपर्क समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। कम शक्ति वाले आयरन (≤25W) की सिफारिश की जाती है। प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतराल छोड़ा जाना चाहिए। थर्मल स्ट्रेस को कम करने के लिए हटाने के लिए डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन के उपयोग का सुझाव दिया जाता है, लेकिन डिवाइस विशेषताओं पर इसके प्रभाव की पहले से पुष्टि की जानी चाहिए।
5.3 भंडारण और नमी संवेदनशीलता
यह उपकरण नमी के प्रति संवेदनशील है। सावधानियों में शामिल हैं:
- उपयोग के लिए तैयार होने तक नमी-रोधी बैग न खोलें।
- बिना खोले बैग को ≤30°C और ≤90% RH पर संग्रहित करें। एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
- खोलने के बाद, ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहित करें। 24 घंटे के भीतर उपयोग करें।
- यदि भंडारण समय सीमा समाप्त हो जाती है या डिसिकेंट नमी प्रवेश का संकेत देता है, तो रीफ्लो से पहले 60±5°C पर कम से कम 24 घंटे के लिए बेकिंग उपचार आवश्यक है।
6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
डिवाइस स्वचालित हैंडलिंग के लिए उभरे हुए कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती है। मानक रील में 1000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप के आयाम मानक फीडर सिस्टम के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए निर्दिष्ट किए गए हैं। नमी-प्रतिरोधी पैकेजिंग में एक एल्यूमीनियम लैमिनेट बैग होता है जिसमें डिसिकेंट और एक आर्द्रता संकेतक कार्ड होता है। बैग लेबल में कस्टमर पार्ट नंबर (CPN), प्रोडक्शन नंबर (P/N), मात्रा, रैंक कोड (CAT, HUE), रेफरेंस, लॉट नंबर और उत्पत्ति के देश के लिए फ़ील्ड शामिल हैं।
7. एप्लिकेशन सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- ऑप्टिकल सेंसर: दोहरी तरंगदैर्ध्य वस्तु का पता लगाने, गिनती या स्थिति संवेदन के लिए परावर्तक या पारगमन सेंसर में उपयोग को सक्षम करती है। 905nm तरंगदैर्ध्य का उपयोग अक्सर उन स्थानों पर किया जाता है जहां दृश्य प्रकाश अवांछनीय है, जबकि 660nm लाल एक दृश्य संकेतक के रूप में या विशिष्ट फोटोमेट्रिक संवेदन के लिए कार्य कर सकता है।
- मेडिकल पल्स ऑक्सिमेट्री660nm और 905nm (या 940nm) तरंगदैर्ध्य पल्स ऑक्सीमीटर में रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति (SpO2) मापने के लिए मानक हैं। इस अनुप्रयोग के लिए सिलिकॉन डिटेक्टरों के लिए डिवाइस का स्पेक्ट्रल मिलान आवश्यक है।
- औद्योगिक स्वचालनऑप्टिकल एनकोडर, एज डिटेक्शन सिस्टम और सेफ्टी कर्टन में उपयोग किया जाता है।
7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- करंट लिमिटिंगवोल्टेज स्रोत से संचालन के लिए एक बाहरी श्रृंखला रोकनेवाला अनिवार्य है। I-V वक्र की खड़ी ढलान का मतलब है कि वोल्टेज में एक छोटा बदलाव बड़े करंट परिवर्तन का कारण बनता है, जो LED को तुरंत नष्ट कर सकता है।
- थर्मल मैनेजमेंटनिर्दिष्ट थर्मल प्रतिरोध (550 K/W) अपेक्षाकृत अधिक है। उच्च धाराओं पर या गर्म वातावरण में निरंतर संचालन के लिए, जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए हीट सिंकिंग के लिए पर्याप्त तांबे के क्षेत्र के साथ PCB लेआउट की सिफारिश की जाती है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: विस्तृत व्यूइंग एंगल के लिए विशिष्ट सेंसिंग कार्यों हेतु प्रकाश को समानांतर या केंद्रित करने के लिए द्वितीयक ऑप्टिक्स (लेंस, एपर्चर) की आवश्यकता हो सकती है। वाटर-क्लियर लेंस उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां सटीक उत्सर्जन पैटर्न महत्वपूर्ण नहीं है या जहां बाहरी ऑप्टिक्स का उपयोग किया जाता है।
- ड्राइव सर्किटरी: यदि दोनों चिप्स को स्वतंत्र रूप से या मल्टीप्लेक्स किया जाना है तो उनके भिन्न फॉरवर्ड वोल्टेज पर विचार किया जाना चाहिए। स्थिर ऑप्टिकल आउटपुट के लिए कॉन्स्टेंट वोल्टेज की तुलना में कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर को प्राथमिकता दी जाती है।
8. तकनीकी तुलना और विभेदन
IRR60-48C/TR8 का प्राथमिक विभेदन इसकी दोहरी-तरंगदैर्ध्य, एकल-पैकेज डिज़ाइन में निहित है। दो अलग-अलग SMD एलईडी का उपयोग करने की तुलना में, यह महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है:
- स्थान बचत: पीसीबी फुटप्रिंट को 50% तक कम कर देता है।
- सरलीकृत असेंबली: केवल एक घटक रखना है, जिससे विनिर्माण थ्रूपुट में सुधार होता है और प्लेसमेंट लागत कम होती है।
- बेहतर संरेखण: दोनों उत्सर्जन बिंदु एक ही पैकेज में सह-स्थित हैं, जो उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श स्थानिक संरेखण सुनिश्चित करते हैं जहाँ दोनों तरंगदैर्ध्य को एक ही स्थान पर प्रकाशित करने की आवश्यकता होती है। यह पल्स ऑक्सीमीटर जैसे उपकरणों में महत्वपूर्ण है।
- सामग्री अनुकूलता: लाल रंग के लिए AlGaInP का उपयोग GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में उच्च दक्षता और बेहतर वर्णक्रमीय शुद्धता प्रदान करता है, जबकि AlGaAs IR चिप निकट-अवरक्त क्षेत्र में मजबूत आउटपुट प्रदान करती है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
Q: क्या मैं दोनों LED चिप्स को एक साथ उनकी अधिकतम निरंतर धारा 30mA प्रत्येक पर चला सकता हूँ?
A: नहीं। कुल शक्ति अपव्यय पर विचार करना होगा। 30mA पर एक साथ संचालन से पैकेज की तापीय अपव्यय क्षमता से अधिक होने की संभावना है, जिससे अतितापन हो सकता है। परिवेश के तापमान और एप्लिकेशन-विशिष्ट ड्यूटी साइकिल के आधार पर डेरेटिंग आवश्यक है।
Q: समान धारा पर IR चिप की विकिरण तीव्रता Red चिप से कम क्यों है?
A> This is primarily due to the difference in eye sensitivity (photopic vs. radiometric measurement) and the inherent conversion efficiency of the different semiconductor materials (AlGaAs vs. AlGaInP) at their respective wavelengths. The Total Radiated Power metric provides a better comparison of total optical output.
Q: डेटाशीट 260°C के सोल्डरिंग तापमान को दर्शाती है, लेकिन मेरी रीफ्लो प्रोफाइल 245°C पर चरम पर है। क्या यह स्वीकार्य है?
A: हां, 245°C का चरम तापमान स्वीकार्य है और यह बेहतर भी हो सकता है क्योंकि यह घटक को कम तापीय प्रतिबल के अधीन करता है, बशर्ते कि लिक्विडस के ऊपर का समय (TAL) उचित सोल्डर जोड़ बनाने के लिए पर्याप्त हो।
Q: खोलने के बाद 24-घंटे के उपयोग की समय सीमा कितनी महत्वपूर्ण है?
A: यह विश्वसनीय रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए महत्वपूर्ण है। प्लास्टिक पैकेज में अवशोषित नमी रीफ्लो के दौरान वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक विस्तारण, दरार ("पॉपकॉर्निंग"), या बॉन्ड वायर क्षति हो सकती है। विनिर्माण में उच्च उपज के लिए इस दिशानिर्देश का पालन करना आवश्यक है।
10. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक रिफ्लेक्टिव ऑब्जेक्ट सेंसर डिज़ाइन करना
एक काली कन्वेयर बेल्ट पर सफेद वस्तु का पता लगाने वाले एक विशिष्ट अनुप्रयोग में, IRR60-48C/TR8 को एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ा जाएगा। परिवेशी दृश्य प्रकाश के हस्तक्षेप से बचने के लिए प्राथमिक संवेदन के लिए 905nm IR चिप का उपयोग किया जाएगा। 20mA पर सेट एक स्थिर धारा स्रोत LED को चलाएगा। प्रकाश वस्तु से परावर्तित होता है और फोटोट्रांजिस्टर द्वारा पता लगाया जाता है, जिसका आउटपुट सिग्नल एक एम्पलीफायर/कम्पेरेटर सर्किट द्वारा कंडीशन किया जाता है। IR चिप के 130° के विस्तृत व्यूइंग एंगल से एक उदार डिटेक्शन फील्ड सुनिश्चित होता है, जिससे संरेखण सटीकता आवश्यकताएं कम हो जाती हैं। डिज़ाइनर को वोल्टेज स्रोत का उपयोग करते समय एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर शामिल करना होगा, यह सुनिश्चित करना होगा कि PCB लेआउट कुछ थर्मल रिलीफ प्रदान करता है, और बोर्ड के रीफ्लो सोल्डरिंग से गुजरने से पहले सख्त नमी हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करना होगा।
11. संचालन सिद्धांत
IRR60-48C/TR8 में प्रकाश उत्सर्जन अर्धचालक पदार्थों में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब चिप की बैंडगैप ऊर्जा से अधिक एक फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक पदार्थ की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है: 660nm (लाल) के लिए AlGaInP और 905nm (इन्फ्रारेड) के लिए AlGaAs। वाटर-क्लियर एपॉक्सी पैकेज चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और इसकी आकार वाली शीर्ष सतह उत्सर्जन पैटर्न को नियंत्रित करने के लिए एक प्राथमिक लेंस के रूप में कार्य करती है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
IRR60-48C/TR8 जैसे SMD LED का विकास कई उद्योग रुझानों का अनुसरण करता है:
- लघुरूपण: घने इलेक्ट्रॉनिक असेंबली को सक्षम करने के लिए पैकेज आकार में निरंतर कमी (उदाहरण के लिए, 0603 से 0402 तक)।
- बहु-चिप एकीकरण: अधिक बुद्धिमान, अधिक कॉम्पैक्ट सेंसर मॉड्यूल के लिए एकल पैकेज में कई तरंग दैर्ध्य या यहां तक कि विभिन्न डिवाइस प्रकार (LED और फोटोडायोड) को संयोजित करना।
- बढ़ी हुई दक्षता: अर्धचालक सामग्री और पैकेज से आंतरिक क्वांटम दक्षता और प्रकाश निष्कर्षण में निरंतर सुधार, जिससे समान विद्युत इनपुट के लिए उच्च ऑप्टिकल आउटपुट प्राप्त होता है।
- उन्नत विश्वसनीयता: उच्च रीफ्लो तापमान, कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों को सहन करने और लंबे परिचालन जीवनकाल प्रदान करने के लिए पैकेजिंग सामग्री और प्रक्रियाओं में प्रगति।
- मानकीकरण: इंजीनियरों के लिए विनिमेयता में सुधार और डिजाइन को सरल बनाने के लिए मानकीकृत फुटप्रिंट और प्रकाशीय विशेषताओं का व्यापक अपनाया जाना।
LED Specification Terminology
एलईडी तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| पद | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | क्यों महत्वपूर्ण है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | बिजली के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, अधिक होने का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं। |
| व्यूइंग एंगल | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (कलर टेम्परेचर) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडक दर्शाते हैं। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप 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 | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | Ensures uniform color across same batch of LEDs. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), e.g., 620nm (red) | Wavelength corresponding to color of colored LEDs. | Determines hue of red, yellow, green monochrome LEDs. |
| स्पेक्ट्रम वितरण | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
विद्युत मापदंड
| पद | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| अग्र वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| अग्र धारा | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए करंट मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| मैक्स पल्स करंट | Ifp | कम अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैशिंग के लिए उपयोग की जाती है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| रिवर्स वोल्टेज | Vr | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| थर्मल रेजिस्टेंस | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट डिसिपेशन की आवश्यकता होती है। |
| ESD इम्यूनिटी | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च का अर्थ है कम संवेदनशील। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
थर्मल मैनेजमेंट & Reliability
| पद | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय, रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (hours) | चमक के प्रारंभिक स्तर के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर एलईडी के "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की धारण क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री का क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| पद | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | चिप की सुरक्षा करने वाली, प्रकाशीय/तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवास सामग्री। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर हीट डिसिपेशन, उच्च दक्षता, हाई-पावर के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू चिप को ढकता है, कुछ को पीले/लाल रंग में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर दक्षता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करती है। |
Quality Control & Binning
| पद | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिन | कोड उदा., 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| वोल्टेज बिन | कोड उदाहरणार्थ, 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के आधार पर समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान सुविधाजनक बनाता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| कलर बिन | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक द्वारा समूहीकृत, एक तंग सीमा सुनिश्चित करता है। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K etc. | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| पद | मानक/परीक्षण | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय का रिकॉर्डिंग। | 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 | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय 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 की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |