एलईडी घटक जीवनचक्र दस्तावेज़ - संशोधन 3 - जारी करने की तिथि 2014-12-11 - अंग्रेजी तकनीकी विशिष्टता

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक विशिष्ट LED घटक के संशोधन से संबंधित है, जिसे Revision 3 के रूप में पहचाना गया है। जीवनचक्र चरण को "Revision" नामित किया गया है, जो उत्पाद के एक अद्यतन संस्करण को दर्शाता है। इस संशोधन के लिए जारी करने की तिथि 11 दिसंबर, 2014, 19:03:32 के रूप में दर्ज की गई है। समाप्ति अवधि को "Forever" चिह्नित किया गया है, जो सुझाव देता है कि जब तक किसी नए संशोधन द्वारा इसे प्रतिस्थापित नहीं किया जाता, तब तक यह दस्तावेज़ और संबंधित उत्पाद डेटा अनिश्चित काल के लिए मान्य रहता है। यह घटक विश्वसनीय प्रकाश उत्सर्जन की आवश्यकता वाले विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक असेंबली में एकीकरण के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इस घटक का मुख्य लाभ इसका प्रलेखित और स्थिर संशोधन इतिहास है, जो डिज़ाइन और विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए अनुरेखणीयता और स्थिरता प्रदान करता है। यह उन बाजारों और अनुप्रयोगों को लक्षित करता है जहां दीर्घकालिक घटक उपलब्धता और विनिर्देश स्थिरता महत्वपूर्ण है, जैसे औद्योगिक प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था, साइनेज और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स।

2. तकनीकी मापदंड गहन उद्देश्य व्याख्या

जबकि प्रदत्त अंश प्रशासनिक डेटा पर केंद्रित है, एक एलईडी के लिए एक व्यापक तकनीकी दस्तावेज़ में आम तौर पर निम्नलिखित पैरामीटर श्रेणियां शामिल होंगी, जो डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए आवश्यक हैं।

2.1 प्रकाशमितीय और रंग विशेषताएँ

मुख्य प्रकाशमितीय पैरामीटर प्रकाश उत्पादन और गुणवत्ता को परिभाषित करते हैं। लुमेन (lm) में मापा जाने वाला दीप्त प्रवाह, उत्सर्जित प्रकाश की कुल अनुभूत शक्ति को दर्शाता है। केल्विन (K) में मापा जाने वाला सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT), सफेद प्रकाश के रंग रूप का वर्णन करता है, जो गर्म सफेद (2700K-3000K) से ठंडा सफेद (5000K-6500K) तक होता है। रंगिता निर्देशांक (CIE 1931 आरेख पर x, y) रंग बिंदु को सटीक रूप से परिभाषित करते हैं। रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI) प्रकाश स्रोत की वस्तुओं के रंगों को एक प्राकृतिक प्रकाश स्रोत की तुलना में विश्वसनीय रूप से प्रकट करने की क्षमता को मापता है, जहाँ उच्च मान (100 के करीब) बेहतर होते हैं। प्रमुख तरंगदैर्ध्य या शिखर तरंगदैर्ध्य एकवर्णी एलईडी के रंग को परिभाषित करता है।

2.2 विद्युत मापदंड

सर्किट डिजाइन के लिए विद्युत विनिर्देश महत्वपूर्ण हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) एक निर्दिष्ट फॉरवर्ड करंट (If) पर संचालित होने पर LED के पार वोल्टेज ड्रॉप है। यह आमतौर पर सामान्य सफेद और नीले एलईडी के लिए 2.8V से 3.6V तक होता है। फॉरवर्ड करंट (If) अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट है, जो अक्सर पावर एलईडी के लिए 20mA, 60mA, 150mA, या इससे अधिक होता है। रिवर्स वोल्टेज (Vr), फॉरवर्ड करंट और पावर डिसिपेशन की अधिकतम रेटिंग को स्थायी क्षति को रोकने के लिए पार नहीं किया जाना चाहिए। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) संवेदनशीलता रेटिंग (जैसे, Class 1C, 2kV HBM) स्थैतिक बिजली के खिलाफ घटक की मजबूती को दर्शाती है।

2.3 Thermal Characteristics

एलईडी प्रदर्शन और जीवनकाल तापमान से काफी प्रभावित होते हैं। जंक्शन तापमान (Tj) अर्धचालक चिप पर स्वयं का तापमान होता है। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल प्रतिरोध (Rth_j-sp) या जंक्शन से परिवेश तक (Rth_j-a) यह मापता है कि चिप से ऊष्मा कितनी प्रभावी रूप से संचालित की जाती है। कम तापीय प्रतिरोध मान वांछनीय हैं। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (Tj_max) एक महत्वपूर्ण सीमा है; इस तापमान से ऊपर संचालन करने से प्रकाशमान आउटपुट और परिचालन जीवन में भारी कमी आती है।

3. Binning System Explanation

LED निर्माण में विविधताएँ होती हैं। बिनिंग समान विशेषताओं वाले LEDs को समूहित करता है ताकि अंतिम उत्पादों में एकरूपता सुनिश्चित हो।

3.1 Wavelength/Color Temperature Binning

LEDs को उनके क्रोमैटिसिटी निर्देशांक या CCT के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। CIE आरेख पर एक विशिष्ट बिन संरचना को एक छोटे चतुर्भुज या दीर्घवृत्त द्वारा परिभाषित किया जा सकता है। सघन बिन (छोटे क्षेत्र) बेहतर रंग एकरूपता प्रदान करते हैं लेकिन उपज कम और लागत अधिक हो सकती है।

3.2 Luminous Flux Binning

LED को उनके मानक परीक्षण धारा (जैसे, If=20mA, T_sp=25°C) पर प्रकाश उत्पादन के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। बिन न्यूनतम और/या अधिकतम चमकदार प्रवाह मानों (जैसे, 7-8 lm, 8-9 lm) द्वारा परिभाषित किए जाते हैं। यह डिजाइनरों को विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देता है।

3.3 Forward Voltage Binning

एलईडी को एक निर्दिष्ट टेस्ट करंट पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। सामान्य बिन Vf @ 20mA: 3.0-3.2V, 3.2-3.4V हो सकते हैं। सुसंगत Vf बिन स्थिर ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने और ऐरे में पावर वितरण प्रबंधित करने में सहायता करते हैं।

4. परफॉर्मेंस कर्व एनालिसिस

4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र

I-V वक्र गैर-रैखिक है। थ्रेशोल्ड वोल्टेज से नीचे, बहुत कम धारा प्रवाहित होती है। एक बार Vf तक पहुँचने पर, वोल्टेज में थोड़ी वृद्धि के साथ धारा तेजी से बढ़ती है। यही कारण है कि थर्मल रनवे को रोकने के लिए एलईडी को आमतौर पर एक स्थिर वोल्टेज स्रोत नहीं, बल्कि एक स्थिर धारा स्रोत द्वारा संचालित किया जाता है। वक्र तापमान के साथ खिसकता है; जंक्शन तापमान बढ़ने पर Vf घटता है।

4.2 तापमान विशेषताएँ

जंक्शन तापमान बढ़ने पर चमकदार फ्लक्स कम हो जाता है। यह संबंध अक्सर एक सापेक्ष चमकदार फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ में दिखाया जाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) का भी एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है। चमक और रंग स्थिरता बनाए रखने के लिए थर्मल प्रबंधन डिजाइन में इन वक्रों को समझना महत्वपूर्ण है।

4.3 स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन

यह ग्राफ प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है। सफेद एलईडी (आमतौर पर नीला चिप + फॉस्फर) के लिए, यह चिप से एक नीला शिखर और फॉस्फर से एक व्यापक पीला/लाल उत्सर्जन दिखाता है। एसपीडी सीसीटी और सीआरआई निर्धारित करता है। यह ड्राइव करंट और तापमान के साथ थोड़ा शिफ्ट हो सकता है।

5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Dimension Drawing

एक विस्तृत यांत्रिक चित्र सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करता है: लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लेंस का आकार और आयाम, तथा लीड/पैड अंतराल। सहनशीलताएं निर्दिष्ट की जाती हैं। सामान्य सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेजों में 2835, 3528, 5050 आदि शामिल हैं, जहां संख्याएं अक्सर मिलीमीटर के दसवें हिस्से में लंबाई और चौड़ाई का प्रतिनिधित्व करती हैं (उदाहरण के लिए, 2835 का मतलब 2.8mm x 3.5mm है)।

5.2 पैड लेआउट डिज़ाइन

PCB डिज़ाइन के लिए अनुशंसित फ़ुटप्रिंट (लैंड पैटर्न) प्रदान किया गया है, जिसमें पैड का आकार, आकार और अंतर शामिल है। यह रीफ्लो के दौरान उचित सोल्डर जोड़ बनने को सुनिश्चित करता है। थर्मल पैड डिज़ाइन, यदि मौजूद हैं, तो हीट सिंकिंग की सुविधा के लिए विस्तृत हैं।

5.3 पोलैरिटी पहचान

स्पष्ट चिह्न एनोड (+) और कैथोड (-) को दर्शाते हैं। यह एक खाँचा, एक बिंदु, एक हरा चिह्न, या अलग लीड लंबाई/आकार हो सकता है। सर्किट के संचालन के लिए सही ध्रुवता आवश्यक है।

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 Reflow Soldering Profile

एक अनुशंसित रीफ्लो तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जिसमें प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग ज़ोन शामिल हैं। मुख्य पैरामीटर हैं पीक तापमान (आमतौर पर अधिकतम 245-260°C), लिक्विडस से ऊपर का समय (TAL), और रैंप दरें। इन सीमाओं को पार करने से एलईडी के प्लास्टिक पैकेज, आंतरिक वायर बॉन्ड, या फॉस्फर को क्षति पहुंच सकती है।

6.2 सावधानियां

हैंडलिंग के दौरान ESD सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचें। ऐसे सॉल्वेंट्स से सफाई न करें जो सिलिकॉन लेंस या प्लास्टिक बॉडी को नुकसान पहुंचा सकते हैं। सुनिश्चित करें कि PCB साफ है और फ्लक्स अवशेष संगत हैं।

6.3 भंडारण की स्थितियाँ

LEDs should be stored in a dry, dark environment at recommended temperature and humidity levels (often <30°C/85%RH). They are typically shipped in moisture-sensitive device (MSD) bags with desiccant and humidity indicator cards. यदि exposed to high humidity, baking may be required before reflow to prevent "popcorning."

7. पैकेजिंग और ऑर्डर संबंधी जानकारी

7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

Components are supplied on tape and reel for automated assembly. The reel dimensions, tape width, pocket size, and component orientation are standardized (e.g., EIA-481). Quantity per reel is specified (e.g., 2000 pcs/reel, 4000 pcs/reel).

7.2 लेबल विवरण

The reel label contains information such as part number, quantity, lot number, date code, and bin codes for luminous flux, color, and Vf.

7.3 मॉडल नंबरिंग नियम

पार्ट नंबर प्रमुख विशेषताओं को कोडित करता है। एक सामान्य संरचना इस प्रकार हो सकती है: सीरीज़ कोड - पैकेज साइज़ - कलर/फ्लक्स बिन - वोल्टेज बिन - कलर टेम्परेचर - विशेष विकल्प। यह घटक की विशेषताओं की सटीक पहचान की अनुमति देता है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

इसके निहित विनिर्देशों (सामान्य SMD LED) के आधार पर, यह घटक डिस्प्ले में बैकलाइटिंग यूनिट्स (BLU), सामान्य संकेतक लाइट्स, सजावटी प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग (डैशबोर्ड, स्विच), और साइनेज के लिए उपयुक्त है।

8.2 Design Considerations

हमेशा एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करें। पीसीबी लेआउट में जल्दी ही थर्मल मैनेजमेंट पर विचार करें; विशेष रूप से उच्च-शक्ति एलईडी के लिए, हीट डिसिपेशन के लिए थर्मल वायस और पर्याप्त कॉपर एरिया का उपयोग करें। रंग-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए, टाइट कलर बिन्स निर्दिष्ट करें और कलर सेंसर से फीडबैक पर विचार करें। सिस्टम ब्राइटनेस गणना में फॉरवर्ड वोल्टेज भिन्नता और प्रकाश उत्पादन के थर्मल डिरेटिंग को ध्यान में रखें।

9. Technical Comparison

पिछले संशोधनों (जैसे, संशोधन 2) की तुलना में, संशोधन 3 में सुधार हो सकते हैं जैसे उच्च दीप्त दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग स्थिरता (सघन बिनिंग), उन्नत विश्वसनीयता डेटा, या अद्यतन पैकेजिंग। इस दस्तावेज़ के लिए "Forever" समाप्ति अवधि यह सुझाव देती है कि यह एक परिपक्व, स्थिर उत्पाद संस्करण का प्रतिनिधित्व करता है जिसे दीर्घकालिक समर्थन प्राप्त है, उन कुछ तेजी से विकसित हो रहे घटकों के विपरीत जहां डेटाशीट अक्सर अद्यतन या अप्रचलित हो जाती हैं।

10. Frequently Asked Questions

10.1 "Lifecycle Phase: Revision" का क्या अर्थ है?

यह दर्शाता है कि यह कोई प्रारंभिक रिलीज़ या अप्रचलित उत्पाद नहीं है, बल्कि घटक के दस्तावेज़ और विनिर्देशों का एक सक्रिय रूप से रखरखाव और अद्यतन किया गया संस्करण है।

10.2 "Expired Period: Forever" की व्याख्या मैं कैसे करूं?

इस दस्तावेज़ की कोई नियोजित समाप्ति तिथि नहीं है। विनिर्देशों को अनिश्चित काल के लिए मान्य माना जाता है। हालांकि, हमेशा एक नए संशोधन के अस्तित्व की जांच करें जो इसे प्रतिस्थापित कर सकता है।

10.3 क्या मैं अपने उत्पाद में विभिन्न बिन से LED मिला सकता हूँ?

बिन मिलाने से एक ही उत्पाद के भीतर चमक या रंग में दृश्यमान अंतर आ सकता है, जो अक्सर अवांछनीय होता है। एकसमान रूप के लिए, समान फ्लक्स और कलर बिन से एलईडी का उपयोग करें। गैर-महत्वपूर्ण संकेतकों के लिए, मिलाना स्वीकार्य हो सकता है।

10.4 मेरा LED अपेक्षा से अधिक मंद क्यों है?

सामान्य कारणों में निर्दिष्ट मान से कम धारा पर संचालन, खराब हीट सिंकिंग के कारण उच्च जंक्शन तापमान, एक साधारण रेसिस्टर-ड्राइवर सर्किट में धारा को प्रभावित करने वाला फॉरवर्ड वोल्टेज परिवर्तन, या समय के साथ प्राकृतिक लुमेन मूल्यह्रास शामिल हैं।

11. व्यावहारिक उपयोग का उदाहरण

Design Case: Panel Indicator Array
एक कंट्रोल पैनल को ग्रिड में व्यवस्थित 20 सफेद इंडिकेटर एलईडी की आवश्यकता है। बिनिंग जानकारी का उपयोग करते हुए, डिज़ाइनर एकसमान चमक और रंग सुनिश्चित करने के लिए सभी एलईडी को एक ही ल्यूमिनस फ्लक्स बिन (जैसे 8-9 एलएम) और एक ही 3-स्टेप मैकएडम दीर्घवृत्त रंग बिन से चुनता है। प्रत्येक एलईडी को 20mA की आपूर्ति करने के लिए एक नियत-धारा ड्राइवर IC चुना जाता है, जिसे एक श्रृंखला-समानांतर विन्यास में व्यवस्थित किया जाता है जो फॉरवर्ड वोल्टेज बिन (3.2-3.4V) को ध्यान में रखता है। पीसीबी लेआउट में प्रत्येक एलईडी के नीचे एक थर्मल रिलीफ पैड शामिल होता है जो गर्मी प्रबंधन के लिए थर्मल वाया के माध्यम से एक ग्राउंड प्लेन से जुड़ा होता है। धारा 6.1 से रीफ्लो प्रोफाइल को पिक-एंड-प्लेस मशीन में प्रोग्राम किया जाता है।

12. सिद्धांत परिचय

एलईडी एक अर्धचालक डायोड है। जब एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो एन-टाइप अर्धचालक से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में पी-टाइप अर्धचालक से होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं, और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री (जैसे, नीले/हरे के लिए InGaN, लाल/एम्बर के लिए AlInGaP) के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है। सफेद एलईडी आमतौर पर एक नीले एलईडी चिप को पीले फॉस्फर से लेपित करके बनाई जाती हैं; कुछ नीला प्रकाश पीले रूप में परिवर्तित हो जाता है, और नीले व पीले प्रकाश का मिश्रण सफेद के रूप में अनुभव किया जाता है। विभिन्न फॉस्फर मिश्रण विभिन्न सफेद टोन (CCT) बनाते हैं।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

The LED industry continues to evolve towards higher efficiency (more lumens per watt), achieving values exceeding 200 lm/W in labs. There is a strong focus on improving color quality, with high-CRI LEDs (CRI>90, R9>50) becoming more common for premium lighting. Miniaturization persists with ever-smaller package sizes for high-density applications. Smart and connected LEDs with integrated drivers and control circuits are a growing segment. Furthermore, research into novel materials like perovskites for LEDs and advancements in micro-LED technology for next-generation displays represent significant future directions. Reliability and lifetime under various operating conditions remain areas of continuous study and improvement.