सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electrical and Optical Characteristics
- 3. बिनिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग (इकाई: V @20mA)
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग (इकाई: mcd @20mA)
- 3.3 डोमिनेंट वेवलेंथ ग्रेडिंग (इकाई: nm @20mA)
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 तापमान विशेषता
- 4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 डिवाइस पैकेज आयाम
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 5.3 टेपिंग एवं रील पैकेजिंग
- 6. सोल्डरिंग एवं असेंबली मार्गदर्शिका
- 6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
- 6.2 मैन्युअल सोल्डरिंग (सोल्डरिंग आयरन)
- 6.3 सफाई
- 6.4 भंडारण की शर्तें
- 7. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 7.2 PCB पैड डिज़ाइन (पैड पैटर्न)
- 7.3 थर्मल मैनेजमेंट
- 7.4 अनुप्रयोग दायरा और सावधानियां
- 8. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग केस
- 11. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 12. तकनीकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएं प्रदान करता है। यह उपकरण एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री को प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग करने वाला एक नारंगी LED है, जो एक पारदर्शी लेंस के भीतर एनकैप्सुलेटेड है। यह स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग तकनीक के साथ संगत है, और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है। यह उत्पाद RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश का अनुपालन करता है और एक पर्यावरण-अनुकूल उत्पाद है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस एलईडी के प्रमुख लाभों में स्वचालित सरफेस माउंट उपकरणों के साथ इसकी संगतता शामिल है, जो उत्पादन प्रक्रिया को सरल बनाती है; और यह लीड-मुक्त इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया आवश्यकताओं का अनुपालन करती है, जो आधुनिक पर्यावरणीय और विनिर्माण मानकों के साथ तालमेल बिठाती है। इसकी ईआईए (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानक पैकेजिंग उद्योग-मानक प्लेसमेंट सिस्टम के साथ यांत्रिक संगतता सुनिश्चित करती है। इस डिवाइस को इंटीग्रेटेड सर्किट (आई.सी.) संगत के रूप में भी वर्णित किया गया है, जो दर्शाता है कि इसकी ड्राइव विशेषताएं सीधे विशिष्ट लॉजिक-लेवल आउटपुट के साथ इंटरफेस करने के लिए उपयुक्त हैं। इसके लक्षित अनुप्रयोग व्यापक हैं, जो विश्वसनीय संकेतक प्रकाश की आवश्यकता वाले सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को शामिल करते हैं।
2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके पार जाने पर डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन्हें परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट किया गया है।
- शक्ति अपव्यय (Pd):72 mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे उपकरण अपनी तापीय सीमा से अधिक हुए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):80 mA। यह अधिकतम अनुमेय तात्कालिक फॉरवर्ड करंट है, जिसे आमतौर पर पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में निर्दिष्ट किया जाता है ताकि अत्यधिक गर्म होने से रोका जा सके।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):30 mA. यह स्थिर-अवस्था स्थितियों में LED पर लगाया जा सकने वाला अधिकतम निरंतर अग्र धारा है।
- Reverse Voltage (VR):5 V. इस मान से अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से ब्रेकडाउन हो सकता है और LED जंक्शन क्षतिग्रस्त हो सकता है।
- कार्य तापमान सीमा:-40°C से +85°C। यह वह परिवेश तापमान सीमा है जिसमें डिवाइस अपने निर्दिष्ट पैरामीटर सीमा के भीतर कार्य करने की गारंटी देता है।
- भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +100°C। यह डिवाइस के बिना बिजली चालू किए सुरक्षित भंडारण का तापमान सीमा है।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
ये सामान्य प्रदर्शन मापदंड हैं, जो Ta=25°C और परीक्षण धारा (IF) 20 mA की माप स्थितियों में लिए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।
- प्रकाश तीव्रता (Iv):यह सीमा न्यूनतम 140 mcd से विशिष्ट अधिकतम 450 mcd तक है। यह LED की चमक है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है, जिसे CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र का अनुमानित फिल्टर उपयोग करके मापा गया है।
- देखने का कोण (2θ1/2):120 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब उत्सर्जन तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) के माप के आधे तक कम हो जाती है। 120° का कोण एक विस्तृत दृश्य कोण पैटर्न को दर्शाता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):611 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जब LED की स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अपने अधिकतम मान तक पहुँचती है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):यह 600 nm से 612 nm तक की सीमा में होता है। यह CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त किया जाता है और प्रकाश के अनुभव किए गए रंग का वर्णन करने वाली एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है। यह रंग विनिर्देशन का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):17 nm. यह उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की उसकी अधिकतम शक्ति के आधे पर चौड़ाई (फुल विड्थ हाफ मैक्सिमम - FWHM) है। AlInGaP ऑरेंज LED के लिए, 17nm एक विशिष्ट मान है, जो अपेक्षाकृत शुद्ध रंग को दर्शाता है।
- Forward Voltage (VF):IF=20mA पर, यह 1.8 V से 2.4 V तक की सीमा में होता है। यह LED के दोनों सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है जब चालू धारा प्रवाहित होती है।
- Reverse Current (IR):VR=5V पर, अधिकतम 10 μA होता है। यह निर्दिष्ट रिवर्स वोल्टेज लागू होने पर प्रवाहित होने वाली छोटी लीकेज करंट है।
3. बिनिंग प्रणाली विवरण
उत्पादन स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LED को मुख्य मापदंडों के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। इससे डिजाइनर विशिष्ट रंग और विद्युत प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उपकरणों का चयन कर सकते हैं।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग (इकाई: V @20mA)
LED को उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:
ग्रेड कोड D2: 1.8V (न्यूनतम) से 2.0V (अधिकतम)
ग्रेड कोड D3: 2.0V (न्यूनतम) से 2.2V (अधिकतम)
गियर कोड D4: 2.2V (न्यूनतम) से 2.4V (अधिकतम)
प्रत्येक गियर की सहनशीलता +/-0.1V है।
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग (इकाई: mcd @20mA)
LED को उनकी चमक आउटपुट के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:
गियर कोड R2: 140.0 से 180.0 mcd
गियर कोड S1: 180.0 से 224.0 mcd
गियर कोड S2: 224.0 से 280.0 mcd
गियर कोड T1: 280.0 से 355.0 mcd
गियर कोड T2: 355.0 से 450.0 mcd
प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता +/-11% है।
3.3 डोमिनेंट वेवलेंथ ग्रेडिंग (इकाई: nm @20mA)
LED को उसके सटीक रंग (प्रमुख तरंगदैर्ध्य) के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:
ग्रेड कोड P: 600.0 से 603.0 nm
गियर कोड Q: 603.0 से 606.0 nm
गियर कोड R: 606.0 से 609.0 nm
गियर कोड S: 609.0 से 612.0 nm
प्रत्येक गियर की सहनशीलता +/- 1nm है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट विशिष्ट विशेषता वक्रों का उल्लेख करती है, जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि विशिष्ट आरेख पाठ में पुन: प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, लेकिन उनके अर्थ का विश्लेषण निम्नानुसार है।
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
LED की I-V वक्र एक्सपोनेंशियल होती है। 20mA पर निर्दिष्ट 1.8V से 2.4V फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के लिए, डिजाइनर यह अपेक्षा कर सकते हैं कि ऑपरेटिंग पॉइंट इस विंडो के भीतर आएगा। यह वक्र उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का चयन करने और ड्राइव सर्किट की वोल्टेज आवश्यकताओं को समझने में सहायक होती है।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
यह वक्र आमतौर पर दर्शाता है कि ल्यूमिनस इंटेंसिटी फॉरवर्ड करंट बढ़ने के साथ बढ़ती है, लेकिन यह संबंध आवश्यक रूप से रैखिक नहीं होता है, खासकर जब करंट अधिकतम रेटेड मान के करीब पहुंचता है। वांछित चमक स्तर प्राप्त करने के लिए आवश्यक ड्राइव करंट निर्धारित करने में यह महत्वपूर्ण है।
4.3 तापमान विशेषता
LED प्रदर्शन तापमान पर निर्भर करता है। आमतौर पर, फॉरवर्ड वोल्टेज जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जबकि प्रकाश तीव्रता भी कम हो जाती है। -40°C से +85°C के पूर्ण तापमान रेंज में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों में सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए इन वक्रों को समझना महत्वपूर्ण है।
4.4 स्पेक्ट्रम वितरण
स्पेक्ट्रम आउटपुट वक्र विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाता है, जो 611nm की चरम तरंग दैर्ध्य पर केंद्रित है और इसकी अर्ध-चौड़ाई 17nm है। यह नारंगी प्रकाश के रंग की शुद्धता को परिभाषित करता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 डिवाइस पैकेज आयाम
यह LED एक मानक SMD पैकेज में आपूर्ति की जाती है। डेटाशीट में विस्तृत आयाम चित्र शामिल है, सभी महत्वपूर्ण आयाम मिलीमीटर (और इंच) में दिए गए हैं। महत्वपूर्ण आयामों में बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लीड पिच और पैड सिफारिशें शामिल हैं। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता आमतौर पर ±0.2mm होती है। यह जानकारी PCB पैड पैटर्न डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
SMD LED को PCB पर सही दिशा में रखा जाना चाहिए। डेटाशीट ड्राइंग पैकेज बॉडी पर मार्किंग या असममित विशेषताओं के माध्यम से कैथोड (नकारात्मक) और एनोड (सकारात्मक) टर्मिनलों को इंगित करती है।
5.3 टेपिंग एवं रील पैकेजिंग
स्वचालित असेंबली की सुविधा के लिए, एलईडी को एम्बॉस्ड कैरियर टेप और रील के रूप में आपूर्ति की जाती है।
कैरियर टेप आयाम:फीडर के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए कैरियर टेप की चौड़ाई, पॉकेट आयाम और कवर टेप विनिर्देश प्रदान किए गए हैं।
LED को 7 इंच (178 मिमी) व्यास वाले रील पर पैक किया गया है। प्रति रील 2000 टुकड़े होते हैं। शेष घटकों की न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश के अनुरूप है। नोट: खाली स्थान सील किए गए हैं, अधिकतम दो घटकों का लगातार अभाव अनुमत है।रील विनिर्देश:
6. सोल्डरिंग एवं असेंबली मार्गदर्शिका
6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
यह डिवाइस इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। J-STD-020B लीड-फ्री सोल्डरिंग आवश्यकताओं के अनुरूप एक अनुशंसित प्रोफाइल प्रदान की गई है। इस प्रोफाइल के प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:
प्रीहीट:150-200°C.
प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड.
पीक तापमान:अधिकतम 260°C.
लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय:एक अच्छा सोल्डर जोड़ बनाने के लिए महत्वपूर्ण (विशिष्ट समय के लिए पृष्ठ 3 पर ग्राफ़ देखें)।
यह वक्र एक सामान्य लक्ष्य है; अंतिम बोर्ड-स्तरीय वक्र को विशिष्ट PCB डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए रीफ्लो ओवन के अनुसार अभिलक्षणित किया जाना चाहिए।
6.2 मैन्युअल सोल्डरिंग (सोल्डरिंग आयरन)
यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो निम्नलिखित प्रतिबंध लागू होते हैं:
सोल्डरिंग आयरन तापमान:अधिकतम 300°C.
सोल्डरिंग समय:प्रत्येक सोल्डर जोड़ के लिए अधिकतम 3 सेकंड।
हाथ से वेल्डिंग केवल एक बार की जानी चाहिए ताकि तापीय प्रतिबल से बचा जा सके।
6.3 सफाई
यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट विलायक का उपयोग किया जाना चाहिए। LED को कमरे के तापमान पर एक मिनट से अधिक समय तक इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में डुबोने की सलाह दी जाती है। अनिर्दिष्ट रसायन पैकेजिंग को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
6.4 भंडारण की शर्तें
विशेष रूप से नमी-संवेदनशील घटकों के लिए, वेल्डेबिलिटी बनाए रखने में सही भंडारण महत्वपूर्ण है।
सीलबंद पैकेजिंग:30°C से कम या बराबर और 70% से कम सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें। जब मूल नमी-रोधी बैग में डिसिकेंट के साथ संग्रहित किया जाता है, तो शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
खोला गया पैकेज:सीलबंद बैग से निकाले गए घटकों को 30°C और 60% RH से अधिक वातावरण में संग्रहित नहीं किया जाना चाहिए। एक्सपोजर के बाद 168 घंटे (7 दिन) के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की सिफारिश की जाती है। लंबे समय तक भंडारण के लिए, घटकों को डिसिकेंट के साथ सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में संरक्षित किया जाना चाहिए। 168 घंटे से अधिक समय तक एक्सपोज किए गए घटकों को असेंबली से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए, ताकि अवशोषित नमी को हटाया जा सके और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।
7. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
LED एक करंट-चालित उपकरण है। सबसे आम ड्राइव विधि एक श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला (रोकनेवाला) का उपयोग करना है। रोकनेवाला मान (R) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है: R = (Vcc - VF) / IF, जहां Vcc बिजली आपूर्ति वोल्टेज है, VF LED का फॉरवर्ड वोल्टेज है (विश्वसनीयता के लिए, ग्रेड या डेटाशीट में अधिकतम मान का उपयोग करें), और IF वांछित फॉरवर्ड करंट है (उदाहरण के लिए, 20mA)। एकाधिक LED के लिए, उन्हें श्रृंखला में जोड़ने से प्रत्येक LED के माध्यम से समान करंट सुनिश्चित होता है, जिससे चमक एकरूपता को बढ़ावा मिलता है। अलग-अलग रोकनेवाला के बिना समानांतर में जोड़ने की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि VF में मामूली भिन्नता से महत्वपूर्ण करंट असंतुलन हो सकता है।
7.2 PCB पैड डिज़ाइन (पैड पैटर्न)
डेटाशीट इन्फ्रारेड या वेपर फेज़ रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित पैड लेआउट प्रदान करती है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़, सही संरेखण और टॉम्बस्टोनिंग को कम करने के लिए इस सिफारिश का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड डिज़ाइन में थर्मल मास और सोल्डर वॉल्यूम को ध्यान में रखा गया है।
7.3 थर्मल मैनेजमेंट
हालांकि बिजली की खपत अपेक्षाकृत कम है (अधिकतम 72mW), PCB पर अच्छा थर्मल डिज़ाइन कम जंक्शन तापमान बनाए रखने में मदद करता है, जिससे प्रकाश उत्सर्जन दक्षता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार होता है। इसमें थर्मल वाया का उपयोग या LED सोल्डर पैड से जुड़े पर्याप्त तांबे के क्षेत्र को सुनिश्चित करना शामिल हो सकता है।
7.4 अनुप्रयोग दायरा और सावधानियां
यह एलईडी सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कार्यालय उपकरण, संचार उपकरण और घरेलू उपकरणों के लिए उपयुक्त है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है और जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (उदाहरण के लिए, विमानन, चिकित्सा प्रणाली, सुरक्षा उपकरण), उपयोग से पहले विशेष परामर्श और प्रमाणन आवश्यक है।
8. तकनीकी तुलना और विभेदन
इस AlInGaP नारंगी एलईडी के विशिष्ट लाभ हैं। पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP उच्च दक्षता और समय तथा तापमान परिवर्तन के साथ बेहतर रंग स्थिरता प्रदान करता है। एसएमडी संकेतक एलईडी के लिए, 120 डिग्री का देखने का कोण बहुत चौड़ा है, जो अच्छी ऑफ-एक्सिस स्थिति दृश्यता प्रदान करता है। यह मानक लीड-फ्री इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत है, जो इसे आधुनिक उत्पादन लाइनों के लिए एक पर्यावरण-अनुकूल विकल्प बनाता है। व्यापक बिनिंग संरचना रंग और चमक की आवश्यकताओं के आधार पर सटीक चयन की अनुमति देती है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें कई संकेतकों के दृश्य स्थिरता की आवश्यकता होती है।
9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: मुझे इस LED को कितनी धारा से संचालित करना चाहिए?
उत्तर: एक विशिष्ट परीक्षण स्थिति 20mA है, अधिकतम निरंतर धारा 30mA है। सामान्य संकेतन उद्देश्यों और अच्छे सेवा जीवन के लिए, 20mA पर चलाना मानक अभ्यास है। एक श्रृंखला वर्तमान सीमित प्रतिरोधक का उपयोग करना सुनिश्चित करें।
प्रश्न: चमकदार तीव्रता मूल्य को कैसे समझें?
उत्तर: चमकदार तीव्रता (mcd) एक विशिष्ट दिशा में चमक का माप है। 20mA पर 140-450 mcd की सीमा, 120° देखने के कोण के साथ संयुक्त, का अर्थ है कि यह अक्ष पर देखने पर उज्ज्वल दिखाई देगा और एक विस्तृत क्षेत्र में दृश्यमान रहेगा।
प्रश्न: क्या मैं इस LED को बाहरी उपयोग के लिए इस्तेमाल कर सकता हूं?
उत्तर: -40°C से +85°C के कार्य तापमान सीमा से पता चलता है कि यह व्यापक पर्यावरणीय परिस्थितियों को सहन कर सकता है। हालाँकि, यह पैकेज विशेष रूप से वाटरप्रूफ या यूवी प्रतिरोध के लिए रेटेड नहीं है। बाहरी उपयोग के लिए, अतिरिक्त पर्यावरणीय सुरक्षा (जैसे कॉन्फॉर्मल कोटिंग, आवरण) की आवश्यकता होती है।
प्रश्न: भंडारण की स्थिति इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: SMD पैकेज हवा से नमी अवशोषित करते हैं। यदि नमी युक्त घटक रीफ्लो सोल्डरिंग के उच्च तापमान के संपर्क में आता है, तो नमी के तेजी से वाष्पीकरण से आंतरिक परतों का अलग होना या दरार पड़ना ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) हो सकता है, जिससे विफलता हो सकती है। भंडारण और बेकिंग दिशानिर्देशों का पालन करने से इसे रोका जा सकता है।
10. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग केस
परिदृश्य: नेटवर्क राउटर के लिए स्टेटस इंडिकेशन पैनल डिज़ाइन करना।
इस पैनल को विभिन्न लिंक और गतिविधि स्थितियों को इंगित करने के लिए कई नारंगी LED की आवश्यकता है। उपयोगकर्ता अनुभव के लिए रंग और चमक की एकरूपता महत्वपूर्ण है।
डिज़ाइन चरण:
1. ग्रेड चयन:निर्दिष्ट प्रमुख तरंगदैर्ध्य (उदाहरणार्थ, ग्रेड R: 606-609nm) और चमक तीव्रता (उदाहरणार्थ, ग्रेड T1: 280-355 mcd) के ग्रेड्स, ताकि पैनल पर सभी LED एक समान दिखें।
2. सर्किट डिज़ाइन:राउटर का लॉजिकल पावर सप्लाई 3.3V है। अधिकतम VF 2.4V (ग्रेड D4 से) और लक्ष्य IF 20mA का उपयोग करते हुए, श्रृंखला रोकनेवाला की गणना करें: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 ओम। मानक 47 ओम रोकनेवाला का उपयोग किया जाएगा।
3. PCB लेआउट:डेटाशीट में अनुशंसित पैड आकार का उपयोग करें। एलईडी रखते समय, ऑप्टिकल क्रॉसटॉक को रोकने के लिए 120° के विस्तृत देखने के कोण के लिए पर्याप्त रिक्ति छोड़ें।
4. असेंबली:सुनिश्चित करें कि कारखाना प्रदान किए गए J-STD-020B रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करता है। सत्यापित करें कि खुले रील से निकाले गए घटकों को 168 घंटों के भीतर उपयोग किया जाता है या उचित रूप से बेक किया जाता है।
5. परिणाम:एक पैनल जिसमें एक चमकदार, रंग में समान नारंगी संकेतक है, जो विभिन्न कोणों से स्पष्ट रूप से दिखाई देता है।
11. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
एलईडी एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत-उत्सर्जन के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब p-n जंक्शन पर अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार की सामग्री से होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग की गई अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। इस उपकरण में, AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) यौगिक अर्धचालक का बैंडगैप नारंगी प्रकाश से मेल खाता है, जिसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य 600-612 nm सीमा में होती है। एक पारदर्शी एपॉक्सी लेंस अर्धचालक चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और निर्दिष्ट 120-डिग्री देखने के कोण को प्राप्त करने के लिए प्रकाश आउटपुट को आकार देता है।
12. तकनीकी रुझान
एलईडी प्रौद्योगिकी का विकास इस प्रकार के संकेतक एलईडी से संबंधित कई प्रमुख क्षेत्रों पर लगातार ध्यान केंद्रित कर रहा है। दक्षता में वृद्धि (प्रति विद्युत इनपुट अधिक प्रकाश आउटपुट) एक सतत प्रवृत्ति है, जो समान चमक को कम ड्राइव करंट पर प्राप्त करने की अनुमति दे सकती है, जिससे बिजली की खपत और ताप उत्पादन कम होता है। पैकेजिंग सामग्रियों में प्रगति का उद्देश्य उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता की स्थिति में दीर्घकालिक विश्वसनीयता और रंग स्थिरता में सुधार करना है। ऑप्टिकल प्रदर्शन को बनाए रखते या सुधारते हुए, पैकेजिंग के और अधिक लघुकरण की भी एक प्रवृत्ति है। इसके अलावा, ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स या नियंत्रण कार्यों (जैसे अंतर्निहित करंट विनियमन या PWM डिमिंग) को सीधे एलईडी पैकेज में एकीकृत करना, अधिक उन्नत संकेतक अनुप्रयोगों के लिए एक विकास दिशा है, जो अंतिम उपयोगकर्ता के सर्किट डिजाइन को सरल बना सकता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत। | यह सीधे तौर पर लैंप की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली की लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (Kelvin), jaise 2700K/6500K | Prakash ka rang garam ya thanda, kam maan peela/garam, adhik maan safed/thanda hota hai. | Prakash ke mahaul aur upyogit sthaan nirdharit karta hai. |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः 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। |
| Chromaticity Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates higher color consistency. | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी दें। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | Rang-bhedak LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek-rangi LED ke rang ka tone nirdharit karta hai. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइवर पावर सप्लाई वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होना चाहिए, एकाधिक LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर जॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| ESD Immunity | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति से उतना ही कम प्रभावित होगा। | उत्पादन में स्थिरवैद्युत निरोधी उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | मुख्य संकेतक | सामान्य व्याख्या | 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 प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित उपयोग अवधि के बाद शेष रोशनी का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता का वर्णन करता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
IV. एनकैप्सुलेशन और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकीय, तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC गर्मी प्रतिरोधी अच्छा, लागत कम; सिरेमिक हीट डिसिपेशन बेहतर, जीवनकाल लंबा। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | उलटी स्थापना (Flip Chip) में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहित करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banaye, system ki prashannata badhaye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग स्थिरता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 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। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | Life Projection Standard | Projecting lifespan under actual use conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद हानिकारक पदार्थों (जैसे सीसा, पारा) से मुक्त होने की पुष्टि करें। | अंतर्राष्ट्रीय बाज़ार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy efficiency and performance certification for lighting products. | Commonly used in government procurement and subsidy programs to enhance market competitiveness. |