विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ
- 2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 Electrical & Optical Characteristics
- 2.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानी
- 3. बिनिंग सिस्टम व्याख्या
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग (इकाई: V @ 20mA)
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग (इकाई: mcd @ 20mA)
- 3.3 Dominant Wavelength Binning (Unit: nm @ 20mA)
- 4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical & Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Suggested Soldering Pad Layout
- 5.3 ध्रुवीयता पहचान
- 6. Soldering & Assembly Guidelines
- 6.1 Reflow Soldering Profile
- 6.2 हैंड सोल्डरिंग (यदि आवश्यक हो)
- 6.3 सफाई
- 7. Packaging & Ordering Information
- 7.1 टेप और रील विनिर्देश
- 8. भंडारण और हैंडलिंग
- 9. Application Notes & डिज़ाइन विचार
- 9.1 टिपिकल एप्लिकेशन सिनेरियो
- 9.2 Circuit Design
- 9.3 थर्मल प्रबंधन
- 10. Technical Comparison & Differentiation
- 11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)
- 11.1 Peak Wavelength और Dominant Wavelength में क्या अंतर है?
- 11.2 क्या मैं इस LED को सीधे 5V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
- 11.3 बैग खोलने के बाद भंडारण की स्थिति इतनी सख्त क्यों है?
- 12. Design-in Case Study Example
- 13. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय
- 14. उद्योग रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक उच्च-चमक, रिवर्स-माउंट सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह घटक हरे प्रकाश का उत्पादन करने के लिए एक InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है। यह स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है और इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगत है, जो इसे बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण के लिए उपयुक्त बनाता है। LED को 8mm टेप पर पैक किया गया है जो 7-इंच रीलों पर लपेटा गया है, जो सुसंगत हैंडलिंग और प्लेसमेंट के लिए EIA (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानक पैकेजिंग का पालन करता है।
1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ
- RoHS Compliant & Green Product: सीसा, पारा और कैडमियम जैसे खतरनाक पदार्थों के उपयोग के बिना निर्मित, पर्यावरणीय नियमों का पालन करता है।
- रिवर्स माउंट डिज़ाइन: यह पैकेज उस स्थिति के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ प्रकाश-उत्सर्जक सतह मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) की ओर होती है, जो विशिष्ट प्रकाशीय डिज़ाइन या स्थान-बचत लेआउट की अनुमति देता है।
- अल्ट्रा-ब्राइट InGaN चिप: InGaN सामग्री प्रणाली उच्च दीप्तिमान दक्षता और एक सुस्पष्ट हरा रंग आउटपुट सक्षम करती है।
- स्वचालन संगतता: टेप-एंड-रील पैकेजिंग और मानकीकृत फुटप्रिंट उच्च-गति स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करते हैं।
- रीफ्लो सोल्डर करने योग्य: सतह-माउंट प्रौद्योगिकी (SMT) असेंबली लाइनों में प्रयुक्त मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल को सहन करता है।
2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन परिस्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- Power Dissipation (Pd): 76 mW
- Peak Forward Current (IF(peak)): 100 mA (1/10 ड्यूटी साइकल पर, 0.1ms पल्स चौड़ाई)
- DC फॉरवर्ड करंट (IF): 20 mA
- ऑपरेटिंग तापमान रेंज (Topr): -20°C to +80°C
- Storage Temperature Range (Tstg): -30°C से +100°C
- इन्फ्रारेड सोल्डरिंग की स्थिति: 260°C शिखर तापमान अधिकतम 10 सेकंड के लिए।
2.2 Electrical & Optical Characteristics
ये विशिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत 25°C के परिवेशी तापमान (T) पर मापे गए सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर हैं।a) of 25°C under specified test conditions.
- Luminous Intensity (IV): यह 20 mA के अग्र धारा (I) पर न्यूनतम 71.0 mcd से लेकर अधिकतम 450.0 mcd तक होता है।Fमानव आँख की प्रकाशिक प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर का उपयोग करके मापा गया।
- दृश्य कोण (2θ1/2): 130 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर प्रकाश की तीव्रता अपने शिखर (अक्षीय) मान के आधे तक गिर जाती है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP): 530 nm। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर वर्णक्रमीय शक्ति आउटपुट सर्वोच्च होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 525 nm (सामान्य)। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है और जो एलईडी के रंग को परिभाषित करता है, जो CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से प्राप्त होता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ): 35 nm (typical). यह स्पेक्ट्रल शुद्धता दर्शाता है; एक छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक प्रकाश स्रोत का संकेत देता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): Typically 3.20V, with a range from 2.80V to 3.60V at IF = 20 mA.
- Reverse Current (IR): Maximum 10 μA when a reverse voltage (VR) of 5V is applied. Important: यह एलईडी रिवर्स बायस के तहत संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं की गई है; यह परीक्षण पैरामीटर केवल लीकेज विशेषता के लिए है।
2.3 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सावधानी
एलईडी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज और वोल्टेज सर्ज के प्रति संवेदनशील है। हैंडलिंग के दौरान उचित ईएसडी नियंत्रण उपाय अनिवार्य हैं, जिसमें ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप्स, एंटी-स्टैटिक दस्तानों का उपयोग और सभी उपकरणों का उचित रूप से ग्राउंडेड होना शामिल है ताकि अव्यक्त या विनाशकारी विफलता को रोका जा सके।
3. बिनिंग सिस्टम व्याख्या
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को उन भागों का चयन करने की अनुमति देता है जो विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग (इकाई: V @ 20mA)
प्रत्येक बिन पर सहनशीलता ±0.1V है।
- D7: 2.80 – 3.00V
- D8: 3.00 – 3.20V
- D9: 3.20 – 3.40V
- D10: 3.40 – 3.60V
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग (इकाई: mcd @ 20mA)
Tolerance on each bin is ±15%.
- Q: 71.0 – 112.0 mcd
- R: 112.0 – 180.0 mcd
- S: 180.0 – 280.0 mcd
- T: 280.0 – 450.0 mcd
3.3 Dominant Wavelength Binning (Unit: nm @ 20mA)
प्रत्येक बिन के लिए सहनशीलता ±1nm है।
- AP: 520.0 – 525.0 nm
- AQ: 525.0 – 530.0 nm
- AR: 530.0 – 535.0 nm
4. Performance Curve Analysis
डेटाशीट विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों (जैसे, सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम अग्र धारा, अग्र वोल्टेज बनाम तापमान, वर्णक्रमीय वितरण) का संदर्भ देती है। ये वक्र गैर-मानक परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं।
- I-V/L-I वक्र: अग्र धारा (IF), अग्र वोल्टेज (VF), और प्रकाश उत्पादन (Luminous Intensity) के बीच संबंध दर्शाते हैं। प्रकाश उत्पादन आम तौर पर धारा के समानुपाती होता है, लेकिन अत्यधिक उच्च धाराओं पर तापन के कारण दक्षता गिर सकती है।
- तापमान निर्भरता: फॉरवर्ड वोल्टेज आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जबकि चमकदार तीव्रता भी कम हो जाती है। डिजाइनरों को सुसंगत चमक बनाए रखने के लिए थर्मल प्रबंधन का ध्यान रखना चाहिए।
- स्पेक्ट्रल वितरण: एक ग्राफ जो तरंगदैर्ध्य के पार प्रकाश उत्पादन शक्ति दिखाता है, जो 530 एनएम की शिखर तरंगदैर्ध्य के आसपास केंद्रित है और जिसकी सामान्य अर्ध-चौड़ाई 35 एनएम है।
5. Mechanical & Package Information
5.1 Package Dimensions
एलईडी एक मानक एसएमडी पैकेज में आती है। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं और जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.10 मिमी है। चित्र में समग्र लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और कैथोड/एनोड पैड के आकार/स्थिति जैसे प्रमुख माप शामिल हैं।
5.2 Suggested Soldering Pad Layout
विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने के लिए रीफ्लो के दौरान एक अनुशंसित पीसीबी लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। इस पैटर्न का पालन करने से टॉम्बस्टोनिंग (घटक का सिरे पर खड़ा होना) को रोकने और उचित संरेखण सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।
5.3 ध्रुवीयता पहचान
घटक में कैथोड की पहचान करने के लिए एक चिह्न या भौतिक विशेषता (जैसे, एक खाँचा, एक बेवल कोना, या एक बिंदु) होती है। PCB लेआउट और असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता का पालन किया जाना चाहिए।
6. Soldering & Assembly Guidelines
6.1 Reflow Soldering Profile
लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डर प्रक्रियाओं के लिए एक सुझाई गई इन्फ्रारेड रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। मुख्य पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्री-हीट: 150–200°C अधिकतम 120 सेकंड के लिए ताकि बोर्ड को धीरे-धीरे गर्म किया जा सके और फ्लक्स सक्रिय हो सके।
- शिखर तापमान: अधिकतम 260°C.
- लिक्विडस से ऊपर का समय: घटक को अधिकतम 10 सेकंड के लिए चरम तापमान के संपर्क में लाया जाना चाहिए। रीफ्लो दो बार से अधिक नहीं किया जाना चाहिए।
प्रोफ़ाइल JEDEC मानकों पर आधारित है ताकि LED पैकेज को क्षति पहुँचाए बिना विश्वसनीय माउंटिंग सुनिश्चित की जा सके।
6.2 हैंड सोल्डरिंग (यदि आवश्यक हो)
यदि मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग करें:
- Iron Temperature: Maximum 300°C.
- Soldering Time: प्रति पैड अधिकतम 3 सेकंड। केवल एक सोल्डरिंग चक्र तक सीमित रखें।
6.3 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो प्लास्टिक लेंस और पैकेज को नुकसान से बचाने के लिए केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग करें। अनुशंसित एजेंट सामान्य कमरे के तापमान पर एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल हैं। डुबोने का समय एक मिनट से कम होना चाहिए। जब तक स्पष्ट रूप से इस घटक के लिए सुरक्षित सत्यापित न किया गया हो, अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग न करें।
7. Packaging & Ordering Information
7.1 टेप और रील विनिर्देश
- Carrier Tape Width: 8 मिमी.
- रील व्यास: 7 इंच.
- प्रति रील मात्रा: 3000 pieces.
- Minimum Order Quantity (MOQ): 500 pieces for remainder quantities.
- पॉकेट सीलिंग: खाली पॉकेट्स को कवर टेप से सील किया जाता है।
- लापता घटक: ANSI/EIA 481 विनिर्देश के अनुसार, लगातार अधिकतम दो अनुपस्थित एलईडी की अनुमति है।
8. भंडारण और हैंडलिंग
- सीलबंद पैकेज: मूल नमी-रोधी बैग में डिसिकेंट के साथ संग्रहित करने पर शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें।
- खोला गया पैकेज: सीलबंद बैग से निकाले गए घटकों के लिए, भंडारण वातावरण 30°C और 60% RH से अधिक नहीं होना चाहिए। एक्सपोजर के 672 घंटे (28 दिन, MSL 2a) के भीतर IR रीफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की सिफारिश की जाती है। मूल बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण के लिए, डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन डिसिकेटर का उपयोग करें। 672 घंटे से अधिक समय तक एक्सपोज किए गए घटकों को असेंबली से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।
9. Application Notes & डिज़ाइन विचार
9.1 टिपिकल एप्लिकेशन सिनेरियो
यह उच्च-चमक वाला हरा LED स्थिति संकेतन, बैकलाइटिंग, या सजावटी प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं:
- Consumer electronics (e.g., indicators on appliances, audio equipment).
- औद्योगिक नियंत्रण पैनल और मानव-मशीन इंटरफेस (HMIs)।
- ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था (गैर-महत्वपूर्ण अनुप्रयोग, आगे योग्यता के अधीन)।
- साइनेज और सजावटी प्रकाश पट्टियाँ।
महत्वपूर्ण नोट: यह उत्पाद सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जहाँ विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (विमानन, चिकित्सा उपकरण, सुरक्षा प्रणालियाँ), डिज़ाइन-इन से पहले उपयुक्तता और अतिरिक्त विश्वसनीयता आवश्यकताओं के लिए निर्माता से परामर्श करना आवश्यक है।
9.2 Circuit Design
- करंट लिमिटिंग: एलईडी एक करंट-चालित उपकरण है। अधिकतम डीसी फॉरवर्ड करंट (20 एमए) से अधिक होने से रोकने के लिए हमेशा एक श्रृंखला करंट-सीमित रोकनेवाला या एक स्थिर-धारा ड्राइवर सर्किट का उपयोग करें। रोकनेवाला मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है: R = (Vआपूर्ति - VF) / IF.
- वोल्टेज चयन: अपने डिज़ाइन में फॉरवर्ड वोल्टेज बिन (D7-D10) का ध्यान रखें ताकि सभी यूनिट्स में उचित करंट रेगुलेशन सुनिश्चित हो, खासकर जब कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ा जाता है।
- रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा: चूंकि डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, सुनिश्चित करें कि सर्किट डिज़ाइन एलईडी पर किसी भी रिवर्स बायस के अनुप्रयोग को रोकते हैं। ऐसे सर्किट्स में जहां रिवर्स वोल्टेज संभव है (जैसे, एसी कपलिंग या इंडक्टिव लोड), समानांतर में एक सुरक्षा डायोड जोड़ने पर विचार करें (एलईडी के सापेक्ष रिवर्स-बायस्ड)।
9.3 थर्मल प्रबंधन
हालांकि विद्युत क्षय अपेक्षाकृत कम है (76 mW), दीर्घकालिक विश्वसनीयता और स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए PCB पर प्रभावी थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से उच्च परिवेशी तापमान या अधिकतम धारा के निकट संचालन करते समय, हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए सोल्डर पैड के आसपास पर्याप्त तांबे का क्षेत्र सुनिश्चित करें।
10. Technical Comparison & Differentiation
यह रिवर्स-माउंट एलईडी विशिष्ट लाभ प्रदान करती है:
- बनाम स्टैंडर्ड टॉप-एमिटिंग एलईडी: रिवर्स-माउंट डिज़ाइन अभिनव ऑप्टिकल समाधानों की अनुमति देता है जहाँ प्रकाश पीसीबी के माध्यम से निर्देशित या उससे परावर्तित होता है, जिससे पतली उत्पाद डिज़ाइन या विशिष्ट लाइट गाइड संभव होते हैं।
- बनाम नॉन-ऑटोमेशन फ्रेंडली पैकेजेस: टेप-एंड-रील पैकेजिंग और मजबूत एसएमडी निर्माण थ्रू-होल एलईडी या ढीले पैकेज वाले घटकों की तुलना में उच्च-मात्रा स्वचालित असेंबली में महत्वपूर्ण लागत और विश्वसनीयता लाभ प्रदान करते हैं।
- बनाम व्यापक व्यूइंग एंगल एलईडी: 130-डिग्री व्यूइंग एंगल व्यापक दृश्यता और आगे की तीव्रता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। बहुत संकीर्ण बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, लेंस वाला संस्करण या एक अलग पैकेज अधिक उपयुक्त होगा।
11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)
11.1 Peak Wavelength और Dominant Wavelength में क्या अंतर है?
Peak Wavelength (λP): वह विशिष्ट तरंगदैर्ध्य जिस पर एलईडी सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करती है। यह स्पेक्ट्रम से लिया गया एक भौतिक माप है।
प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): वह एकल तरंगदैर्ध्य जिसे मानव आँख प्रकाश के रंग के रूप में अनुभव करती है। इसकी गणना सीआईई रंग निर्देशांक से की जाती है। एक एकवर्णी हरे एलईडी के लिए, ये मान अक्सर करीब होते हैं, जैसा कि यहाँ है (530 nm बनाम 525 nm)।
11.2 क्या मैं इस LED को सीधे 5V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
नहीं। एलईडी के साथ सीधे 5V आपूर्ति जोड़ने से उसमें बहुत अधिक धारा प्रवाहित करने का प्रयास होगा, जो लगभग निश्चित रूप से अधिकतम निर्धारित सीमा से अधिक होगी और तत्काल विफलता का कारण बनेगा। आपको हमेशा धारा-सीमित करने वाली व्यवस्था, जैसे कि एक रोकनेवाला (रेसिस्टर), का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और 20 mA पर 3.2V के विशिष्ट VF के साथ, (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 ओम (एक मानक 91 ओम रोकनेवाला) की श्रृंखला रोकनेवाला की आवश्यकता होगी।
11.3 बैग खोलने के बाद भंडारण की स्थिति इतनी सख्त क्यों है?
SMD पैकेज वायुमंडल से नमी अवशोषित कर सकते हैं। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक दबाव पैदा होता है जो पैकेज को परतों में अलग कर सकता है या डाई को तोड़ सकता है (एक घटना जिसे "पॉपकॉर्निंग" या "नमी-प्रेरित तनाव" के रूप में जाना जाता है)। निर्दिष्ट भंडारण स्थितियां और बेक आवश्यकताएं इस जोखिम को कम करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।
12. Design-in Case Study Example
परिदृश्य: एक पोर्टेबल मेडिकल डिवाइस के लिए एक स्टेटस इंडिकेटर डिजाइन करना जिसे एक स्पष्ट, चमकदार हरा सिग्नल चाहिए। PCB घनी रूप से भरी हुई है, और इंडिकेटर को नीचे की तरफ माउंट किया जाना है, जिसकी रोशनी एन्क्लोजर में एक छोटे छेद के माध्यम से पाइप की जाएगी।
समाधान: रिवर्स-माउंट LED एक आदर्श विकल्प है। इसे PCB के नीचे की तरफ रखा जा सकता है जिसका उत्सर्जक सतह बोर्ड की ओर हो। LED के ठीक नीचे PCB कॉपर लेयर में एक छोटा वाया या खुला स्थान रोशनी को हाउसिंग के लाइट पाइप तक पहुंचने देता है। 130-डिग्री व्यूइंग एंगल लाइट गाइड में अच्छे कपलिंग को सुनिश्चित करता है। डिजाइनर बिन्स का चयन करता है AQ (525-530 nm) सुसंगत हरे रंग के लिए और S या T उच्च चमक के लिए। लंबे जीवन और स्थिर आउटपुट सुनिश्चित करने के लिए 15-18 mA पर सेट एक स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग किया जाता है, जो फॉरवर्ड वोल्टेज बिन स्प्रेड को ध्यान में रखता है। असेंबली के दौरान सख्त ESD और नमी नियंत्रण प्रक्रियाओं का पालन किया जाता है।
13. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय
यह एलईडी इनगैन सेमीकंडक्टर तकनीक पर आधारित है। एक एलईडी में, विद्युत धारा विभिन्न अर्धचालक पदार्थों (सक्रिय क्षेत्र के लिए इनगैन) द्वारा निर्मित एक पी-एन जंक्शन के पार प्रवाहित होती है। जब इलेक्ट्रॉन इस सक्रिय क्षेत्र में होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। इंडियम, गैलियम और नाइट्राइड की विशिष्ट संरचना सामग्री के बैंडगैप को निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है। उच्च इंडियम सामग्री आम तौर पर उत्सर्जन को लंबी तरंगदैर्ध्य (जैसे, हरा, पीला, लाल) की ओर स्थानांतरित करती है, हालांकि सामग्री चुनौतियों के कारण हरे इनगैन एलईडी एक महत्वपूर्ण तकनीकी उपलब्धि का प्रतिनिधित्व करते हैं। चिप को एक प्लास्टिक पैकेज में एनकैप्सुलेट किया गया है जिसमें प्रकाश उत्पादन को आकार देने और सेमीकंडक्टर डाई की रक्षा करने के लिए एक लेंस शामिल है।
14. उद्योग रुझान
एसएमडी एलईडी का बाजार कई प्रमुख रुझानों के साथ विकसित होना जारी है:
- बढ़ी हुई दक्षता (लुमेन प्रति वाट): चल रहा पदार्थ और पैकेजिंग अनुसंधान उसी विद्युत इनपुट शक्ति (वाट) से अधिक प्रकाश (लुमेन) निकालने का लक्ष्य रखता है, जिससे ऊर्जा खपत और तापीय भार कम होता है।
- लघुरूपण: उच्च-घनत्व बोर्ड डिज़ाइन और अति-कॉम्पैक्ट उपकरणों में नए अनुप्रयोगों को सक्षम करने के लिए पैकेज छोटे होते जा रहे हैं (उदाहरण के लिए, 0201, 01005 मीट्रिक आकार)।
- Improved Color Consistency & Binning: एपिटैक्सियल वृद्धि और विनिर्माण नियंत्रण में प्रगति से प्रदर्शन वितरण अधिक सटीक हो जाता है, जिससे व्यापक बिनिंग की आवश्यकता कम होती है और रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए आपूर्ति श्रृंखलाओं को सरल बनाया जाता है।
- एकीकरण: एकल पैकेज में कई एलईडी चिप्स (आरजीबी, आरजीबीडब्ल्यू) को एकीकृत करने या एलईडी को ड्राइवरों और नियंत्रण आईसी के साथ जोड़कर "स्मार्ट" प्रकाश मॉड्यूल बनाने की दिशा में एक प्रवृत्ति है।
- Reliability & Lifetime: ऑटोमोटिव, औद्योगिक और बाहरी प्रकाश अनुप्रयोगों की मांगों को पूरा करने के लिए उच्च-तापमान और उच्च-धारा स्थितियों में प्रदर्शन में सुधार पर ध्यान केंद्रित करना।
इस डेटाशीट में वर्णित घटक इस विकसित हो रहे परिदृश्य में एक परिपक्व, विश्वसनीय और व्यापक रूप से अपनाया गया समाधान प्रस्तुत करता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाशीय प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | बिजली के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, उच्च का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (lumens) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे स्वर का संकेत देते हैं। | प्रकाश वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | Unitless, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता 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 प्रयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), jaise ki, 620nm (laal) | Rangin LEDs ke rang ke anukool wavelength. | Laal, peela, hara monochrome LEDs ke hue ka nirdhaaran karta hai. |
| स्पेक्ट्रल वितरण | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | Minimum voltage to turn on LED, like "starting threshold". | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | यदि | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम स्पंद धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग मंद प्रकाश या चमक के लिए किया जाता है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे एलईडी सहन कर सकती है, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, जितना कम उतना बेहतर। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | स्थिर विद्युत निर्वहन को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से जीवनकाल दोगुना हो सकता है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (hours) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की अवधारणा को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | Material degradation | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, प्रकाशीय/तापीय इंटरफ़ेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में बदलता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| Lens/Optics | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | देखने के कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | Binning Content | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Code e.g., 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान में सहायक, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों द्वारा समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | 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 | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल 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 किया जाता है, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |