सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 तापीय विशेषताएँ
- 2.3 प्रकाशीय-विद्युत विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) ग्रेडिंग
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) ग्रेडिंग
- 3.3 डोमिनेंट वेवलेंथ (Wd) ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 तापमान निर्भरता
- 4.4 स्थानिक वितरण (दृष्टिकोण)
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन
- 5.3 ध्रुवीयता पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
- 6.2 हैंड सोल्डरिंग
- 6.3 सफाई
- 7. भंडारण एवं संचालन सावधानियाँ
- 7.1 आर्द्रता संवेदनशीलता
- 7.2 अनुप्रयोग निर्देश
- 8. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 8.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
- 9. अनुप्रयोग सुझाव
- 9.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 9.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 10. प्रौद्योगिकी परिचय एवं विकास प्रवृत्तियाँ
- 10.1 AlInGaP प्रौद्योगिकी सिद्धांत
- 10.2 विकास प्रवृत्तियाँ
- LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
- 2. विद्युत मापदंड
- 3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) तकनीक का उपयोग करने वाले उच्च चमक वाले सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी की विशिष्टताओं का विस्तार से वर्णन करता है, जो एम्बर प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह घटक स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली प्रक्रिया के लिए डिज़ाइन किया गया है और सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। इसके डिफ्यूज़ लेंस के कारण इसका व्यापक देखने का कोण 120 डिग्री है, जो बड़े क्षेत्र की रोशनी या बहु-कोण दृश्यता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
यह एलईडी AEC-Q101 मानक प्रमाणन के अनुरूप है और ऑटोमोटिव सहायक उपकरणों जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। इसकी संरचना और सामग्री ROHS निर्देश का अनुपालन करती है। डिवाइस को उद्योग-मानक पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है, जो 8 मिलीमीटर कैरियर टेप पर लपेटकर 7 इंच के रील पर होती है, जो उच्च-गति सतह माउंट असेंबली की सुविधा प्रदान करती है।
2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और क्षति को रोकने के लिए, डिवाइस को विशिष्ट पर्यावरणीय और विद्युत सीमाओं के भीतर काम करने के लिए रेट किया गया है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट की गई है।
- शक्ति अपव्यय (Pd):175 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे उपकरण अपनी तापीय सीमा से अधिक हुए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
- DC अग्र धारा (IF):70 mA। अधिकतम निरंतर अग्र धारा जो लागू की जा सकती है।
- शिखर अग्र धारा:100 mA। यह धारा केवल स्पंदित स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में अनुमत है और इससे अधिक नहीं होनी चाहिए।
- कार्य तापमान सीमा:-40°C से +100°C। वह परिवेशी तापमान सीमा जिसमें उपकरण कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +100°C। गैर-कार्यशील स्थिति में भंडारण तापमान सीमा।
2.2 तापीय विशेषताएँ
LED के प्रदर्शन और जीवनकाल के लिए प्रभावी ऊष्मा प्रबंधन महत्वपूर्ण है। तापीय प्रतिरोध यह दर्शाता है कि अर्धचालक जंक्शन से परिवेश या सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा कितनी आसानी से संचालित होती है।
- जंक्शन से परिवेश तापीय प्रतिरोध (RθJA):280 °C/W (विशिष्ट)। 16mm² कॉपर पैड वाले FR4 सब्सट्रेट (1.6mm मोटा) पर मापा गया। कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है।
- जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तापीय प्रतिरोध (RθJS):130 °C/W (विशिष्ट)। यह आमतौर पर बोर्ड-स्तरीय ऊष्मीय डिजाइन के लिए अधिक प्रासंगिक मीट्रिक है।
- अधिकतम जंक्शन तापमान (Tj):125 °C. सेमीकंडक्टर जंक्शन का तापमान इस सीमा से अधिक नहीं होना चाहिए।
डिजाइनर को अपेक्षित जंक्शन तापमान (Tj = Ta + (Pd * RθJA)) की गणना करनी चाहिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह सबसे खराब परिचालन स्थितियों में भी 125°C से कम रहे।
2.3 प्रकाशीय-विद्युत विशेषताएँ
ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=50mA) के तहत LED के प्रकाश उत्पादन और विद्युतीय व्यवहार को परिभाषित करते हैं।
- ल्यूमिनस तीव्रता (Iv):2240 - 4500 mcd (मिलिकैंडेला)। यह मानव आँख के फोटोपिक प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने वाले फिल्टर सेंसर द्वारा मापी गई अनुभूत चमक है। विस्तृत श्रेणी को बिनिंग प्रणाली के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है।
- दृश्य कोण (2θ½):120 डिग्री (टाइपिकल)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर उत्सर्जन तीव्रता अपने अक्षीय (0°) मान से आधी हो जाती है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):621 nm (टाइपिकल)। स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन के शिखर पर तरंगदैर्ध्य।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):612 - 621 nm। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो LED के माने गए रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करती है, जो इसके क्रोमैटिसिटी निर्देशांक से प्राप्त होती है। सहनशीलता ±1 nm है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):20 nm (टाइपिकल)। अधिकतम तीव्रता के आधे स्तर पर मापी गई स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ, जो रंग की शुद्धता को दर्शाती है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):50mA पर 2.05 - 2.5 V। LED के चालू होने पर वोल्टेज ड्रॉप। सहनशीलता ±0.1 V है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=10V पर 10 μA (अधिकतम)। यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
उत्पादन बैचों में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख पैरामीटर्स के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। बैच लेबल फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf), ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv), और डोमिनेंट वेवलेंथ (Wd) के विशिष्ट बिन कोड दर्शाता है।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) ग्रेडिंग
IF=50mA पर ग्रेडिंग करें, ताकि करंट रेगुलेशन सर्किट डिज़ाइन में सहायता मिल सके।
- ग्रेड D:2.05V - 2.20V
- ग्रेड E:2.20V - 2.35V
- ग्रेड F:2.35V - 2.50V
प्रत्येक ग्रेड के भीतर सहनशीलता ±0.1V है।
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) ग्रेडिंग
IF=50mA पर ग्रेडिंग, चमक भिन्नता को नियंत्रित करने के लिए।
- ग्रेड X2:2240 mcd - 2800 mcd
- ग्रेड Y1:2800 mcd - 3550 mcd
- ग्रेड Y2:3550 mcd - 4500 mcd
प्रत्येक ग्रेड के भीतर सहनशीलता ±11% है।
3.3 डोमिनेंट वेवलेंथ (Wd) ग्रेडिंग
रंग एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए IF=50mA पर ग्रेडिंग की जाती है।
- ग्रेड 3:612 nm - 615 nm
- ग्रेड 4:615 nm - 618 nm
- गियर 5:618 nm - 621 nm
प्रत्येक गियर के भीतर सहनशीलता ±1 nm है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि प्रदान किए गए अंश में विशिष्ट वक्रों का उल्लेख है, मानक LED प्रदर्शन कई महत्वपूर्ण संबंधों द्वारा चित्रित किया जाता है।
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
AlInGaP LED का I-V कर्व मूल रूप से घातांकीय होता है, जो एक मानक डायोड के समान है। 50mA की विशिष्ट ऑपरेटिंग करंट पर, फॉरवर्ड वोल्टेज निर्दिष्ट 2.05V से 2.5V की सीमा में आता है। चूंकि LED का फॉरवर्ड वोल्टेज तापमान बढ़ने के साथ घटता है, डिजाइनरों को स्थिर संचालन सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
एक काफी बड़ी सीमा में, प्रकाश उत्पादन (ल्यूमिनस इंटेंसिटी) लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होता है। अनुशंसित डीसी करंट (70mA) से अधिक पर काम करने से प्रकाश उत्पादन बढ़ता है, लेकिन अधिक ऊष्मा भी उत्पन्न होती है, जो त्वरित थर्मल डिग्रेडेशन के कारण दक्षता (ल्यूमिनस एफिकेसी) को कम कर सकती है और डिवाइस के जीवनकाल को छोटा कर सकती है।
4.3 तापमान निर्भरता
LED प्रदर्शन तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ:
- प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है:प्रकाश उत्पादन आमतौर पर कम हो जाता है। विशिष्ट गुणांक भिन्न होते हैं, लेकिन उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए यह एक महत्वपूर्ण कारक है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज में कमी:यदि वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित किया जाता है, तो इससे करंट में वृद्धि हो सकती है, जिससे गर्मी उत्पन्न करने वाला पॉजिटिव फीडबैक लूप बन सकता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य विस्थापन:AlInGaP LED के लिए, तरंगदैर्ध्य आमतौर पर तापमान के साथ थोड़ा विस्थापित हो जाता है, जो सख्त सहनशीलता वाले अनुप्रयोगों में रंग धारणा को प्रभावित कर सकता है।
4.4 स्थानिक वितरण (दृष्टिकोण)
स्थानिक विकिरण पैटर्न LED चिप संरचना और डिफ्यूज़िंग लेंस द्वारा परिभाषित किया जाता है। 120 डिग्री का दृश्य कोण (2θ½) एक बहुत ही चौड़े, लैम्बर्टियन जैसे वितरण को दर्शाता है। यह पैटर्न उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनमें समान, बड़े क्षेत्र की रोशनी की आवश्यकता होती है, या ऐसे संकेतक जिन्हें व्यापक कोण से दिखाई देने की आवश्यकता होती है, जैसे पैनल लाइट या स्टेटस इंडिकेटर।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
यह LED EIA मानक SMD पैकेज आकृति के अनुरूप है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, PCB पैड डिज़ाइन के सभी महत्वपूर्ण आयाम, जैसे पैड पिच, घटक ऊंचाई और लेंस आकार, विस्तृत पैकेज ड्राइंग में प्रदान किए गए हैं, जिनकी सामान्य सहनशीलता ±0.2mm है। यह मानकीकरण स्वचालित असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।
5.2 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन
इन्फ्रारेड और वेपर फेज़ रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किए गए हैं। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों को प्राप्त करने, रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान सही सेल्फ-अलाइनमेंट सुनिश्चित करने और LED के हीट सिंक पैड (यदि मौजूद हो) से PCB तक प्रभावी ऊष्मा स्थानांतरण को बढ़ावा देने के लिए इस अनुशंसित पैड ज्यामिति का पालन करना महत्वपूर्ण है।
5.3 ध्रुवीयता पहचान
SMD LED आमतौर पर कैथोड (नकारात्मक) पक्ष को इंगित करने के लिए पैकेजिंग पर एक चिह्न होता है। यह आमतौर पर लेंस या पैकेज बॉडी पर एक हरा चिह्न, खांचा या कटा हुआ कोना होता है। सही ध्रुवीयता दिशा डिवाइस के उचित संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
यह डिवाइस लीड-फ्री सोल्डर का उपयोग करने वाली इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। अनुशंसित प्रोफाइल J-STD-020 मानक के अनुरूप है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्रीहीट:अधिकतम 150-200°C.
- प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड।
- शिखर तापमान:अधिकतम 260°C।
- लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय:उचित सोल्डर जोड़ बनाने और साथ ही LED पर अत्यधिक तापीय प्रतिबल से बचने के लिए कर्व सीमा का पालन करें।
6.2 हैंड सोल्डरिंग
यदि हैंड सोल्डरिंग करनी ही हो, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए:
- सोल्डरिंग आयरन तापमान:अधिकतम 300°C.
- सोल्डरिंग समय:प्रति पिन अधिकतम 3 सेकंड.
- प्रतिबंध:प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक बॉन्डिंग तारों को तापीय क्षति से बचाने के लिए केवल एक ही मैन्युअल सोल्डरिंग चक्र की अनुमति है।
6.3 सफाई
असेंबली के बाद सफाई सावधानी से की जानी चाहिए। केवल निर्दिष्ट अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स, जैसे एथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करें। LED को कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। अपघर्षक या अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग एपॉक्सी लेंस और पैकेजिंग सामग्री को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे रंग बदलना या दरार पड़ना हो सकता है।
7. भंडारण एवं संचालन सावधानियाँ
7.1 आर्द्रता संवेदनशीलता
JEDEC J-STD-020 के अनुसार, यह उत्पाद नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 2a के रूप में वर्गीकृत है। इसका अर्थ है कि रिफ्लो पूर्व बेकिंग की आवश्यकता से पहले, पैकेज को फैक्ट्री फ्लोर स्थितियों (≤30°C/60% RH) में 4 सप्ताह तक एक्सपोज किया जा सकता है।
- सीलबंद बैग:≤30°C और ≤70% RH परिस्थितियों में भंडारित करें। बैग सील करने की तारीख के एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
- खोला हुआ बैग:≤30°C और ≤60% RH परिस्थितियों में भंडारित करें। खोलने के 4 सप्ताह के भीतर इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग पूर्ण करें।
- दीर्घकालिक भंडारण (बैग से बाहर):एक सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में डिसिकेंट के साथ संग्रहित करें।
- बेकिंग:यदि 4 सप्ताह से अधिक समय तक खुला रखा गया हो, तो वेल्डिंग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए कम से कम 48 घंटे के लिए लगभग 60°C पर बेक करें।
7.2 अनुप्रयोग निर्देश
यह LED सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। उन अनुप्रयोगों के लिए जहां अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है और विफलता सुरक्षा को खतरे में डाल सकती है (जैसे एयरोस्पेस, मेडिकल, महत्वपूर्ण परिवहन प्रणाली), उपयुक्तता और संभावित डेरेटिंग आवश्यकताओं का आकलन करने के लिए विशिष्ट तकनीकी परामर्श आवश्यक है।
8. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
8.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
डिवाइस एक सुरक्षात्मक कवर टेप के साथ उभरे हुए कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास की रील पर लपेटी जाती है। मानक रील मात्रा प्रति रील 2000 टुकड़े है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश के अनुरूप है, ताकि स्वचालित फीडर के साथ संगतता सुनिश्चित की जा सके। फीडर सेटअप के लिए कैरियर टेप आयाम (पॉकेट आकार, पिच आदि) प्रदान किए गए हैं।
9. अनुप्रयोग सुझाव
9.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- ऑटोमोटिव सहायक उपकरण:वाहन आंतरिक वातावरण प्रकाश व्यवस्था, डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच प्रकाश व्यवस्था और गैर-महत्वपूर्ण स्थिति संकेतक।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:राउटर, मॉडेम, प्रिंटर और ऑडियो-वीडियो उपकरणों की स्थिति संकेतक।
- पोर्टेबल उपकरण:सीमित स्थान वाले उपकरणों में बिजली/बैटरी स्थिति संकेतक।
- सामान्य संकेत संकेतन:पैनल लाइट, निकास संकेत और सजावटी प्रकाश व्यवस्था, जहां एम्बर रंग और चौड़ा देखने का कोण लाभकारी होते हैं।
9.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- करंट ड्राइव:हमेशा कॉन्स्टेंट करंट सोर्स या एलईडी के साथ सीरीज़ में लगा करंट लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करें। रेसिस्टर वैल्यू की गणना फॉर्मूला R = (सप्लाई वोल्टेज - VF) / IF का उपयोग करके करें, जहां VF को कंजर्वेटिव डिज़ाइन के लिए उसके रेंज में अधिकतम मान के रूप में चुना जाना चाहिए।
- थर्मल मैनेजमेंट:मैक्सिमम करंट या उसके करीब निरंतर ऑपरेशन के लिए, पीसीबी पर पर्याप्त कॉपर एरिया प्रदान किया जाना चाहिए, जो एलईडी के थर्मल पैड (यदि लागू हो) या आसन्न पैड से जुड़ा हो, ताकि वह हीट सिंक का काम कर सके। जंक्शन तापमान गणना की निगरानी करें।
- ईएसडी सुरक्षा:हालांकि इसे स्पष्ट रूप से संवेदनशील डिवाइस के रूप में नहीं बताया गया है, लेकिन ऑपरेशन और असेंबली प्रक्रिया के दौरान बुनियादी ईएसडी सावधानियां बरतना सभी सेमीकंडक्टर डिवाइसों के लिए एक अच्छा अभ्यास है।
10. प्रौद्योगिकी परिचय एवं विकास प्रवृत्तियाँ
10.1 AlInGaP प्रौद्योगिकी सिद्धांत
एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) एक III-V समूह का सेमीकंडक्टर मटेरियल है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से लाल, नारंगी, एम्बर और पीले तरंगदैर्ध्य क्षेत्र (लगभग 590-650 nm) में उच्च दक्षता वाले एलईडी के उत्पादन के लिए किया जाता है। सक्रिय क्वांटम वेल क्षेत्र में एल्यूमीनियम, इंडियम और गैलियम के अनुपात को समायोजित करके, मटेरियल के बैंडगैप को सटीक रूप से ट्यून किया जा सकता है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की पीक वेवलेंथ निर्धारित करता है। गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड (GaAsP) जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP एलईडी अपनी उच्च ल्यूमिनस एफिकैसी और अच्छी तापमान स्थिरता के लिए जाने जाते हैं। डिफ्यूज़िंग लेंस आमतौर पर एपॉक्सी या सिलिकॉन से बने होते हैं और इनमें स्कैटरिंग पार्टिकल्स होते हैं, जो बीम एंगल को चौड़ा करने और लाइट सोर्स की उपस्थिति को नरम बनाने के लिए होते हैं।
10.2 विकास प्रवृत्तियाँ
एसएमडी एलईडी प्रौद्योगिकी की समग्र प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च शक्ति घनत्व, अधिक सख्त बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता, और कठोर परिस्थितियों (उच्च तापमान, आर्द्रता) में बढ़ी हुई विश्वसनीयता की ओर है। अंबर एलईडी के लिए, विशिष्ट अंबर रंग प्राप्त करने के लिए फॉस्फर-परिवर्तित नीले एलईडी जैसे वैकल्पिक पदार्थों पर शोध किया जा रहा है, हालांकि प्रत्यक्ष उत्सर्जक AlInGaP अपनी दक्षता के कारण शुद्ध वर्णक्रमीय रंगों में अभी भी प्रमुख है। पैकेजिंग प्रवृत्तियों में छोटे फॉर्म फैक्टर, बेहतर थर्मल पथ और विशिष्ट बीम पैटर्न के लिए डिज़ाइन किए गए लेंस शामिल हैं। ऑटोमोटिव आंतरिक और बाह्य प्रकाश व्यवस्था तथा सामान्य संकेतक अनुप्रयोगों से प्रेरणा, घटकों को AEC-Q101 जैसे कठोर गुणवत्ता मानकों को पूरा करने की निरंतर मांग करती है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित दीप्त फ्लक्स; जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| व्यूइंग एंगल (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के विस्तार और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडक; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा प्रकाश देता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित 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 उपयोग किया जाता है। |
| क्रोमैटिसिटी टॉलरेंस (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensures no color variation among luminaires from the same batch. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometer), e.g., 620nm (red) | The wavelength value corresponding to the color of a colored LED. | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदन (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. 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। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | वह करंट मान जो एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक है। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय में सहन करने योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोगी। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली 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 पॉइंट तक गर्मी प्रवाह के प्रतिरोध को दर्शाता है, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल रेजिस्टेंस के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में ESD सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से लुमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| लुमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "उपयोगी आयु" को सीधे परिभाषित करें। |
| 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। |
| रंग परिवर्तन (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। |
| तापीय अवक्षय (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का अवक्रमण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएं और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकी, तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC ताप प्रतिरोधी अच्छा, लागत कम; सिरेमिक ताप अपव्यय उत्कृष्ट, जीवनकाल लंबा। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप चिप ताप अपव्यय बेहतर, प्रकाश दक्षता अधिक, उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले एलईडी चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| लुमेनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करना कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग भेद ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करना, एक ही ल्यूमिनेयर के भीतर रंग असमानता से बचना। |
| कलर टेम्परेचर ग्रेडिंग | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करना। | एलईडी जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी मानक | प्रकाशिक, विद्युत और तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पादों को हानिकारक पदार्थों (जैसे सीसा, पारा) से मुक्त सुनिश्चित करना। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्त। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |