विषयसूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
- 5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 डिवाइस आयाम
- 5.2 PCB पैड पैटर्न डिज़ाइन
- 5.3 ध्रुवीयता पहचान
- 6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
- 6.2 हैंड सोल्डरिंग सावधानियाँ
- 6.3 भंडारण एवं प्रसंस्करण शर्तें
- 6.4 सफाई
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
- 8. अनुप्रयोग डिज़ाइन सिफारिशें
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 。
- यह घटक मानक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है। अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले या जहां विफलता सुरक्षा को खतरे में डाल सकती है, ऐसे अनुप्रयोगों (जैसे, एयरोस्पेस, चिकित्सा जीवन समर्थन) के लिए अतिरिक्त योग्यता प्रमाणन और निर्माता के साथ परामर्श की आवश्यकता होती है।
- GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) रेड एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, यह AlInGaP-आधारित डिवाइस काफी अधिक ल्यूमिनस दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट पर उच्च चमक प्राप्त होती है। डिफ्यूज़ या रंगीन लेंस के विपरीत, वाटर क्लियर लेंस अधिकतम संभव प्रकाश निष्कर्षण दक्षता और एक अधिक केंद्रित, तीव्र बीम पैटर्न प्रदान करता है, जो स्पष्ट, चमकदार प्रकाश बिंदुओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। 120-डिग्री व्यूइंग एंगल अक्षीय तीव्रता और ऑफ-एक्सिस दृश्यता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो प्रक्रिया के साथ इसकी संगतता इसे उन एलईडी से अलग करती है जिन्हें हाथ से या वेव सोल्डरिंग की आवश्यकता हो सकती है।
- उत्तर: बिनिंग कोड (जैसे S1) एलईडी के उस बैच की गारंटीकृत दीप्तिमान तीव्रता सीमा निर्दिष्ट करता है। अपने डिज़ाइन में अपेक्षित न्यूनतम चमक जानने के लिए, अनुभाग 3 में तालिका के विरुद्ध बिनिंग कोड की हमेशा जांच करें।
- एलईडी को मेम्ब्रेन कीबोर्ड के पारदर्शी ग्राफिक्स के पीछे रखा गया है। वाटर क्लियर लेंस और उच्च तीव्रता स्पष्ट, समान रूप से प्रकाशित प्रतीक प्रदान करते हैं। इस परिदृश्य में, आवश्यक बैकलाइट स्तर प्राप्त करने के लिए एलईडी को कम करंट (जैसे 10mA) पर चलाया जा सकता है, जबकि बिजली की खपत और सीलबंद स्विच असेंबली के भीतर ऊष्मा को कम से कम किया जाता है।
- यह एलईडी एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक तकनीक पर आधारित है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं, जहां वे पुनर्संयोजन करते हैं। पुनर्संयोजन प्रक्रिया के दौरान मुक्त ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होती है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना अर्धचालक के बैंडगैप ऊर्जा को निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है - इस मामले में लाल। वाटर क्लियर एपॉक्सी लेंस का उपयोग अर्धचालक चिप की सुरक्षा, प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देने और चिप की प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए किया जाता है।
- एलईडी विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
- 2. विद्युत मापदंड
- 3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
- 4. पैकेजिंग एवं सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए एक उच्च चमक वाले सरफेस माउंट LED की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह उपकरण एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री का उपयोग करता है, जो जीवंत लाल प्रकाश उत्पादन करता है। क्लियर वॉटर लेंस में एनकैप्सुलेटेड, यह LED स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं और मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तकनीकों के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
इस घटक के मुख्य लाभों में पर्यावरणीय नियमों (RoHS) का अनुपालन, व्यापक कार्य तापमान सीमा में स्थिर प्रदर्शन, और उच्च दक्षता प्रसंस्करण तथा स्थापना के लिए सुविधाजनक पैकेजिंग शामिल हैं। इसके प्रमुख लक्षित बाजारों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव इंटीरियर प्रकाश व्यवस्था और विश्वसनीय, चमकदार लाल प्रकाश संकेत की आवश्यकता वाले सामान्य संकेतक अनुप्रयोग शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
यह उपकरण निम्नलिखित पूर्ण अधिकतम स्थितियों के तहत कार्य करता है, इन सीमाओं से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है। सभी मान परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।
- शक्ति अपव्यय:72 mW. यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED अपनी तापीय सीमा का उल्लंघन किए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
- शिखर अग्र धारा:80 mA. यह मान केवल 1/10 ड्यूटी साइकल और 0.1ms पल्स चौड़ाई की पल्स स्थितियों में अनुमत है। डीसी ऑपरेशन में इस मान से अधिक होने पर डिवाइस क्षतिग्रस्त हो जाएगी।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (निरंतर):30 mA. यह दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और निर्दिष्ट ऑप्टिकल प्रदर्शन बनाए रखने के लिए, निरंतर स्थिर-अवस्था ऑपरेशन में अनुशंसित अधिकतम करंट है।
- रिवर्स वोल्टेज:5 V. इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- ऑपरेटिंग तापमान सीमा:-40°C से +85°C. इस पूर्ण औद्योगिक तापमान सीमा के भीतर, डिवाइस के अपने निर्दिष्ट पैरामीटर के भीतर सामान्य रूप से कार्य करने की गारंटी है।
- भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +100°C।
2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
नीचे दी गई तालिका मानक परीक्षण स्थितियों (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, Ta=25°C) के तहत प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों को विस्तार से सूचीबद्ध करती है। ये वे मान हैं जिन्हें डिजाइनर सर्किट गणना और प्रदर्शन अपेक्षा में लागू करते हैं।
- प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता (IV):फॉरवर्ड करंट (IF) 20mA पर, न्यूनतम 90 mcd से लेकर विशिष्ट 280 mcd तक की सीमा में। तीव्रता माप CIE वक्र के अनुरूप मानव आँख के फोटोपिक प्रतिक्रिया से मेल खाने वाले फिल्टर वाले सेंसर का उपयोग करके किया जाता है।
- दृश्य कोण (2θ1/2):120 डिग्री। यह विस्तृत दृश्य कोण उस कोण के रूप में परिभाषित किया गया है जहां तीव्रता अक्षीय मान की आधी हो जाती है, जिससे यह एलईडी उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाती है जिनमें व्यापक दृश्यता सीमा की आवश्यकता होती है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):639 nm (विशिष्ट)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जहां वर्णक्रमीय आउटपुट सबसे मजबूत होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):631 nm (विशिष्ट)। यह मान CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से प्राप्त होता है और वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो मानव आँख द्वारा अनुभव किए गए एलईडी के रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करता है।
- वर्णक्रमीय रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):20 nm (विशिष्ट)। यह वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; एक छोटा मान प्रकाश स्रोत की बेहतर एकवर्णीयता को दर्शाता है।
- अग्र वोल्टेज (VF):विशिष्ट 2.4V, IF=20mA पर 2.0V से 2.4V तक की सीमा में। इस मान की सहनशीलता +/- 0.1V है। यह पैरामीटर श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला के मान की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR):जब रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V पर लगाया जाता है, तो अधिकतम 10 µA होता है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
विभिन्न उत्पादन बैचों के बीच चमक की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, इन एलईडी की ल्यूमिनस इंटेंसिटी को विशिष्ट "बिन" में वर्गीकृत किया गया है। प्रत्येक बिन मानक 20mA टेस्ट करंट पर मापे जाने पर गारंटीकृत न्यूनतम और अधिकतम तीव्रता सीमा को परिभाषित करता है।
इस उत्पाद के बिन कोड हैं: Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), S1 (180.0-224.0 mcd), और S2 (224.0-280.0 mcd)। प्रत्येक तीव्रता बिन पर +/-11% सहनशीलता लागू होती है। इस एलईडी को निर्दिष्ट करने वाले डिजाइनरों को यह जानना चाहिए कि वे किस बिन का उपयोग कर रहे हैं, क्योंकि यह अंतिम अनुप्रयोग में प्राप्त चमक को सीधे प्रभावित करता है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों जहाँ एक समान रूप आवश्यक है, वहाँ समान बिन कोड वाली एलईडी का उपयोग किया जाना चाहिए।
4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
हालाँकि स्रोत दस्तावेज़ में विशिष्ट ग्राफिकल कर्व का उल्लेख किया गया है, लेकिन उनका अर्थ डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। इस प्रकार के कर्व द्वारा प्रदर्शित किए जाने वाले प्रमुख संबंधों में शामिल हैं:
- I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र:यह फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट के बीच एक घातांकीय संबंध दर्शाता है। वक्र में एक स्पष्ट "निक-इन" वोल्टेज (लगभग 2.0-2.4V) होगा, जिसके बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि पर करंट तेजी से बढ़ता है। यह बताता है कि LED को क्यों एक कॉन्स्टेंट करंट स्रोत या श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ वोल्टेज स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट:आमतौर पर अनुशंसित ऑपरेटिंग रेंज के भीतर, ड्राइविंग करंट और लाइट आउटपुट के बीच लगभग रैखिक संबंध होता है। अपने अधिकतम DC करंट से अधिक पर LED को चलाने से गर्मी में अतिरेक रैखिक वृद्धि और दक्षता में कमी हो सकती है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम एंबिएंट तापमान:AlInGaP LED के लिए, लाइट आउटपुट आमतौर पर एंबिएंट तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। उच्च तापमान पर संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त चमक बनाए रखने के लिए इस डीरेटिंग को समझना महत्वपूर्ण है।
- स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन:तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष सापेक्ष तीव्रता का ग्राफ, जो लगभग 639 nm पर शिखर दिखाता है, जिसकी विशेषता चौड़ाई (आधी चौड़ाई) लगभग 20 nm है।
5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
5.1 डिवाइस आयाम
यह LED मानक EIA सतह माउंट पैकेज आकृति का अनुपालन करता है। PCB पैड डिजाइन के लिए आवश्यक सभी महत्वपूर्ण आयाम - जिसमें बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और पिन पिच शामिल हैं - स्रोत दस्तावेज़ में प्रदान किए गए हैं, जिसमें मानक सहनशीलता ±0.2 mm है। पैकेज में वाटर क्लियर लेंस सामग्री का उपयोग किया गया है।
5.2 PCB पैड पैटर्न डिज़ाइन
विश्वसनीय सोल्डरिंग और सही यांत्रिक संरेखण सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) सोल्डर पैड लेआउट प्रदान किया गया है। यह पैड पैटर्न इन्फ्रारेड और वेपर फेज रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए अनुकूलित है। अच्छे सोल्डर जोड़ बनाने, थर्मल प्रबंधन प्राप्त करने और रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान टॉम्बस्टोनिंग को रोकने के लिए इस अनुशंसित पैड पैटर्न का पालन करना महत्वपूर्ण है।
5.3 ध्रुवीयता पहचान
कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आमतौर पर LED पैकेज पर दृश्य चिह्नों द्वारा पहचाना जाता है, जैसे कि खांचा, हरा बिंदु या लेंस/बॉडी का कट कोना। एनोड (सकारात्मक टर्मिनल) दूसरा पिन है। असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता का ध्यान रखना आवश्यक है, क्योंकि रिवर्स बायस लगाने से डिवाइस क्षतिग्रस्त हो सकती है।
6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
यह घटक लीड-फ्री (Pb-free) इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के अनुकूल है। JEDEC मानक J-STD-020B के अनुरूप अनुशंसित तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है। प्रमुख पैरामीटर्स में शामिल हैं:
- प्रीहीट तापमान:150-200°C
- प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड।
- पीक बॉडी तापमान:अधिकतम 260°C।
- लिक्विडस ऊपर समय:सोल्डर पेस्ट निर्माता विनिर्देशों का पालन करने की सलाह दी जाती है, आमतौर पर 60-90 सेकंड।
यह जोर देना महत्वपूर्ण है कि इष्टतम तापमान प्रोफ़ाइल विशिष्ट PCB डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए रीफ्लो ओवन पर निर्भर करती है। विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए प्रोफाइलिंग करने की सिफारिश की जाती है।
6.2 हैंड सोल्डरिंग सावधानियाँ
यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए:
- सोल्डरिंग आयरन तापमान:अधिकतम 300°C।
- प्रति पिन सोल्डरिंग समय:अधिकतम 3 सेकंड।
- सोल्डरिंग प्रयासों की संख्या:प्लास्टिक पैकेजिंग पर थर्मल स्ट्रेस से बचने के लिए प्रत्येक सोल्डर जॉइंट पर केवल एक बार सोल्डरिंग का प्रयास करना चाहिए।
6.3 भंडारण एवं प्रसंस्करण शर्तें
आर्द्रता संवेदनशीलता सतह माउंट डिवाइस का एक महत्वपूर्ण कारक है। यह एलईडी सिलिका जेल सहित नमी-रोधी बैग में पैक किया गया है।
- सीलित पैकेज भंडारण:≤ 30°C और ≤ 70% सापेक्ष आर्द्रता (RH)। डेट कोड से, शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
- खोलने के बाद:जब ≤ 30°C और ≤ 60% RH पर संग्रहीत किया जाता है, तो "फ्लोर लाइफ" 168 घंटे (7 दिन) है। यदि एक्सपोजर अवधि लंबी है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए एलईडी को लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक करना होगा।
- दीर्घकालिक खुला भंडारण:इसे डिसिकेंट युक्त सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन पर्ज वाले डेसिकेटर में संग्रहित किया जाना चाहिए।
6.4 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करें। कमरे के तापमान पर LED को इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से कम समय के लिए डुबाना स्वीकार्य है। अनिर्दिष्ट रासायनिक क्लीनर प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन या लेंस को क्षतिग्रस्त कर सकते हैं।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
LED, ऑटोमेटेड प्लेसमेंट मशीनों के लिए उपयुक्त, एम्बॉस्ड कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती है।
- कैरियर टेप की चौड़ाई:8 मिमी।
- रील व्यास:7 इंच (178 मिमी)।
- प्रति रील मात्रा:2000 पीस।
- न्यूनतम ऑर्डर मात्रा (MOQ):शेष मात्रा 500 पीस है।
- पैकेजिंग मानक:EIA-481-1-B विनिर्देश के अनुरूप। कवर टेप के साथ कैरियर टेप, लगातार अधिकतम दो खाली घटक पॉकेट की अनुमति।
8. अनुप्रयोग डिज़ाइन सिफारिशें
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
LED एक करंट-चालित उपकरण है। सबसे विश्वसनीय और अनुशंसित चालन विधि प्रत्येक LED के लिए एक श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग करना है, भले ही कई LED वोल्टेज स्रोत से समानांतर में जुड़े हों (सर्किट मॉडल A)। यह विभिन्न LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के प्राकृतिक अंतर की भरपाई करता है, करंट को समान रखता है और इस प्रकार सभी उपकरणों की चमक एक समान सुनिश्चित करता है। बिना अलग-अलग रोकनेवालों के कई LED को समानांतर में चलाना (सर्किट मॉडल B) प्रोत्साहित नहीं किया जाता है, क्योंकि सबसे कम VFवाला LED अनुपातहीन रूप से अधिक करंट खींचेगा, जिससे असमान चमक और संभावित अति-तनाव होगा।
श्रृंखला रोकनेवाला मान (Rs) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है: Rs= (Vपावर सप्लाई- VF) / IF। डेटाशीट में दिए गए अधिकतम VFका उपयोग करके रूढ़िवादी डिजाइन करें, ताकि धारा आवश्यक IF.
。
- 8.2 डिजाइन विचारथर्मल प्रबंधन:
- हालांकि बिजली की खपत कम है, जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर रखना सेवा जीवन बढ़ाने की कुंजी है। यह सुनिश्चित करें कि पीसीबी पैड पर पर्याप्त तांबे का क्षेत्रफल हीट सिंक के रूप में उपलब्ध हो, खासकर जब उच्च परिवेश तापमान या अधिकतम धारा के करीब संचालित किया जा रहा हो।ESD सुरक्षा:
- हालांकि इसे स्पष्ट रूप से अत्यधिक संवेदनशील नहीं बताया गया है, लेकिन असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।अनुप्रयोग दायरा:
यह घटक मानक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है। अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले या जहां विफलता सुरक्षा को खतरे में डाल सकती है, ऐसे अनुप्रयोगों (जैसे, एयरोस्पेस, चिकित्सा जीवन समर्थन) के लिए अतिरिक्त योग्यता प्रमाणन और निर्माता के साथ परामर्श की आवश्यकता होती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
GaAsP (गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड) रेड एलईडी जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, यह AlInGaP-आधारित डिवाइस काफी अधिक ल्यूमिनस दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट पर उच्च चमक प्राप्त होती है। डिफ्यूज़ या रंगीन लेंस के विपरीत, वाटर क्लियर लेंस अधिकतम संभव प्रकाश निष्कर्षण दक्षता और एक अधिक केंद्रित, तीव्र बीम पैटर्न प्रदान करता है, जो स्पष्ट, चमकदार प्रकाश बिंदुओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। 120-डिग्री व्यूइंग एंगल अक्षीय तीव्रता और ऑफ-एक्सिस दृश्यता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो प्रक्रिया के साथ इसकी संगतता इसे उन एलईडी से अलग करती है जिन्हें हाथ से या वेव सोल्डरिंग की आवश्यकता हो सकती है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को लगातार 30mA पर चला सकता हूं?
उत्तर: हाँ, 30mA अनुशंसित अधिकतम डीसी फॉरवर्ड करंट है। इष्टतम जीवनकाल और तापमान प्रभावों को ध्यान में रखते हुए, आमतौर पर कम करंट (जैसे 20mA) पर डिज़ाइन करने की सलाह दी जाती है।
प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ (639 nm) उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। डोमिनेंट वेवलेंथ (631 nm) एक गणना मूल्य है, जो उस शुद्ध मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो मानव आँख को समान रंग का प्रतीत होता है। रंग विनिर्देश के लिए डोमिनेंट वेवलेंथ अधिक प्रासंगिक है।
प्रश्न: स्थिर वोल्टेज स्रोत का उपयोग करने पर भी श्रृंखला प्रतिरोध की आवश्यकता क्यों होती है?Fउत्तर: LED का फॉरवर्ड वोल्टेज सहनशीलता रखता है और तापमान बढ़ने पर कम हो जाता है। श्रृंखला प्रतिरोध नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रदान करता है: यदि करंट बढ़ने का प्रयास करता है (उदाहरण के लिए, कम V
डिवाइस या तापमान वृद्धि के कारण), प्रतिरोधक के पार वोल्टेज ड्रॉप बढ़ जाएगा, जिससे करंट वृद्धि सीमित हो जाती है और LED का संचालन स्थिर हो जाता है।
प्रश्न: मेरे ऑर्डर पर बिनिंग कोड की व्याख्या कैसे करूं?
उत्तर: बिनिंग कोड (जैसे S1) एलईडी के उस बैच की गारंटीकृत दीप्तिमान तीव्रता सीमा निर्दिष्ट करता है। अपने डिज़ाइन में अपेक्षित न्यूनतम चमक जानने के लिए, अनुभाग 3 में तालिका के विरुद्ध बिनिंग कोड की हमेशा जांच करें।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरणउदाहरण 1: स्थिति संकेतक पैनल:
एक औद्योगिक नियंत्रण इकाई फ्रंट पैनल पर फॉल्ट और स्थिति संकेतक के रूप में इस प्रकार के एलईडी की एक श्रृंखला का उपयोग करती है। 120° का विस्तृत देखने का कोण सुनिश्चित करता है कि ऑपरेटर विभिन्न स्थानों से संकेतक देख सकता है। डिजाइनर उच्च चमक के लिए S2 ग्रेड का उपयोग करते हैं, और 5V पावर रेल से 20mA ड्राइव करंट के लिए श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करते हैं: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 ओम (मानक 130 या 150 ओम प्रतिरोधक चुनें)। स्वचालित प्लेसमेंट और अच्छे सोल्डर जोड़ों को सुनिश्चित करने के लिए PCB लेआउट अनुशंसित पैड पैटर्न का पालन करता है।उदाहरण 2: मेम्ब्रेन स्विच बैकलाइट:
एलईडी को मेम्ब्रेन कीबोर्ड के पारदर्शी ग्राफिक्स के पीछे रखा गया है। वाटर क्लियर लेंस और उच्च तीव्रता स्पष्ट, समान रूप से प्रकाशित प्रतीक प्रदान करते हैं। इस परिदृश्य में, आवश्यक बैकलाइट स्तर प्राप्त करने के लिए एलईडी को कम करंट (जैसे 10mA) पर चलाया जा सकता है, जबकि बिजली की खपत और सीलबंद स्विच असेंबली के भीतर ऊष्मा को कम से कम किया जाता है।
12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
यह एलईडी एल्युमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक तकनीक पर आधारित है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं, जहां वे पुनर्संयोजन करते हैं। पुनर्संयोजन प्रक्रिया के दौरान मुक्त ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होती है। AlInGaP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना अर्धचालक के बैंडगैप ऊर्जा को निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है - इस मामले में लाल। वाटर क्लियर एपॉक्सी लेंस का उपयोग अर्धचालक चिप की सुरक्षा, प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देने और चिप की प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए किया जाता है।
13. उद्योग रुझान और विकास
एलईडी विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| 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 बचत। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश की मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| दीप्ति कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र 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 व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, कला दीर्घाओं जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| रंग सहनशीलता (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण संख्या, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी रंग उतने ही अधिक सुसंगत होंगे। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग से संबंधित तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगत (ह्यू) का निर्धारण करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी 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 धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प अवधि में सहन करने योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | 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 ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | स्थैतिक बिजली के प्रति प्रतिरोधक क्षमता, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना कम। | उत्पादन में स्थैतिक बिजली से सुरक्षा के उपाय करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले एलईडी के लिए। |
3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | एलईडी चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता 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 करता है। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (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। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री के प्रदर्शन में गिरावट। | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
4. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएं और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| एनकैप्सुलेशन प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिकी एवं ऊष्मीय 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 विधि। | फ्लिप चिप हीट डिसिपेशन बेहतर, प्रकाश दक्षता अधिक, उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीली चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीली/लाल रोशनी 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, जो प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| लुमेन आउटपुट ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | यह सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइव पावर सप्लाई के मिलान में सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करना, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचना। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह का संबंधित निर्देशांक सीमा 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 प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | एलईडी जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का LM-80 डेटा के आधार पर अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | प्रकाशिकी, विद्युत और ऊष्मा परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रवेश के लिए पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |