सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 प्रकाश तीव्रता श्रेणीकरण
- 3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य श्रेणीकरण (केवल GH हरा)
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 R6 (AlGaInP लाल) विशेषताएँ
- 4.2 GH (InGaN हरा) विशेषताएँ
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान और पैड डिज़ाइन
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
- 6.1 वेल्डिंग प्रक्रिया
- 6.2 भंडारण एवं नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 रील और कैरियर टेप विनिर्देश
- 7.2 लेबल विवरण
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 11. डिज़ाइन केस स्टडी
- 12. तकनीकी सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. उद्योग रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
18-225A श्रृंखला एक कॉम्पैक्ट, उच्च-प्रदर्शन सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। यह विशिष्टता दो मुख्य चिप सामग्री प्रकारों को शामिल करती है: उच्च चमक लाल उत्सर्जन के लिए R6 (AlGaInP) और उच्च चमक हरे उत्सर्जन के लिए GH (InGaN)। डिवाइस सफेद फैलाने वाली राल से एनकैप्सुलेटेड है। इसका मुख्य लाभ यह है कि पारंपरिक लीड फ्रेम प्रकार के एलईडी की तुलना में इसका बोर्ड फुटप्रिंट काफी कम है, जिससे पीसीबी पर पैकेजिंग घनत्व बढ़ता है, भंडारण स्थान की आवश्यकता कम होती है, और अंततः अंतिम उपकरणों के लघुरूपण में योगदान होता है। इसकी हल्की संरचना इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से आदर्श बनाती है जहां स्थान और वजन महत्वपूर्ण सीमित कारक हैं।
2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
इन सीमाओं से परे डिवाइस को संचालित करने से स्थायी क्षति हो सकती है। रेटिंग परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V (R6 और GH दोनों के लिए)। इस मान से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- फॉरवर्ड करंट (IF):25 mA (R6 और GH के लिए निरंतर DC)।
- शिखर अग्र धारा (IFP):R6 के लिए 60 mA और GH के लिए 100 mA। यह मान 1/10 ड्यूटी साइकिल, 1 kHz आवृत्ति पर निर्दिष्ट है, और पल्स ऑपरेशन के लिए लागू होता है।
- पावर डिसिपेशन (Pd):R6 के लिए 60 mW, GH के लिए 95 mW। यह वह अधिकतम अनुमेय शक्ति है जिसे पैकेज अपनी थर्मल सीमा से अधिक हुए बिना डिसिपेट कर सकता है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM):R6 के लिए 2000 V, GH के लिए 150 V। GH (InGaN) वेरिएंट ESD के प्रति अधिक संवेदनशील है और इसके लिए अधिक सख्त हैंडलिंग सावधानियों की आवश्यकता है।
- कार्य तापमान (Topr):-40°C से +85°C। यह विश्वसनीय संचालन के लिए परिवेशी तापमान सीमा को परिभाषित करता है।
- भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +90°C।
- वेल्डिंग तापमान (Tsol):रिफ्लो सोल्डरिंग: पीक तापमान 260°C, अधिकतम 10 सेकंड। हैंड सोल्डरिंग: 350°C, अधिकतम 3 सेकंड।
2.2 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ
ये पैरामीटर Ta=25°C, मानक परीक्षण धारा I पर हैं।F=10mA पर मापा जाता है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। ये LED के प्रकाश उत्पादन और विद्युतीय व्यवहार को परिभाषित करते हैं।
- दीप्त तीव्रता (Iv):R6: 28.5 से 72.0 mcd (विशिष्ट)। GH: 72.0 से 180 mcd (विशिष्ट)। समान ड्राइविंग स्थितियों में, GH चिप काफी अधिक दीप्त तीव्रता उत्पन्न करती है।
- देखने का कोण (2θ1/2):130 डिग्री (विशिष्ट मान)। यह विस्तृत देखने का कोण सफेद विसरित राल पैकेजिंग की विशेषता है, जो लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है और क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था तथा संकेतक प्रकाश के लिए उपयुक्त है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λp):R6: 632 nm (विशिष्ट मान)। GH: 518 nm (विशिष्ट मान)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर वितरण अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):R6: 615-625 nm. GH: 520-535 nm. यह मानव आँख द्वारा अनुभव किया गया LED रंग का एकल तरंगदैर्ध्य है। सहनशीलता ±1nm है।
- स्पेक्ट्रमी विकिरण बैंडविड्थ (Δλ):R6: 20 nm (विशिष्ट). GH: 35 nm (विशिष्ट). यह स्पेक्ट्रमी शुद्धता को दर्शाता है; बैंडविड्थ जितना छोटा होगा, रंग उतना ही संतृप्त होगा।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):R6: 1.7-2.4 V (typical 2.0V). GH: 2.7-3.7 V (typical 3.3V). Forward voltage drop is a function of the semiconductor material bandgap. Tolerance is ±0.10V.
- Reverse current (IR):R6: maximum 10 μA at VR=5V. GH: maximum 50 μA at VR=5V.
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
LED को मुख्य प्रकाशिक मापदंडों के आधार पर वर्गीकृत (ग्रेडिंग) किया जाता है, ताकि उत्पादन बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित हो और डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।
3.1 प्रकाश तीव्रता श्रेणीकरण
R6 (लाल):
- श्रेणी N: 28.5 - 45.0 mcd
- स्तर P: 45.0 - 72.0 mcd
- स्तर Q1: 72.0 - 90.0 mcd
- ग्रेड Q2: 90.0 - 112 mcd
- ग्रेड R1: 112 - 140 mcd
- स्तर R2: 140 - 180 mcd
3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य श्रेणीकरण (केवल GH हरा)
हरे एलईडी को रंग संगति नियंत्रित करने के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य के आधार पर आगे वर्गीकृत किया जाता है।
- बिन 1: 520 - 525 nm
- बिन 2: 525 - 530 nm
- गियर 3: 530 - 535 nm
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
4.1 R6 (AlGaInP लाल) विशेषताएँ
प्रदान किए गए वक्र महत्वपूर्ण संबंधों को दर्शाते हैं:
- फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V वक्र):एक घातांकीय संबंध प्रदर्शित करता है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट में वृद्धि के साथ बढ़ता है और तापमान में वृद्धि के साथ थोड़ा कम हो जाता है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट:सामान्य ऑपरेटिंग रेंज में, संतृप्ति प्रभाव के प्रकट होने से पहले, प्रकाश आउटपुट करंट के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम एंबिएंट तापमान:आंतरिक क्वांटम दक्षता में कमी और गैर-विकिरण पुनर्संयोजन में वृद्धि के कारण, परिवेश तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। यह डीरेटिंग थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
- फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व:परिवेश तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है। बिजली अपव्यय सीमा के भीतर रहने के लिए उच्च तापमान पर करंट कम करना होगा।
- स्पेक्ट्रम वितरण:632 nm के आसपास उत्सर्जन शिखर दिखाता है, जिसकी विशिष्ट बैंडविड्थ 20 nm है।
- विकिरण पैटर्न:अंतरिक्षीय तीव्रता वितरण को चित्रित किया गया है, जो लैम्बर्टियन मोड के करीब 130 डिग्री के व्यापक देखने के कोण की पुष्टि करता है।
4.2 GH (InGaN हरा) विशेषताएँ
GH वक्र एक समान संबंध दर्शाता है, लेकिन भिन्न संख्यात्मक मानों के साथ:
- उच्च अग्र वोल्टेज (आम तौर पर 3.3V, जबकि R6 के लिए 2.0V)।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड वोल्टेज की तापमान निर्भरता अलग-अलग होती है।
- स्पेक्ट्रल सेंटर लगभग 518 nm पर है, और बैंडविड्थ अधिक चौड़ी, 35 nm है।
- इसके विभिन्न बिजली खपत रेटिंग (95 mW बनाम 60 mW) के कारण, इसमें अलग-अलग फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व हैं।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions
एसएमडी पैकेज में निम्नलिखित प्रमुख आयाम हैं (इकाई: मिमी, जब तक निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता ±0.1 मिमी):
- लंबाई: 3.2 मिमी
- चौड़ाई: 1.6 मिमी
- ऊंचाई: 1.3 mm ±0.2 mm
- पिन चौड़ाई: 0.4 mm ±0.15 mm
- पिन लंबाई: 0.7 मिमी ±0.1 मिमी
- पिन पिच: 1.6 मिमी
5.2 ध्रुवीयता पहचान और पैड डिज़ाइन
कैथोड चिह्नित है। अनुशंसित पैड लेआउट प्रदान किया गया है, आयाम हैं: पैड चौड़ाई 0.8mm, लंबाई 0.8mm, पैड अंतराल 0.4mm। यह एक सुझाव है; पैड डिज़ाइन को विशिष्ट PCB निर्माण प्रक्रिया और थर्मल आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जाना चाहिए। दस्तावेज़ इस बात पर जोर देता है कि पैड आयाम व्यक्तिगत आवश्यकताओं के अनुसार संशोधित किए जा सकते हैं।
6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
6.1 वेल्डिंग प्रक्रिया
यह उपकरण इन्फ्रारेड और वेपर फेज़ रिफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगत है। लीड-फ्री रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल निर्धारित की गई है:
- प्रीहीट: 150-200°C, 60-120 सेकंड के लिए।
- लिक्विडस लाइन से ऊपर का समय (217°C): 60-150 सेकंड।
- पीक तापमान: अधिकतम 260°C।
- पीक तापमान ±5°C के भीतर का समय: अधिकतम 10 सेकंड।
- तापन दर: अधिकतम 3°C/सेकंड।
- शीतलन दर: अधिकतम 6°C/सेकंड।
6.2 भंडारण एवं नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ
घटकों को नमी अवरोधक बैग में सिलिका जेल के साथ पैक किया गया है।
- खोलने से पहले:≤30°C और ≤90% RH पर संग्रहित करें।
- खोलने के बाद:≤30°C और ≤60% RH की स्थिति में, "शॉप फ्लोर लाइफ" 1 वर्ष है। अनुपयोगी भागों को नमी-रोधी पैकेजिंग में पुनः सील करना चाहिए।
- बेकिंग:यदि डिसिकेंट इंडिकेटर का रंग बदल जाए या भंडारण समय सीमा से अधिक हो जाए, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए उपयोग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे तक बेक करना चाहिए।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
7.1 रील और कैरियर टेप विनिर्देश
LED, 8mm चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटी जाती है। प्रति रील 3000 टुकड़ों की मात्रा होती है। विस्तृत रील और कैरियर टेप आयाम डेटाशीट में प्रदान किए गए हैं।
7.2 लेबल विवरण
रील लेबल में कई कोड शामिल होते हैं:
- P/N: उत्पाद संख्या (उदाहरण के लिए, 18-225A/R6GHW-B01/3T)।
- QTY: पैकिंग मात्रा।
- CAT: चमकदार तीव्रता ग्रेड (ग्रेडिंग कोड, उदाहरण के लिए P, R1)।
- HUE: क्रोमैटिसिटी निर्देशांक और प्रमुख तरंग दैर्ध्य ग्रेड (उदाहरण के लिए, ग्रेड 2)।
- REF: फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड।
- LOT No: ट्रेसेबल बैच नंबर।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
जैसा कि स्पेसिफिकेशन शीट में सूचीबद्ध है:
- ऑटोमोटिव डैशबोर्ड और स्विच की बैकलाइटिंग।
- दूरसंचार उपकरण: टेलीफोन और फैक्स मशीनों में स्थिति संकेतक और कीबोर्ड बैकलाइट।
- छोटे LCD, स्विच और प्रतीकों के लिए समतल बैकलाइट।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण और उपकरणों में सामान्य संकेतक और स्थिति प्रकाश।
8.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
करंट लिमिटिंग:बाहरी करंट लिमिटिंग रेसिस्टरबिल्कुल आवश्यक है। LED का फॉरवर्ड वोल्टेज नकारात्मक तापमान गुणांक और सख्त सहनशीलता रखता है। आपूर्ति वोल्टेज में मामूली वृद्धि से फॉरवर्ड करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि हो सकती है। प्रतिरोध मान को आपूर्ति वोल्टेज (VCC), LED के विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) और आवश्यक फॉरवर्ड करंट (IF) की गणना: R = (VCC- VF) / IF. थर्मल मैनेजमेंट:यद्यपि यह एक छोटा SMD उपकरण है, लेकिन बिजली की खपत (GH 95mW तक) पर विचार किया जाना चाहिए, विशेष रूप से उच्च परिवेशी तापमान पर। फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व का पालन करें। एलईडी जंक्शन से गर्मी को दूर ले जाने के लिए पर्याप्त पीसीबी कॉपर फ़ॉइल क्षेत्र (थर्मल पैड डिज़ाइन का उपयोग करके) सुनिश्चित करें।ईएसडी सुरक्षा:मानक ईएसडी हैंडलिंग प्रक्रियाओं को लागू करें, विशेष रूप से अधिक संवेदनशील GH (InGaN) वेरिएंट के लिए। यदि एलईडी उपयोगकर्ता के संपर्क में आने वाले क्षेत्र में है, तो संवेदनशील लाइनों पर ईएसडी सुरक्षा उपकरणों के उपयोग पर विचार करें।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
Compared to larger through-hole LEDs, the 18-225A series offers distinct advantages in terms of PCB space and compatibility with automated assembly. Within the realm of SMD LEDs, its key differentiating features include:
- Wide Viewing Angle (130°):सफेद विसरित रेजिन एक बहुत व्यापक और समान उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें केंद्रित बीम के बजाय व्यापक कोण दृश्यता की आवश्यकता होती है।
- दोहरी चिप सामग्री विकल्प:एक ही पैकेज आकार के भीतर AlGaInP (R6) और InGaN (GH) प्रदान करता है, जो लाल/हरे संकेतक जोड़े या बहुरंगी अनुप्रयोगों के लिए डिजाइन लचीलापन प्रदान करता है।
- विस्तृत ग्रेडिंग:विभिन्न प्रकाश तीव्रता और तरंग दैर्ध्य ग्रेडिंग प्रदान करता है, जिससे डिजाइनर उन अनुप्रयोगों के लिए घटकों का चयन कर सकते हैं जिन्हें सख्त चमक या रंग एकरूपता की आवश्यकता होती है।
- मजबूत रीफ्लो संगतता:स्पष्ट रूप से परिभाषित लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल और नमी संरक्षण जानकारी आधुनिक, उच्च-मात्रा विनिर्माण प्रक्रियाओं का समर्थन करती है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
Q1: क्या मैं इस LED को सीधे 5V या 3.3V लॉजिक पावर स्रोत से चला सकता हूँ?A:नं.आपको हमेशा श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 5V पावर स्रोत के साथ एक हरे एलईडी (VF~3.3V), IF=20mA को चलाना: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 ओम। अगले मानक मूल्य (जैसे 82 या 100 ओम) का उपयोग करें और वास्तविक धारा तथा शक्ति अपव्यय की जाँच करें।
Q2: हरे एलईडी (जीएच) की ईएसडी रेटिंग लाल (आर6) से कम क्यों है?A: यह एक मूलभूत सामग्री विशेषता है। InGaN आधारित एलईडी (नीला, हरा, सफेद) में आमतौर पर AlGaInP आधारित एलईडी (लाल, एम्बर) की तुलना में कम ईएसडी सहनशीलता वोल्टेज होती है। इसके लिए हरे प्रकार के साथ अधिक सावधानीपूर्वक संचालन की आवश्यकता होती है।
Q3: "व्हाइट डिफ्यूज़" रेजिन रंग का प्रकाश उत्पादन पर क्या अर्थ है?A: डिफ्यूज़र रेजिन चिप से निकलने वाली रोशनी को बिखेरता है, जिससे व्यापक और अधिक समान देखने का कोण (130°) बनता है और बिना बिजली के LED को सफेद रूप प्रदान करता है। यह प्रकाश उत्पादन को नरम करता है, इसे बिंदु स्रोत जैसा कम बनाता है और पैनल प्रकाश व्यवस्था के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है।
Q4: ऑर्डर करते समय बिनिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?A: अपने एप्लिकेशन की चमक भिन्नता और रंग परिवर्तन सहनशीलता के आधार पर, आवश्यक CAT (चमक) और HUE (हरे LED का रंग) बिनिंग कोड निर्दिष्ट करें। गैर-महत्वपूर्ण संकेतक रोशनी के लिए, व्यापक बिनिंग स्वीकार्य और लागत-प्रभावी हो सकती है। वहीं, एकसमानता के लिए महत्वपूर्ण बैकलाइट सरणियों के लिए, सख्त बिनिंग निर्दिष्ट करना आवश्यक है।
11. डिज़ाइन केस स्टडी
परिदृश्य:एक कॉम्पैक्ट कंट्रोल पैनल डिज़ाइन करें जिसमें मल्टी-स्टेट इंडिकेशन लाइट्स हों।आवश्यकताएँ:लाल रंग "फ़ॉल्ट" और हरा रंग "तैयार" दर्शाता है। स्थान अत्यंत सीमित है। संकेतक लैंप को व्यापक कोण से स्पष्ट रूप से दिखाई देना चाहिए। असेंबली प्रक्रिया में स्वचालित SMD प्लेसमेंट और रीफ्लो सोल्डरिंग का उपयोग किया जाता है।समाधान कार्यान्वयन:
- घटक चयन:लाल के लिए 18-225A/R6, हरे के लिए 18-225A/GH का उपयोग करें। समान 3.2x1.6mm बोर्ड फुटप्रिंट PCB लेआउट को सरल बनाता है।
- सर्किट डिज़ाइन:3.3V सिस्टम पावर के लिए:
- लाल एलईडी: R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130 ओम। 130Ω या 120Ω रेसिस्टर का उपयोग करें। रेसिस्टर पावर डिसिपेशन: (1.3V^2)/130Ω ≈ 13mW।
- हरा एलईडी: R = (3.3V - 3.3V) / 0.010A = 0 ओम। यह एक समस्या है। 3.3V पावर सप्लाई हरे एलईडी के टाइपिकल VFपर बिल्कुल है, जिससे रेसिस्टर के लिए कोई वोल्टेज मार्जिन नहीं बचता। समाधान: a) कम करंट (जैसे 5mA) का उपयोग करें, b) एलईडी सर्किट के लिए उच्च पावर सप्लाई वोल्टेज का उपयोग करें, या c) कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करें।
- पीसीबी लेआउट:LED को पैनल के किनारे के पास रखें। अनुशंसित या थोड़े बड़े पैड का उपयोग करें और ताप अपव्यय के लिए इसे तांबे के एक छोटे से पैच से कनेक्ट करें। सुनिश्चित करें कि सिल्कस्क्रीन पर पोलैरिटी मार्किंग LED पर कैथोड मार्किंग से मेल खाती हो।
- निर्माण:3.2x1.6mm डिवाइस आकार के लिए पिक एंड प्लेस मशीन को प्रोग्राम करें। निर्दिष्ट रीफ्लो प्रोफाइल का सटीकता से पालन करें। यदि तुरंत उपयोग नहीं किया जाता है, तो खोले गए रील को ड्राय कैबिनेट में स्टोर करें।
- ग्रेडिंग:एकाधिक समान संकेतक वाले इस पैनल के लिए, सभी इकाइयों की उपस्थिति एक समान सुनिश्चित करने हेतु एकल चमक ग्रेड निर्दिष्ट करें (उदाहरण के लिए, लाल के लिए CAT P, हरे के लिए CAT R1)।
12. तकनीकी सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
LED एक सेमीकंडक्टर डायोड है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं, जहाँ वे पुनर्संयोजित होते हैं। पुनर्संयोजन प्रक्रिया में मुक्त ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में उत्सर्जित होती है। उत्सर्जित प्रकाश का रंग (तरंगदैर्ध्य) सक्रिय क्षेत्र में उपयोग किए गए सेमीकंडक्टर पदार्थ की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है।
- R6 (AlGaInP):एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड एक सामग्री प्रणाली है जिसका उपयोग लाल, नारंगी और एम्बर स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता वाले LED बनाने के लिए किया जाता है। इसमें उच्च दक्षता प्रकाश उत्सर्जन के लिए उपयुक्त प्रत्यक्ष बैंडगैप होती है।
- GH (InGaN):इंडियम गैलियम नाइट्राइड नीले, हरे और सफेद एलईडी के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री प्रणाली है। इंडियम सामग्री को बदलकर बैंडगैप को समायोजित किया जा सकता है। इस सामग्री प्रणाली में, उच्च दक्षता वाला हरा प्रकाश उत्सर्जन ("ग्रीन गैप") प्राप्त करना एक ऐतिहासिक चुनौती रही है।
13. उद्योग रुझान
SMD LED बाजार लघुकरण, उच्च दक्षता और कम लागत की मांग से प्रेरित होकर निरंतर विकसित हो रहा है। 18-225A जैसे उपकरणों से संबंधित रुझानों में शामिल हैं:
- दक्षता वृद्धि:एपिटैक्सियल विकास और चिप डिजाइन में निरंतर सुधार ने उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट विद्युत ऊर्जा पर अधिक प्रकाश उत्पादन) प्रदान की है, जिससे चमकीले संकेतक या कम बिजली की खपत संभव हुई है।
- रंग एकरूपता में सुधार:निर्माण नियंत्रण में प्रगति और अधिक परिष्कृत बिनिंग रणनीतियों ने रंग और चमक सहनशीलता को और अधिक सख्त बना दिया है, जो बैकलाइट सरणियों और पूर्ण-रंग डिस्प्ले जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- रंग सीमा विस्तार:नए फॉस्फोर और संकीर्ण-बैंड एमिटर (जैसे क्वांटम डॉट्स) के विकास ने एलईडी को अधिक संतृप्त रंग प्रदान किए हैं, जिससे डिस्प्ले द्वारा प्राप्त किए जा सकने वाले रंग स्थान का विस्तार हुआ है।
- एकीकरण:एकल पैकेज मॉड्यूल में कई एलईडी चिप्स (आरजीबी, आरजीबीडब्ल्यू), नियंत्रण आईसी और यहां तक कि निष्क्रिय घटकों को एकीकृत करने की प्रवृत्ति जारी है, जिससे अंतिम उत्पादों की असेंबली सरल हो जाती है।
- विश्वसनीयता केंद्रित:जैसे-जैसे एलईडी ऑटोमोटिव, औद्योगिक और चिकित्सा बाजारों में प्रवेश कर रही है, दीर्घकालिक विश्वसनीयता डेटा, विफलता मोड विश्लेषण और कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों (उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता, थर्मल साइक्लिंग) के तहत प्रमाणन पर ध्यान बढ़ रहा है।
एलईडी 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 |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 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। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक एकसमान होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| Spectral Distribution | वेवलेंथ बनाम इंटेंसिटी कर्व | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी सावधानियाँ |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्प अवधि में सहन योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके डैमेज होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिजाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय अपनाए जाने चाहिए, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख 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 से प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन होता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| 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। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| 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। |
चतुर्थ, पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक तथा तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप तकनीक से बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी प्राप्त होती है, जो उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | बिनिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान में सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश उपकरण के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडिंग | 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। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | Constant temperature conditions mein long-term illumination ke dauran, brightness attenuation data record kiya jaata hai. | LED lifespan ke anuman ke liye istemal kiya jaata hai (TM-21 ke saath mila kar). |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का सुनिश्चित करें। | अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | यह सरकारी खरीद और सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिससे बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ती है। |