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 Electro-Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग
- 3.2 अग्र वोल्टेज श्रेणीकरण
- 3.3 वर्ण निर्देशांक श्रेणीकरण
- 4. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 4.2 पैकेजिंग और हैंडलिंग
- 5. वेल्डिंग एवं असेंबली गाइड
- 5.1 भंडारण एवं नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ
- 5.2 वेल्डिंग प्रक्रिया
- 6. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 6.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- 7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 9. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग के उदाहरण
- 10. कार्य सिद्धांत एवं प्रौद्योगिकी रुझान
- 10.1 मूल कार्य सिद्धांत
- 10.2 वस्तुनिष्ठ प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है, जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें मिनिएचराइजेशन और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। यह मोनोक्रोमैटिक LED शुद्ध सफेद प्रकाश उत्सर्जित करती है, जो पीले डिफ्यूज़ रेजिन में एनकैप्सुलेटेड InGaN चिप के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। इसका प्रमुख लाभ यह है कि पारंपरिक लीड फ्रेम LED की तुलना में इसका बोर्ड फुटप्रिंट काफी कम है, जिससे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) पर घटक असेंबली घनत्व में वृद्धि होती है, डिवाइस स्टोरेज स्पेस कम होता है, और अंततः छोटे, हल्के अंतिम-उपयोगकर्ता उपकरणों के विकास में योगदान होता है। यह घटक RoHS मानकों का पूर्ण अनुपालन करता है, EU REACH विनियमों का पालन करता है, और एक हैलोजन-मुक्त उत्पाद के रूप में निर्मित होता है, जिसमें ब्रोमीन और क्लोरीन की मात्रा उद्योग मानकों से कड़ाई से नीचे नियंत्रित की जाती है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
17-21 SMD LED का डिज़ाइन दर्शन मिनिएचराइजेशन का समर्थन करने पर केंद्रित है। इसका छोटा भौतिक आकार सीधे आवश्यक सर्किट बोर्ड स्थान में कमी में तब्दील होता है, जिससे डिजाइनर अधिक कॉम्पैक्ट उत्पाद बना सकते हैं। इसके हल्के पैकेज का वजन इसे पोर्टेबल और मिनिएचर अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है, जहां हर ग्राम मायने रखता है। यह डिवाइस 7 इंच व्यास के रील पर माउंटेड 8mm कैरियर टेप के रूप में उपलब्ध है, जो उच्च-गति, स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है। इन्फ्रारेड और वेपर फेज़ रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ इसकी संगतता विनिर्माण को लचीलापन प्रदान करती है। प्रमुख लक्षित बाजारों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव इंटीरियर (विशेष रूप से इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर और स्विच बैकलाइटिंग), स्टेटस इंडिकेशन के लिए दूरसंचार उपकरण, और LCD और कंट्रोल पैनल के लिए सामान्य बैकलाइटिंग शामिल हैं।
2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
यह खंड डेटाशीट में परिभाषित प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है, तथा सर्किट डिजाइन और विश्वसनीयता पर उनके प्रभाव की व्याख्या करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
Absolute maximum ratings define the stress limits that may cause permanent damage to the LED. These are not normal operating conditions, but thresholds that must never be exceeded.
- Reverse Voltage (VR): 5V- 5V से अधिक का रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से तत्काल जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है। डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं है; यह रेटिंग मुख्य रूप से IR (रिवर्स करंट) टेस्ट कंडीशन के लिए है। एप्लिकेशन में, यदि रिवर्स वोल्टेज की संभावना है, तो आमतौर पर बाहरी सर्किट सुरक्षा (जैसे समानांतर डायोड) की आवश्यकता होती है।
- फॉरवर्ड करंट (IF): 10mA- यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर डीसी करंट है। इस करंट से अधिक होने पर जंक्शन तापमान बढ़ जाता है, प्रकाश फ्लक्स क्षय तेज हो जाता है, और डिवाइस का जीवनकाल काफी कम हो जाता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): 100mA- LED 1kHz पर 1/10 ड्यूटी साइकिल के साथ 100mA तक की शॉर्ट-टर्म करंट पल्स को सहन कर सकता है। यह पल्स ऑपरेशन या तात्कालिक सर्ज से संबंधित है, लेकिन स्थिर-अवस्था पावर डिसिपेशन की गणना के लिए इसका उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
- पावर डिसिपेशन (Pd): 40mW- यह 25°C परिवेश तापमान (Ta) पर, पैकेज द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है। वास्तविक पावर डिसिपेशन की गणना फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) * फॉरवर्ड करंट (IF) के रूप में की जाती है। इस सीमा के निकट या उससे अधिक पर संचालन के लिए सावधानीपूर्वक थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है।
- कार्य और भंडारण तापमान:इस उपकरण का कार्य तापमान रेटिंग -40°C से +85°C तक है, और भंडारण तापमान रेंज -40°C से +90°C है। यह व्यापक रेंज इसे ऑटोमोटिव और औद्योगिक वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है।
- सोल्डरिंग तापमान:दो तापमान प्रोफाइल निर्धारित किए गए हैं: रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए 260°C पर 10 सेकंड (टिपिकल लीड-फ्री प्रक्रिया) और हैंड सोल्डरिंग के लिए 350°C पर 3 सेकंड। आंतरिक चिप बॉन्डिंग या प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन को नुकसान से बचाने के लिए इन सीमाओं का पालन करना महत्वपूर्ण है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=5mA) के तहत मापे गए हैं, जो LED के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- Luminous Intensity (Iv): 72.0 - 180.0 mcd (Typical)- यह एक विशिष्ट दिशा में उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा है। बहुत व्यापक सीमा (72 से 180 mcd) इंगित करती है कि LED को उनके मापित आउटपुट के आधार पर विभिन्न "बिन" में वर्गीकृत किया गया है, जिस पर बाद के अध्याय में विस्तार से चर्चा की जाएगी। 5mA का परीक्षण धारा अधिकतम रेटेड मान से कम है, जो माप के लिए एक सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है।
- Viewing Angle (2θ1/2): 150° (Typical)- यह वह कोण है जब प्रकाश की तीव्रता 0° (अक्षीय) तीव्रता की आधी हो जाती है। 150° का देखने का कोण बहुत चौड़ा होता है, जो लैम्बर्टियन विकिरण पैटर्न के समान एक विसरित उत्सर्जन पैटर्न उत्पन्न करता है। यह समान प्रकाश वितरण की आवश्यकता वाले क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था और बैकलाइटिंग के लिए उपयुक्त है, न कि केंद्रित बीम के लिए।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 2.7V - 3.1V (अधिकतम)- यह 5mA टेस्ट करंट ड्राइव के तहत LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। यह भिन्नता सेमीकंडक्टर प्रक्रिया सहनशीलता से उत्पन्न होती है और बिनिंग के माध्यम से भी प्रबंधित की जाती है। चूंकि VF एक निश्चित मान नहीं है, इसलिए ऑपरेटिंग करंट सेट करने के लिए हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए।
- रिवर्स करंट (IR): 50 μA (अधिकतम)- यह 5V रिवर्स बायस लगाने पर लीकेज करंट है। स्वस्थ डिवाइस में, यह करंट आमतौर पर बहुत कम होता है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी का परीक्षण किया जाता है और प्रदर्शन के आधार पर समूहीकृत या "बिन" किया जाता है। 17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T एक बहु-पैरामीटर बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है, जैसा कि कोड "KQ1R2B5Y" में दर्शाया गया है।
3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग
ल्यूमिनस इंटेंसिटी को चार अलग-अलग बिन (Q1, Q2, R1, R2) में विभाजित किया गया है। निर्दिष्ट करने या ऑर्डर करते समय, पार्ट नंबर में "R2" चयनित बिन को दर्शाता है।
- गियर Q1:72.0 - 90.0 mcd
- गियर Q2:90.0 - 112.0 mcd
- गियर R1:112.0 - 140.0 mcd
- गियर R2:140.0 - 180.0 mcd
यह डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के आधार पर उपयुक्त चमक स्तर चुनने में सक्षम बनाता है, उच्च गियर आमतौर पर उन स्थितियों में उपयोग किए जाते हैं जहां अधिकतम प्रकाश उत्पादन महत्वपूर्ण होता है।
3.2 अग्र वोल्टेज श्रेणीकरण
फॉरवर्ड वोल्टेज 2.7V से 3.1V तक 0.1V के चरणों में बिन किया गया है। पार्ट नंबर में "B5" इनमें से एक बिन से मेल खाता है। डिज़ाइन में मिलान VF बिन का उपयोग करने से एकाधिक LED को समानांतर में जोड़ने पर धारा के समान वितरण को सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।
- बिन 29:2.7 - 2.8V
- गियर 30:2.8 - 2.9V
- गियर 31:2.9 - 3.0V
- गियर 32:3.0 - 3.1V
3.3 वर्ण निर्देशांक श्रेणीकरण
सफेद प्रकाश का रंग CIE 1931 क्रोमैटिसिटी आरेख पर उसके क्रोमैटिकिटी कोऑर्डिनेट्स (x, y) द्वारा परिभाषित किया जाता है। डेटाशीट इस आरेख पर चार चतुर्भुज बिन (3, 4, 5, 6) परिभाषित करती है। पार्ट नंबर में "Y" पीले विसरित रेजिन और संबंधित रंग बिन (उदाहरण के लिए, बिन 5) को संदर्भित कर सकता है। निर्दिष्ट सहिष्णुता दोनों x और y निर्देशांकों पर ±0.01 है, जो सफेद एलईडी के लिए एक मानक सहिष्णुता है, जो बैच के भीतर अनुभवी रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है।
4. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
17-21 SMD LED एक कॉम्पैक्ट आयताकार पैकेज में आती है। प्रमुख आयाम (मिमी में) शामिल हैं: विशिष्ट बॉडी लंबाई लगभग 1.6 मिमी, चौड़ाई लगभग 0.8 मिमी, ऊंचाई लगभग 0.6 मिमी। विस्तृत पैकेज ड्राइंग सटीक आयाम प्रदान करती है, जिसमें पैड स्थान और सहनशीलता शामिल है (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ±0.1 मिमी)। कैथोड स्पष्ट रूप से चिह्नित है, जो असेंबली के दौरान सही अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण है। छोटे आकार के लिए अच्छी सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने हेतु सटीक PCB पैड डिजाइन की आवश्यकता होती है।
4.2 पैकेजिंग और हैंडलिंग
घटकों को मॉइस्चर सेंसिटिव डिवाइस (MSD) पैकेजिंग में वितरित किया जाता है। वे 8mm पिच वाली एम्बॉस्ड कैरियर टेप पर आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7-इंच के रील पर लपेटे जाते हैं, प्रति रील 3000 टुकड़े। पैकेज में एक ड्राईकेंट शामिल होता है और इसे एल्यूमीनियम मॉइस्चर बैरियर बैग में सील किया जाता है। रील लेबल में महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है: ग्राहक पुर्जा संख्या (CPN), निर्माता पुर्जा संख्या (P/N), मात्रा (QTY), और ल्यूमिनस इंटेंसिटी (CAT), क्रोमैटिसिटी (HUE), और फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) के लिए विशिष्ट बिनिंग कोड।
5. वेल्डिंग एवं असेंबली गाइड
SMD घटकों की विश्वसनीयता के लिए उचित हैंडलिंग और वेल्डिंग महत्वपूर्ण है।
5.1 भंडारण एवं नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ
यह एलईडी नमी के प्रति संवेदनशील है (MSL ग्रेड निहित)। घटक का उपयोग करने से पहले पैकेजिंग बैग नहीं खोलना चाहिए। खोलने के बाद, अप्रयुक्त एलईडी को ≤30°C और ≤60% RH की स्थिति में संग्रहित किया जाना चाहिए और 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि यह समय सीमा पार हो जाती है या डिसिकेंट संतृप्ति का संकेत देता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए उपयोग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता होती है।
5.2 वेल्डिंग प्रक्रिया
रीफ्लो सोल्डरिंग:लीड-फ्री रिफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल निर्धारित की गई है जिसमें शिखर तापमान 260°C और अवधि 10 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए। घटकों को दो से अधिक रिफ्लो चक्रों से नहीं गुजरना चाहिए। एलईडी शरीर पर हीटिंग प्रक्रिया के दौरान तनाव लगाने से बचना चाहिए।
हैंड सोल्डरिंग:如有必要,可以使用烙铁头温度≤350°C、每个端子焊接时间≤3秒进行手工焊接,建议使用低功率烙铁(≤25W)。建议端子之间有>2秒的冷却间隔。规格书强烈警告,手工焊接通常会导致损坏。
पुनर्निर्माण:वेल्डिंग के बाद पुनर्निर्माण को प्रोत्साहित नहीं किया जाता है। यदि यह अपरिहार्य है, तो चिप को थर्मल स्ट्रेस से बचाने के लिए दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए एक समर्पित ड्यूल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करना चाहिए। LED विशेषताओं पर प्रभाव का पहले से मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
6. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- बैकलाइटिंग:अपने व्यापक दृश्य कोण और समान प्रकाश वितरण के कारण, यह इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर, मेम्ब्रेन स्विच, कीबोर्ड और प्रतीकों की बैकलाइटिंग के लिए आदर्श है।
- स्टेटस इंडिकेशन:टेलीकॉम उपकरणों (टेलीफोन, फैक्स), उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक नियंत्रण में बिजली आपूर्ति, कनेक्टिविटी या कार्यात्मक स्थिति संकेतकों के लिए बहुत उपयुक्त।
- LCD बैकलाइट:छोटे मोनोक्रोम या रंगीन LCD डिस्प्ले के लिए साइड-लाइट या डायरेक्ट-लाइट बैकलाइट के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
- सामान्य संकेतन।किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए जहाँ कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और चमकदार सफेद संकेतक प्रकाश की आवश्यकता हो।
6.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- करंट लिमिटिंग अनिवार्य है:LED एक करंट-संचालित डिवाइस है। फॉरवर्ड करंट सेट करने के लिए हमेशा एक सीरीज़ रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। डेटाशीट चेतावनी देती है कि बिना करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के, पावर सप्लाई वोल्टेज में मामूली बदलाव से करंट में भारी और विनाशकारी परिवर्तन हो सकता है। रेसिस्टर मान की गणना ओम के नियम से करें: R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - LED फॉरवर्ड वोल्टेज) / वांछित करंट। रूढ़िवादी डिज़ाइन के लिए, हमेशा बिनिंग या डेटाशीट में दिए गए अधिकतम VF मान का उपयोग करें।
- थर्मल मैनेजमेंट:यद्यपि पैकेजिंग छोटी है, लेकिन बिजली की खपत (40mW तक) गर्मी उत्पन्न करेगी। उच्च धारा (लगभग 10mA) पर निरंतर संचालन के लिए, यह सुनिश्चित करें कि PCB में पर्याप्त थर्मल डिसिपेशन डिज़ाइन है, खासकर जब कई LED एक साथ समूहीकृत हों। उच्च जंक्शन तापमान प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल को कम कर देता है।
- ESD सुरक्षा:इस डिवाइस का ESD HBM रेटिंग 150V है, जो अपेक्षाकृत कम है। संचालन और असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD रोकथाम उपायों का पालन किया जाना चाहिए।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:150° के देखने के कोण और पीले रंग के विसरित रेजिन ने एक नरम, चौड़ी प्रकाश किरण उत्पन्न की है। फोकस प्रकाश व्यवस्था के लिए, बाहरी लेंस या प्रकाश मार्गदर्शक की आवश्यकता होती है। जब एक विसरित पैनल के पीछे उपयोग किया जाता है, तो विसरित रेजिन एक समान रूप प्राप्त करने में सहायता करता है।
7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
17-21 पैकेज अल्ट्रा-स्मॉल SMD LED श्रेणी में आता है। इसका मुख्य अंतर यह है कि यह अत्यंत छोटे बोर्ड क्षेत्र (1.6x0.8mm) के भीतर अपेक्षाकृत उच्च चमकदार तीव्रता (180 mcd तक) प्राप्त करता है। बड़े SMD LEDs (जैसे 3528, 5050) की तुलना में, यह उत्कृष्ट स्थान बचत प्रदान करता है, लेकिन कुल प्रकाश उत्पादन या शक्ति हैंडलिंग क्षमता कम हो सकती है। छोटे चिप LEDs की तुलना में, इसके पैकेजिंग रूप और एकीकृत लेंस के कारण, संचालन अधिक सुविधाजनक है। तीव्रता, वोल्टेज और वर्णिकता के लिए स्पष्ट बिनिंग एक प्रदर्शन स्थिरता स्तर प्रदान करती है, जो एक समान रूप की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे बैकलाइट सरणियों) के लिए महत्वपूर्ण है।
8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: चूंकि यह 100mA पल्स को सहन कर सकता है, तो फॉरवर्ड करंट 10mA तक ही सीमित क्यों है?
उत्तर: 10mA की रेटिंग निरंतर संचालन के लिए है, ताकि दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सके और निर्दिष्ट ऑप्टिकल प्रदर्शन बनाए रखा जा सके। 100mA पल्स रेटिंग अल्पकालिक पल्स (उदाहरण के लिए, प्रति 1ms में 0.1ms) के लिए लागू होती है। उच्च धारा पर निरंतर संचालन जंक्शन तापमान बढ़ाएगा, जिससे फॉस्फर और सेमीकंडक्टर का त्वरित क्षरण होगा, और इससे समय से पहले मंद होना या विफलता आ सकती है।
प्रश्न: उचित करंट-सीमित रोकनेवाला कैसे चुनें?
उत्तर: सूत्र R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - VF) / IF का उपयोग करें। 5V पावर सप्लाई और 5mA लक्ष्य करंट के लिए, सुरक्षा के लिए अधिकतम VF 3.1V का उपयोग करें: R = (5 - 3.1) / 0.005 = 380 ओम। निकटतम मानक मान (390 ओम) एक अच्छा विकल्प होगा। रोकनेवाले की पावर रेटिंग सत्यापित करना सुनिश्चित करें: P = I^2 * R.
प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन से चला सकता हूँ?
उत्तर: संभवतः हाँ, लेकिन सावधानी बरतें। एक सामान्य GPIO पिन 20-25mA करंट सोर्स/सिंक कर सकता है। आपको एक श्रृंखला रोकनेवाला (सीरीज़ रेसिस्टर) अवश्य जोड़ना चाहिए। इसके अलावा, सुनिश्चित करें कि माइक्रोकंट्रोलर का आउटपुट वोल्टेज LED के VF (2.7-3.1V) को पार करने के लिए पर्याप्त है। 3.3V का माइक्रोकंट्रोलर VF रेंज के निचले सिरे पर काम कर सकता है, लेकिन 5V पावर अधिक विश्वसनीय है। कभी भी बिना रोकनेवाले के LED को सीधे पिन और ग्राउंड के बीच न जोड़ें।
प्रश्न: मेरे एप्लिकेशन के लिए "लेड-फ्री" और "हेलोजन-फ्री" का क्या अर्थ है?
答:“无铅”意味着可焊性表面处理不含铅,符合RoHS等环保法规。“无卤素”(Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm)意味着塑料封装材料含有极少的卤素,如果器件暴露在极端高温或火灾中,可以减少有毒烟雾的排放,改善环境和安全性能。
9. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग के उदाहरण
परिदृश्य: मेडिकल उपकरण के लिए बैकलिट कीबोर्ड डिजाइन करना।
डिज़ाइन में सिलिकॉन रबर बटन के पीछे 12 सफेद संकेतक लैंप (LED) लगाने की आवश्यकता है। डबल-साइडेड PCB पर स्थान अत्यंत सीमित है। 17-21 LED का चयन उनके न्यूनतम बोर्ड फुटप्रिंट के कारण किया गया है। डिज़ाइनर ने उज्ज्वल वातावरण में अच्छी दृश्यता सुनिश्चित करने के लिए R2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेड चुना है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, सभी LED को समान VF ग्रेड (जैसे 30) के रूप में निर्दिष्ट किया गया है, ताकि समानांतर विन्यास (जहां प्रत्येक समानांतर शाखा को एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर द्वारा संचालित किया जाता है, न कि सभी 12 एक ही रेसिस्टर द्वारा) में उपयोग किया जा सके। PCB लेआउट में डेटाशीट ड्राइंग के अनुसार थर्मल पैड रखे गए हैं। असेंबली कारखाने को निर्दिष्ट रिफ्लो तापमान प्रोफाइल का पालन करने और कंपोनेंट्स को माउंटिंग से पहले सील्ड बैग में रखने का निर्देश दिया गया है। असेंबली के बाद, 150° के चौड़े व्यूइंग एंगल से प्रत्येक बटन का समान रूप से प्रकाशित होना और कोई हॉटस्पॉट न होना सुनिश्चित होता है।
10. कार्य सिद्धांत एवं प्रौद्योगिकी रुझान
10.1 मूल कार्य सिद्धांत
यह एक फॉस्फर-रूपांतरित सफेद एलईडी है। इसका मूल एक अर्धचालक चिप है जो इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) से बना है, जो फॉरवर्ड बायस (इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस) पर नीली या निकट-पराबैंगनी स्पेक्ट्रम की रोशनी उत्सर्जित करता है। यह प्राथमिक प्रकाश फिर एक फॉस्फर परत द्वारा अवशोषित किया जाता है - इस मामले में, एक पीली रोशनी उत्सर्जित करने वाला फॉस्फर जो एक विसरित राल एनकैप्सुलेंट में निलंबित है। फॉस्फर लंबी तरंग दैर्ध्य (पीली) पर प्रकाश का पुनः उत्सर्जन करता है। चिप से अरूपांतरित नीला प्रकाश और फॉस्फर से रूपांतरित पीला प्रकाश संयुक्त होकर "सफेद" प्रकाश की धारणा उत्पन्न करते हैं। सटीक रंगत (ठंडी सफेद, शुद्ध सफेद, गर्म सफेद) प्रयुक्त फॉस्फर की संरचना और मात्रा द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे निर्माण प्रक्रिया के दौरान निर्दिष्ट क्रोमैटिसिटी बिन प्राप्त करने के लिए नियंत्रित किया जाता है।
10.2 वस्तुनिष्ठ प्रौद्योगिकी रुझान
SMD LED प्रौद्योगिकी की समग्र प्रवृत्ति कई प्रमुख लक्ष्यों की ओर विकसित होना जारी है:दक्षता में वृद्धि (lm/W):प्रति इकाई विद्युत शक्ति इनपुट के प्रकाश उत्पादन में वृद्धि, ऊर्जा खपत और तापीय भार में कमी।उच्च विश्वसनीयता और जीवनकाल:सामग्री और एनकैप्सुलेशन में सुधार करें ताकि उच्च तापमान और लंबे समय तक संचालन का सामना किया जा सके, जबकि प्रकाश प्रवाह में न्यूनतम क्षय हो।रंग एकरूपता और रंग प्रतिपादन में सुधार करें:अधिक सख्त बिनिंग सहनशीलता, और उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) मान प्रदान करने वाले फॉस्फोर का विकास, ताकि अधिक प्राकृतिक सफेद प्रकाश प्राप्त हो सके।और अधिक लघुकरण:प्रकाश उत्पादन को बनाए रखते हुए या बढ़ाते हुए छोटे पैकेज आकार विकसित करना।एकीकृत समाधान:सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए अंतर्निहित करंट रेगुलेटर, कंट्रोलर या एकल पैकेज में मल्टी-चिप वाले LED का विकास जारी है। 17-21 LED इस निरंतर विकास में एक परिपक्व, लागत-प्रभावी नोड का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो सीमित स्थान वाले, उच्च मात्रा वाले अनुप्रयोगों में विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए अनुकूलित हैं।
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 |
|---|---|---|---|
| दीप्ति प्रभावकारिता (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 आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लाइट फिक्स्चर पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), jaise 2700K/6500K | Prakash ka rang garam ya thanda, kam maan peela/garam, adhik maan safed/thanda hota hai. | Prakashit mahaul aur upayukt sthaan nirdhaarit karta hai. |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (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 उपयोग किया जाता है। |
| Color Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी दें। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 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 पैरामीटर
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | 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 करंट मान। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता 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। | स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी चक्र 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 से बचाव आवश्यक है। |
| 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। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (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 की आवश्यकता है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप 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 से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक चमक कम होने में लगने वाला समय। | एलईडी के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित उपयोग अवधि के बाद शेष रोशनी का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या MacAdam Ellipse | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग स्थिरता 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। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक 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 का तरीका। | Flip Chip में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी 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 समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइविंग पावर स्रोत मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग भेद के आधार पर श्रेणीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग एक अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता 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 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाए रखकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयुक्त)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| 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. |