सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 परिवेश तापमान Ta=25°C पर प्रकाशविद्युत विशेषताएँ
- 2.3 थर्मल विचार
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) ग्रेडिंग
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) ग्रेडिंग
- 3.3 रंग टोन (प्रमुख तरंगदैर्ध्य) ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
- 4.3 Spectral Distribution
- 4.4 तापमान निर्भरता
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions and Polarity
- 5.2 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन
- 6. सोल्डरिंग, असेंबली और हैंडलिंग गाइड
- 6.1 वेल्डिंग प्रक्रिया मार्गदर्शिका
- 6.2 सफाई
- 6.3 भंडारण एवं आर्द्रता संवेदनशीलता
- 6.4 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपाय
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 टेप और रील विनिर्देश
- 8. अनुप्रयोग विवरण और डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 Design Considerations
- 8.3 Application Limitations
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 10.1 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को अधिक चमक के लिए 20mA से चला सकता हूँ?
- 10.3 बिनिंग (वर्गीकरण) महत्वपूर्ण क्यों है?
- 10.4 "इन्फ्रारेड सोल्डरिंग कंडीशंस" रेटिंग को कैसे समझें?
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 11.1 मोबाइल डिवाइस कीबोर्ड बैकलाइट
- 11.2 नेटवर्क राउटर स्टेटस इंडिकेटर
- 12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक माइक्रो सरफेस माउंट LED लैंप की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है, जो स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड असेंबली और सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण एक अल्ट्रा-थिन, अल्ट्रा-हाई ब्राइटनेस LED है जो InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करके हरा प्रकाश उत्सर्जित करता है। इसका कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर और आधुनिक विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ इसकी संगतता, इसे विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक बहुमुखी घटक बनाती है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस एलईडी के प्रमुख लाभों में इसकी अत्यंत कम 0.55 मिमी मोटाई शामिल है, जो अल्ट्रा-पतले उपकरणों में एकीकरण की सुविधा प्रदान करती है। इसका InGaN चिप उच्च चमक तीव्रता प्रदान कर सकता है। यह घटक RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश का पूर्ण अनुपालन करता है। यह EIA-मानक 8 मिमी टेप में पैक किया गया है, जो 7-इंच के रील पर लपेटा गया है और उच्च-गति स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत है। इसके अतिरिक्त, इसका डिज़ाइन इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया को सहन करने के लिए है, जो सतह माउंट तकनीक (SMT) असेंबली लाइन की एक मानक प्रक्रिया है।
लक्षित अनुप्रयोग क्षेत्र व्यापक हैं, जिनमें संचार उपकरण, कार्यालय स्वचालन उपकरण, घरेलू उपकरण और औद्योगिक उपकरण शामिल हैं। विशिष्ट उपयोग के मामलों में कीबोर्ड और बटन बैकलाइटिंग, स्थिति संकेतक, माइक्रो डिस्प्ले और विभिन्न सिग्नल या प्रतीक प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोग शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
यह खंड स्पेसिफिकेशन शीट में परिभाषित विद्युत, प्रकाशिक और ऊष्मीय विशेषताओं की विस्तृत और वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रस्तुत करता है। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए इन पैरामीटरों को समझना महत्वपूर्ण है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। वे सामान्य संचालन स्थितियों के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।
- शक्ति अपव्यय (Pd):38 mW। यह वह अधिकतम ऊष्मा है जिसे एलईडी पैकेज परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर अपव्यय कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर अत्यधिक गर्म होने और तेजी से बूढ़ा होने का जोखिम होता है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):10 mA। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट जिसे लागू किया जा सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट:40 mA। यह करंट केवल 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई की पल्स स्थितियों में अनुमत है। यह थर्मल क्षति के बिना कम समय में उच्च चमक प्राप्त करने की अनुमति देता है।
- ऑपरेटिंग तापमान रेंज:-20°C से +80°C। यह वह परिवेश तापमान रेंज है जिसमें LED सामान्य रूप से कार्य करने के लिए निर्दिष्ट है।
- भंडारण तापमान सीमा:-30°C से +100°C। डिवाइस बिना पावर के होने पर भंडारण तापमान सीमा।
- इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:260°C पर 10 सेकंड तक निरंतर। यह एलईडी द्वारा रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान सहन किए जा सकने वाले शिखर तापमान और समय प्रोफ़ाइल को परिभाषित करता है, जो लीड-मुक्त असेंबली प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है।
2.2 परिवेश तापमान Ta=25°C पर प्रकाशविद्युत विशेषताएँ
ये मानक परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं। डिज़ाइनरों को सर्किट गणना के लिए इन मानों का उपयोग करना चाहिए।
- प्रदीप्ति तीव्रता (Iv):2 mA के अग्र धारा (IF) पर, यह 11.2 mcd (न्यूनतम) से 112.0 mcd (अधिकतम) तक होती है। इस विस्तृत श्रेणी को ग्रेडिंग प्रणाली द्वारा प्रबंधित किया जाता है (धारा 3 देखें)। यह पैरामीटर मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली चमक को मापता है।
- देखने का कोण (2θ1/2):130 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब प्रकाश की तीव्रता अक्षीय माप के आधे तक कम हो जाती है। 130 डिग्री का कोण एक विस्तृत देखने का कोण मोड दर्शाता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ विभिन्न कोणों से प्रकाश देखने की आवश्यकता होती है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):530 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर LED का स्पेक्ट्रम आउटपुट सबसे मजबूत होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):525.0 nm से 545.0 nm (IF=2mA पर)। यह मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला, रंग (हरा) को परिभाषित करने वाला एकल तरंगदैर्ध्य है। यह CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है और चरम तरंगदैर्ध्य से भिन्न होता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):35 nm। यह उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता या बैंडविड्थ को दर्शाता है, जिसे अधिकतम तीव्रता के आधे बिंदु पर चौड़ाई के रूप में मापा जाता है।
- Forward Voltage (VF):2.30 V to 3.30 V (at IF=2 mA). The voltage drop when the LED is conducting current. This range is also affected by binning.
- Reverse Current (IR):5V रिवर्स वोल्टेज (VR) पर अधिकतम 10 μA। यह डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह परीक्षण केवल गुणवत्ता सत्यापन के लिए है। सर्किट में रिवर्स वोल्टेज लगाने से बचना चाहिए, आमतौर पर सही पोलरिटी सुनिश्चित करके या सुरक्षा सर्किट का उपयोग करके।
2.3 थर्मल विचार
हालांकि कोई स्पष्ट चार्ट नहीं है, लेकिन थर्मल प्रबंधन को पावर डिसिपेशन रेटिंग और ऑपरेटिंग तापमान रेंज से अनुमानित किया जा सकता है। 38mW की कम पावर डिसिपेशन रेटिंग इस बात पर जोर देती है कि यह एक कम-शक्ति वाला डिवाइस है। हालांकि, उच्च-घनत्व लेआउट या संकीर्ण स्थानों में, PCB पैड के माध्यम से पर्याप्त ताप अपव्यय सुनिश्चित करने की सिफारिश की जाती है ताकि जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखा जा सके, जिससे प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल बना रहे।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए विशिष्ट प्रदर्शन स्तर चुनने में सक्षम बनाता है।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) ग्रेडिंग
LED को 2 mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। बिन रेंज D4 (2.30V - 2.50V) से D8 (3.10V - 3.30V) तक होती है, प्रत्येक बिन की सहनशीलता ±0.1V है। संकीर्ण Vf बिन का चयन करने से निरंतर वोल्टेज स्रोत के तहत समानांतर में संचालित कई LED की चमक एकसमान सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) ग्रेडिंग
यह ग्रेडिंग चमक आउटपुट को नियंत्रित करती है। ग्रेड L (11.2 - 18.0 mcd) से Q (71.0 - 112.0 mcd) तक की सीमा में हैं, जिसे 2 mA पर मापा जाता है, प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±15% है। विशिष्ट चमक स्तर की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग (जैसे निर्धारित ल्यूमिनस तीव्रता वाले संकेतक दीपक) Iv ग्रेड निर्दिष्ट करेंगे।
3.3 रंग टोन (प्रमुख तरंगदैर्ध्य) ग्रेडिंग
यह रंग एकरूपता सुनिश्चित करता है। इस हरे एलईडी के प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड हैं: AQ (525.0 - 530.0 nm), AR (530.0 - 535.0 nm), AS (535.0 - 540.0 nm) और AT (540.0 - 545.0 nm), जिनकी सहनशीलता ±1nm है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जहाँ सटीक रंग मिलान महत्वपूर्ण है (जैसे बहुरंगी डिस्प्ले या यातायात संकेत दीपक), एक संकीर्ण रंग टोन ग्रेड निर्दिष्ट करना आवश्यक है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों का उल्लेख किया गया है। हालाँकि विशिष्ट चार्ट प्रदान किए गए पाठ में पुन: प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, लेकिन डिजाइन के लिए उनकी मानक व्याख्या महत्वपूर्ण है।
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
यह वक्र LED से प्रवाहित धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच के अरेखीय संबंध को दर्शाता है। यह मूलतः एक घातांकीय संबंध है। दिया गया विशिष्ट VF मान (उदाहरण के लिए, लगभग 2.8V पर 2mA) इस वक्र पर एक बिंदु है। डिजाइनर किसी दिए गए बिजली आपूर्ति वोल्टेज के लिए आवश्यक करंट-सीमित रोकनेवाला मान निर्धारित करने के लिए इस वक्र का उपयोग करते हैं। LED को ड्राइव करने के लिए, श्रृंखला रोकनेवाला के साथ निरंतर वोल्टेज स्रोत की तुलना में आमतौर पर निरंतर धारा स्रोत को प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि यह अधिक स्थिर चमक प्रदान करता है और Vf में परिवर्तन के प्रति बेहतर सहनशीलता रखता है।
4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
यह ग्राफ आमतौर पर दिखाता है कि प्रकाश तीव्रता अग्र धारा बढ़ने के साथ बढ़ती है, लेकिन यह संबंध रैखिक नहीं होता। उच्च धारा पर, ताप में वृद्धि के कारण दक्षता कम हो सकती है। 10mA की रेटेड DC धारा चमक और विश्वसनीयता के बीच एक अच्छा संतुलन प्राप्त करने वाला बिंदु दर्शाती है। पूर्ण अधिकतम धारा के करीब कार्य करने से जीवनकाल कम हो जाता है।
4.3 Spectral Distribution
स्पेक्ट्रम आउटपुट ग्राफ तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध दिखाएगा, जो 530nm शिखर और 35nm अर्ध-चौड़ाई पर केंद्रित है। यह जानकारी उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील हैं (जैसे ऑप्टिकल सेंसर या रंग फिल्टर सिस्टम)।
4.4 तापमान निर्भरता
हालांकि विस्तृत नहीं बताया गया है, LED प्रदर्शन तापमान के प्रति संवेदनशील है। आम तौर पर, फॉरवर्ड वोल्टेज तापमान बढ़ने के साथ घटता है (नकारात्मक तापमान गुणांक), और प्रकाश आउटपुट भी कम हो जाता है। सटीक अनुप्रयोगों के लिए, इन प्रभावों पर विचार करना आवश्यक है, खासकर जब LED परिवर्तनशील तापीय वातावरण में काम कर रहा हो।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions and Polarity
इस एलईडी की अल्ट्रा-थिन प्रोफ़ाइल 0.55 मिमी है। पैकेज आयाम डेटाशीट में उपलब्ध कराए गए हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.1 मिमी है। लेंस पारदर्शी है। कैथोड को आमतौर पर पैकेज पर अंकन (जैसे नॉच, हरा बिंदु या कट कॉर्नर) के माध्यम से पहचाना जाता है। रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए असेंबली के दौरान ध्रुवीयता की सही पहचान करना आवश्यक है।
5.2 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन
विश्वसनीय सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) सिफारिशें प्रदान की गई हैं। सही सोल्डर फ़िलेट बनाने, ताप प्रबंधन और टॉम्बस्टोनिंग (रीफ्लो के दौरान घटक के एक सिरे का उठना) को रोकने के लिए इस डिज़ाइन का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड डिज़ाइन स्वचालित प्लेसमेंट प्रक्रिया के दौरान घटक संरेखण में भी सहायता करता है।
6. सोल्डरिंग, असेंबली और हैंडलिंग गाइड
6.1 वेल्डिंग प्रक्रिया मार्गदर्शिका
यह एलईडी इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग के साथ संगत है। लीड-फ्री प्रक्रिया के लिए अनुशंसित तापमान प्रोफ़ाइल प्रदान की गई है, मुख्य मापदंड इस प्रकार हैं:
- प्रीहीट:150-200°C.
- प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड, ताकि सर्किट बोर्ड और घटकों को धीरे-धीरे गर्म किया जा सके।
- पीक तापमान:अधिकतम 260°C।
- तरल रेखा से ऊपर का समय (शिखर पर):अधिकतम 10 सेकंड। विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए तापमान वक्र JEDEC मानक के अनुरूप होना चाहिए।
6.2 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करें। स्पेसिफिकेशन सामान्य तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक न डुबाने का सुझाव देता है। अनिर्दिष्ट या अत्यधिक संक्षारक रसायन एनकैप्सुलेशन सामग्री या ऑप्टिकल लेंस को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
6.3 भंडारण एवं आर्द्रता संवेदनशीलता
यह एलईडी नमी के प्रति संवेदनशील है। जब सीलबंद नमी-रोधी बैग (जिसमें ड्रायर शामिल है) खोला नहीं गया है, तो इसे ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। एक बार मूल पैकेजिंग खुल जाने पर, भंडारण वातावरण 30°C / 60% आरएच से अधिक नहीं होना चाहिए। मूल पैकेजिंग से निकाले गए घटकों को 672 घंटे (28 दिन, MSL2a ग्रेड) के भीतर इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग के अधीन किया जाना चाहिए। यदि मूल बैग के बाहर अधिक समय तक संग्रहीत किया जाता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और "पॉपकॉर्न" प्रभाव (सोल्डर रिफ्लो के दौरान भाप के दबाव के कारण पैकेजिंग में दरार) को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेकिंग (सुखाना) आवश्यक है।
6.4 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपाय
यह एलईडी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) और वोल्टेज सर्ज से क्षतिग्रस्त हो सकता है। डिवाइस को संभालते समय ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप या एंटीस्टैटिक दस्ताने पहनने की सलाह दी जाती है। स्थैतिक विद्युत संचय को रोकने के लिए सभी हैंडलिंग उपकरण, वर्कस्टेशन और मशीनरी को उचित रूप से ग्राउंडेड होना चाहिए।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
7.1 टेप और रील विनिर्देश
LED को एक उभरे हुए कैरियर टेप के रूप में प्रदान किया जाता है जिसमें एक सुरक्षात्मक कवर टेप होता है, जिसे 7 इंच (178 मिमी) व्यास के रील पर घुमाया जाता है। मानक रील मात्रा 5,000 टुकड़े है। टेप की चौड़ाई 8 मिमी है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश के अनुरूप है। शेष भाग के लिए न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा और टेप में लगातार लापता घटकों की अधिकतम संख्या के लिए दिशानिर्देश हैं।
8. अनुप्रयोग विवरण और डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
सबसे सामान्य चालन विधि एक श्रृंखला-जुड़ा करंट-सीमित प्रतिरोधक है। प्रतिरोध मान (R) की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - LED फॉरवर्ड वोल्टेज) / वांछित करंट। उदाहरण के लिए, 5V पावर सप्लाई, 2.8V विशिष्ट VF, और 5mA वांछित करंट के लिए: R = (5 - 2.8) / 0.005 = 440 ओम। 470 ओम का एक मानक प्रतिरोधक उपयुक्त है। तापमान और पावर सप्लाई वोल्टेज में परिवर्तन के तहत बेहतर चमक स्थिरता प्राप्त करने के लिए, ट्रांजिस्टर या समर्पित LED ड्राइवर IC से बने एक सरल स्थिर-धारा स्रोत का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, विशेष रूप से कई एलईडी या महत्वपूर्ण चमक अनुप्रयोगों के लिए।
8.2 Design Considerations
- करंट ड्राइव:हमेशा नियंत्रित करंट ड्राइव का उपयोग करें, सीधे निश्चित वोल्टेज का नहीं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग को लक्ष्य के बजाय सीमा के रूप में देखें।
- थर्मल मैनेजमेंट:सुनिश्चित करें कि PCB लेआउट एलईडी पैड के लिए पर्याप्त तांबे का क्षेत्र प्रदान करता है ताकि यह हीट सिंक के रूप में कार्य कर सके, खासकर जब अधिकतम धारा के करीब काम किया जा रहा हो।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:130 डिग्री के चौड़े व्यूइंग एंगल से अच्छी ऑफ-एक्सिस दृश्यता मिलती है। फोकस्ड लाइट के लिए, बाहरी लेंस या लाइट गाइड की आवश्यकता हो सकती है।
- रिवर्स वोल्टेज प्रोटेक्शन:यदि रिवर्स वोल्टेज लगने की संभावना है (उदाहरण के लिए, एसी सर्किट या इंडक्टिव लोड में), तो एलईडी के समानांतर एक सुरक्षा डायोड (कैथोड से एनोड) जोड़ना आवश्यक है।
8.3 Application Limitations
डेटाशीट में एक चेतावनी शामिल है कि ये एलईडी सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त हैं। उन अनुप्रयोगों के लिए जिनमें अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है और विफलता जीवन या स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा कर सकती है (विमानन, चिकित्सा उपकरण, महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रणालियाँ), डिजाइन अपनाने से पहले निर्माता से परामर्श करना आवश्यक है। यह वाणिज्यिक-ग्रेड घटकों के लिए एक मानक अस्वीकरण है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) जैसी पुरानी तकनीकों पर आधारित हरे एलईडी की तुलना में, यह InGaN-आधारित हरा एलईडी आमतौर पर उच्च दीप्तिमान दक्षता और बेहतर प्रदर्शन स्थिरता प्रदान करता है। 0.55 मिमी की ऊंचाई बाजार में एक महत्वपूर्ण विभेदक कारक है, जो डिजाइन को मानक 0.6 मिमी या 0.8 मिमी ऊंचाई वाले एलईडी का उपयोग करने वाले उत्पादों की तुलना में पतला बनाती है। मानक इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग और टेप एवं रील पैकेजिंग के साथ इसकी संगतता इसे मुख्यधारा, लागत-प्रभावी एसएमटी असेंबली प्रक्रिया के साथ संरेखित करती है, जो कुछ विशेष एलईडी से अलग है जिन्हें विशेष उपचार की आवश्यकता हो सकती है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
10.1 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
चरम तरंगदैर्ध्य (λP) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जिस पर LED सबसे अधिक प्रकाश शक्ति उत्सर्जित करता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) मानव आंख के रंग दृष्टि (CIE चार्ट) के आधार पर गणना किया गया एक मान है, जो हमारे द्वारा देखे जाने वाले रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करता है। एकवर्णी हरे LED के लिए, ये आमतौर पर करीब होते हैं लेकिन पूरी तरह से समान नहीं होते।
10.2 क्या मैं इस LED को अधिक चमक के लिए 20mA से चला सकता हूँ?
नहीं। डीसी फॉरवर्ड करंट की पूर्ण अधिकतम रेटिंग 10 mA है। 20mA पर कार्य करना इस रेटिंग से अधिक होगा, जिससे अत्यधिक गर्मी, प्रकाश क्षय में तेजी और संभावित विनाशकारी विफलता हो सकती है। उच्च चमक के लिए, कृपया उच्च Iv ग्रेड (जैसे Q ग्रेड) वाला LED चुनें, या उच्च रेटेड करंट वाला उत्पाद चुनें।
10.3 बिनिंग (वर्गीकरण) महत्वपूर्ण क्यों है?
निर्माण प्रक्रिया में भिन्नताओं के कारण व्यक्तिगत LED के बीच Vf, Iv और रंग में अंतर होता है। बिनिंग इन्हें ऐसे समूहों में वर्गीकृत करती है जहाँ पैरामीटर सख्ती से नियंत्रित होते हैं। कई LED वाले उत्पादों (जैसे बैकलाइट ऐरे) के लिए, एक ही बिन के LED का उपयोग चमक और रंग की एकरूपता सुनिश्चित करता है, जो सौंदर्य और कार्यात्मक गुणवत्ता के लिए महत्वपूर्ण है।
10.4 "इन्फ्रारेड सोल्डरिंग कंडीशंस" रेटिंग को कैसे समझें?
इसका मतलब है कि एलईडी रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल में जीवित रह सकता है, जहां घटक का शरीर का तापमान 260°C चरम पर पहुंचता है, अधिकतम 10 सेकंड की अवधि के लिए। यह लीड-फ्री सोल्डर पेस्ट के लिए मानक आवश्यकता है, जिसका पिघलने बिंदु पारंपरिक टिन-लीड सोल्डर की तुलना में अधिक है।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
11.1 मोबाइल डिवाइस कीबोर्ड बैकलाइट
मोबाइल फोन कीबोर्ड में, कई एलईडी आमतौर पर लाइट गाइड प्लेट के नीचे रखे जाते हैं। समान Iv और टोन ग्रेड वाले एलईडी (उदाहरण के लिए, तीव्रता N ग्रेड, रंग AR ग्रेड) का उपयोग यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक कुंजी समान टोन में समान रूप से प्रकाशित हो। अल्ट्रा-थिन बॉडी के लिए स्थान समायोजित करने में 0.55 मिमी की ऊंचाई यहां महत्वपूर्ण है। उन्हें अलग-अलग श्रृंखला प्रतिरोधों या निरंतर धारा प्रदान करने वाले समर्पित बैकलाइट ड्राइवर IC के माध्यम से समानांतर में संचालित किया जाएगा।
11.2 नेटवर्क राउटर स्टेटस इंडिकेटर
एकल LED का उपयोग पावर, नेटवर्क गतिविधि या त्रुटि स्थिति को इंगित करने के लिए किया जा सकता है। 130 डिग्री का विस्तृत देखने का कोण कमरे में लगभग किसी भी दिशा से स्थिति देखने की अनुमति देता है। माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन, एक श्रृंखला प्रतिरोधक (उदाहरण के लिए, 3.3V पावर स्रोत से 5mA करंट चलाते समय 330 ओम का उपयोग) और LED को शामिल करने वाला एक सरल सर्किट पर्याप्त है। सॉफ्टवेयर फ्लैशिंग पैटर्न को नियंत्रित कर सकता है।
12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
यह एलईडी एक अर्धचालक फोटोनिक उपकरण है। यह InGaN हेटरोस्ट्रक्चर पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सेमीकंडक्टर चिप के सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। वे पुनर्संयोजित होते हैं और अपनी ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त करते हैं। InGaN मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है - इस मामले में हरा। एक पारदर्शी एपॉक्सी राल लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
InGaN सामग्री का विकास उच्च-दक्षता हरे और नीले एलईडी की उपलब्धि में एक सफलता थी, जिससे सफेद एलईडी (फॉस्फर रूपांतरण के माध्यम से) और पूर्ण-रंग डिस्प्ले संभव हुए। वर्तमान SMD LED रुझान उच्च प्रकाश दक्षता (प्रति वाट अधिक प्रकाश उत्पादन), बेहतर शक्ति प्रबंधन क्षमता के लिए कम तापीय प्रतिरोध, और छोटे पैकेज आकार की ओर निरंतर विकास जारी है। साथ ही, प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए रंग प्रतिपादन और एकरूपता में सुधार पर भी ध्यान केंद्रित है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लघुरूपण का दबाव पैकेजिंग को पतली ऊंचाई और छोटे फुटप्रिंट की ओर धकेल रहा है, जैसा कि यह 0.55mm घटक उदाहरण है।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश अभिवाह, 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 (lumen) | 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। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तु के वास्तविक रंग को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates higher color consistency. | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकल-रंग LED के रंग की छटा निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" जैसा। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने 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 जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth(°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | स्थैतिक बिजली प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, 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 के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन डिप्रिसिएशन और कलर शिफ्ट होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| 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 व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण पैकेजिंग सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री।
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकीय एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च तापसहिष्णुता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | Flip Chip बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति 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 | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| लुमेनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह का 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 करें। | ड्राइविंग पावर मिलान की सुविधा के लिए, सिस्टम दक्षता में सुधार करें। |
| रंग के अनुसार श्रेणीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग एक अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आता है। | 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, प्रत्येक समूह के लिए 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 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाए रखते हुए, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA standard | Illuminating Engineering Society standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | Energy Efficiency Certification | Energy efficiency and performance certification for lighting products. | Commonly used in government procurement, subsidy programs to enhance market competitiveness. |