सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 1.2 लक्षित अनुप्रयोग
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 चमकदार तीव्रता ग्रेडिंग
- 3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग
- 3.3 संयुक्त ग्रेडिंग कोड (रील लेबल कोड)
- 4. मशीनरी और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 4.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवता
- 4.3 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन
- 4.4 कैरियर टेप एवं रील पैकेजिंग
- 5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 5.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
- 5.2 सफाई
- 5.3 भंडारण की शर्तें
- 6. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
- 6.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 6.2 थर्मल मैनेजमेंट
- 6.3 ऑप्टिकल एकीकरण
- 7. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 8. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग के उदाहरण
- 9. तकनीकी परिचय
- 10. विकास प्रवृत्तियाँ
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ 5630 पैकेज में उपलब्ध, सफेद प्रकाश बिखराव लेंस से सुसज्जित एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED की विस्तृत विशिष्टताओं का वर्णन करता है। यह उपकरण एक ही पैकेज के भीतर तीन स्वतंत्र प्रकाश उत्सर्जक चिप्स को एकीकृत करता है: एक लाल (AlInGaP), एक हरा (InGaN) और एक नीला (InGaN)। यह विन्यास चिप्स को अलग-अलग या संयुक्त रूप से नियंत्रित करके विभिन्न रंग उत्पन्न करने की अनुमति देता है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य स्वचालित संयोजन प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और कुशल प्रकाश समाधान प्रदान करना है।
1.1 मुख्य लाभ
- लघुरूपण डिज़ाइन:इसका कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर PCB पर सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
- स्वचालित संगतता:यह पैकेज डिज़ाइन स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों और इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन की सुविधा प्रदान करता है।
- विविध रंग आउटपुट:एकीकृत RGB चिप एक विस्तृत रंग सीमा प्राप्त करती है, जो स्थिति संकेतन, बैकलाइट प्रकाश व्यवस्था और सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
- पर्यावरण अनुपालन:यह उत्पाद RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश का अनुपालन करता है।
- मानकीकृत पैकेजिंग:उत्पाद 12mm कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किया जाता है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है, EIA मानकों के अनुरूप, कुशल हैंडलिंग और भंडारण के लिए।
1.2 लक्षित अनुप्रयोग
यह LED विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट संकेतक प्रकाश की आवश्यकता होती है। विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रों में शामिल हैं:
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:कॉर्डलेस फोन, सेल फोन, लैपटॉप और घरेलू उपकरणों में स्थिति संकेतक।
- पेशेवर और औद्योगिक उपकरण:नेटवर्क सिस्टम, ऑफिस ऑटोमेशन उपकरण और औद्योगिक कंट्रोल पैनल के फ्रंट पैनल संकेतक।
- प्रदर्शन और पहचान:सिग्नल और प्रतीक प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोग, और फ्रंट पैनल बैकलाइटिंग जिसमें फैलाव, समान प्रकाश उत्पादन की आवश्यकता होती है।
2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- शक्ति अपव्यय (Pd):लाल प्रकाश: 130 mW; हरा/नीला प्रकाश: 114 mW। यह पैरामीटर उस अधिकतम शक्ति को दर्शाता है जिसे LED ऊष्मा के रूप में अपव्ययित कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर ऊष्मीय क्षति का जोखिम होता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):सभी रंग पल्स स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में 100 mA पर हैं। यह संक्षिप्त उच्च-तीव्रता वाले फ्लैश के लिए उपयुक्त है, लेकिन निरंतर संचालन के लिए नहीं।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):लाल प्रकाश: 50 एमए; हरा/नीला प्रकाश: 30 एमए। यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है।
- तापमान सीमा:कार्य तापमान: -40°C से +85°C; भंडारण तापमान: -40°C से +100°C। ये डिवाइस की कार्यक्षमता और गैर-कार्यशील भंडारण की पर्यावरणीय सीमाएं परिभाषित करते हैं।
2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ
मानक परीक्षण स्थितियों Ta=25°C और I पर मापा गयाF=20mA, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।
- प्रकाश तीव्रता (Iv):प्रकाश उत्पादन की प्रमुख माप। न्यूनतम/सामान्य/अधिकतम: लाल: 560/-/1120 mcd; हरा: 1400/-/2800 mcd; नीला: 280/-/560 mcd। हरे चिप में सबसे अधिक सामान्य उत्पादन होता है।
- दृष्टिकोण (2θ1/2):विशिष्ट मान 120 डिग्री है। बिखराव लेंस द्वारा प्राप्त यह विस्तृत दृष्टिकोण एक संकीर्ण बीम के बजाय एक विस्तृत, समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है, जो संकेतन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):LED के चालू होने पर इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। सीमा: लाल प्रकाश: 1.8V से 2.6V; हरा/नीला प्रकाश: 2.8V से 3.8V। लाल चिप में V कम होता है।FAlInGaP तकनीक की InGaN (हरा/नीला प्रकाश) के सापेक्ष विशेषता है। डिजाइनर को ड्राइवर सर्किट डिजाइन में इन अंतरों पर विचार करना चाहिए।
- पीक वेवलेंथ (λP) और डोमिनेंट वेवलेंथ (λd): λPस्पेक्ट्रम का शिखर है: लाल ~630nm, हरा ~518nm, नीला ~468nm। λdयह मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला एकल तरंगदैर्ध्य है, जहाँ हरा प्रकाश (520-530nm) और नीला प्रकाश (465-475nm) के लिए निर्दिष्ट ग्रेडिंग की जाती है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर अधिकतम 10 μA होता है। यह उपकरण रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है। यदि रिवर्स वोल्टेज की संभावना हो, तो सर्किट सुरक्षा (जैसे श्रृंखला प्रतिरोध या डायोड) का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर बिन किया जाता है। यह डिवाइस चमक तीव्रता और प्रमुख तरंगदैर्ध्य पर आधारित एक द्वि-आयामी बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है।
3.1 चमकदार तीव्रता ग्रेडिंग
प्रत्येक रंग के चिप को 20mA पर उसके प्रकाश उत्पादन के आधार पर अलग-अलग ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है।
- लाल प्रकाश:ग्रेडिंग U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd)।
- हरा प्रकाश:ग्रेडिंग W2 (1400-1800 mcd), X1 (1800-2240 mcd), X2 (2240-2800 mcd).
- नीला प्रकाश:बिनिंग T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd).
- प्रत्येक तीव्रता बिन के भीतर सहनशीलता +/-11% है.
3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग
हरे और नीले प्रकाश चिप्स पर टोन नियंत्रण के लिए लागू किया गया।
- हरा प्रकाश:ग्रेड AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm)।
- नीला प्रकाश:ग्रेड AC (465-470 nm), AD (470-475 nm)।
- प्रत्येक तरंगदैर्ध्य ग्रेड के भीतर सहनशीलता +/-1 nm है।
3.3 संयुक्त ग्रेडिंग कोड (रील लेबल कोड)
उत्पाद रील लेबल पर मुद्रित एक एकल अल्फ़ान्यूमेरिक कोड (जैसे A1, B4, D2) तीनों रंगों की तीव्रता बिनिंग और हरे/नीले रंग की प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग को जोड़ता है। इस क्रॉस-रेफरेंस तालिका का उपयोग करके, डिजाइनर सख्ती से नियंत्रित ऑप्टिकल विशेषताओं वाले LED को निर्दिष्ट और खरीद सकते हैं, जिससे उनके अंतिम उत्पाद की दृश्य एकरूपता सुनिश्चित होती है। उदाहरण के लिए, कोड 'A1' लाल रंग को U2 बिन में, हरे रंग को W2 बिन में और नीले रंग को T1 बिन में निर्दिष्ट करता है।
4. मशीनरी और पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
यह उपकरण मानक 5630 पैकेज आयाम का अनुपालन करता है। मुख्य आयाम (मिलीमीटर में, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता ±0.2mm) में लगभग 5.6mm का बॉडी लंबाई, 3.0mm चौड़ाई और 1.9mm ऊंचाई शामिल हैं। विस्तृत आयाम चित्र पैड स्थान, लेंस आकार और ध्रुवीयता चिह्न निर्दिष्ट करता है।
4.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवता
6-पैड विन्यास प्रत्येक चिप तक स्वतंत्र पहुंच की अनुमति देता है: पिन 1 और 6: नीला प्रकाश; पिन 2 और 5: हरा प्रकाश; पिन 3 और 4: लाल प्रकाश। प्रत्येक चिप का कैथोड आमतौर पर पैकेज आरेख में इंगित किया जाता है। PCB लेआउट और असेंबली प्रक्रिया के दौरान सही ध्रुवीयता पर ध्यान देना चाहिए।
4.3 अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन
रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान अच्छे सोल्डर जोड़, यांत्रिक स्थिरता और ताप अपव्यय सुनिश्चित करने के लिए सुझाए गए पैड पैटर्न (पैकेज) प्रदान किए गए हैं। असेंबली उपज और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए इस पैटर्न का पालन करना महत्वपूर्ण है।
4.4 कैरियर टेप एवं रील पैकेजिंग
LED एम्बॉस्ड कैरियर टेप (चौड़ाई 12 मिमी) के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं और कवर टेप से सील किए जाते हैं। कैरियर टेप को मानक 7 इंच (178 मिमी) व्यास वाली रील पर लपेटा जाता है। प्रत्येक रील में 1000 टुकड़े होते हैं। पैकेजिंग EIA-481-1-B विनिर्देश का अनुपालन करती है, जो स्वचालित असेंबली उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करती है।
5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
5.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो वेल्डिंग प्रोफाइल
J-STD-020B मानक के अनुरूप लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। यह प्रोफाइल प्रीहीट, सोक, रीफ्लो पीक तापमान (LED की अधिकतम तापमान रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए) और कूलिंग रेट जैसे महत्वपूर्ण पैरामीटर्स का विस्तार से वर्णन करती है। थर्मल शॉक और LED पैकेज या एपॉक्सी लेंस को नुकसान से बचाने के लिए इस प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है।
5.2 सफाई
यदि असेंबली के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का उपयोग करें। डेटाशीट सुझाव देती है कि कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक न डुबोएं। अनिर्दिष्ट या अत्यधिक संक्षारक रसायनों का उपयोग करने से लेंस सामग्री या पैकेजिंग मार्किंग को नुकसान पहुंच सकता है।
5.3 भंडारण की शर्तें
सीलबंद पैकेजिंग:मूल नमी-रोधी बैग में सिलिका जेल के साथ पैक किए गए LED को ≤30°C तापमान और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता (RH) की स्थिति में संग्रहित किया जाना चाहिए। इस स्थिति में अनुशंसित शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
खोला हुआ पैकेज:एक बार नमी-रोधी बैग खोलने के बाद, घटकों का उपयोग जल्द से जल्द किया जाना चाहिए। यदि भंडारण की आवश्यकता हो, तो स्थितियाँ 30°C और 60% RH से अधिक नहीं होनी चाहिए। उच्च आर्द्रता के संपर्क में आने से नमी अवशोषण हो सकता है, जो रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव (पैकेज दरार) का कारण बन सकता है।
6. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार
6.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
चूंकि लाल, हरे और नीले चिप्स का फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) अलग-अलग होता है,Fइसलिए उन्हें एक सामान्य वोल्टेज स्रोत से सीधे समानांतर में जोड़ने की सलाह नहीं दी जाती है, क्योंकि इससे करंट का असमान वितरण और चमक में अंतर हो सकता है। प्रत्येक रंग चैनल को स्वतंत्र रूप से ड्राइव करने के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स का उपयोग करना बेहतर है, या बेहतर स्थिरता और डिमिंग नियंत्रण के लिए कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर या PWM (पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन) सर्किट का उपयोग करें।
6.2 थर्मल मैनेजमेंट
हालांकि बिजली की खपत अपेक्षाकृत कम है, फिर भी लंबी उम्र के लिए PCB पर अच्छा थर्मल डिज़ाइन महत्वपूर्ण है। यह सुनिश्चित करना कि पर्याप्त तांबे का क्षेत्र हीट सिंक पैड (यदि उपलब्ध हो) या डिवाइस माउंटिंग पैड से जुड़ा हो, गर्मी को दूर करने, जंक्शन तापमान को कम रखने और इस प्रकार प्रकाश उत्पादन और उम्र को बनाए रखने में मदद करता है।
6.3 ऑप्टिकल एकीकरण
व्हाइट लाइट स्कैटरिंग लेंस एक लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न (वाइड व्यूइंग एंगल) प्रदान करता है। अधिक दिशात्मक प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिकल घटकों (जैसे लाइट गाइड प्लेट या बाहरी लेंस) की आवश्यकता हो सकती है। इसके प्रकीर्णन गुण हॉटस्पॉट को कम करने और सीधे देखने पर एक समान रूप प्रदान करने में मदद करते हैं।
7. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं सभी तीन रंगों (RGB) को एकल 3.3V बिजली आपूर्ति के समानांतर संचालित कर सकता हूं?
उत्तर: यह अच्छा काम नहीं करेगा। नीली और हरी प्रकाश चिप्स का फॉरवर्ड वोल्टेज (न्यूनतम 2.8V) 3.3V के करीब है, जिससे करंट-सीमित रोकनेवाला के लिए वोल्टेज ड्रॉप बहुत कम रह जाता है। इससे करंट नियंत्रण अशुद्ध हो जाता है और यह बिजली आपूर्ति में उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशील हो जाता है। लाल प्रकाश चिप (VF~2.2V) पर असमान रूप से उच्च धारा का सामना करेगा। प्रत्येक चैनल के लिए स्वतंत्र धारा नियंत्रण की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है।
प्रश्न: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) LED स्पेक्ट्रम शक्ति वितरण में शाब्दिक रूप से उच्चतम बिंदु है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λdλ एक गणना मूल्य है जो एक मानक प्रेक्षक के लिए, LED के रंग (ह्यू) के समान शुद्ध मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है।dयह रंग विनिर्देश के लिए अधिक प्रासंगिक है।
प्रश्न: हरे/नीले प्रकाश के लिए अधिकतम DC धारा 30mA है, लेकिन पीक पल्स धारा 100mA है। क्या मैं 100mA पर PWM का उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, लेकिन सख्त सीमाओं के साथ। 100mA रेटिंग केवल बहुत विशिष्ट शर्तों पर लागू होती है: 0.1ms पल्स चौड़ाई और 10% ड्यूटी साइकिल (अर्थात् LED 0.1ms के लिए चालू, फिर 0.9ms के लिए बंद)। औसत धारा DC रेटेड मूल्य से अधिक नहीं होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, 10% ड्यूटी साइकिल पर 100mA पल्स की औसत धारा 10mA होती है, जो सुरक्षित है। निर्दिष्ट पल्स चौड़ाई या ड्यूटी साइकिल से अधिक होने पर अत्यधिक गर्मी हो सकती है।
प्रश्न: रील लेबल पर ग्रेडिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: अल्फ़ान्यूमेरिक कोड (जैसे C5, D1) डेटाशीट के सेक्शन 4.1 और 4.2 में तालिकाओं से मेल खाते हैं। लाल, हरे और नीले प्रकाश के लिए विशिष्ट ल्यूमिनस तीव्रता रेंज, साथ ही हरे और नीले प्रकाश की प्रमुख तरंगदैर्ध्य रेंज खोजने के लिए आप इस कोड का संदर्भ लेते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि आप उस रील पर LED की सटीक प्रदर्शन विशेषताओं को समझते हैं।
8. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग के उदाहरण
परिदृश्य: नेटवर्क राउटर के लिए बहुरंगी स्थिति संकेतक डिजाइन करना।
डिवाइस को पावर (स्थिर हरा प्रकाश), नेटवर्क गतिविधि (टिमटिमाता हरा प्रकाश) और त्रुटि स्थिति (लाल या नीला प्रकाश) दर्शाने के लिए एलईडी की आवश्यकता है। LTST-G563EGBW जैसा एकल RGB एलईडी इन सभी भूमिकाओं को पूरा कर सकता है, जो तीन अलग-अलग एलईडी का उपयोग करने की तुलना में पीसीबी स्थान बचाता है।
कार्यान्वयन योजना:
माइक्रोकंट्रोलर के GPIO पिन तीन अलग-अलग ड्राइविंग ट्रांजिस्टर (या समर्पित LED ड्राइवर IC) से जुड़े होते हैं, प्रत्येक RGB LED के एक रंग चैनल को नियंत्रित करता है।
"पावर ऑन" के लिए, स्पष्ट, चमकदार संकेत के लिए हरे चैनल को 10-15mA (इसके 30mA अधिकतम से काफी कम) पर चलाएं।
"नेटवर्क गतिविधि" के लिए, एक ही हरे चैनल को उच्च-आवृत्ति PWM के साथ टॉगल करके एक झिलमिलाहट प्रभाव पैदा करें, औसत करंट अभी भी सीमा के भीतर रहता है।
"त्रुटि" स्थिति के लिए, लाल चैनल जलाया जा सकता है। अधिक विशिष्ट "गंभीर त्रुटि" के लिए नीले चैनल या संयुक्त रंग (उदाहरण के लिए, लाल + नीला = मैजेंटा) का उपयोग किया जा सकता है।
स्कैटरिंग लेंस का 120-डिग्री चौड़ा व्यूइंग एंगल सुनिश्चित करता है कि राउटर के आसपास के विभिन्न कोणों से स्थिति दिखाई दे।
6. सख्त ग्रेडिंग कोड (जैसे, X1 ग्रेड और विशिष्ट तरंग दैर्ध्य ग्रेड पर हरी रोशनी की आवश्यकता) निर्दिष्ट करके, डिजाइनर यह सुनिश्चित करते हैं कि निर्मित सभी राउटर इकाइयों का रंग और चमक एक समान हो।
9. तकनीकी परिचय
यह LED दो प्रमुख अर्धचालक सामग्री प्रौद्योगिकियों का उपयोग करती है:
एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP):लाल प्रकाश चिप्स के लिए उपयोग किया जाता है। यह सामग्री प्रणाली स्पेक्ट्रम के लाल से अम्बर भाग में प्रकाश उत्पन्न करने में कुशल है और आमतौर पर InGaN-आधारित एलईडी की तुलना में कम फॉरवर्ड वोल्टेज प्रदर्शित करती है।
इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN):हरे और नीले प्रकाश चिप्स के लिए उपयोग किया जाता है। क्रिस्टल संरचना में इंडियम/गैलियम अनुपात को बदलकर बैंडगैप को समायोजित किया जा सकता है, जिससे उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य नियंत्रित होता है। InGaN का उपयोग करके उच्च दक्षता वाला हरा प्रकाश प्राप्त करना ऐतिहासिक रूप से नीले प्रकाश की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण रहा है, जो हरे और नीले चिप्स के बीच भिन्न प्रदर्शन मापदंडों (उदाहरण के लिए, फॉरवर्ड वोल्टेज, दक्षता) में परिलक्षित होता है, भले ही वे समान आधार सामग्री का उपयोग करते हों।
सफेद प्रकाश प्रकीर्णन लेंस आमतौर पर प्रकीर्णन कणों से युक्त एपॉक्सी रेजिन या सिलिकॉन रेजिन से बने होते हैं। यह प्रकीर्णन सामग्री छोटे चिप से निकलने वाले प्रकाश की दिशा को यादृच्छिक बनाती है, इसे एक संकीर्ण दिशात्मक बीम से एक विस्तृत लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न में परिवर्तित करती है, जिससे पूरी लेंस सतह समान रूप से चमकदार दिखाई देती है।
10. विकास प्रवृत्तियाँ
SMD LED क्षेत्र समान उपकरणों से संबंधित कई प्रमुख प्रक्षेपवक्रों के साथ विकसित होना जारी है:
दक्षता वृद्धि (लुमेन प्रति वाट):एपिटैक्सियल विकास, चिप डिजाइन और प्रकाश निष्कर्षण तकनीकों में निरंतर सुधार ने दिए गए इनपुट करंट पर प्रकाश उत्पादन को स्थिर रूप से बढ़ाया है, जिससे उज्जवल संकेत या कम बिजली की खपत संभव हुई है।
रंग एकरूपता और ग्रेडिंग:निर्माण प्रक्रिया नियंत्रण में प्रगति एलईडी विशेषताओं के प्राकृतिक विचरण को कम कर रही है। इससे अधिक सख्त बिनिंग विनिर्देश यहां तक कि "नो-बिन" उत्पाद संभव हो रहे हैं, जो निर्माताओं की इन्वेंट्री प्रबंधन को सरल बनाते हैं और अंतिम उत्पाद को उत्कृष्ट रंग एकरूपता सुनिश्चित करते हैं।
लघुरूपण एवं एकीकरण:छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की ओर धकेलने से एलईडी के लिए अधिक कॉम्पैक्ट पैकेजिंग की मांग होती है। इसके अलावा, एकीकरण का स्तर बढ़ रहा है, और सर्किट डिजाइन को सरल बनाने के लिए अधिक जटिल मल्टी-चिप पैकेज (जैसे आरजीबीडब्ल्यू, एकीकृत ड्राइवरों वाले एड्रेसेबल एलईडी) आम होते जा रहे हैं।
उच्च विश्वसनीयता सामग्री:अधिक मजबूत लेंस सामग्री (जैसे उच्च तापमान सिलिकॉन) और पैकेजिंग संरचनाओं के विकास ने थर्मल चक्र, आर्द्रता और कठोर वातावरण के प्रति सहनशीलता में सुधार किया है, जिससे संभावित अनुप्रयोगों का दायरा विस्तारित हुआ है।
LED विनिर्देश 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 |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (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 साधन 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 लैंप पर्याप्त रोशनी दे रहा है या नहीं। |
| दीप्ति कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म, अधिक मान सफेद/ठंडा दिखाई देता 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, e.g., "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। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | 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 विचार |
|---|---|---|---|
| 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 समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल 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 ब्रेकडाउन होने की संभावना 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 ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य का अर्थ है स्थैतिक बिजली से कम क्षति। | 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 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 एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री 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। |
IV. पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकी तथा ऊष्मा 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 प्रकाश दक्षता प्राप्त होती 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 फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की ऑप्टिकल संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | Bin Content | सामान्य व्याख्या | Objective |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Binning | 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 को सुविधाजनक बनाने और सिस्टम दक्षता बढ़ाने 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 साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, 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 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। | अंतर्राष्ट्रीय 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। |