सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ग्रेडिंग
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (IV) ग्रेडिंग
- 3.3 रंग (क्रोमैटिसिटी) ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 अनुशंसित PCB पैड लेआउट
- 6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड
- 6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
- 6.2 मैन्युअल सोल्डरिंग (यदि आवश्यक हो)
- 6.3 सफाई
- 7. पैकेजिंग और हैंडलिंग
- 7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
- 7.2 नमी संवेदनशीलता और भंडारण
- 8. अनुप्रयोग मार्गदर्शिका और डिजाइन विचार
- 8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 थर्मल मैनेजमेंट
- 8.3 ऑप्टिकल एकीकरण
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. डिज़ाइन एवं अनुप्रयोग केस स्टडी
- 11. तकनीकी सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 12. उद्योग प्रवृत्तियाँ और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ 0201 पैकेज आकार में उपलब्ध मिनिएचर सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। ये LED स्वचालित प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और सीमित स्थान वाले, उच्च घटक घनत्व वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श विकल्प हैं। इस विशिष्ट मॉडल का प्रमुख उत्सर्जित प्रकाश रंग सफेद है, जो विशिष्ट क्रोमैटिसिटी निर्देशांक प्रदान करने के लिए पीले लेंस के साथ आता है।
इस घटक के मुख्य लाभों में इसका अत्यंत छोटा बोर्ड फुटप्रिंट, बड़े पैमाने पर सतह माउंट उपकरणों के साथ संगतता, और लीड-मुक्त इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्तता शामिल है। इसका निर्माण RoHS (Restriction of Hazardous Substances) मानकों के अनुरूप है।
लक्षित बाजार और अनुप्रयोग क्षेत्र व्यापक हैं, जिनमें संचार उपकरण, कार्यालय स्वचालन उपकरण, घरेलू उपकरण, औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियाँ और विभिन्न प्रकार के उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं। विशिष्ट उपयोगों में स्थिति संकेतक, फ्रंट पैनल बैकलाइटिंग और कम चमक वाले संकेत या प्रतीक प्रकाश शामिल हैं।
2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में कार्य करने पर प्रदर्शन की गारंटी नहीं दी जा सकती।
- पावर डिसिपेशन (Pd):96 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज अपनी थर्मल सीमा से अधिक हुए बिना ऊष्मा के रूप में अपव्यय कर सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IF(पीक)):100 mA. यह अधिकतम अनुमत तात्कालिक अग्र धारा है, जो आमतौर पर स्पंद स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में निर्दिष्ट की जाती है ताकि अत्यधिक गर्म होने से रोका जा सके।
- DC Forward Current (IF):30 mA. यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा है।
- कार्य तापमान सीमा (Tकार्य):-40°C से +85°C। यह वह परिवेशी तापमान सीमा है जिसमें LED सामान्य रूप से कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- भंडारण तापमान सीमा (Tभंडारण):-40°C से +100°C। यह डिवाइस को बिना बिजली चालू किए भंडारित करने का तापमान सीमा है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ये मापदंड मानक परिवेश तापमान (Ta) 25°C और अग्र धारा (IF) 20 mA पर मापे गए हैं।
- दीप्त तीव्रता (IV):1500 - 2900 mcd (मिलिकैन्डेला)। यह मुख्य देखने की दिशा में उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा को परिभाषित करता है। विस्तृत सीमा एक बिनिंग प्रणाली के उपयोग को दर्शाती है (धारा 3 देखें)। माप CIE मानक फोटोपिक (मानव आँख) प्रतिक्रिया से मेल खाने वाले फिल्टर वाले सेंसर का उपयोग करके किया गया था।
- परिप्रेक्ष्य (2θ)1/2):110 डिग्री (टाइपिकल)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर प्रकाश की तीव्रता अपने अक्षीय शिखर मान की आधी हो जाती है। 110° का कोण एक व्यापक, फैलाव वाली उत्सर्जन पद्धति को इंगित करता है, जो केंद्रित बीम के बजाय क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
- क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (x, y):(0.3100, 0.3100) विशिष्ट मान। CIE 1931 क्रोमैटिसिटी आरेख पर ये निर्देशांक उत्सर्जित सफेद प्रकाश के सटीक रंग बिंदु को परिभाषित करते हैं। यह बिंदु एक विशिष्ट संबंधित रंग तापमान (CCT) वाले सफेद रंग से मेल खाता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):2.6 V (न्यूनतम) - 3.2 V (अधिकतम), 20mA पर। निर्दिष्ट धारा प्रवाहित होने पर LED के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। ड्राइवर सर्किट डिजाइन के लिए यह सीमा महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR):10 μA (अधिकतम), VR= 5V स्थिति में। रिवर्स वोल्टेज लगाने पर कम लीकेज करंट।महत्वपूर्ण नोट:यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को उनके प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर बिन किया जाता है। इससे डिजाइनरों को विशिष्ट वोल्टेज, चमक और रंग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उपकरणों का चयन करने में सक्षम बनाता है।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) बंडिंग
LED को 20mA पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
- ग्रेड D8: VF= 2.6V से 2.9V
- स्तर D9: VF= 2.9V से 3.2V
- प्रत्येक स्तर के भीतर सहनशीलता ±0.10V है।
3.2 चमकदार तीव्रता (IV) बंडिंग
LED को उसके प्रकाश उत्पादन शक्ति के आधार पर ग्रेड किया जाता है।
- ग्रेड X1: IV= 1500.0 mcd से 2100.0 mcd
- गियर X2: IV= 2100.0 mcd से 2900.0 mcd
- प्रत्येक ग्रेड के भीतर सहनशीलता ±11% है।
3.3 रंग (क्रोमैटिसिटी) ग्रेडिंग
यह रंग स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण ग्रेडिंग है। LED को CIE क्रोमैटिसिटी चार्ट पर चार (x, y) निर्देशांक बिंदुओं द्वारा परिभाषित एक विशिष्ट चतुर्भुज क्षेत्र के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
- परिभाषित बिन:Y2, W1, X1, W2। प्रत्येक बिन कोड क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर एक विशिष्ट क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है।
- विशिष्ट क्रोमैटिसिटी बिंदु (0.3100, 0.3100) इन परिभाषित क्षेत्रों के भीतर स्थित है।
- प्रत्येक ह्यू बिन (x, y निर्देशांक) के लिए सहनशीलता ±0.01 है।
यह बहुआयामी बिनिंग (VF, IV(रंग) एक ही उत्पादन बैच के एलईडी में उच्च स्तर की मेल खाने वाली विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ सुनिश्चित करते हैं, जो समान दिखावट की मांग वाले अनुप्रयोगों (जैसे बैकलाइट सरणी या स्थिति संकेतक समूह) के लिए महत्वपूर्ण है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि विशिष्ट ग्राफिकल वक्रों का उल्लेख डेटाशीट में किया गया है, उनका अर्थ मानक है।
- Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve):This curve exhibits an exponential relationship. The V specified in the datasheet at 20mAFis the operating point. A small increase in voltage leads to a large increase in current, thus requiring a current-limiting circuit (e.g., a series resistor or constant current driver) to prevent thermal runaway.
- Luminous Intensity vs. Forward Current:कार्यशील सीमा के भीतर, प्रकाश उत्पादन आमतौर पर अग्र धारा के समानुपाती होता है। हालांकि, अत्यधिक उच्च धारा पर, गर्मी में वृद्धि के कारण दक्षता कम हो सकती है।
- चमकदार तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:LED का प्रकाश उत्पादन आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। तापमान सीमा के ऊपरी सिरे (85°C) पर संचालन करने पर, इसकी चमकदार तीव्रता 25°C पर मिलने वाले मान से कम होगी। इस डीरेटिंग को थर्मल डिज़ाइन में अवश्य ध्यान में रखा जाना चाहिए।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
This device conforms to the EIA standard 0201 package outline. Key dimensions (in millimeters) are as follows:
- पैकेज लंबाई: 0.6 मिमी (सहनशीलता ±0.2 मिमी)
- पैकेज चौड़ाई: 0.3 मिमी (सहनशीलता ±0.2 मिमी)
- पैकेज ऊंचाई: 0.3 मिमी (सहनशीलता ±0.2 मिमी)
लेंस का रंग पीला होता है, जो अंतिम क्रोमैटिसिटी प्राप्त करने के लिए उत्सर्जित सफेद प्रकाश को फ़िल्टर करने के लिए उपयोग किया जाता है। कैथोड को आमतौर पर कैरियर टेप पर अंकन या विशिष्ट पैड ज्यामिति द्वारा पहचाना जाता है।
5.2 अनुशंसित PCB पैड लेआउट
इन्फ्रारेड या वेपर फेज रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त अनुशंसित पैड लेआउट प्रदान किया गया है। यह पैटर्न विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने, रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान सही सेल्फ-अलाइनमेंट और पर्याप्त यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। विशेष रूप से इस प्रकार के माइक्रो-कंपोनेंट्स के लिए, टॉम्बस्टोनिंग (कंपोनेंट का एक सिरा उठना) या खराब सोल्डर जोड़ों को रोकने में अनुशंसित पैड पैटर्न का पालन करना महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड
6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
यह घटक J-STD-020B मानक के अनुरूप लीड-मुक्त (Pb-free) इन्फ्रारेड रीफ्लो प्रक्रिया के साथ संगत है। सामान्य तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है:
- प्रीहीट:150-200°C, अधिकतम 120 सेकंड, ताकि धीरे-धीरे तापमान बढ़े और फ्लक्स सक्रिय हो।
- पीक तापमान:अधिकतम 260°C। लिक्विडस तापमान (लीड-फ्री सोल्डर के लिए आमतौर पर ~217°C) से ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए।
- कुल वेल्डिंग समय:शिखर तापमान पर अधिकतम 10 सेकंड, अधिकतम दो रीफ्लो चक्रों की अनुमति है।
ध्यान दें:इष्टतम तापमान वक्र विशिष्ट PCB असेंबली (बोर्ड मोटाई, परतों की संख्या, अन्य घटक, सोल्डर पेस्ट) पर निर्भर करता है। प्रदान किया गया वक्र लक्ष्य मान है; प्रक्रिया विशेषता आवश्यक है।
6.2 मैन्युअल सोल्डरिंग (यदि आवश्यक हो)
यदि मैन्युअल रीवर्क की आवश्यकता हो, तो अत्यधिक सावधानी बरतें:
- सोल्डरिंग आयरन तापमान:अधिकतम 300°C.
- संपर्क समय:प्रत्येक सोल्डर जोड़ अधिकतम 3 सेकंड तक होना चाहिए।
- प्रतिबंध:केवल एक वेल्डिंग चक्र की अनुमति है। इसकी ताप क्षमता बहुत कम है, आसानी से अधिक गर्म हो सकता है।
6.3 सफाई
यदि वेल्डिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन या लेंस को नुकसान से बचाने के लिए केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का ही उपयोग करना चाहिए।
- अनुशंसित:एथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल।
- प्रक्रिया:सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए भिगोएँ। जब तक पैकेजिंग सुरक्षा के लिए सत्यापित न हो, अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग न करें।
- परहेज करें:अनिर्दिष्ट या प्रबल रासायनिक सफाई एजेंट।
7. पैकेजिंग और हैंडलिंग
7.1 कैरियर टेप और रील विनिर्देश
घटक उद्योग-मानक एम्बॉस्ड कैरियर टेप में पैक किए जाते हैं, जो स्वचालित हैंडलिंग के लिए सुविधाजनक है।
- रील आयाम:7 इंच (178 मिमी) व्यास।
- कैरियर टेप की चौड़ाई:12 मिमी।
- प्रति रील मात्रा:4000 पीस (पूर्ण रील)।
- न्यूनतम ऑर्डर मात्रा (MOQ):कुछ रील 500 पीस के हैं।
- पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश के अनुरूप है। घटकों की सुरक्षा के लिए कैरियर टेप में एक कवर फिल्म होती है।
7.2 नमी संवेदनशीलता और भंडारण
प्लास्टिक पैकेज में नमी संवेदनशीलता (MSL) होती है।
- सीलबंद बैग (डेसिकेंट सहित):≤30°C और ≤70% RH स्थितियों में संग्रहित करें। सीलबंद बैग की तारीख से, शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
- बैग खोलने के बाद:\"शॉप फ्लोर लाइफ\" की गिनती शुरू होती है। ≤30°C और ≤60% RH स्थितियों में संग्रहित करें।
- क्रिटिकल विंडो:घटकों को बैग खोलने के बाद शॉप फ्लोर वातावरण के संपर्क में लाना चाहिए।168 घंटे (7 दिन)अंदर इन्फ्रारेड रिफ्लो सोल्डरिंग की जाती है।
- दीर्घकालिक भंडारण (खोला गया):सीलबंद कंटेनर में सिलिका जेल के साथ या नाइट्रोजन ड्राय कैबिनेट में संग्रहित करें।
- वर्कलाइफ से अधिक:यदि घटक 168 घंटे से अधिक समय तक वातावरण के संपर्क में रहा है, तो अवशोषित नमी को हटाने और "पॉपकॉर्न" प्रभाव (रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान पैकेज दरार) को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले कम से कम 48 घंटे के लिए लगभग 60°C पर बेक करना आवश्यक है।
8. अनुप्रयोग मार्गदर्शिका और डिजाइन विचार
8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
इसके घातांकीय I-V विशेषता के कारण, संकेतक प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए, सबसे आम ड्राइव विधि एक साधारण श्रृंखला अवरोधक का उपयोग है। अवरोधक मान (Rश्रृंखला) गणना सूत्र है: Rश्रृंखला= (Vपावर सप्लाई- VF) / IF। डेटाशीट में दिए गए अधिकतम VFमान (3.2V) का उपयोग गणना के लिए किया जाना चाहिए, ताकि कम VFवाले डिवाइस का उपयोग करने पर भी करंट 20mA से अधिक न हो। निरंतर चमक या एकाधिक एलईडी को श्रृंखला में चलाने वाले अनुप्रयोगों के लिए, कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर के उपयोग की सिफारिश की जाती है।
8.2 थर्मल मैनेजमेंट
हालांकि बिजली की खपत कम है (अधिकतम 96mW), लेकिन छोटे पैकेज की गर्मी फैलाने की क्षमता सीमित है। यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि PCB पर ताप वितरक के रूप में कार्य करने के लिए थर्मल पैड (यदि उपलब्ध हो) या सोल्डर पॉइंट से जुड़े तांबे का पर्याप्त क्षेत्र हो। थर्मल विश्लेषण किए बिना, उच्च परिवेश तापमान पर पूर्ण अधिकतम धारा (30mA DC) पर संचालन से बचना चाहिए।
8.3 ऑप्टिकल एकीकरण
110° का विस्तृत व्यूइंग एंगल इस LED को छोटे क्षेत्रों या लाइट पाइप को रोशन करने के लिए उपयुक्त बनाता है। लाइट पाइप में ऑप्टिकल कपलिंग को अनुकूलित करने के लिए, LED के उत्सर्जन पैटर्न और लाइट पाइप के स्वीकृति कोण पर विचार करना आवश्यक है। पीला लेंस एक अंतर्निहित डिफ्यूज़र/कलर फिल्टर के रूप में कार्य करता है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 5V या 3.3V लॉजिक आउटपुट से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना आवश्यक है। 5V से सीधे जोड़ने से विनाशकारी ओवरकरंट होगा। 5V पावर सप्लाई के लिए, लक्ष्य करंट 20mA, अधिकतम VFमान 3.2V का उपयोग करके गणना करें, R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (मानक 91Ω या 100Ω रेसिस्टर का उपयोग किया जा सकता है)।
प्रश्न: रंग ग्रेडिंग इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: मानव आँख सफेद बिंदु में मामूली अंतर के प्रति बहुत संवेदनशील है, खासकर जब कई एलईडी को साथ-साथ देखा जाता है। विभिन्न रंग ग्रेड के एलईडी का उपयोग करने से सरणी में ध्यान देने योग्य धब्बेदार या असमान उपस्थिति हो सकती है।
प्रश्न: यदि वेल्डिंग से पहले 168 घंटे की फ्लोर लाइफ से अधिक हो जाए तो क्या होगा?
उत्तर: अवशोषित नमी रीफ्लो सोल्डरिंग की तीव्र गर्मी प्रक्रिया के दौरान भाप में बदल सकती है, जिससे प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन के अंदर परतों का अलग होना या दरार पड़ना ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) हो सकता है, जिससे तत्काल या संभावित विफलता हो सकती है। इस नमी को दूर करने के लिए बेकिंग आवश्यक है।
प्रश्न: क्या यह एलईडी आउटडोर या ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है?
उत्तर: इसका ऑपरेटिंग तापमान रेंज (-40°C से +85°C) कई वातावरणों को कवर करता है। हालांकि, डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह "सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों" के लिए उपयुक्त है। उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं, चरम पर्यावरणीय तनाव (यूवी, नमी, थर्मल साइकिलिंग) या सुरक्षा-महत्वपूर्ण कार्यों (ऑटोमोटिव, मेडिकल, एयरोस्पेस) वाले अनुप्रयोगों के लिए, निर्माता से परामर्श करना और अतिरिक्त योग्यता प्रमाणन परीक्षण करना अनिवार्य है। इस मानक वाणिज्यिक-ग्रेड एलईडी में ऐसे उपयोगों के लिए आवश्यक विश्वसनीयता प्रमाणन नहीं हो सकता है।
10. डिज़ाइन एवं अनुप्रयोग केस स्टडी
Scenario: Status indicator light on a portable Bluetooth module
एक डिज़ाइनर एक कॉम्पैक्ट ब्लूटूथ ऑडियो मॉड्यूल डिज़ाइन कर रहा है। सर्किट बोर्ड पर स्थान अत्यंत सीमित है। उन्हें "पावर ऑन" और "पेयरिंग" स्थिति दर्शाने के लिए एक छोटे आकार, कम बिजली खपत वाले LED की आवश्यकता है।
- Component Selection:इस 0201 LED का चयन इसके बेहद छोटे बोर्ड फुटप्रिंट (0.6x0.3mm) के कारण किया गया है।
- सर्किट डिज़ाइन:मॉड्यूल को 3.7V लिथियम-आयन बैटरी द्वारा संचालित किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर पर 20mA धारा प्रदान करने वाला GPIO पिन LED को चलाएगा। श्रेणीक्रम प्रतिरोध की गणना: R = (3.7V - 2.9VTypical) / 0.02A = 40Ω. A 39Ω resistor is selected, resulting in a current of approximately 20.5mA, which meets the specification.
- PCB Layout:Use the recommended pad pattern. Employ small thermal relief connections on the pads to facilitate soldering while maintaining partial thermal connection to the ground plane for heat dissipation.
- असेंबली:संपूर्ण PCB असेंबली लीड-फ्री सोल्डर पेस्ट का उपयोग करके की गई है और JEDEC रीफ्लो तापमान प्रोफाइल का पालन किया गया है। उत्पादन लाइन पर लगाने से पहले LED को सीलबंद बैग में संग्रहित किया गया था, यह सुनिश्चित करते हुए कि वे फ्लोर लाइफ से अधिक नहीं हुए हैं।
- परिणाम:एक विश्वसनीय, चमकदार स्थिति संकेतक प्राप्त किया गया, जो न्यूनतम सर्किट बोर्ड क्षेत्र और बिजली की खपत का उपयोग करते हुए सभी डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
11. तकनीकी सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
LED एक सेमीकंडक्टर डायोड है। जब इसके सिरों पर फॉरवर्ड वोल्टेज (एनोड कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक) लगाया जाता है, तो n-प्रकार के सेमीकंडक्टर सामग्री से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार की सामग्री से होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग की गई सेमीकंडक्टर सामग्री के बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है।
इस घटक में "श्वेत" एलईडी आमतौर पर फॉस्फर कोटिंग वाले नीले या पराबैंगनी एलईडी चिप का उपयोग करके बनाई जाती है। चिप द्वारा उत्सर्जित प्राथमिक प्रकाश फॉस्फर को उत्तेजित करता है, जो तब एक व्यापक स्पेक्ट्रम में प्रकाश का पुनः उत्सर्जन करता है, और संयुक्त रूप से श्वेत प्रकाश उत्पन्न होता है। पीला लेंस निर्दिष्ट क्रोमैटिसिटी निर्देशांक प्राप्त करने के लिए श्वेत प्रकाश स्पेक्ट्रम पर इस आउटपुट को और समायोजित करता है।
12. उद्योग प्रवृत्तियाँ और पृष्ठभूमि
0201 पैकेज इलेक्ट्रॉनिक्स में लघुकरण और पीसीबी पर कार्यात्मक घनत्व के निरंतर बढ़ते रुझान का प्रतिनिधित्व करता है। जैसे-जैसे स्मार्टफोन, वियरेबल्स और IoT सेंसर जैसे उपभोक्ता उपकरण छोटे होते जा रहे हैं, अति-छोटे निष्क्रिय और सक्रिय घटकों की मांग भी बढ़ रही है।
ऐसे घटकों को प्रभावित करने वाली प्रमुख प्रवृत्तियों में शामिल हैं:
- उन्नत पैकेजिंग:छोटे फुटप्रिंट में थर्मल प्रदर्शन और विश्वसनीयता बढ़ाएँ।
- उच्च दक्षता:प्रति यूनिट विद्युत इनपुट पावर (वाट) अधिक प्रकाश आउटपुट (लुमेन) प्रदान करता है, ऊर्जा खपत और ताप उत्पादन कम करता है।
- सख्त बिनिंग:डिस्प्ले और प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों में रंग समरूपता के लिए बढ़ती मांग के साथ, क्रोमैटिसिटी और चमक ग्रेड के लिए सहनशीलता लगातार कड़ी होती जा रही है।
- स्वचालन संगतता:घटकों को उच्च गति, उच्च परिशुद्धता प्लेसमेंट मशीनों के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, और विश्वसनीय कैरियर टेप रील पैकेजिंग आपूर्ति श्रृंखला का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
यह घटक इस पारिस्थितिकी तंत्र में स्थित है, जो न केवल एक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन प्राप्त करता है, बल्कि व्यापक संकेतक और कम चमक वाले प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक प्रदर्शन मापदंड भी प्रदान करता 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 |
|---|---|---|---|
| दीप्ति 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 साधन की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आमतौर पर "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। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, अधिक मान सफेद/ठंडा प्रकाश 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 उतने ही अधिक एकसमान होंगे। | 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 ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| 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 LED श्रृंखला में जुड़े होने 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 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 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 (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक 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 प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता 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 संगति को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री के प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
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 डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन 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 फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | 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 | 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 और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी 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, 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 | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | 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 आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |