विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 Electrical and Optical Characteristics
- 3. Bin Ranking System Explanation
- 3.1 Forward Voltage (VF) Binning
- 3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) बिनिंग
- 3.3 डॉमिनेंट वेवलेंथ (WD) बिनिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 Current vs. Voltage (I-V) Characteristic
- 4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
- 4.3 Spectral Distribution
- 4.4 Temperature Dependence
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 अनुशंसित PCB लैंड पैटर्न
- 5.3 टेप और रील पैकेजिंग
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 IR रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल (लेड-फ्री)
- 6.2 हस्त सोल्डरिंग
- 6.3 सफाई
- 7. भंडारण एवं हैंडलिंग सावधानियाँ
- 7.1 नमी संवेदनशीलता
- 7.2 Floor Life and Baking
- 8. अनुप्रयोग डिजाइन विचार
- 8.1 Current Limiting
- 8.2 Thermal Management
- 8.3 Optical Design
- 9. Comparison and Differentiation
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)
- 10.1 Peak Wavelength और Dominant Wavelength में क्या अंतर है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना चला सकता हूँ?
- 10.3 भंडारण और बेकिंग की आवश्यकता क्यों है?
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 12. Technical Principle Introduction
- 13. Industry Trends
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड (LED) के लिए पूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह घटक स्वचालित मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए उपयुक्त बनाता है। इसका लघु आकार उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहाँ स्थान एक महत्वपूर्ण बाधा है। LED का निर्माण एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक तकनीक का उपयोग करके किया गया है, जो एम्बर से लाल स्पेक्ट्रम में उच्च-दक्षता प्रकाश उत्पन्न करने के लिए जानी जाती है। यहाँ शामिल विशिष्ट प्रकार पीला प्रकाश उत्सर्जित करता है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
इस LED के प्राथमिक लाभों में इसका कॉम्पैक्ट आकार, मानक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगतता, और अवरक्त (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए इसकी उपयुक्तता शामिल है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में मानक हैं। यह RoHS अनुपालन करता है, पर्यावरणीय नियमों को पूरा करता है। डिवाइस को 8mm टेप पर पैक किया गया है जो 7-इंच व्यास के रीलों पर लपेटा गया है, जो उत्पादन लाइनों में कुशल हैंडलिंग की सुविधा प्रदान करता है।
इसके लक्षित अनुप्रयोग व्यापक हैं, जिनमें स्टेटस इंडिकेटर्स, फ्रंट पैनलों के लिए बैकलाइटिंग, और विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सिग्नल या प्रतीक प्रकाश शामिल हैं। विशिष्ट अंतिम-उपयोग बाजारों में दूरसंचार उपकरण (जैसे, कॉर्डलेस और सेलुलर फोन), ऑफिस ऑटोमेशन उपकरण (जैसे, नोटबुक कंप्यूटर), नेटवर्क सिस्टम, घरेलू उपकरण और इनडोर साइनेज शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
उचित सर्किट डिजाइन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए विद्युत और प्रकाशीय विशेषताओं की गहन समझ आवश्यक है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन्हें 25°C के परिवेश तापमान (Ta) पर निर्दिष्ट किया गया है।
- Power Dissipation (Pd): 72 mW. यह एलईडी पैकेज द्वारा अपनी तापीय सीमाओं को पार किए बिना ऊष्मा के रूप में व्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति की मात्रा है।
- Continuous Forward Current (IF): 30 mA DC. अधिकतम स्थिर-अवस्था धारा जो लागू की जा सकती है।
- पीक फॉरवर्ड करंट: 80 mA. यह केवल 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms के पल्स विड्थ वाली पल्स्ड स्थितियों में ही अनुमेय है। डीसी करंट रेटिंग से अधिक होना, यहां तक कि थोड़े समय के लिए भी, ओवरहीटिंग का कारण बन सकता है।
- ऑपरेटिंग तापमान रेंज: -40°C से +85°C. वह परिवेश तापमान सीमा जिसमें डिवाइस के कार्य करने की गारंटी है।
- भंडारण तापमान सीमा: -40°C से +100°C. डिवाइस के बंद रहने पर भंडारण के लिए तापमान सीमा।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
जब तक अन्यथा न कहा गया हो, ये विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर Ta=25°C और 20mA की अग्र धारा (IF) पर मापे गए हैं।
- Luminous Intensity (Iv): 180 mcd (न्यूनतम) से 450 mcd (अधिकतम) तक की सीमा में होता है, जिसमें एक विशिष्ट मान उसी सीमा के भीतर होता है। तीव्रता को मानव आँख की फोटोपिक प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर का उपयोग करके मापा जाता है।
- दृश्य कोण (2θ1/2): 110 डिग्री (विशिष्ट)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता केंद्रीय अक्ष पर मापे गए अपने मान की आधी हो जाती है। 110-डिग्री का कोण एक विस्तृत दृश्य पैटर्न को दर्शाता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp): लगभग 591 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय आउटपुट सबसे मजबूत होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 584.5 nm और 594.5 nm के बीच निर्दिष्ट। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख द्वारा रंग (पीला) परिभाषित करने वाला माना जाता है। प्रति बिन सहनशीलता ±1 nm है।
- Spectral Line Half-Width (Δλ): लगभग 15 nm. यह वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; एक छोटा मान अधिक एकवर्णी प्रकाश का संकेत देता है।
- Forward Voltage (VF): 20mA पर 1.8V (न्यूनतम) से 2.4V (अधिकतम) तक होता है। विशिष्ट मान इस सीमा के भीतर होता है। एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना वास्तविक VF और आपूर्ति वोल्टेज के आधार पर की जानी चाहिए।
- रिवर्स करंट (IR): 5V के रिवर्स वोल्टेज (VR) लगाने पर अधिकतम 10 μA। यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
3. Bin Ranking System Explanation
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। डिजाइनर अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुरूप बिन निर्दिष्ट कर सकते हैं।
3.1 Forward Voltage (VF) Binning
इकाइयाँ: वोल्ट @ 20mA. प्रति बिन सहनशीलता: ±0.10V.
- बिन D2: 1.8V (न्यूनतम) से 2.0V (अधिकतम)
- बिन D3: 2.0V (न्यूनतम) से 2.2V (अधिकतम)
- Bin D4: 2.2V (न्यूनतम) से 2.4V (अधिकतम)
3.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) बिनिंग
Units: millicandelas (mcd) @ 20mA. Tolerance per bin: ±11%.
- Bin S1: 180 mcd (Min) to 224 mcd (Max)
- Bin S2: 224 mcd (Min) to 280 mcd (Max)
- Bin T1: 280 mcd (Min) to 355 mcd (Max)
- Bin T2: 355 mcd (Min) to 450 mcd (Max)
3.3 डॉमिनेंट वेवलेंथ (WD) बिनिंग
इकाई: नैनोमीटर (nm) @ 20mA. प्रति बिन सहनशीलता: ±1 nm.
- बिन H: 584.5 nm (Min) से 587.0 nm (Max)
- Bin J: 587.0 nm (Min) से 589.5 nm (Max)
- Bin K: 589.5 nm (Min) से 592.0 nm (Max)
- Bin L: 592.0 nm (Min) से 594.5 nm (Max)
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करता है.
4.1 Current vs. Voltage (I-V) Characteristic
एक AlInGaP LED के लिए I-V वक्र एक फॉरवर्ड वोल्टेज दर्शाता है जो अपेक्षाकृत स्थिर होता है लेकिन जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ थोड़ा बढ़ जाता है। यह वक्र टर्न-ऑन वोल्टेज के निकट घातांकीय होता है, जो उच्च धाराओं पर अधिक रैखिक हो जाता है। डिजाइनर इसका उपयोग गतिशील प्रतिरोध निर्धारित करने और शक्ति क्षय का मॉडल बनाने के लिए करते हैं।
4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
यह संबंध सामान्यतः अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट रेंज (30mA तक) के भीतर रैखिक होता है। करंट बढ़ने से प्रकाश उत्पादन बढ़ता है, लेकिन ऊष्मा उत्पादन भी बढ़ता है। निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग से परे संचालन से दक्षता में गिरावट (प्रति वाट प्रकाश उत्पादन में कमी) और त्वरित क्षरण होता है।
4.3 Spectral Distribution
स्पेक्ट्रल आउटपुट कर्व लगभग 591 nm (पीक) पर केंद्रित होता है, जिसकी विशिष्ट हाफ-विड्थ 15 nm होती है। प्रभावी तरंगदैर्ध्य, जो दृश्य रंग को परिभाषित करता है, बिन रेंज के भीतर आएगा (उदाहरण के लिए, Bin K के लिए 589.5-592.0 nm)। स्पेक्ट्रम अपेक्षाकृत संकीर्ण है, जो AlInGaP सामग्री की विशेषता है, जिसके परिणामस्वरूप संतृप्त पीला रंग प्राप्त होता है।
4.4 Temperature Dependence
प्रमुख पैरामीटर तापमान से प्रभावित होते हैं:
- Forward Voltage (VF): जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। इसमें एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, आमतौर पर AlInGaP के लिए लगभग -2 mV/°C।
- Luminous Intensity (Iv): तापमान बढ़ने के साथ भी घटता है। उच्च परिवेशी तापमान पर काम करने वाले अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त चमक सुनिश्चित करने हेतु डीरेटिंग वक्र महत्वपूर्ण है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): तापमान के साथ थोड़ा स्थानांतरित हो सकता है, आमतौर पर लंबी तरंग दैर्ध्य (रेड शिफ्ट) की ओर।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
LED एक मानक सतह-माउंट पैकेज में रखा गया है। मुख्य आयाम (मिलीमीटर में) हैं:
- लंबाई: 3.2 मिमी (सहनशीलता ±0.2 मिमी)
- Width: 2.8 mm (tolerance ±0.2 mm)
- Height: 1.9 mm (tolerance ±0.2 mm)
5.2 अनुशंसित PCB लैंड पैटर्न
विश्वसनीय सोल्डरिंग के लिए, PCB पैड डिज़ाइन महत्वपूर्ण है। अनुशंसित पैटर्न में एनोड और कैथोड के लिए दो आयताकार पैड शामिल हैं, जिनका आकार यांत्रिक शक्ति और विद्युत कनेक्शन के लिए पर्याप्त सोल्डर फिलेट प्रदान करते हुए सोल्डर ब्रिजिंग को रोकने के लिए निर्धारित किया गया है। यह पैड डिज़ाइन इन्फ्रारेड और वेपर फेज़ रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं दोनों के लिए अनुकूलित है।
5.3 टेप और रील पैकेजिंग
घटक एक सुरक्षात्मक कवर टेप के साथ उभरे हुए वाहक टेप में आपूर्ति किए जाते हैं। प्रमुख विशिष्टताएँ:
- वाहक टेप चौड़ाई: 8 मिमी
- रील व्यास: 7 इंच (178 मिमी)
- प्रति रील मात्रा: 4,000 टुकड़े
- न्यूनतम ऑर्डर मात्रा: शेष रीलों के लिए 500 टुकड़े
- पॉकेट पिच: आयामी चित्र के अनुसार
- मानक: ANSI/EIA-481 विनिर्देशों के अनुरूप।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 IR रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल (लेड-फ्री)
यह डिवाइस लेड-फ्री (Pb-free) सोल्डर प्रक्रियाओं के साथ संगत है। J-STD-020 के अनुरूप एक अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल में शामिल है:
- प्रीहीट: अधिकतम 120 सेकंड में परिवेशी तापमान से 150-200°C तक रैंप करें।
- सोक/सक्रियण: फ्लक्स सक्रियण और तापमान समीकरण के लिए 150-200°C के बीच बनाए रखें।
- रीफ्लो: 260°C से अधिक न होने वाले शिखर तापमान तक रैंप करें। 217°C (SnAgCu सोल्डर के लिए लिक्विडस) से ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए।
- कूलिंग: नियंत्रित शीतलन चरण।
6.2 हस्त सोल्डरिंग
यदि मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए:
- Soldering Iron Temperature: Maximum 300°C.
- Soldering Time per Lead: Maximum 3 seconds.
- Attempts: Only one soldering attempt per pad is recommended to avoid thermal stress.
6.3 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो प्लास्टिक लेंस या पैकेज को नुकसान से बचाने के लिए केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट्स का ही उपयोग करना चाहिए। स्वीकार्य क्लीनर में एथिल अल्कोहल या आइसोप्रोपाइल अल्कोहल शामिल हैं। LED को सामान्य तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए डुबोया जाना चाहिए। हानिकारक रासायनिक क्लीनर से बचना चाहिए।
7. भंडारण एवं हैंडलिंग सावधानियाँ
7.1 नमी संवेदनशीलता
The plastic LED package is moisture-sensitive. As delivered in a sealed moisture-barrier bag (MBB) with desiccant, it has a shelf life of one year when stored at ≤30°C and ≤70% RH. Once the original bag is opened, the components are exposed to ambient humidity.
7.2 Floor Life and Baking
- फ्लोर लाइफ: MBB खोलने के बाद, घटकों को ≤30°C और ≤60% RH की स्थितियों में 168 घंटे (7 दिन) के भीतर IR रीफ्लो सोल्डरिंग के अधीन किया जाना चाहिए।
- विस्तारित भंडारण: MBB के बाहर 168 घंटे से अधिक समय तक भंडारण के लिए, घटकों को डिसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में या नाइट्रोजन डिसिकेटर में संग्रहीत किया जाना चाहिए।
- बेकिंग: यदि 168-घंटे की फ्लोर लाइफ पार हो जाती है, तो सोल्डरिंग से पहले नमी हटाने और "पॉपकॉर्निंग" (रीफ्लो के दौरान पैकेज क्रैकिंग) को रोकने के लिए बेक-आउट आवश्यक है। अनुशंसित बेक स्थिति: कम से कम 48 घंटे के लिए 60°C।
8. अनुप्रयोग डिजाइन विचार
8.1 Current Limiting
फॉरवर्ड करंट को एक सुरक्षित मान तक सीमित करने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला अनिवार्य है, आमतौर पर इष्टतम प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए 20mA। रोकनेवाला मान (R) ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired। यह सुनिश्चित करने के लिए कि करंट सीमा से अधिक न हो, वर्स्ट-केस डिज़ाइन के लिए डेटाशीट (2.4V) से अधिकतम VF का उपयोग करें।
8.2 Thermal Management
हालांकि शक्ति क्षय कम है (अधिकतम 72 mW), उचित थर्मल डिज़ाइन LED के जीवनकाल को बढ़ाता है और चमक बनाए रखता है। सुनिश्चित करें कि PCB में LED पैड से जुड़ा पर्याप्त तांबे का क्षेत्र है जो हीट सिंक का कार्य करे। LED को अन्य ऊष्मा उत्पन्न करने वाले घटकों के निकट रखने से बचें। उच्च परिवेश तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए, अधिकतम फॉरवर्ड करंट को डीरेट करें।
8.3 Optical Design
110-डिग्री का चौड़ा व्यूइंग एंगल इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक दृश्यता की आवश्यकता होती है। केंद्रित या निर्देशित प्रकाश के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस, लाइट गाइड) की आवश्यकता हो सकती है। वाटर-क्लियर लेंस AlInGaP चिप के आंतरिक पीले रंग को सीधे देखने की अनुमति देता है।
9. Comparison and Differentiation
अन्य पीले एलईडी प्रौद्योगिकियों की तुलना में:
- vs. Traditional GaAsP: AlInGaP पारंपरिक GaAsP की तुलना में काफी अधिक चमकदार दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक चमकदार और अधिक सुसंगत प्रकाश उत्पादन होता है।
- vs. Phosphor-Converted White/Yellow: यह एक प्रत्यक्ष-उत्सर्जन अर्धचालक है, इसलिए इसका स्पेक्ट्रम संकीर्ण (अधिक संतृप्त रंग) होता है और समय के साथ फॉस्फर क्षरण से प्रभावित नहीं होता है।
- मुख्य लाभ: एक मानक EIA पैकेज फुटप्रिंट, लीड-मुक्त रीफ्लो के साथ संगतता, और एक लघु आकार में उच्च चमक का संयोजन इसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक बहुमुखी विकल्प बनाता है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)
10.1 Peak Wavelength और Dominant Wavelength में क्या अंतर है?
पीक वेवलेंथ (λp) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जहां एलईडी सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करती है। डॉमिनेंट वेवलेंथ (λd) सीआईई कलरिमेट्रिक प्रणाली पर आधारित एक परिकलित मान है जो उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जिसे मानव आंख रंग के रूप में अनुभव करता है। इस पीले एलईडी जैसे एकवर्णी स्रोत के लिए, वे करीब हैं लेकिन समान नहीं हैं। रंग मिलान से संबंधित डिजाइनरों को डॉमिनेंट वेवलेंथ बिन का उपयोग करना चाहिए।
10.2 क्या मैं इस LED को करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना चला सकता हूँ?
नहीं। एलईडी एक डायोड है जिसकी I-V विशेषता गैर-रैखिक होती है। इसे सीधे उसके फॉरवर्ड वोल्टेज से अधिक वोल्टेज स्रोत से जोड़ने पर करंट अनियंत्रित रूप से बढ़ेगा, जो तेजी से अधिकतम रेटिंग से अधिक होकर डिवाइस को नष्ट कर देगा। एक श्रृंखला रेसिस्टर या स्थिर-धारा ड्राइवर हमेशा आवश्यक होता है।
10.3 भंडारण और बेकिंग की आवश्यकता क्यों है?
एलईडी पैकेज में प्रयुक्त प्लास्टिक एपॉक्सी हवा से नमी अवशोषित कर सकता है। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो सकती है, जिससे आंतरिक दबाव बनता है जो पैकेज को विस्तारित कर सकता है या डाई को तोड़ सकता है ("पॉपकॉर्निंग")। भंडारण और बेकिंग प्रक्रियाएं इस विफलता मोड को रोकने के लिए नमी सामग्री को नियंत्रित करती हैं।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
Scenario: 3.3V रेल द्वारा संचालित एक पोर्टेबल डिवाइस के लिए एक स्थिति संकेतक डिजाइन करना।
- वर्तमान चयन: चमक और बिजली की खपत के बीच अच्छा संतुलन के लिए 20mA चुनें।
- प्रतिरोधक गणना: सबसे खराब स्थिति VF (अधिकतम) = 2.4V का उपयोग करते हुए। R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 ओम। निकटतम मानक मान 47 ओम है। वास्तविक धारा पुनर्गणना: I = (3.3V - 2.2V_Typ) / 47 = ~23.4mA (सुरक्षित)।
- PCB लेआउट: एलईडी के निकट 47Ω रेसिस्टर रखें। अनुशंसित लैंड पैटर्न का उपयोग करें। ताप अपव्यय के लिए एलईडी के नीचे एक छोटा कॉपर पोर प्रदान करें।
- विनिर्माण: सुनिश्चित करें कि असेंबली हाउस लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल दिशानिर्देशों का पालन करता है। यदि 168 घंटे के भीतर उपयोग नहीं किया जाता है, तो खुले रील्स को एक शुष्क कैबिनेट में रखें।
12. Technical Principle Introduction
यह LED एक सब्सट्रेट पर उगाए गए एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक पदार्थ पर आधारित है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। AlInGaP जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक में, यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक पदार्थ की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है, जिसे क्रिस्टल विकास प्रक्रिया के दौरान एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस के अनुपात को समायोजित करके इंजीनियर किया जाता है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, प्रकाश उत्पादन को आकार देता है और प्रकाश निष्कर्षण को बढ़ाता है।
13. Industry Trends
संकेतक अनुप्रयोगों के लिए एसएमडी एलईडी में प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति एमए अधिक प्रकाश उत्पादन), डिजाइन लचीलेपन में वृद्धि के लिए छोटे पैकेज आकार और कठोर परिस्थितियों (उच्च तापमान, आर्द्रता) के तहत बेहतर विश्वसनीयता की ओर बनी हुई है। उपभोक्ता उत्पादों में अधिक सुसंगत सौंदर्य परिणाम सक्षम करने के लिए रंग और चमक के लिए सख्त बिनिंग सहनशीलता पर भी ध्यान केंद्रित किया गया है। लघुकरण का प्रयास चिप-स्केल पैकेज (सीएसपी) एलईडी के विकास को आगे बढ़ाता है, हालांकि इस तरह के मानक पैकेज लागत-संवेदनशील, उच्च-मात्रा वाले अनुप्रयोगों के लिए अपनी परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाओं और मौजूदा असेंबली बुनियादी ढांचे के साथ संगतता के कारण प्रमुख बने हुए हैं।
LED Specification Terminology
एलईडी तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं, यह निर्धारित करता है। |
| Viewing Angle | ° (degrees), e.g., 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे स्वर को दर्शाते हैं। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| SDCM | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एलईडी के एक ही बैच में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम LED के रंग का निर्धारण करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | Current value for normal LED operation. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | कम अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग मंद प्रकाश या चमक के लिए किया जाता है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय, रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगा समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक बनाए रखने को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री का क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग कंटेंट | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | कोड उदाहरण के लिए, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit. | Driver matching ko sahaj banata hai, system efficiency ko sudhaarta hai. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | Long-term lighting at constant temperature, recording brightness decay. | Used to estimate LED life (with TM-21). |
| TM-21 | Life estimation standard | Estimates life under actual conditions based on LM-80 data. | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करता है कि कोई हानिकारक पदार्थ (सीसा, पारा) न हों। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में प्रयुक्त, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |