सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 प्रकाश तीव्रता श्रेणीकरण
- 3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य श्रेणीकरण
- 3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता और अग्र धारा संबंध
- 4.2 Forward Current Derating Curve
- 4.3 Spectral Distribution
- 4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज और फॉरवर्ड करंट संबंध
- 4.5 विकिरण पैटर्न
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 6.2 भंडारण और संचालन संबंधी सावधानियां
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 टेपिंग एवं रील विनिर्देश
- 7.2 लेबल विवरण
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 What is the difference between peak wavelength and dominant wavelength?
- 10.2 Can I drive this LED with 30mA?
- 10.3 नीले LED का फॉरवर्ड वोल्टेज लाल LED से अधिक क्यों होता है?
- 10.4 ऑर्डर करते समय ग्रेड कोड की व्याख्या कैसे करें?
- 11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. तकनीकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ 67-22/R6BHC-B07/2T की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तार से वर्णन करता है, जो P-LCC-4 पैकेज में आने वाला, एकीकृत आंतरिक रिफ्लेक्टर कप के साथ एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है। यह घटक उच्च चमक आउटपुट और व्यापक देखने के कोण प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो स्पष्ट दृश्य संकेत या समान बैकलाइटिंग की मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श विकल्प है। उत्पाद दो अलग-अलग चिप प्रकार प्रदान करता है: R6 (चमकदार लाल) और BH (नीला), दोनों को रंगहीन पारदर्शी रेजिन विंडो के भीतर एनकैप्सुलेटेड किया गया है। इसका डिज़ाइन प्रकाश उत्पादन दक्षता और दिशात्मकता को बढ़ाने के लिए एक आंतरिक परावर्तक का उपयोग करता है।
इस LED के मुख्य लाभों में स्वचालित पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगतता, वेपर फेज़ रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए उपयुक्तता, और उच्च मात्रा वाले उत्पादन को समायोजित करने के लिए टेप और रील पैकेजिंग की पेशकश शामिल है। यह एक लीड-फ्री घटक है और प्रासंगिक पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करता है। प्राथमिक लक्षित बाजार दूरसंचार उपकरण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक नियंत्रण पैनल हैं, जहां यह एक विश्वसनीय सूचक प्रकाश, एलसीडी और स्विच के लिए बैकलाइट स्रोत, या लाइट गाइड पाइप असेंबली के लिए प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य कर सकता है।
2. तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
डिवाइस की परिचालन सीमाएँ विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों (Ta=25°C) में परिभाषित की गई हैं। इन रेटिंग से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):अधिकतम 5V। यह सर्किट सुरक्षा का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है; इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से LED जंक्शन क्षतिग्रस्त हो सकता है।
- फॉरवर्ड करंट (IF):निरंतर DC फॉरवर्ड करंट रेटिंग चिप के अनुसार भिन्न होती है: R6 (लाल) के लिए 50 mA, BH (नीला) के लिए 25 mA। डेटाशीट में निर्दिष्ट विशिष्ट ऑपरेटिंग स्थिति 20mA है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):दोनों चिप्स 100 mA के हैं और निर्दिष्ट ड्यूटी साइकिल पर पल्स ऑपरेशन के लिए उपयुक्त हैं।
- पावर डिसिपेशन (Pd):R6 120 mW है, और BH 95 mW है। यह पैरामीटर, थर्मल प्रतिरोध (अंतर्निहित) के साथ मिलकर, किसी दिए गए थर्मल स्थिति में अधिकतम अनुमेय शक्ति निर्धारित करता है।
- तापमान सीमा:ऑपरेटिंग तापमान (Topr) -40°C से +85°C है; भंडारण तापमान (Tstg) -40°C से +90°C है।
- सोल्डरिंग तापमान:यह घटक 260°C के शिखर तापमान पर अधिकतम 10 सेकंड के लिए रिफ्लो वेल्डिंग, या 350°C पर अधिकतम 3 सेकंड के लिए हैंड वेल्डिंग का सामना कर सकता है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
Ta=25°C और IF=20mA की स्थिति में मुख्य प्रदर्शन संकेतक मापे गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।
- चमकदार तीव्रता (Iv):R6 और BH चिप दोनों की सीमा न्यूनतम 90 mcd से अधिकतम 225 mcd तक है। विशिष्ट मान इस ग्रेडिंग सीमा के भीतर हैं।
- देखने का कोण (2θ1/2):पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम आमतौर पर 120 डिग्री होती है, जो बहुत व्यापक उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करती है और बड़े क्षेत्रों को रोशन करने के लिए आदर्श है।
- तरंगदैर्ध्य:
- R6 (लाल):पीक वेवलेंथ (λp) आमतौर पर 632 nm होती है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) की रेंज 621 nm से 631 nm तक होती है।
- BH (नीला):पीक वेवलेंथ (λp) आमतौर पर 468 nm होती है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) की रेंज 466.5 nm से 471.5 nm तक होती है।
- स्पेक्ट्रल रेडिएशन बैंडविड्थ (Δλ):R6 लगभग 20 nm है, BH लगभग 25 nm है, जो उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को परिभाषित करता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):
- R6 (लाल):20mA पर, रेंज 1.75V से 2.35V तक है।
- BH (नीला):20mA पर, रेंज 2.9V से 3.7V तक है। यह उच्च फॉरवर्ड वोल्टेज InGaN आधारित नीले LED की विशिष्ट विशेषता है।
- रिवर्स करंट (IR):5V रिवर्स बायस लगाने पर, अधिकतम 10 μA।
सहनशीलता विवरण:डेटाशीट निर्माण सहनशीलताएँ निर्दिष्ट करती है: ल्यूमिनस तीव्रता (±11%), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (±1nm), और फॉरवर्ड वोल्टेज (±0.1V)। ये डिज़ाइन स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है।
3.1 प्रकाश तीव्रता श्रेणीकरण
IF=20mA पर मापने पर, R6 और BH चिप दोनों को चार तीव्रता ग्रेड (Q2, R1, R2, S1) में वर्गीकृत किया जाता है। ये ग्रेड न्यूनतम और अधिकतम मान परिभाषित करते हैं, जो डिजाइनरों को मानक चमक (Q2: 90-112 mcd) से उच्च चमक (S1: 180-225 mcd) तक, अपने अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त चमक स्तर चुनने की अनुमति देते हैं।
3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य श्रेणीकरण
R6 (लाल) चिप के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य को दो कोड में विभाजित किया गया है: FF1 (621-626 nm) और FF2 (626-631 nm)। यह विशिष्ट लाल रंगत का चयन करने की अनुमति देता है। BH (नीली) चिप में एक संकीर्ण निर्दिष्ट सीमा (466.5-471.5 nm) होती है, जो नीली तरंगदैर्ध्य आउटपुट में उच्च स्थिरता को दर्शाती है।
3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग
Forward voltage is also binned to assist circuit design, particularly for current-limiting resistor calculation and power supply design.
- R6 (लाल):Bins 0 (1.75-1.95V), 1 (1.95-2.15V), and 2 (2.15-2.35V).
- BH (नीला):गियर 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V) और 14 (3.50-3.70V)।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट R6 और BH दोनों मॉडलों के लिए विभिन्न परिस्थितियों में प्रदर्शन की गहन समझ के लिए विशेषता वक्र प्रदान करती है।
4.1 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता और अग्र धारा संबंध
यह वक्र दर्शाता है कि निर्धारित धारा तक पहुँचने से पहले, अग्र धारा और प्रकाश उत्पादन के बीच लगभग रैखिक संबंध होता है। यह पुष्टि करता है कि 20mA दोनों रंगों के लिए रैखिक क्षेत्र में एक मानक कार्य बिंदु है। LED को उच्च धारा पर चलाने से उत्पादन बढ़ता है, लेकिन यह जंक्शन तापमान भी बढ़ाता है और प्रकाश क्षय को तेज करता है।
4.2 Forward Current Derating Curve
यह ग्राफ थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। यह अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान (Ta) के बीच संबंध दर्शाता है। Ta बढ़ने के साथ, अधिकतम अनुमत करंट रैखिक रूप से घटता है। उच्च तापमान वाले वातावरण (जैसे +85°C) में विश्वसनीय संचालन के लिए, फॉरवर्ड करंट को उसके 25°C रेटेड मान से काफी कम करना आवश्यक है।
4.3 Spectral Distribution
स्पेक्ट्रोग्राम सामान्यीकृत विकिरण शक्ति और तरंग दैर्ध्य के बीच संबंध दर्शाता है। R6 वक्र 632 nm पर केंद्रित है, जिसमें एक विशिष्ट बैंडविड्थ है, जबकि BH वक्र 468 nm पर केंद्रित है। ये ग्राफ़ विशिष्ट स्पेक्ट्रल सामग्री के प्रति संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी हैं।
4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज और फॉरवर्ड करंट संबंध
यह IV विशेषता वक्र एक विशिष्ट डायोड घातीय संबंध प्रदर्शित करता है। वोल्टेज करंट के लघुगणक के साथ बढ़ता है। यह वक्र LED के गतिशील प्रतिरोध को समझने में सहायक है, जो कुशल ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4.5 विकिरण पैटर्न
ध्रुवीय आरेख एक विशिष्ट 120° देखने के कोण का सहज प्रतिनिधित्व करता है। तीव्रता को शिखर (अक्षीय) मान पर सामान्यीकृत किया गया है। यह आरेख एक लैम्बर्टियन वितरण के समान पैटर्न दिखाता है, जो विसरित लेंस या परावर्तक वाले LED में आम है, जो विस्तृत, समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
LED is packaged in a P-LCC-4 (Plastic Leaded Chip Carrier, 4-pin) package. The detailed dimension drawing specifies overall dimensions, lead pitch, and cavity details. Key dimensions include pad size, which is crucial for PCB pad design. The package incorporates a built-in reflector cup surrounding the LED chip to collimate light and enhance forward luminous intensity. The anode and cathode are clearly marked on the package diagram.
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
विस्तृत लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है। महत्वपूर्ण चरणों में शामिल हैं:
- प्रीहीट:150-200°C, 60-120 सेकंड की अवधि, अधिकतम तापन दर 3°C/सेकंड।
- रीफ्लो (लिक्विडस तापमान से ऊपर):217°C से अधिक तापमान का समय 60-150 सेकंड होना चाहिए। शिखर तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और शिखर तापमान ±5°C के भीतर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए।
- कूलिंग:अधिकतम शीतलन दर 6°C/सेकंड।
महत्वपूर्ण सूचना:पैकेज और बॉन्डिंग तारों को थर्मल स्ट्रेस क्षति से बचाने के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।
6.2 भंडारण और संचालन संबंधी सावधानियां
- आर्द्रता संवेदनशीलता:यह घटक एक नमी-रोधी थैले में सिलिका जेल सहित पैक किया गया है। घटक का उपयोग करने की तैयारी से पहले थैला न खोलें। खोलने के बाद, ≤30°C और ≤60% RH पर इसकी फ्लोर लाइफ 168 घंटे है।
- बेकिंग:यदि भंडारण समय से अधिक हो जाता है या ड्रायर इंडिकेटर का रंग बदल जाता है, तो "पॉपकॉर्न" प्रभाव (स्टीम प्रेशर के कारण पैकेज क्रैकिंग) को रोकने के लिए रिफ्लो से पहले 60 ±5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग की आवश्यकता होती है।
- करंट प्रोटेक्शन:बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग अनिवार्य है। LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है; फॉरवर्ड वोल्टेज में मामूली बदलाव से करंट में भारी बदलाव आ सकता है, जिससे तात्कालिक विफलता हो सकती है।
- Mechanical Stress:Avoid applying mechanical stress to the LED body during the soldering process.
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
7.1 टेपिंग एवं रील विनिर्देश
उत्पाद 8mm कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किया जाता है, जो एक मानक रील पर लपेटा हुआ है। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। स्वचालित असेंबली उपकरण फीडर के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए कैरियर टेप पॉकेट आयाम और रील आयामों का विस्तृत चित्र प्रदान किया गया है।
7.2 लेबल विवरण
रील लेबल में कई कोड शामिल होते हैं:
- P/N:निर्माता भाग संख्या (67-22/R6BHC-B07/2T).
- QTY:रील पर भागों की संख्या।
- CAT, HUE, REF:क्रमशः चमक तीव्रता ग्रेडिंग, प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग और फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग के लिए कोड।
- LOT No:ट्रेस करने योग्य बैच नंबर।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- दूरसंचार उपकरण:राउटर, मॉडेम, टेलीफोन और फैक्स मशीन पर स्थिति संकेतक।
- LCD बैकलाइट:घरेलू उपकरणों, उपकरणों और हाथ में रखे जाने वाले उपकरणों में छोटे मोनोक्रोम या रंगीन LCD डिस्प्ले के लिए साइड-लाइट या डायरेक्ट-लाइट बैकलाइट।
- स्विच और प्रतीक प्रकाश:फिल्म स्विच, कीबोर्ड और पैनल पहचान के लिए बैकलाइटिंग।
- लाइट गाइड ट्यूब अनुप्रयोग:एक एक्रिलिक या पीसी लाइट गाइड ट्यूब के प्रकाश स्रोत के रूप में, प्रकाश को पीसीबी से फ्रंट पैनल या डिस्प्ले तक संचारित करना।
- सामान्य स्थिति संकेतक:विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में पावर, एक्टिविटी, अलार्म या मोड संकेतक।
8.2 डिज़ाइन विचार
- वर्तमान सीमा:श्रृंखला अवरोधक का उपयोग करना अनिवार्य है। अवरोधक मान की गणना सूत्र R = (Vsupply - Vf) / If का उपयोग करके करें, जहां Vf को अधिकतम स्तर मान (उदाहरण के लिए, R6 के लिए 2.35V, BH के लिए 3.7V) चुनना चाहिए, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बिजली आपूर्ति वोल्टेज सहिष्णुता और Vf भिन्नता की स्थिति में भी, धारा कभी भी 20mA के रूढ़िवादी डिजाइन से अधिक न हो।
- ताप प्रबंधन:उच्च परिवेश तापमान या अधिकतम धारा के निकट निरंतर संचालन के मामलों में, PCB लेआउट पर विचार करना आवश्यक है। एलईडी के थर्मल पैड (यदि उपलब्ध हो) या कैथोड पिन से पर्याप्त कॉपर फॉयल का उपयोग करें, ताकि यह हीट सिंक का कार्य कर सके।
- प्रकाशीय डिजाइन:120° के विस्तृत देखने के कोण के लिए विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए प्रकाश पुंज को आकार देने के लिए लाइट गाइड ट्यूब, डिफ्यूज़र या लेंस की आवश्यकता हो सकती है। एकीकृत परावर्तक अच्छी आगे की तीव्रता प्रदान करते हैं, लेकिन अत्यंत संकीर्ण बीम आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त नहीं हो सकते हैं।
- ESD सुरक्षा:हालांकि कोई स्पष्ट ESD ग्रेड नहीं है, लेकिन सेमीकंडक्टर जंक्शन को संभावित क्षति से बचाने के लिए असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD ऑपरेटिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
मानक SMD LED जिसमें कोई एकीकृत रिफ्लेक्टर नहीं होता है, की तुलना में, रिफ्लेक्टर कप के प्रकाश एकत्रीकरण प्रभाव के कारण, यह घटक समान ड्राइव करंट पर काफी अधिक फॉरवर्ड ल्यूमिनस इंटेंसिटी प्रदान करता है। P-LCC-4 पैकेजिंग चिप-स्केल पैकेजिंग की तुलना में अधिक मजबूत यांत्रिक संरचना प्रदान करती है और आमतौर पर इसके पिन के माध्यम से बेहतर थर्मल प्रदर्शन प्रदान करती है। अनग्रेडेड या चौड़ी ग्रेडिंग वाले LED की तुलना में, विस्तृत इंटेंसिटी, वेवलेंथ और वोल्टेज ग्रेडिंग जानकारी प्रदान करने से अधिक कठोर सिस्टम डिजाइन और बेहतर अंतिम उत्पाद स्थिरता प्राप्त की जा सकती है। चौड़े व्यूइंग एंगल और अच्छी तीव्रता के संयोजन के कारण, यह उन अनुप्रयोगों के लिए एक बहुमुखी विकल्प है जिन्हें ऑफ-एक्सिस कोण दृश्यता और चमकदार अक्षीय प्रदर्शन दोनों की आवश्यकता होती है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 What is the difference between peak wavelength and dominant wavelength?
शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर वितरण अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) वह मोनोक्रोमैटिक प्रकाश तरंगदैर्ध्य है जो LED प्रकाश की अनुभूत कलर से सबसे अच्छा मेल खाता है। डिज़ाइन उद्देश्यों के लिए, विशेष रूप से कलर-संवेदनशील अनुप्रयोगों में, प्रमुख तरंगदैर्ध्य और उसका बिनिंग अधिक प्रासंगिक होता है।
10.2 Can I drive this LED with 30mA?
हालांकि निरंतर फॉरवर्ड करंट की पूर्ण अधिकतम रेटिंग 50mA (R6) या 25mA (BH) है, लेकिन ऑप्टोइलेक्ट्रिक विशेषताएँ 20mA पर निर्दिष्ट की गई हैं। 30mA पर ड्राइव करने से अधिक प्रकाश उत्पन्न होगा, लेकिन इससे बिजली की खपत, जंक्शन तापमान भी बढ़ेगा और ल्यूमेन रखरखाव में गिरावट तेज हो सकती है। डेरेटिंग कर्व्स का संदर्भ लेना और यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि जंक्शन तापमान सुरक्षित सीमा के भीतर रहे। दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए, 20mA की विशिष्ट स्थिति का पालन करने की सलाह दी जाती है।
10.3 नीले LED का फॉरवर्ड वोल्टेज लाल LED से अधिक क्यों होता है?
यह मूलभूत अर्धचालक सामग्री द्वारा निर्धारित होता है। R6 लाल LED AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) का उपयोग करता है, जिसकी बैंडगैप ऊर्जा कम होती है। BH नीला LED InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) का उपयोग करता है, जिसकी बैंडगैप व्यापक होती है। व्यापक बैंडगैप के लिए इलेक्ट्रॉनों को पार करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो समान धारा पर उच्च अग्र वोल्टेज में परिवर्तित होती है।
10.4 ऑर्डर करते समय ग्रेड कोड की व्याख्या कैसे करें?
ऑर्डर देते समय, आप अपने विशिष्ट डिज़ाइन विंडो के भीतर एलईडी प्रदर्शन पैरामीटर सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक CAT (तीव्रता), HUE (तरंग दैर्ध्य) और REF (वोल्टेज) बिनिंग कोड निर्दिष्ट कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक समान चमकदार लाल आउटपुट प्राप्त करने के लिए, आप CAT=S1 और HUE=FF2 निर्दिष्ट कर सकते हैं। यदि निर्दिष्ट नहीं किया जाता है, तो आपको मानक उत्पादन बिन से भाग प्राप्त होंगे।
11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: नेटवर्क स्विच के लिए मल्टी-स्टेट इंडिकेटर लाइट पैनल डिज़ाइन करना।पैनल को "गंभीर अलर्ट" के लिए लाल एलईडी, "सिस्टम गतिविधि" के लिए नीली एलईडी की आवश्यकता है, और रैक-माउंटेड यूनिट में सभी कोणों से दिखाई देना चाहिए। इसलिए 67-22/R6BHC-B07/2T का चयन किया गया।
कार्यान्वयन योजना:R6 (लाल) और BH (नीला) मॉडल का उपयोग किया गया। अधिकतम चमक प्राप्त करने के लिए डिजाइनरों ने S1 तीव्रता ग्रेड का चयन किया, और सभी इकाइयों में रंग स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए सख्त तरंगदैर्ध्य ग्रेड (जैसे, लाल के लिए FF2) निर्दिष्ट किए। 5V बिजली आपूर्ति के साथ एक सरल ड्राइवर सर्किट डिजाइन किया गया। नीले एलईडी (अधिकतम Vf=3.7V @20mA) के लिए, करंट-सीमित रोकनेवाला की गणना: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 ओम। मानक 68 ओम रोकनेवाला चुना गया। लाल एलईडी (अधिकतम Vf=2.35V) के लिए, R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5 ओम; 130 ओम रोकनेवाला उपयोग किया गया। 120° का चौड़ा देखने का कोण यह सुनिश्चित करता है कि संकेतक दृश्यमान रहे, भले ही तकनीशियन पैनल के सामने सीधे न हो। प्रदान किए गए टेप और रील का उपयोग करके स्वचालित उपकरणों द्वारा घटक रखे गए।
12. कार्य सिद्धांत
लाइट एमिटिंग डायोड (LED) एक अर्धचालक उपकरण है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में p-प्रकार की सामग्री से होल के साथ पुनर्संयोजन करते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) सक्रिय क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। AlGaInP सामग्री प्रणाली लाल, नारंगी और पीला प्रकाश उत्पन्न करती है, जबकि InGaN प्रणाली नीला, हरा और सफेद प्रकाश (फॉस्फर के साथ संयुक्त होने पर) उत्पन्न करती है। इस पैकेज में एकीकृत परावर्तक एक ढला हुआ गुहा है, आमतौर पर उच्च परावर्तक सामग्री से बना होता है, जो चिप को घेरता है। यह मूल रूप से पार्श्व या पीछे की ओर उत्सर्जित प्रकाश को पैकेज के सामने की ओर पुनर्निर्देशित करता है, जिससे उपयोगी अग्र दिशिक चमक बढ़ती है और बीम पैटर्न नियंत्रित होता है।
13. तकनीकी रुझान
इस प्रकार के SMD LED का विकास उद्योग के व्यापक रुझानों का अनुसरण करता है: लघुकरण, दक्षता में वृद्धि (लुमेन प्रति वाट) और उच्च विश्वसनीयता। मानक पैकेज आकार के भीतर परावर्तक प्रौद्योगिकी का उपयोग एक लागत-प्रभावी तरीका है जो अधिक महंगे चिप-ऑन-बोर्ड (COB) या उन्नत पैकेजिंग प्रकारों की ओर बढ़े बिना प्रदर्शन बढ़ा सकता है। उद्योग AlGaInP (लाल) और InGaN (नीला/हरा) सामग्रियों की दक्षता बढ़ाने के लिए निरंतर प्रयास कर रहा है, जिससे समान धारा पर उच्च चमक, या कम शक्ति पर समान चमक प्राप्त होती है। पैकेजिंग नवाचार बेहतर ताप प्रबंधन पर केंद्रित है ताकि बढ़ी हुई शक्ति घनत्व का सामना किया जा सके, और पूरे उत्सर्जन पैटर्न में रंग स्थिरता और कोणीय रंग एकरूपता (ACU) में सुधार किया जा सके। जैसा कि इस डेटाशीट में दिखाया गया है, लीड-मुक्त और RoHS अनुपालन पर जोर, पूरे उद्योग में पर्यावरणीय रूप से टिकाऊ विनिर्माण की ओर बदलाव को दर्शाता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत। | यह सीधे तौर पर लैंप की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली की लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (Kelvin), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative metric for color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | Rang-bhedak LED ke rangon ke sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek-rangi LED ke rang ka tone nirdhaarit karta hai. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को 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 प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइवर पावर सप्लाई वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होना चाहिए, कई एलईडी श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च ऊष्मीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति से उतना ही कम प्रभावित होगा। | उत्पादन में स्थिरवैद्युत निरोधी उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मूल्य के 70% या 80% तक कम होने में लगने वाला समय। | एलईडी के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| ल्यूमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित उपयोग अवधि के बाद शेष रोशनी का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता का वर्णन करता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या MacAdam Ellipse | 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 एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
IV. एनकैप्सुलेशन और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC में उत्कृष्ट ताप सहनशीलता और कम लागत है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | उलटी स्थापना (Flip Chip) में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banaye, system efficiency ko badhaye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | Life Extrapolation Standard | Estimating lifespan under actual use conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पादों में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने की पुष्टि करें। | अंतर्राष्ट्रीय बाज़ार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy Efficiency and Performance Certification for lighting products. | Commonly used in government procurement and subsidy programs to enhance market competitiveness. |