सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य विशेषताएँ एवं लाभ
- 1.2 लक्षित अनुप्रयोग एवं बाजार
- 2. तकनीकी विशिष्टताएँ एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Outline Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान और स्थापना
- 6. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
- 6.1 भंडारण और संचालन
- 6.2 वेल्डिंग प्रक्रिया पैरामीटर
- 6.3 सफाई और यांत्रिक तनाव
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
- 7.2 पार्ट नंबर और संस्करण
- 8. एप्लिकेशन डिज़ाइन सुझाव
- 8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 थर्मल प्रबंधन
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्नोत्तर (FAQ)
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 13. तकनीकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTL-M12YB1H310U एक सर्किट बोर्ड संकेतक (CBI) है जो सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) का उपयोग करता है। इसमें एक काला प्लास्टिक का समकोणीय आवरण होता है, जिसे विशिष्ट एलईडी लैंप के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह घटक प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) पर आसानी से असेंबल होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें स्टैकेबल संरचना है जो क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर सरणियाँ बनाने में सुविधा प्रदान करती है। इसका मुख्य कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्पष्ट, उच्च कंट्रास्ट दृश्य स्थिति संकेत प्रदान करना है।
1.1 मुख्य विशेषताएँ एवं लाभ
- सरफेस माउंट डिज़ाइन:पूर्णतः स्वचालित SMT असेंबली प्रक्रिया के साथ संगत, उच्च मात्रा और कुशल PCB माउंटिंग संभव।
- बढ़ी हुई दृश्यता:काले आवरण सामग्री और जलते LED के बीच उच्च कंट्रास्ट, विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पठनीयता बढ़ाता है।
- द्विवर्णीय प्रकाश स्रोत:AlInGaP (पीली रोशनी के लिए) और InGaN (नीली रोशनी के लिए) को एकीकृत करता है, और सफेद विसरित लेंस के साथ संयुक्त होकर एक समान प्रकाश उपस्थिति प्राप्त करता है।
- उच्च ऊर्जा दक्षता:इसमें कम बिजली खपत और उच्च प्रकाश उत्सर्जन दक्षता की विशेषताएं हैं, जो बिजली खपत के प्रति संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
- पर्यावरण अनुपालन:यह एक लीड-मुक्त उत्पाद है और RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश का अनुपालन करता है।
- विश्वसनीयता परीक्षण:घटक को JEDEC स्तर 3 मानक तक त्वरित प्रीकंडीशनिंग से गुजारा गया, जो दर्शाता है कि इसमें मानक SMT रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त एक मजबूत नमी संवेदनशीलता स्तर है।
1.2 लक्षित अनुप्रयोग एवं बाजार
यह संकेतक लैंप कई प्रमुख उद्योगों में सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है:
- कंप्यूटर सिस्टम:मदरबोर्ड, सर्वर, स्टोरेज डिवाइस और परिधीय उपकरणों पर स्थिति संकेतक।
- संचार उपकरण:नेटवर्क स्विच, राउटर, मॉडेम और दूरसंचार उपकरणों पर स्थित सूचक प्रकाश।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:ऑडियो-वीडियो उपकरण, घरेलू उपकरण और व्यक्तिगत उपकरणों में पावर, मोड या कार्यात्मक सूचक प्रकाश।
- औद्योगिक नियंत्रण:मशीनरी, उपकरण और नियंत्रण प्रणाली पैनल संकेतक जिन्हें विश्वसनीय दृश्य प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है।
2. तकनीकी विशिष्टताएँ एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- Power Dissipation (Pd):पीला: 72 mW, नीला: 78 mW। यह पैरामीटर LED पैकेज के अंदर कुल विद्युत शक्ति को सीमित करता है जो ऊष्मा में परिवर्तित हो सकती है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):दोनों रंगों के लिए 80 mA है। यह अधिकतम अनुमत तात्कालिक धारा है, जो आमतौर पर ड्यूटी साइकिल ≤1/10 और पल्स चौड़ाई ≤0.1ms के पल्स ऑपरेशन के लिए लागू होती है। इस मान से अधिक होने पर दुर्घटनाग्रस्त विफलता हो सकती है।
- DC फॉरवर्ड करंट (IF):पीला: 30 mA, नीला: 20 mA। यह विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर धारा है। नीले LED की कम रेटिंग InGaN सामग्री की विशिष्ट विशेषताओं को दर्शाती है।
- तापमान सीमा:कार्य तापमान: -40°C से +85°C; भंडारण तापमान: -40°C से +100°C। यह विस्तृत सीमा प्रतिकूल परिस्थितियों में कार्यक्षमता और सुरक्षित भंडारण सुनिश्चित करती है।
2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ
ये परिवेश तापमान (TA) 25°C पर, विशिष्ट परीक्षण स्थितियों में मापे गए सामान्य प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- प्रकाश तीव्रता (IV):IF= 10mA पर, पीला: 18 mcd (न्यूनतम), नीला: 12.6 mcd (न्यूनतम)। यह पैरामीटर मानव आँख द्वारा अनुभव की गई चमक को मापता है। IVके ग्रेडिंग कोड को चयन के लिए पैकेजिंग बैग पर अंकित किया जाता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):पीला: 592 nm (विशिष्ट मान), नीला: 468 nm (विशिष्ट मान)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर आउटपुट अधिकतम होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):IF= 10mA पर, पीला: 582-595 nm, नीला: 464-476 nm। यह मान CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त होता है, यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो LED के माने गए रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करता है, और इसके कलर बिन को परिभाषित करता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):पीला: 15 nm (विशिष्ट मान), नीला: 25 nm (विशिष्ट मान)। यह वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; छोटा मान अर्थात प्रकाश मोनोक्रोमैटिक के अधिक निकट है। पीले AlInGaP LED का वर्णक्रम आमतौर पर नीले InGaN LED की तुलना में संकरा होता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):IF= 10mA पर, पीला: 1.7-2.4V, नीला: 2.7-3.8V। यह LED के माध्यम से धारा प्रवाहित होने पर वोल्टेज ड्रॉप है। नीले LED का उच्च VFInGaN प्रौद्योगिकी की एक विशेषता है।
- रिवर्स करंट (IR):VR= 5V पर, दोनों रंगों के लिए 10 µA (अधिकतम) है। LED रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल लीकेज करंट टेस्टिंग के लिए है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
डेटाशीट उत्पादन में रंग और चमक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण ऑप्टिकल पैरामीटर्स पर आधारित एक बिनिंग सिस्टम का संकेत देती है।
- तरंगदैर्ध्य/रंग बिनिंग:प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) सीमा (पीला: 582-595nm, नीला: 464-476nm) स्वीकार्य रंग भिन्नता को परिभाषित करती है। उत्पादों को इन सीमाओं के भीतर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है।
- प्रकाश तीव्रता ग्रेडिंग:प्रकाश तीव्रता (IV) की एक निर्दिष्ट न्यूनतम मान है। उपकरण का परीक्षण किया जा सकता है और तीव्रता के अनुसार ग्रेड किया जा सकता है, विशिष्ट ग्रेड कोड पैकेजिंग पर चिह्नित किए जाते हैं (जैसा कि डेटाशीट में वर्णित है)।
- फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग:हालांकि स्पष्ट रूप से ग्रेडिंग पैरामीटर के रूप में उल्लेखित नहीं है, लेकिन निर्दिष्ट VFसीमा अनुमेय विचलन को दर्शाती है। एक समान VFसमानांतर सर्किट में करंट मिलान के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण विशिष्ट विशेषता वक्रों का डेटाशीट में उल्लेख किया गया है।
- I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र:यह फॉरवर्ड करंट (I) और फॉरवर्ड वोल्टेज (V) के बीच संबंध दर्शाता है।Fयह फॉरवर्ड करंट (I) और फॉरवर्ड वोल्टेज (V) के बीच संबंध दर्शाता है।Fयह गैर-रैखिक है और एक टर्न-ऑन/थ्रेशोल्ड वोल्टेज (पीला लगभग 1.5V, नीला लगभग 2.5V) मौजूद है, जिसके बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि पर करंट तेजी से बढ़ता है। इसके लिए ड्राइव सर्किट में करंट-लिमिटिंग उपायों की आवश्यकता होती है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट:यह आमतौर पर कम धारा पर प्रदर्शित होता है, IVI के साथFरैखिक रूप से बढ़ता है, और उच्च धारा पर तापीय प्रभावों और दक्षता में कमी के कारण संतृप्त हो सकता है।
- तापमान निर्भरता:प्रकाश की तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। फॉरवर्ड वोल्टेज भी तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है (नकारात्मक तापमान गुणांक)।
- स्पेक्ट्रम वितरण:यह ग्राफ सापेक्ष विकिरण शक्ति और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध दिखाएगा, जिसका शिखर λPपर होगा और चौड़ाई Δλ द्वारा परिभाषित होगी। प्रमुख तरंगदैर्ध्य λdयह इस स्पेक्ट्रम के आधार पर गणना की गई है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 Outline Dimensions
इस घटक में समकोण (90 डिग्री) माउंटिंग प्रोफाइल है। महत्वपूर्ण आयाम विवरण में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, डिफ़ॉल्ट सहनशीलता ±0.25mm है।
- आवरण सामग्री काला प्लास्टिक है।
- एकीकृत एलईडी पीला/नीला द्वि-रंग प्रकार है, जिसमें प्रकाश मिश्रण और व्यापक देखने के कोण के लिए सफेद विसरित लेंस है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान और स्थापना
हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट पैड लेआउट का विस्तृत विवरण नहीं है, लेकिन SMT LED को सही ध्रुवीयता दिशा की आवश्यकता होती है। PCB पैड डिज़ाइन को घटक के पिन कॉन्फ़िगरेशन से मेल खाना चाहिए। काला आवरण और समकोण डिज़ाइन माउंटिंग के दौरान यांत्रिक संरेखण में सहायता करते हैं।
6. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
6.1 भंडारण और संचालन
- सीलबंद पैकेजिंग:≤30°C और ≤70% RH स्थितियों में संग्रहित करें। बैग सील करने की तारीख के एक वर्ष के भीतर उपयोग करें।
- खोला गया पैकेज:नमी-रोधी बैग से निकाले गए घटकों को ≤30°C और ≤60% RH स्थितियों में संग्रहित करें। पर्यावरण के संपर्क में आने के बाद 168 घंटे (1 सप्ताह) के भीतर इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की सिफारिश की जाती है।
- लंबे समय तक संपर्क:यदि संपर्क का समय 168 घंटे से अधिक है, तो सोल्डरिंग से पहले अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान 'पॉपकॉर्न' क्षति को रोकने के लिए लगभग 60°C पर कम से कम 48 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता होती है।
6.2 वेल्डिंग प्रक्रिया पैरामीटर
- मैनुअल वेल्डिंग (सोल्डरिंग आयरन):अधिकतम तापमान 350°C, प्रत्येक सोल्डर जोड़ के लिए अधिकतम 3 सेकंड। केवल एक बार वेल्ड किया जा सकता है।
- Wave Soldering:Preheating: 150-200°C, maximum 120 seconds. Solder wave: maximum 260°C, maximum 5 seconds. Process can be performed a maximum of two times.
- Reflow Soldering:यह घटक JEDEC स्तर 3 मानकों का अनुपालन करता है। एक उदाहरण रीफ्लो प्रोफ़ाइल प्रदान की गई है, जो JEDEC सीमाओं और सोल्डर पेस्ट निर्माता की सिफारिशों का पालन करने की आवश्यकता पर जोर देती है। रीफ्लो प्रक्रिया दो चक्रों से अधिक नहीं होनी चाहिए। प्रोफ़ाइल में आमतौर पर प्रीहीट, थर्मल सोक, रीफ्लो पीक (लगभग 245-260°C की सिफारिश की जाती है) और कूलिंग चरण शामिल होते हैं।
6.3 सफाई और यांत्रिक तनाव
- यदि आवश्यक हो, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट का उपयोग करके सफाई करें।
- असेंबली के दौरान पिन या आवरण पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचें। लीड फ्रेम बेस को बेंडिंग पिवट के रूप में उपयोग न करें।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
- कैरियर टेप:मानक 10 स्प्रोकेट होल पिच डिज़ाइन। सामग्री: काले प्रवाहकीय पॉलीस्टाइनिन मिश्र धातु। मोटाई: 0.40 ±0.06 मिमी।
- रील:मानक 13 इंच (330 मिमी) व्यास रील। मात्रा: प्रति रील 1,400 टुकड़े।
- कार्टन:एक रील को ड्रायर और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ एक नमी-रोधी बैग (MBB) में पैक किया जाता है। तीन MBB एक आंतरिक बॉक्स में पैक किए जाते हैं (कुल 4,200 टुकड़े)। दस आंतरिक बॉक्स एक बाहरी कार्टन में पैक किए जाते हैं (कुल 42,000 टुकड़े)।
7.2 पार्ट नंबर और संस्करण
मूल पार्ट नंबर LTL-M12YB1H310U है। फ़ाइल संशोधन इतिहास दर्ज है, वर्तमान विनिर्देश की प्रभावी तिथि 1 अप्रैल, 2021 है।
8. एप्लिकेशन डिज़ाइन सुझाव
8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
मुख्य विचार:LED एक करंट-चालित उपकरण है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से जब कई LED समानांतर में जुड़े हों, प्रत्येक LED के लिए एक श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला (सर्किट मॉडल A) का उपयोग करना आवश्यक है। सीधे वोल्टेज स्रोत से कई समानांतर LED (सर्किट मॉडल B) चलाने की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि एकल LED के फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में मामूली अंतर करंट और चमक में महत्वपूर्ण अंतर का कारण बनेगा।
श्रृंखला रोकनेवाला मान (Rs) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: Rs= (Vबिजली की आपूर्ति- VF) / IF, जहाँ IFआवश्यक कार्य धारा है (उदाहरण के लिए 10mA), VFडेटाशीट में विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज है।
8.2 थर्मल प्रबंधन
हालांकि बिजली की खपत कम है, दीर्घकालिक विश्वसनीयता और स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए LED जंक्शन तापमान को निर्दिष्ट कार्य सीमा के भीतर बनाए रखना महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से अधिकतम DC धारा के करीब संचालन करते समय, गर्मी अपव्यय के लिए PCB पैड के आसपास पर्याप्त तांबे का क्षेत्र या हीट सिंक डिज़ाइन सुनिश्चित करें।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
Discrete LED chips या सरल SMT LEDs की तुलना में, इस CBI (Circuit Board Indicator) के स्पष्ट लाभ हैं:
- एकीकृत समाधान:LED चिप, लेंस और संरचनात्मक समकोण आवास को एक SMT पैकेज में एकीकृत करना, जो यांत्रिक डिजाइन और असेंबली को सरल बनाता है।
- पठनीयता में वृद्धि:कई पारदर्शी लेंस और शेल-रहित एलईडी की तुलना में, काले शेल और विसरित लेंस बेहतर कंट्रास्ट और व्यूइंग एंगल प्रदान करते हैं।
- द्वि-रंग कार्यक्षमता:एक ही पैकेज में दो अलग-अलग अर्धचालक सामग्रियों (AlInGaP और InGaN) को एकीकृत करके, अतिरिक्त PCB स्थान का उपयोग किए बिना दोहरी स्थिति संकेत (जैसे, पावर ऑन/स्टैंडबाय, मोड A/मोड B) प्राप्त करने की अनुमति मिलती है।
- स्टैकेबल डिज़ाइन:एक समान स्पेसिंग और संरेखण के साथ मल्टी-एलईडी इंडिकेटर बार या ऐरे बनाने में सुविधा।
10. सामान्य प्रश्नोत्तर (FAQ)
Q1: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 5V या 3.3V लॉजिक आउटपुट से ड्राइव कर सकता हूँ?
A1: नहीं। आपको एक श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना होगा। उदाहरण के लिए, 5V पावर स्रोत से नीले LED (VFटाइपिकल लगभग 3.2V) को 10mA पर चलाने के लिए: Rs= (5V - 3.2V) / 0.01A = 180 Ω। उच्च करंट या मल्टीप्लेक्सिंग के लिए, ट्रांजिस्टर या समर्पित LED ड्राइवर IC की आवश्यकता हो सकती है।
Q2: पीक वेवलेंथ (λP) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) में क्या अंतर है?
A2: λPस्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। λdएक गणना मूल्य है, जो मानव आंख द्वारा अनुभव किए गए रंग का प्रतिनिधित्व करता है, जो पूर्ण स्पेक्ट्रम और CIE रंग मिलान कार्यों से प्राप्त होता है।dरंग विनिर्देश और ग्रेडिंग के लिए यह अधिक प्रासंगिक है।
Q3: JEDEC लेवल 3 प्रीकंडीशनिंग को कैसे समझें?
A3: JEDEC लेवल 3 का अर्थ है कि मॉइस्चर बैरियर बैग खोलने के बाद, कॉम्पोनेंट को फैक्ट्री परिवेश स्थितियों (≤30°C/60% RH) में 168 घंटे (1 सप्ताह) तक एक्सपोज किया जा सकता है, बिना रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग की आवश्यकता के। यह निर्माण योजना के लिए लचीलापन प्रदान करता है।
Q4: पीले और नीले रंग के लिए अधिकतम करंट अलग क्यों है?
A4: विभिन्न अर्धचालक सामग्रियों (AlInGaP बनाम InGaN) की विद्युत और तापीय विशेषताएं अलग-अलग होती हैं, जिसके कारण निर्माता की विश्वसनीयता परीक्षण द्वारा परिभाषित अधिकतम सुरक्षित कार्य धारा घनत्व भिन्न होता है।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
परिदृश्य: नेटवर्क स्विच के लिए स्टेटस पैनल डिजाइन करना।पैनल को "लिंक सक्रिय" दर्शाने के लिए एक हरा एलईडी, "सक्रिय" दर्शाने के लिए एक पीला एलईडी और "PoE (पावर ओवर इथरनेट) सक्रिय" दर्शाने के लिए एक नीला एलईडी चाहिए। हालांकि यह विशिष्ट घटक पीला/नीला द्विरंगी है, लेकिन इसी तरह के हरे CBI घटक का उपयोग किया जा सकता है। डिजाइनर यह करेगा:
- पीसीबी के फ्रंट पैनल क्षेत्र में तीन CBI पैड (हरे, पीले और नीले के अनुरूप) एक ऊर्ध्वाधर सरणी में रखें।
- प्रत्येक एलईडी के लिए, सिस्टम के 3.3V डिजिटल I/O वोल्टेज और आवश्यक 8mA ड्राइव करंट (पर्याप्त चमक प्राप्त करने के लिए) के आधार पर उपयुक्त श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करें।
- स्विच के मुख्य माइक्रोकंट्रोलर से नियंत्रण सिग्नल को करंट-सीमित प्रतिरोधक तक, और फिर LED एनोड तक वायर करें। सभी कैथोड को ग्राउंड से कनेक्ट करें।
- असेंबली निर्देशों में, निर्दिष्ट करें कि SMT उत्पादन लाइन को JEDEC लेवल 3 रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करना चाहिए, और सोल्डरिंग से पहले 168 घंटे से अधिक CBI एक्सपोजर वाले किसी भी PCB को बेक किया जाना चाहिए।
यह विधि एक पेशेवर, समान दिखने वाली संकेतक पैनल उत्पन्न करती है जो स्वचालित असेंबली के लिए आसान है।
12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डिवाइस है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल जंक्शन क्षेत्र (सक्रिय परत) में इंजेक्ट किए जाते हैं। वहाँ, वे पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा मुक्त करते हैं। इन सामग्रियों (AlInGaP और InGaN) में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है - एक प्रक्रिया जिसे इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस कहा जाता है। उत्सर्जित प्रकाश का विशिष्ट रंग (तरंगदैर्ध्य) सक्रिय परत में उपयोग की जाने वाली अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है। AlInGaP का बैंडगैप लाल, नारंगी और पीले प्रकाश से मेल खाता है, जबकि InGaN हरे से पराबैंगनी प्रकाश तक का प्रकाश उत्पन्न कर सकता है, जिसमें नीला प्रकाश एक सामान्य आउटपुट है। सफेद विसरित लेंस प्रकाश को बिखेरता है, एक अधिक समान और व्यापक देखने का कोण बनाता है।
13. तकनीकी रुझान
CBI जैसे SMT संकेतकों का विकास इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के व्यापक रुझानों का अनुसरण करता है:
- लघुकरण और एकीकरण:पैकेज आकार में निरंतर कमी, अधिक कार्यक्षमताएं (जैसे RGB मल्टी-कलर, अंतर्निहित IC ड्राइवर) एकल SMT पैकेज में एकीकृत।
- उच्च दक्षता:आंतरिक क्वांटम दक्षता (IQE) और प्रकाश निष्कर्षण तकनीकों में निरंतर सुधार के कारण, प्रति इकाई इनपुट विद्युत शक्ति पर उच्च चमक तीव्रता प्राप्त होती है।
- उच्च विश्वसनीयता और मजबूती:पैकेजिंग सामग्री और चिप माउंटिंग तकनीकों में प्रगति ने व्यापक तापमान सीमा और लंबे जीवनकाल में प्रदर्शन को बढ़ाया है।
- मानकीकरण:इंजीनियरों के डिजाइन और खरीद को सरल बनाने के लिए मानकीकृत पैड लेआउट और ऑप्टिकल विशेषताओं को अधिक व्यापक रूप से अपनाना।
LED विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | Unit/Representation | Layman's Explanation | Why It Is Important |
|---|---|---|---|
| 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 उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश की मात्रा, जिसे आमतौर पर "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 जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो 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 व्यवस्था का माहौल 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 | Layman's Explanation | 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 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 चालन का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए थोड़े समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके डैमेज होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा 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 इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियाँ आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | Layman's Explanation | 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 ल्यूमेन ह्रास 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 स्थिरता 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 एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | Layman's Explanation | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय 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 ल्यूमिनस एफिशिएंसी 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, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स 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 | Layman's Explanation | 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 अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | Layman's Explanation | 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। | यह सरकारी खरीद और सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिससे बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ती है। |