SMD3528 Weiße LED Datenblatt - Abmessung 3,5x2,8mm - Spannung 3,2V - Leistung 0,108W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die SMD3528 ist eine oberflächenmontierbare weiße Leuchtdiode (LED) für allgemeine Beleuchtungsanwendungen. Diese Einzelchip-LED bietet einen kompakten Bauraum und eignet sich für Hintergrundbeleuchtung, Signallampen und dekorative Beleuchtung. Der Kernvorteil dieser Komponente liegt in ihrer standardisierten Gehäusegröße, die automatisierte Bestückungsprozesse erleichtert und die Kompatibilität mit gängigen PCB-Layouts gewährleistet. Der Zielmarkt umfasst Hersteller von Unterhaltungselektronik, Kfz-Innenraumbeleuchtung und gewerblicher Beschilderung, die zuverlässige und kostengünstige Beleuchtungslösungen suchen.

2. Tiefgehende objektive Interpretation der technischen Parameter

2.1 Photometrische und elektrische Eigenschaften

Die Leistung der LED wird unter Standardtestbedingungen (T_s=25°C) charakterisiert. Die Schlüsselparameter definieren ihre Betriebsgrenzen und das typische Verhalten.

2.1.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden auftreten können. Ein Betrieb außerhalb dieser Grenzen wird nicht empfohlen.

• Flussstrom (I_F):30 mA (Dauerbetrieb)
• Flussimpulsstrom (I_FP):60 mA (Impulsbreite ≤10ms, Tastverhältnis ≤1/10)
• Verlustleistung (P_D):108 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +80°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +80°C
• Sperrschichttemperatur (T_j):125°C
• Löttemperatur (T_sld):Reflow-Lötung bei 200°C oder 230°C für 10 Sekunden.

2.1.2 Typische technische Parameter

Diese Werte repräsentieren die erwartete Leistung unter normalen Betriebsbedingungen.

• Flussspannung (V_F):3,2 V (typisch), 3,6 V (maximal) bei I_F=20mA
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Sperrstrom (I_R):10 μA (maximal)
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120° (typisch)

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt wird in Bins eingeteilt, um Farb- und Helligkeitskonsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen. Das Binning wird durch die Produktbenennungsregel definiert.

3.1 Struktur der Modellnummer

Die Modellnummer T3200SL(C,W)A folgt einem spezifischen Codierungssystem, das ihre Attribute definiert. Während die vollständige Code-Aufschlüsselung in der Quelle bereitgestellt wird, umfassen Schlüsselelemente die Chipanzahl (S für Einzelchip mit geringer Leistung), Gehäusecode (32 für 3528) und Farbcode (C für Neutralweiß, W für Kaltweiß).

3.2 Binning der Farbtemperatur (CCT)

Das weiße Licht ist in mehreren Standard-CCT-Bins erhältlich, die jeweils einer spezifischen Farbortregion im CIE-Diagramm zugeordnet sind.

• 2725K ±145K (Bin: 27M5)
• 3045K ±175K (Bin: 30M5)
• 3985K ±275K (Bin: 40M5)
• 5028K ±283K (Bin: 50M5)
• 5665K ±355K (Bin: 57M7)
• 6530K ±510K (Bin: 65M7)

Hinweis: Bestellungen geben einen minimalen Lichtstrom-Bin an, keinen maximalen. Gelieferte Produkte können den bestellten Lichtstromwert überschreiten, halten sich aber immer an die spezifizierte CCT-Farbortregion.

3.3 Binning des Lichtstroms

Der Lichtstrom wird gemäß CCT und Farbwiedergabeindex (CRI) gebinnt. Die Tabellen definieren Mindest- und typische Werte bei 20mA. Beispielsweise hat eine 70 CRI Neutralweiß-LED (3700-5300K) Bins wie B6 (7,0-7,5 lm min), B7 (7,5-8,0 lm min), B8 (8,0-8,5 lm min) und B9 (8,5-9,0 lm min). Höherwertige CRI-Versionen (80 und 90) haben aufgrund des Phosphor-System-Kompromisses entsprechend niedrigere Lichtstrom-Bins.

3.4 Binning der Flussspannung

Um die Stromanpassung für Reihenschaltungen zu unterstützen, wird auch die Flussspannung gebinnt. Die Codes reichen von B (2,8-2,9V) bis J (3,5-3,6V) mit einer Messtoleranz von ±0,08V.

3.5 Farbortregionen

Jedes CCT-Bin entspricht einer elliptischen Region im CIE-1931-Farbtafeldiagramm. Die Spezifikation liefert die Mittelpunktskoordinaten (x, y), die Längen der Haupt- (b) und Nebenachsen (a) sowie den Ellipsendrehwinkel (Φ). Diese Ellipsen sind gemäß ANSI C78.377-Standards (5- oder 7-Schritt-MacAdam-Ellipsen) definiert und stellen sicher, dass das Licht von LEDs innerhalb desselben Bins für das menschliche Auge farblich einheitlich erscheint.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Strom-Spannungs-Kennlinie (I-V-Kurve)

Die Flussspannung steigt nichtlinear mit dem Flussstrom an. Entwickler müssen diese Kurve verwenden, um geeignete strombegrenzende Widerstände oder Treiberschaltungen auszuwählen, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten und das Überschreiten des maximalen Stromwerts zu verhindern.

4.2 Relativer Lichtstrom vs. Flussstrom

Die Lichtausbeute steigt mit dem Strom, wird aber schließlich sättigen. Ein Betrieb deutlich über dem empfohlenen Teststrom von 20mA kann zu reduzierter Effizienz und beschleunigtem Lichtstromrückgang aufgrund erhöhter Sperrschichttemperatur führen.

4.3 Spektrale Leistungsverteilung (SPD)

Die Kurve der relativen spektralen Energie zeigt das Emissionsspektrum der weißen LED, das eine Kombination aus blauem Licht vom Halbleiterchip und breiterem gelbem/rotem Licht von der Phosphorbeschichtung ist. Die Kurve verschiebt sich leicht mit Änderungen der CCT: wärmere Weißtöne (2600-3700K) haben mehr Energie in den längeren (roten) Wellenlängen, während kältere Weißtöne (5000-10000K) einen ausgeprägteren blauen Peak aufweisen.

4.4 Sperrschichttemperatur vs. relative spektrale Energie

Wenn die Sperrschichttemperatur steigt, kann sich die Effizienz des Phosphors und des Chips selbst ändern, was möglicherweise zu einer Verschiebung der SPD, einer leichten Änderung der wahrgenommenen Farbe (Farbortverschiebung) und einer Abnahme der Lichtausbeute führt. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer konsistenten Leistung.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das SMD3528-Gehäuse hat Nennabmessungen von 3,5 mm Länge und 2,8 mm Breite. Die genaue Maßzeichnung mit Toleranzen wird bereitgestellt: .X-Dimensionen haben eine Toleranz von ±0,10 mm, und .XX-Dimensionen haben eine Toleranz von ±0,05 mm.

5.2 Pad-Layout und Schablonendesign

Ein empfohlenes Land Pattern (Footprint) für das PCB-Design wird zusammen mit einem entsprechenden Schablonenmuster für die Lotpastenapplikation geliefert. Die Einhaltung dieser Empfehlungen gewährleistet eine zuverlässige Lötstellenbildung während des Reflow-Prozesses.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Das Bauteil hat eine Kathodenmarkierung (typischerweise eine grüne Linie, eine Kerbe oder eine andere Markierung auf dem Gehäuse), um die Polarität anzuzeigen. Die korrekte Ausrichtung ist für den Schaltungsbetrieb unerlässlich.

6. Richtlinien für Lötung und Bestückung

6.1 Feuchtesensitivität und Trocknung

Die SMD3528 LED ist gemäß IPC/JEDEC J-STD-020C als feuchteempfindlich eingestuft. Wenn die originale Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet wird und die Bauteile der Umgebungsluftfeuchtigkeit ausgesetzt sind, müssen sie vor der Reflow-Lötung getrocknet werden, um "Popcorning" oder interne Schäden während des Hochtemperaturprozesses zu verhindern.

• Trocknungsbedingung:60°C für 24 Stunden.
• Nach der Trocknung:Bauteile sollten innerhalb von 1 Stunde gelötet oder in einem Behälter mit <20% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
• Nichtbei Temperaturen über 60°C trocknen.

6.2 Reflow-Lötprofil

Die LED hält standardmäßigen Reflow-Lötprofilen mit einer Spitzentemperatur von 200°C oder 230°C für maximal 10 Sekunden stand. Das spezifische Profil (Aufheizrate, Haltezeit, Spitzentemperatur, Abkühlrate) sollte für die gesamte Baugruppe optimiert werden, muss aber innerhalb dieser Grenzen bleiben.

6.3 Lagerbedingungen

• Ungeöffnete Verpackung:Lagern bei 5-30°C, Luftfeuchtigkeit <85%.
• Geöffnete Verpackung:Lagern bei 5-30°C, Luftfeuchtigkeit <60%. Für die Langzeitlagerung geöffneter Verpackungen wird dringend empfohlen, einen verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre zu verwenden, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden typischerweise auf Tape and Reel für automatisierte Bestückungsmaschinen geliefert. Die spezifische Reelgröße, Taschenanzahl und Bandbreite entsprechen Industriestandards (z.B. EIA-481).

7.2 Bestellmodellnummer

Die vollständige Modellnummer, wie T3200SLWA, muss angegeben werden, um die gewünschte Kombination von Attributen zu erhalten: Gehäuse (3528), Chip-Typ, Farbe (Kaltweiß) und interner Code. Für nicht standardmäßige Kombinationen von Lichtstrom und CCT ist eine Kontaktaufnahme mit dem Hersteller erforderlich.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:Für LCD-Panels in Haushaltsgeräten, Industrie-Steuerungen und Kfz-Armaturenbrettern.
• Allgemeine Signallampen:Statusanzeigen auf elektronischen Geräten.
• Dekorative Beleuchtung:Akzentbeleuchtung in Konsumgütern.
• Beschilderung und Leuchtbuchstaben:Niedrigleistungsbeleuchtung für Innenschilder.

8.2 Designüberlegungen

• Stromversorgung:Immer einen Konstantstromtreiber oder einen strombegrenzenden Widerstand verwenden. Nicht direkt an eine Spannungsquelle anschließen.
• Wärmemanagement:Obwohl es sich um eine Niedrigleistungs-LED handelt, sollte die Leiterplatte über ausreichende Wärmeableitung verfügen, insbesondere bei Betrieb mit oder nahe dem maximalen Strom. Hohe Umgebungstemperaturen verringern die Lichtausbeute und Lebensdauer.
• Optisches Design:Der 120° Abstrahlwinkel bietet eine breite Ausleuchtung. Für fokussierte Lichtstrahlen sind Sekundäroptiken (Linsen) erforderlich.
• Binning für Konsistenz:Für Anwendungen, die ein einheitliches Erscheinungsbild erfordern, sollten enge CCT- und Lichtstrom-Bins spezifiziert werden. Die Verwendung von LEDs aus verschiedenen Bins im selben Produkt kann zu sichtbaren Farb- oder Helligkeitsunterschieden führen.

9. Technischer Vergleich

Die SMD3528 ist ein veraltetes Gehäuse, das weitgehend durch effizientere Gehäuse wie 2835 und 3030 abgelöst wurde. Ihre primäre Unterscheidung liegt in ihrer weiten Verfügbarkeit, niedrigen Kosten und umfangreichen historischen Verwendung in Designs. Im Vergleich zu neueren Gehäusen hat sie im Allgemeinen eine geringere Lichtausbeute (Lumen pro Watt) und kann einen größeren thermischen Widerstand aufweisen. Für kostensensitive Anwendungen oder direkte Ersatzteile in bestehenden Produkten bleibt sie jedoch eine praktikable Option.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen den CCT-Bins (z.B. 27M5 vs. 30M5)?

Die Zahl (27, 30) bezieht sich auf die nominelle Farbtemperatur geteilt durch 100 (z.B. 2700K, 3000K). Die Buchstaben/Zahlen-Kombination (M5, M7) bezieht sich auf die Größe der Farbortellipse im CIE-Diagramm, wobei M7 eine größere zulässige Farbvariation als M5 darstellt. Ein engeres Bin (M5) gewährleistet eine bessere Farbkonsistenz.

10.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?

Obwohl der absolute Maximalwert 30mA beträgt, sind die typische Testbedingung und die meisten Leistungsdaten bei 20mA spezifiziert. Ein Betrieb mit 30mA erzeugt mehr Licht, aber auch deutlich mehr Wärme, was möglicherweise die Lebensdauer verringert und eine Farbortverschiebung verursacht. Es ist ratsam, für einen niedrigeren Betriebsstrom (z.B. 15-20mA) zu entwerfen, um Zuverlässigkeit und Effizienz zu gewährleisten.

10.3 Warum ist Trocknen notwendig und wie erkenne ich, ob meine LEDs es benötigen?

Das Kunststoffgehäuse kann Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während der Reflow-Lötung verwandelt sich diese Feuchtigkeit schnell in Dampf, was möglicherweise zu Delamination oder Rissen führt. Überprüfen Sie die Feuchtigkeitsindikatorkarte im Feuchtigkeitssperrbeutel unmittelbar nach dem Öffnen. Wenn die Karte einen Feuchtigkeitsgrad über dem spezifizierten Schwellenwert anzeigt (z.B. 10% oder 30%, abhängig vom Sensitivitätslevel), oder wenn der Beutel über einen längeren Zeitraum in einer feuchten Umgebung geöffnet war, ist Trocknen erforderlich.

10.4 Wie interpretiere ich den Lichtstrom-Bin-Code (z.B. B7)?

Der Lichtstrom-Bin-Code (A9, B1, B2... B9) definiert einen Bereich von minimalen Lichtstromwerten. Beispielsweise garantiert ein B7-Bin für eine 70 CRI Neutralweiß-LED einen minimalen Lichtstrom von 7,5 Lumen bei 20mA, mit einem typischen Wert bis zu 8,0 Lumen. Die tatsächlich gelieferten Teile liegen bei oder über dem Mindestwert für dieses Bin.

11. Praktisches Designbeispiel

11.1 Entwurf einer Konstantstrom-LED-Matrix

Betrachten Sie den Entwurf eines Lichtpanels mit 20 SMD3528 LEDs in einer Reihen-Parallel-Konfiguration. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, sollten LEDs aus demselben CCT- und Lichtstrom-Bin verwendet werden. Wenn das gewählte Bin eine typische V_Fvon 3,2V bei 20mA hat und eine 24V DC-Stromversorgung verfügbar ist, könnten Sie 10 LEDs in Reihe schalten (10 * 3,2V = 32V, was 24V überschreitet). Eine bessere Konfiguration wären 5 Stränge mit jeweils 4 LEDs in Reihe. Jeder Strang würde etwa 12,8V abfallen (4 * 3,2V). Ein strombegrenzender Widerstand für jeden Strang würde berechnet als R = (V_versorgung- V_strang) / I_F= (24V - 12,8V) / 0,020A = 560 Ω. Die in jedem Widerstand dissipierte Leistung wäre P = I²R = (0,02)²* 560 = 0,224W, daher wird ein 0,25W oder 0,5W Widerstand empfohlen. Dieses Design bietet Redundanz (wenn eine LED offen ausfällt, geht nur ihr Strang aus) und hilft, Spannungstoleranzen über die LEDs hinweg zu managen.

12. Funktionsprinzip Einführung

Eine weiße SMD-LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleitermaterial, kombiniert mit Phosphorkonversion. Ein Chip, typischerweise aus Indiumgalliumnitrid (InGaN), emittiert blaues Licht bei Flusspolung. Dieses blaue Licht wird teilweise von einer Schicht Phosphormaterial (z.B. mit Cer dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat, YAG:Ce) absorbiert, die auf oder um den Chip herum aufgebracht ist. Der Phosphor absorbiert die blauen Photonen und emittiert Licht über ein breites Spektrum im gelben Bereich neu. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem konvertierten gelben Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Das genaue Verhältnis von blauem zu gelbem Licht, gesteuert durch Phosphorzusammensetzung und -dicke, bestimmt die Farbtemperatur (CCT) des emittierten weißen Lichts.

13. Entwicklungstrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbwiedergabe und höherer Zuverlässigkeit bei niedrigeren Kosten. Für Gehäuse in dieser Größenkategorie ist die Industrie weitgehend zum 2835-Gehäuse-Footprint übergegangen, der oft eine bessere thermische Leistung und höhere Lichtausbeute in einem ähnlich großen Gehäuse bietet. Es gibt auch einen kontinuierlichen Drang, die Phosphorsysteme für höhere Farbwiedergabeindex (CRI)-Werte, insbesondere R9 (gesättigtes Rot), zu verbessern und eine konsistentere Farbe über Winkel und Temperatur zu erreichen. Darüber hinaus ist die Integration von LEDs mit intelligenten Treibern und Steuerungen für einstellbares Weiß (einstellbare CCT) ein wachsender Anwendungstrend, obwohl dies typischerweise Multi-Chip-Gehäuse erfordert.