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

1. Produktübersicht

Die SMD3528 ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Weißlicht-Leuchtdiode (LED) mit Einzelchip-Design. Diese LED zeichnet sich durch ihre kompakte Bauform von 3,5 mm x 2,8 mm aus, was sie für Anwendungen geeignet macht, die eine hohe Bestückungsdichte und effiziente Raumnutzung erfordern. Sie ist darauf ausgelegt, eine gleichmäßige Weißlichtabgabe über verschiedene korrelierte Farbtemperaturen (CCT) hinweg zu liefern, die von Warmweiß bis Kaltweiß reichen. Das Bauteil ist für automatisierte Bestückungsprozesse konzipiert und eine gängige Wahl für Hintergrundbeleuchtung, Anzeigelampen und Allgemeinbeleuchtung in Unterhaltungselektronik, Beschilderung und dekorativer Beleuchtung.

1.1 Kernmerkmale

• Einzelchip-Weißlicht-LED:Ermöglicht eine gleichmäßige Weißlichtemission von einem einzigen Halbleiterchip.
• Standard-SMD3528-Gehäuse:Industriestandard-Abmessungen für Kompatibilität mit bestehenden Leiterplattenlayouts und Bestückungsautomaten.
• Großer Abstrahlwinkel:Ein typischer Halbwertswinkel (2θ1/2) von 120 Grad sorgt für eine breite Lichtverteilung.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Klassifiziert nach IPC/JEDEC J-STD-020C, erfordert eine sachgemäße Handhabung, um Schäden während des Reflow-Lötens zu verhindern.

2. Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der wichtigsten elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften der LED, wie in den Absoluten Maximalwerten und den Typischen Technischen Parametern definiert.

2.1 Absolute Maximalwerte (Ta=25°C)

Diese Werte stellen die Grenzen dar, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter oder bei diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Durchlassstrom (IF):30 mA (DC)
• Durchlass-Pulsstrom (IFP):60 mA (Pulsbreite ≤10ms, Tastverhältnis ≤1/10)
• Verlustleistung (PD):108 mW
• Betriebstemperatur (Topr):-40°C bis +80°C
• Lagertemperatur (Tstg):-40°C bis +80°C
• Sperrschichttemperatur (Tj):125°C
• Löttemperatur (Tsld):Reflow-Löten bei 200°C oder 230°C für maximal 10 Sekunden.

2.2 Typische elektrische & optische Parameter (Ta=25°C)

Dies sind die erwarteten Leistungswerte unter Standardtestbedingungen.

• Durchlassspannung (VF):Typisch 3,2V, Maximal 3,6V (bei IF=20mA). Dieser Parameter ist entscheidend für das Treiberdesign und die Auswahl der Stromversorgung.
• Sperrspannung (VR):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann die LED beschädigen.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 µA.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):120 Grad (typisch). Dies definiert den Winkelbereich, in dem die Lichtintensität mindestens die Hälfte der Spitzenintensität beträgt.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die Leistung der LED wird in Bins kategorisiert, um Konsistenz zu gewährleisten. Die Produktbenennungsregel definiert diese Bins.

3.1 Struktur der Modellnummer

Das Modell folgt dem Muster: T [Lichtstrom-Code] [CCT-Code] [Interner Code] - [Spannungs-Code] [Gehäuse-/Sonstiger Code]. Zum Beispiel T3200SL(C,W)A.

• Lichtstrom-Code:Gibt das Mindest-Lichtstrom-Bin an (z.B. Codes wie B6, B7, B8).
• CCT-Code:Definiert die korrelierte Farbtemperatur und manchmal den Farbwiedergabeindex (CRI).
  • Warmweiß: L (<3700K)
  • Neutralweiß: C (3700-5000K)
  • Kaltweiß: W (>5000K)
  • Weitere Codes existieren für Versionen mit hohem CRI (z.B. CRI 80, CRI 90).
• Chip-Anzahl:'S' bezeichnet einen einzelnen Kleinleistungs-Chip.
• Optik-Code:'00' für keine Linse, '01' für mit Linse.
• Gehäuse-Code:'32' identifiziert speziell das 3528-Gehäuse.
• Spannungs-Code:Buchstaben von B bis J definieren Durchlassspannungsbereiche (z.B. F: 3,2-3,3V).

3.2 Binning der korrelierten Farbtemperatur (CCT)

Weiße LEDs werden in spezifische CCT-Bereiche mit zugehörigen Farbortregionen im CIE-Diagramm eingeteilt. Standard-CCTs für die Bestellung umfassen 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5700K, 6500K und 8000K. Jede CCT entspricht einem Satz von Farbortfeldern (z.B. 8A, 8B, 8C, 8D für 2700K). Es wird garantiert, dass die Produkte innerhalb der Farbortregion der bestellten CCT liegen.

3.3 Lichtstrom-Binning

Der Lichtstrom wird nach dem Mindestwert bei 20mA eingeteilt. Unterschiedliche Bins sind für Kombinationen von CCT und CRI definiert. Beispielsweise kann eine 70-CRI Neutralweiß-LED (3700-5300K) die Bins 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) haben. Beachten Sie, dass gelieferte Bauteile den Mindestlichtstromwert überschreiten können, aber innerhalb der spezifizierten Farbortregion bleiben.

3.4 Durchlassspannungs-Binning

Die Spannung wird in Bereiche von 2,8-2,9V (Code B) bis zu 3,5-3,6V (Code J) eingeteilt. Dies ermöglicht eine bessere Stromanpassung, wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind.

3.5 Standard-Farbortregionen

Das Datenblatt enthält eine grafische Darstellung der Standard-Farbortregionen (Felder) im CIE-1931-Farbraumdiagramm für die verschiedenen CCT-Bins. Diese visuelle Referenz ist für farbkritische Anwendungen unerlässlich, um die zulässige Variation des Farborts zu verstehen.

4. Analyse der Leistungskurven

Grafische Daten geben Einblick in das Verhalten der LED unter variierenden Bedingungen.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung. Sie ist grundlegend für die Bestimmung des Arbeitspunkts und das Design von Konstantstrom-Treibern. Die typische Kniespannung liegt bei etwa 3,0V.

4.2 Relativer Lichtstrom vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm veranschaulicht, wie die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt. Es zeigt typischerweise eine sublineare Beziehung, bei der der Wirkungsgrad (Lumen pro Watt) bei höheren Strömen aufgrund erhöhter Wärme und Droop-Effekte abnehmen kann. Ein Betrieb bei oder unterhalb des empfohlenen 20mA-Stroms gewährleistet optimalen Wirkungsgrad und Langlebigkeit.

4.3 Relative spektrale Leistungsverteilung

Die Spektralkurve trägt die relative Intensität gegen die Wellenlänge auf (typisch 400-750nm). Sie zeigt den charakteristischen Blau-Pump-Peak und die breitere, durch Phosphor konvertierte gelbe Emissionsbande, die sich zu Weißlicht kombinieren. Die Form dieser Kurve variiert mit der CCT: kältere Weißtöne haben mehr Blauanteil, während wärmere Weißtöne mehr Gelb-/Rotanteil haben. Diese Daten sind entscheidend für die Berechnung des Farbwiedergabeindex (CRI) und das Verständnis der spektralen Qualität des Lichts.

4.4 Sperrschichttemperatur vs. relative spektrale Energie

Diese Kurve zeigt, wie sich das Spektrum der LED mit steigender Sperrschichttemperatur verschiebt. Typischerweise kann sich bei steigender Temperatur die Phosphor-Umwandlungseffizienz ändern, was möglicherweise zu einer Verschiebung der CCT und einer Abnahme des Gesamtlichtstroms führt. Dies unterstreicht die Bedeutung des thermischen Managements für die Aufrechterhaltung einer konsistenten Farbe und Lichtausbeute.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Das SMD3528-Gehäuse hat eine Baugröße von 3,5 mm (Länge) x 2,8 mm (Breite). Die Maßzeichnung gibt alle kritischen Maße an, einschließlich Linsenhöhe und Anschlussabmessungen. Toleranzen sind typisch ±0,10 mm für .X-Maße und ±0,05 mm für .XX-Maße.

5.2 Pad-Layout & Schablonendesign

Das Datenblatt bietet empfohlene Leiterplatten-Landmuster (Pad)-Geometrie und Lötdruck-Schablonenöffnungsdesign. Die Einhaltung dieser Empfehlungen ist entscheidend für das Erreichen zuverlässiger Lötstellen, korrekter Ausrichtung und effektiver Wärmeableitung während des Reflow. Das Pad-Design umfasst typischerweise thermische Entlastungsanschlüsse, um die Wärmeableitung in die Leiterplatte zu steuern.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die LED hat eine Anode (+) und eine Kathode (-). Die Polarität wird üblicherweise durch eine Markierung auf der Oberseite der LED (wie ein grüner Punkt, eine abgeschnittene Ecke oder eine Kerbe) und/oder durch unterschiedliche Anschlussformen oder -größen auf der Unterseite angezeigt. Die korrekte Polarität ist für den Schaltungsbetrieb unerlässlich.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Trocknung

Die SMD3528 LED ist feuchtigkeitsempfindlich (MSL klassifiziert nach J-STD-020C). Wenn die ursprüngliche versiegelte Feuchtigkeitsschutzbeutel geöffnet wird und die Bauteile Umgebungsfeuchtigkeit über die spezifizierten Grenzen hinaus ausgesetzt sind, kann die aufgenommene Feuchtigkeit während des Reflow-Lötens verdampfen und innere Delamination oder Risse (\"Popcorning\") verursachen.

• Lagerung:Ungeöffnete Beutel sollten unter 30°C/85% r.F. gelagert werden. Nach dem Öffnen bei 5-30°C/<60% r.F. lagern, vorzugsweise in einem Trockenschrank oder versiegelten Behälter mit Trockenmittel.
• Bodenlebensdauer:Innerhalb von 12 Stunden nach Beutelöffnung verwenden, wenn die Umgebungsbedingungen <30°C/60% r.F. sind.
• Trocknungsanforderungen:Trocknen, wenn die Feuchtigkeitsindikatorkarte eine Exposition anzeigt oder die Bodenlebensdauer überschritten ist.
• Trocknungsmethode:Auf der Originalrolle bei 60°C für 24 Stunden trocknen. 60°C nicht überschreiten. Innerhalb von 1 Stunde nach dem Trocknen verwenden oder erneut verpacken.

6.2 Reflow-Lötprofil

Die maximale Löttemperatur ist mit 200°C oder 230°C für 10 Sekunden spezifiziert. Ein Standard-Bleifrei-Reflow-Profil mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C und einer Zeit über 240°C, begrenzt auf 30-60 Sekunden, ist generell anwendbar. Das spezifische Profil muss für die Leiterplattenbestückung validiert werden.

7. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

7.1 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein Konstantstrom-Treiber wird gegenüber einer Konstantspannungsquelle mit einem Vorwiderstand für einen stabilen Betrieb, insbesondere über Temperaturschwankungen hinweg, dringend empfohlen. Der Treiber sollte so ausgelegt sein, dass er den gewünschten Strom (z.B. 20mA) liefert und dabei den Durchlassspannungs-Bin-Bereich der verwendeten LEDs berücksichtigt.

7.2 Thermomanagement

Obwohl es sich um ein kleines Bauteil handelt, ist eine effektive Wärmeableitung entscheidend für die Aufrechterhaltung von Leistung und Lebensdauer. Die Leiterplatte dient als primärer Kühlkörper. Verwenden Sie ausreichend Kupferfläche (thermische Pads), die mit dem thermischen Pad der LED verbunden sind, und erwägen Sie den Einsatz von Wärmeleitdurchkontaktierungen, um Wärme zu inneren oder unteren Lagen zu übertragen. Hohe Umgebungstemperaturen oder schlechtes thermisches Design führen zu einer erhöhten Sperrschichttemperatur, was die Lichtausbeute verringert, die Farbe verschiebt und den Lichtstromrückgang beschleunigt.

7.3 Optisches Design

Der 120-Grad-Abstrahlwinkel eignet sich für die Flächenbeleuchtung. Für fokussierte Lichtbündel sind Sekundäroptiken (Linsen, Reflektoren) erforderlich. Das Vorhandensein oder Fehlen einer Primärlinse (Code 00 vs. 01) beeinflusst die anfängliche Winkelverteilung und die Kompatibilität mit Sekundäroptiken.

7.4 Serien-/Parallelschaltungen

Das Schalten von LEDs in Reihe stellt sicher, dass derselbe Strom durch jedes Bauteil fließt, vereinfacht das Treiberdesign, erfordert jedoch eine höhere Versorgungsspannung. Parallelschaltungen erfordern eng abgestimmte Durchlassspannungen (durch enge Spannungs-Bins), um Stromungleichgewichte zu verhindern, die zu ungleichmäßiger Helligkeit und potenzieller Überlastung von LEDs mit niedrigerer Spannung führen können.

8. Technischer Vergleich & Trends

8.1 Vergleich mit anderen Gehäusen

Das SMD3528-Gehäuse war sehr beliebt, wurde jedoch in vielen Allgemeinbeleuchtungsanwendungen weitgehend durch SMD2835 und SMD3030 abgelöst, aufgrund ihrer besseren thermischen Leistung und höheren Effizienz (Lumen pro Watt). Die 3528 bleibt in kostenempfindlichen Anwendungen, bei Hintergrundbeleuchtung und dort relevant, wo ihre spezifische Bauform erforderlich ist.

8.2 Technologietrends

Der allgemeine Trend in der Weißlicht-LED-Technologie geht hin zu höherer Effizienz, verbesserter Farbwiedergabe (höhere R9-Werte, Vollspektrum-Designs) und besserer Zuverlässigkeit bei höheren Betriebstemperaturen. Die Phosphortechnologie schreitet weiter voran und ermöglicht engere CCT-Bins und stabilere Farben über Lebensdauer und Temperatur. Die Funktionsprinzipien dieser SMD3528 – Anregung von Phosphor durch einen blauen Chip – bleiben der Industriestandard für weiße LEDs.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Was ist der Unterschied zwischen den Werten 'Mindest'- und 'Typisch'-Lichtstrom?

Der 'Mindest'-Wert ist die garantierte Untergrenze für dieses Bin. Der 'Typisch'-Wert ist die erwartete Durchschnittsleistung. Gelieferte Bauteile liegen bei oder über dem Mindestwert, es wird jedoch nicht garantiert, dass sie den typischen Wert erreichen, obwohl viele dies tun.

9.2 Warum ist Trocknen notwendig und kann ich es überspringen?

Das Trocknen entfernt aufgenommene Feuchtigkeit, die während des Reflow zu katastrophalen Ausfällen führen kann. Das Überspringen des Trocknens, wenn es erforderlich ist (basierend auf Feuchtigkeitsexposition), erhöht das Risiko von Ausbeuteverlusten aufgrund von gerissenen Chips oder Gehäusen erheblich. Überprüfen Sie immer die Feuchtigkeitsindikatorkarte und befolgen Sie die Handhabungsrichtlinien.

9.3 Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?

Obwohl der absolute Maximalwert 30mA beträgt, erzeugt ein Dauerbetrieb bei diesem Strom erhebliche Wärme, die die Sperrschichttemperatur wahrscheinlich über die empfohlenen Grenzen treibt, sofern keine außergewöhnliche Kühlung bereitgestellt wird. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb ist es ratsam, die LED bei oder unterhalb des Teststroms von 20mA zu betreiben.

9.4 Wie interpretiere ich die Farbort-Region-Codes (z.B. 5A, 5B)?

Diese Codes entsprechen spezifischen Vierecken (Feldern) im CIE-Farbortdiagramm, die durch ANSI-Standards definiert sind. Sie gewährleisten Farbkonsistenz. Wenn Sie eine CCT (z.B. 4000K) bestellen, wird garantiert, dass die Farborte der LEDs innerhalb des Satzes von Feldern (5A, 5B, 5C, 5D) liegen, die dieser CCT zugeordnet sind.