SMD3528 白色LED データシート - サイズ 3.5x2.8mm - 電圧 3.2V - 消費電力 0.108W - 技術文書

1. 製品概要

SMD3528は、一般照明用途向けに設計された表面実装型白色発光ダイオード (LED) です。このシングルチップLEDはコンパクトなフットプリントを提供し、バックライト、インジケータランプ、装飾照明に適しています。この部品の中核的な利点は、標準化されたパッケージサイズにあり、自動化された組立プロセスを容易にし、一般的なPCBレイアウトとの互換性を確保します。ターゲット市場には、信頼性が高くコスト効率の良い照明ソリューションを求める、民生電子機器、自動車内装照明、商業用サインのメーカーが含まれます。

2. 技術パラメータの詳細解釈

2.1 測光・電気的特性

LEDの性能は、標準試験条件 (T_s=25°C) 下で特性評価されます。主要なパラメータは、その動作限界と典型的な挙動を定義します。

2.1.1 絶対最大定格

これらの定格は、それを超えると永久的な損傷が発生する可能性のある応力限界を定義します。これらの限界を超えた動作は推奨されません。

• 順方向電流 (I_F):30 mA (連続)
• 順方向パルス電流 (I_FP):60 mA (パルス幅 ≤10ms, デューティ比 ≤1/10)
• 消費電力 (P_D):108 mW
• 動作温度 (T_opr):-40°C から +80°C
• 保管温度 (T_stg):-40°C から +80°C
• 接合温度 (T_j):125°C
• はんだ付け温度 (T_sld):リフローはんだ付け、200°C または 230°C で 10 秒間。

2.1.2 代表的な技術パラメータ

これらの値は、通常の動作条件下での期待される性能を表します。

• 順方向電圧 (V_F):3.2 V (代表値), 3.6 V (最大値) at I_F=20mA
• 逆方向電圧 (V_R):5 V
• 逆方向電流 (I_R):10 μA (最大値)
• 指向角 (2θ_1/2):120° (代表値)

3. ビニングシステムの説明

製品は、アプリケーション内での色と明るさの一貫性を確保するためにビンに分類されます。ビニングは製品命名規則によって定義されます。

3.1 型番構成

型番 T3200SL(C,W)A は、その属性を定義する特定のコーディングシステムに従います。完全なコードの内訳はソースで提供されていますが、主要な要素には、チップ数 (S: シングル小電力チップ)、パッケージコード (32: 3528)、色コード (C: ニュートラルホワイト, W: クールホワイト) が含まれます。

3.2 相関色温度 (CCT) ビニング

白色光は、いくつかの標準的なCCTビンで提供され、それぞれがCIE図上の特定の色度領域に関連付けられています。

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

注記: 発注時には最小光束ビンを指定しますが、最大値は指定しません。出荷される製品は発注された光束値を超える場合がありますが、常に指定されたCCT色度領域に準拠します。

3.3 光束 (ルーメン) ビニング

光束は、CCTと演色評価数 (CRI) に応じてビニングされます。表は20mAにおける最小値と代表値を定義します。例えば、70 CRIのニュートラルホワイト (3700-5300K) LEDには、B6 (7.0-7.5 lm 最小)、B7 (7.5-8.0 lm 最小)、B8 (8.0-8.5 lm 最小)、B9 (8.5-9.0 lm 最小) などのビンがあります。より高いCRIバージョン (80および90) は、蛍光体システムのトレードオフにより、対応して低い光束ビンになります。

3.4 順方向電圧ビニング

直列接続時の電流マッチングを支援するため、順方向電圧もビニングされます。コードはB (2.8-2.9V) からJ (3.5-3.6V) の範囲で、測定許容差は±0.08Vです。

3.5 色度領域

各CCTビンは、CIE 1931色度図上の楕円領域に対応します。仕様書には、中心座標 (x, y)、長軸半径 (b) と短軸半径 (a) の長さ、および楕円の回転角 (Φ) が提供されています。これらの楕円はANSI C78.377規格 (5ステップまたは7ステップのマクアダム楕円) に従って定義されており、同じビン内のLEDからの光が人間の目には均一な色に見えることを保証します。

4. 性能曲線分析

4.1 電流-電圧 (I-V) 特性曲線

順方向電圧は順方向電流とともに非線形的に増加します。設計者はこの曲線を使用して適切な電流制限抵抗または駆動回路を選択し、安定した動作を確保し、最大定格電流を超えないようにする必要があります。

4.2 相対光束 vs. 順方向電流

光出力は電流とともに増加しますが、最終的には飽和します。推奨される20mAの試験電流を大幅に超えて動作すると、接合温度の上昇により効率が低下し、光束維持率の加速的な低下を引き起こす可能性があります。

4.3 分光パワー分布 (SPD)

相対分光エネルギー曲線は、白色LEDの発光スペクトルを示しており、半導体チップからの青色光と蛍光体コーティングからのより広い黄色/赤色光の組み合わせです。この曲線はCCTの変化に伴ってわずかにシフトします：暖かい白色 (2600-3700K) はより長い (赤) 波長にエネルギーが多く、冷たい白色 (5000-10000K) はより顕著な青のピークを持ちます。

接合温度が上昇すると、蛍光体とチップ自体の効率が変化する可能性があり、SPDのシフト、知覚される色のわずかな変化 (色度シフト)、および光出力の低下を引き起こす可能性があります。一貫した性能を維持するためには、適切な熱管理が重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

SMD3528パッケージの公称寸法は、長さ3.5mm、幅2.8mmです。許容差を含む正確な寸法図が提供されています：.X寸法の許容差は±0.10mm、.XX寸法の許容差は±0.05mmです。

5.2 パッドレイアウトとステンシル設計

PCB設計のための推奨ランドパターン (フットプリント) と、はんだペースト塗布のための対応するステンシルパターンが提供されています。これらの推奨事項に従うことで、リフロー時の信頼性の高いはんだ接合部の形成が確保されます。

5.3 極性識別

部品には極性を示すカソードマーク (通常、パッケージ上の緑色の線、切り欠き、またはその他のマーキング) があります。回路動作には正しい向きが不可欠です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 湿気感受性とベーキング

SMD3528 LEDは、IPC/JEDEC J-STD-020Cに従って湿気感受性に分類されます。元の防湿バッグが開封され、部品が周囲湿度にさらされた場合、高温プロセス中のポップコーン現象や内部損傷を防ぐために、リフローはんだ付けの前にベーキングする必要があります。

ベーキング条件:

• 60°Cで24時間。ベーキング後:
• 部品は1時間以内にはんだ付けするか、相対湿度20%未満の容器に保管する必要があります。禁止:
• 60°Cを超える温度でベーキングしないでください。6.2 リフローはんだ付けプロファイル

このLEDは、ピーク温度200°Cまたは230°Cで最大10秒間の標準的なリフローはんだ付けプロファイルに耐えることができます。特定のプロファイル (立ち上がり速度、ソーク時間、ピーク温度、冷却速度) はアセンブリ全体に対して最適化されるべきですが、これらの限界内に留まる必要があります。

6.3 保管条件

未開封パッケージ:

• 5-30°C、湿度85%未満で保管。開封済みパッケージ:
• 5-30°C、湿度60%未満で保管。開封済みパッケージの長期保管には、湿気吸収を防ぐために、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気の使用を強く推奨します。7. 梱包および発注情報

7.1 梱包仕様

LEDは通常、自動ピックアンドプレースマシン用のテープ&リールで供給されます。特定のリールサイズ、ポケット数、テープ幅は業界標準 (例: EIA-481) に準拠しています。

7.2 発注型番

T3200SLWAなどの完全な型番を指定して、パッケージ (3528)、チップタイプ、色 (クールホワイト)、内部コードの望ましい組み合わせを入手する必要があります。光束とCCTの非標準的な組み合わせについては、メーカーに問い合わせる必要があります。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

バックライト:

• 家電製品、産業用コントロール、自動車ダッシュボードのLCDパネル用。一般インジケータランプ:
• 電子機器の状態表示灯。装飾照明:
• 民生製品のアクセント照明。サインおよびチャンネルレター:
• 屋内サイン用の低電力照明。8.2 設計上の考慮点

電流駆動:

• 常に定電流ドライバまたは電流制限抵抗を使用してください。電圧源に直接接続しないでください。熱管理:
• 低電力ではありますが、特に最大電流付近または最大電流で動作する場合、PCBに十分な放熱対策があることを確認してください。高い周囲温度は光出力と寿命を低下させます。光学設計:
• 120°の指向角は広い照射を提供します。集光ビームの場合は、二次光学系 (レンズ) が必要です。一貫性のためのビニング:
• 均一な外観を必要とするアプリケーションでは、厳密なCCTおよび光束ビンを指定してください。同じ製品で異なるビンのLEDを使用すると、目に見える色や明るさの違いが生じる可能性があります。9. 技術比較

SMD3528はレガシーパッケージであり、主に2835や3030などのより効率的なパッケージに取って代わられています。その主な差別化要因は、広範な入手可能性、低コスト、および設計における広範な歴史的使用にあります。新しいパッケージと比較して、一般に光束効率 (ルーメン/ワット) が低く、熱抵抗が大きい場合があります。しかし、コスト重視のアプリケーションや既存製品の直接交換用としては、依然として有効な選択肢です。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

10.1 CCTビン (例: 27M5 対 30M5) の違いは何ですか？

数字 (27, 30) は、公称相関色温度を100で割ったものを指します (例: 2700K, 3000K)。文字/数字の組み合わせ (M5, M7) は、CIE図上の色度楕円のサイズを指し、M7はM5よりも許容される色の変動が大きいことを表します。より厳密なビン (M5) は、より良い色の一貫性を保証します。

10.2 このLEDを30mAで連続駆動できますか？

絶対最大定格は30mAですが、代表的な試験条件とほとんどの性能データは20mAで規定されています。30mAで動作させるとより多くの光が得られますが、はるかに多くの熱が発生し、寿命の短縮や色度シフトを引き起こす可能性があります。信頼性と効率のために、より低い動作電流 (例: 15-20mA) で設計することをお勧めします。

10.3 なぜベーキングが必要なのですか？また、LEDがそれを必要とするかどうかをどのように判断しますか？

プラスチックパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。リフローはんだ付け中、この湿気は急速に蒸気に変わり、剥離やクラックを引き起こす可能性があります。防湿バッグを開封したらすぐに、内部の湿度指示カードを確認してください。カードが指定された閾値 (感度レベルに応じて10%または30%など) よりも高い湿度レベルを示している場合、またはバッグが湿潤環境で長時間開封されていた場合は、ベーキングが必要です。

10.4 光束ビンコード (例: B7) はどのように解釈しますか？

光束ビンコード (A9, B1, B2... B9) は、最小光束値の範囲を定義します。例えば、70 CRIニュートラルホワイトLEDのB7ビンは、20mAで最小7.5ルーメンの光束を保証し、代表値は最大8.0ルーメンです。実際に出荷される部品は、そのビンの最小値以上になります。

11. 実践的設計事例

11.1 定電流LEDアレイの設計

20個のSMD3528 LEDを使用した直並列構成のライトパネルを設計することを考えます。均一な明るさを確保するには、同じCCTおよび光束ビンのLEDを使用する必要があります。選択したビンの代表的なV

が20mAで3.2Vであり、24V DC電源が利用可能な場合、10個のLEDを直列に配置することはできません (10 * 3.2V = 32V、これは24Vを超えます)。より良い構成は、4個のLEDを直列にした5列かもしれません。各列の電圧降下は約12.8V (4 * 3.2V) になります。各列の電流制限抵抗は、R = (V_F電源_{- V}列_{) / I}= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω と計算されます。各抵抗で消費される電力は P = I_FR = (0.02)²* 560 = 0.224W なので、0.25Wまたは0.5Wの抵抗が推奨されます。この設計は冗長性を提供し (1つのLEDが開放故障した場合、その列だけが消灯)、LED全体の電圧許容差を管理するのに役立ちます。²12. 原理紹介

白色SMD LEDは、半導体材料におけるエレクトロルミネセンスの原理と、蛍光体変換を組み合わせて動作します。インジウムガリウム窒素 (InGaN) で作られたチップは、順方向バイアスがかかると青色光を発します。この青色光は、チップ上または周囲にコーティングされた蛍光体材料 (例: セリウムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット、YAG:Ce) の層によって部分的に吸収されます。蛍光体は青色光子を吸収し、黄色領域の広いスペクトルで光を再放出します。残りの青色光と変換された黄色光の混合は、人間の目には白色として知覚されます。青色光と黄色光の正確な比率は、蛍光体の組成と厚さによって制御され、発光する白色光の相関色温度 (CCT) を決定します。

13. 開発動向

LED技術の一般的なトレンドは、より高い効率 (ルーメン/ワット)、改善された演色性、およびより低コストでの高い信頼性に向かっています。このサイズカテゴリのパッケージについては、業界は主に2835パッケージフットプリントに移行しており、同様のサイズのエンベロープでより優れた熱性能とより高い光出力を提供することが多いです。また、特にR9 (飽和赤) の高い演色評価数 (CRI) 値を達成し、角度や温度にわたってより一貫した色を実現するために、蛍光体システムを改善する継続的な取り組みもあります。さらに、調光可能な白色 (調整可能なCCT) のためのインテリジェントドライバと制御をLEDと統合することは、成長しているアプリケーションのトレンドですが、これは通常マルチチップパッケージを必要とします。

The general trend in LED technology is toward higher efficacy (more lumens per watt), improved color rendering, and higher reliability at lower cost. For packages in this size category, the industry has largely migrated to the 2835 package footprint, which often offers better thermal performance and higher light output in a similarly sized envelope. There is also a continuous drive to improve the phosphor systems for higher Color Rendering Index (CRI) values, especially R9 (saturated red), and to achieve more consistent color over angle and temperature. Furthermore, the integration of LEDs with intelligent drivers and controls for tunable white (adjustable CCT) is a growing application trend, though this typically requires multi-chip packages.