Panduan Pengendalian LED SMD3528 - Saiz 3.5x2.8mm - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk SMD3528 ialah komponen LED permukaan yang direka untuk aplikasi PCB berketumpatan tinggi. Saiz padanya yang kompak iaitu 3.5mm x 2.8mm menjadikannya sesuai untuk lampu latar, lampu penunjuk dan pencahayaan umum di ruang yang terhad. Kelebihan utama komponen ini terletak pada enkapsulasi silikonnya yang teguh, yang memberikan prestasi optik yang baik. Walau bagaimanapun, ciri yang sama ini memerlukan prosedur pengendalian yang berhati-hati untuk mengelakkan kerosakan pada struktur dalaman yang halus, termasuk ikatan wayar dan cip LED.

2. Langkah Berjaga-jaga Pengendalian untuk Produk SMD3528 Pengendalian yang tidak betul adalah penyebab utama kegagalan untuk LED SMD3528. Enkapsulan silikon agak lembut dan mudah rosak akibat tekanan fizikal.

2.1 Pengendalian Manual Pengendalian LED secara langsung dengan jari sangat tidak digalakkan. Peluh dan minyak daripada sentuhan kulit boleh mencemarkan permukaan kanta silikon, menyebabkan degradasi optik dan pengurangan output cahaya. Tambahan pula, penggunaan tekanan dengan jari boleh menghancurkan silikon, berpotensi memutuskan ikatan wayar emas dalaman atau merosakkan cip LED itu sendiri, mengakibatkan kegagalan serta-merta (LED mati).

2.2 Pengendalian dengan Penjepit Menggunakan penjepit biasa untuk mengambil badan LED juga bermasalah. Hujung tajamnya mudah menembusi atau mengubah bentuk silikon lembut, menyebabkan kerosakan dalaman yang sama seperti pengendalian manual. Selain itu, penjepit logam boleh menggaru permukaan kanta, mengubah corak dan sudut pancaran cahaya.

2.3 Pengendalian Vakum Pick-and-Place Pemasangan automatik menggunakan muncung vakum adalah kaedah yang disyorkan. Walau bagaimanapun, adalah penting bahawa hujung muncung vakum mempunyai diameter yang lebih besar daripada rongga dalam pakej LED. Muncung yang terlalu kecil akan menekan terus ke dalam silikon, bertindak sebagai titik tekanan tertumpu yang boleh memutuskan ikatan wayar atau menghancurkan cip.

2.4 Pengendalian Pasca-Pematerian Selepas proses pematerian reflow, PCB yang mengandungi LED SMD3528 mesti dikendalikan dengan berhati-hati. Menyusun papan secara langsung di atas satu sama lain boleh memberikan tekanan pada kubah LED. Tekanan ini boleh menyebabkan tekanan mekanikal, membawa kepada kecacatan pendam atau kegagalan serta-merta. Jarak menegak minimum 2cm harus dikekalkan di atas komponen LED apabila menyusun pemasangan. Bungkusan gelembung tidak boleh diletakkan terus pada LED, kerana tekanan daripada gelembung juga boleh menyebabkan kerosakan.

3. Kepekaan Kelembapan, Penyimpanan dan Pembakaran LED SMD3528 dikelaskan sebagai peranti sensitif kelembapan (MSD). Kelembapan yang diserap boleh mengewap dengan cepat semasa proses pematerian reflow suhu tinggi, menyebabkan pengelupasan dalaman, retakan atau "popcorning", yang membawa kepada kegagalan.

3.1 Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) Produk ini mematuhi piawaian IPC/JEDEC J-STD-020C untuk klasifikasi kepekaan kelembapan/reflow untuk litar bersepadu plastik. Pengguna mesti merujuk kepada penarafan MSL khusus yang disediakan pada pembungkusan produk atau datasheet.

3.2 Keadaan Penyimpanan Pembungkusan Belum Dibuka: Simpan dalam persekitaran dengan suhu antara 5°C dan 30°C dan kelembapan relatif di bawah 85%. Pembungkusan Telah Dibuka: Komponen mesti disimpan dalam persekitaran kering. Keadaan yang disyorkan ialah suhu antara 5°C dan 30°C dengan kelembapan relatif di bawah 60%. Untuk perlindungan optimum selepas dibuka, simpan komponen dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam kabinet kering yang disucikan nitrogen.

3.3 Jangka Hayat Lantai Setelah beg penghalang kelembapan asal dibuka, komponen harus digunakan dalam masa 12 jam jika persekitaran penyimpanan tidak dikawal (contohnya, tidak dalam kabinet kering). Kad penunjuk kelembapan di dalam beg mesti diperiksa segera selepas dibuka untuk mengesahkan kelembapan dalaman tidak melebihi tahap selamat.

3.4 Keperluan dan Prosedur Pembakaran Pembakaran diperlukan untuk membuang kelembapan yang diserap jika: Komponen telah dikeluarkan daripada pembungkusan vakum tertutup asal dan terdedah kepada udara ambien lebih lama daripada jangka hayat lantai yang ditetapkan. Kad penunjuk kelembapan menunjukkan tahap kelembapan telah melebihi. Komponen yang telah menjalani pematerian reflow tidak memerlukan pembakaran. Prosedur Pembakaran: Komponen boleh dibakar pada gegelung asalnya. Bakar pada suhu 60°C (±5°C) selama 24 jam. Jangan melebihi 60°C, kerana suhu yang lebih tinggi boleh merosakkan pembungkusan atau bahan LED. Selepas pembakaran, komponen mesti dipateri reflow dalam masa satu jam atau segera diletakkan kembali ke dalam persekitaran penyimpanan kering (RH < 20%).

4. Garis Panduan Pematerian dan Pembersihan 4.1 Pematerian Reflow Biarkan LED menyejuk ke suhu bilik secara semula jadi selepas proses reflow sebelum sebarang pengendalian atau pembersihan seterusnya. Periksa sambungan pateri untuk konsistensi. Pateri harus menunjukkan profil reflow lengkap dengan penampilan licin, berkilat dan lompang minimum apabila dilihat dari sisi PCB. 4.2 Pembersihan Pasca-Pematerian Membersihkan PCB selepas pematerian adalah disyorkan untuk membuang sisa fluks. Disyorkan: Gunakan fluks larut air dan bersihkan dengan air ternyahion atau pembersih akueus yang ditentukan, diikuti dengan pengeringan. Isopropil alkohol (IPA) juga boleh digunakan jika perlu. Tidak Disyorkan / Dilarang: Jangan gunakan pembersihan ultrasonik. Getaran frekuensi tinggi boleh menyebabkan retakan mikro dalam cip LED atau ikatan wayar. Jangan bersihkan PCB yang dipasang dengan air kosong, kerana sukar dikeringkan sepenuhnya dan boleh menyebabkan pengoksidaan pada kaki komponen. Elakkan pelarut organik kuat seperti aseton, toluena atau pencair cat. Bahan kimia ini boleh menyerang dan merosakkan bahan kanta silikon, menyebabkan kekaburan, retakan atau pelarutan. Jangan sekali-kali menggunakan pembersih kimia yang tidak ditentukan. Jika pembersihan air tidak dapat dielakkan, keseluruhan pemasangan PCB mesti dikeringkan sepenuhnya, mungkin memerlukan pembakaran suhu rendah (contohnya, 60°C) untuk membuang semua kelembapan sebelum pemprosesan atau penggunaan selanjutnya.

5. Perlindungan ESD (Lepasan Elektrostatik) LED adalah peranti semikonduktor dan sangat mudah rosak akibat lepasan elektrostatik. LED putih, hijau, biru dan ungu amat sensitif kerana komposisi bahan semikonduktornya. 5.1 Sumber ESD ESD boleh dijana melalui pelbagai cara: Geseran: Sentuhan dan pemisahan bahan berbeza (contohnya, dulang plastik, pakaian, pembungkusan). Induksi: Objek bercas yang didekatkan ke permukaan konduktif boleh mendorong cas. 5.2 Langkah Perlindungan Program kawalan ESD yang komprehensif adalah penting di kawasan pengendalian: Gunakan stesen kerja berasaskan dengan tikar konduktif. Semua kakitangan mesti memakai tali pergelangan tangan berasaskan dengan betul. Gunakan bekas, dulang dan beg konduktif untuk penyimpanan dan pengangkutan komponen. Kekalkan persekitaran terkawal dengan kelembapan melebihi 40% RH jika boleh, kerana kelembapan yang lebih tinggi mengurangkan pembinaan cas statik. Kendalikan komponen hanya di kawasan kerja selamat ESD yang ditetapkan.

6. Pertimbangan Pengurusan Terma Walaupun petikan dokumen yang disediakan tidak memperincikan nilai rintangan terma khusus, pengurusan terma yang berkesan adalah kritikal untuk prestasi dan jangka hayat LED. Pakej SMD3528 menyingkirkan haba terutamanya melalui pad paterinya ke dalam PCB. 6.1 Reka Bentuk PCB untuk Penyingkiran Haba Untuk memaksimumkan jangka hayat dan mengekalkan output cahaya yang stabil: Gunakan PCB dengan kekonduksian terma yang mencukupi. PCB teras logam (MCPCB) atau papan dengan satah kuprum tebal sangat disyorkan untuk aplikasi berkuasa tinggi atau berketumpatan tinggi. Reka bentuk tapak kaki PCB dengan pad pelepasan terma yang disambungkan ke kawasan kuprum besar atau via terma khusus yang memindahkan haba ke lapisan dalam atau penyingkir haba sebelah belakang. Pastikan integriti sambungan pateri tinggi, kerana pateri adalah antara muka terma utama antara LED dan papan. 6.2 Kesan Suhu Suhu simpang yang tinggi membawa kepada: Penyusutan lumen dipercepatkan (pengurangan output cahaya dari masa ke masa). Peralihan warna, terutamanya untuk LED putih. Jangka hayat operasi yang berkurangan. Peningkatan voltan hadapan. Pereka bentuk harus merujuk kepada datasheet produk tertentu untuk lengkung penyahkadaran dan penarafan suhu simpang maksimum.

7. Ciri Profil Pematerian Reflow untuk Siri 3528 Profil reflow bebas plumbum standard biasanya sesuai. Parameter utama untuk dikawal termasuk: Pemanasan Awal/Ramp: Kadar ramp beransur-ansur (biasanya 1-3°C/saat) untuk mengurangkan kejutan terma. Zon Rendam: Membolehkan keseluruhan pemasangan dan komponen mencapai suhu seragam dan mengaktifkan fluks. Zon Reflow: Suhu puncak mesti cukup tinggi untuk memastikan peleburan pateri yang betul tetapi tidak boleh melebihi toleransi suhu maksimum pakej LED (rujuk datasheet, biasanya sekitar 260°C selama beberapa saat). Penyejukan: Fasa penyejukan terkawal membantu membentuk sambungan pateri yang boleh dipercayai. Adalah penting untuk memprofilkan ketuhar dengan PCB dan komponen sebenar untuk memastikan LED tidak mengalami suhu melebihi spesifikasinya.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk 8.1 Aplikasi Biasa SMD3528 digunakan secara meluas dalam: Unit lampu latar paparan LCD (BLU). Pencahayaan aksen seni bina. Pencahayaan dalaman automotif. Penunjuk status elektronik pengguna. Papan tanda dan pencahayaan hiasan. 8.2 Reka Bentuk Litar Sentiasa pacu LED dengan sumber arus malar, bukan voltan malar. Perintang pembatas arus adalah wajib apabila menggunakan sumber voltan. Arus hadapan (If) mesti dipatuhi dengan ketat seperti yang dinyatakan dalam datasheet untuk mengelakkan kepanasan dan degradasi cepat. 8.3 Reka Bentuk Optik Kanta silikon memberikan sudut pandangan biasa. Untuk corak pancaran tertentu, optik sekunder (pemantul, penyebar atau kanta luaran) mungkin diperlukan. Elakkan sentuhan mekanikal antara optik sekunder dan kubah LED untuk mengelakkan tekanan.

9. Analisis Kegagalan dan Penyelesaian Masalah Mod kegagalan biasa dan punca akarnya yang mungkin termasuk: LED Mati (Tiada Cahaya): Sering disebabkan oleh kerosakan ESD, ikatan wayar patah akibat tekanan mekanikal (pengendalian, penyusunan) atau patah cip. Output Cahaya Berkurangan: Boleh disebabkan oleh pencemaran kanta silikon, suhu simpang berlebihan atau kegagalan sambungan pateri yang membawa kepada pemindahan haba yang lemah. Operasi Berselang-seli: Mungkin menunjukkan sambungan pateri retak, ikatan wayar rosak yang membuat sentuhan berselang-seli atau kerosakan pendam akibat ESD. Peralihan Warna: Terutamanya disebabkan oleh operasi berpanjangan pada suhu tinggi, arus pacuan melebihi spesifikasi atau degradasi fosfor (dalam LED putih). Pematuhan kepada garis panduan pengendalian, penyimpanan, pematerian dan reka bentuk dalam dokumen ini adalah langkah pencegahan yang paling berkesan.

• Unopened Packaging:Store in an environment with temperature between 5\u00b0C and 30\u00b0C and relative humidity below 85%.
• Opened Packaging:Components must be stored in a dry environment. The recommended condition is temperature between 5\u00b0C and 30\u00b0C with relative humidity below 60%. For optimal protection after opening, store components in a sealed container with desiccant or in a nitrogen-purged dry cabinet.

.3 Floor Life

Once the original moisture barrier bag is opened, the components should be used within 12 hours if the storage environment is not controlled (e.g., not in a dry cabinet). The humidity indicator card inside the bag must be checked immediately upon opening to verify the internal humidity has not exceeded safe levels.

.4 Baking Requirements and Procedure

Baking is required to remove absorbed moisture if:

1. The components have been removed from their original vacuum-sealed packaging and exposed to ambient air for longer than the specified floor life.
2. The humidity indicator card shows the humidity level has been exceeded.

Components that have already undergone reflow soldering do not require baking.

Baking Procedure:

1. Components can be baked on their original reel.
2. Bake at a temperature of 60\u00b0C (\u00b15\u00b0C) for 24 hours.
3. Do not exceed 60\u00b0C, as higher temperatures may damage the LED packaging or materials.
4. After baking, components must be reflow soldered within one hour or immediately placed back into a dry storage environment (RH<%).

. Soldering and Cleaning Guidelines

.1 Reflow Soldering

Allow the LED to cool down to room temperature naturally after the reflow process before any subsequent handling or cleaning. Inspect the solder joints for consistency. The solder should show a complete reflow profile with a smooth, shiny appearance and minimal voids when viewed from the side of the PCB.

.2 Post-Soldering Cleaning

Cleaning the PCB after soldering is recommended to remove flux residues.

• Recommended:Use water-soluble flux and clean with deionized water or a specified aqueous cleaner, followed by drying. Isopropyl alcohol (IPA) can also be used if necessary.
• Not Recommended / Prohibited:
  • Do notuse ultrasonic cleaning. The high-frequency vibrations can cause micro-cracks in the LED chip or wire bonds.
  • Do notclean assembled PCBs with plain water, as it is difficult to dry completely and can lead to oxidation of the component leads.
  • Avoidstrong organic solvents such as acetone, toluene, or lacquer thinner. These chemicals can attack and degrade the silicone lens material, causing clouding, cracking, or dissolution.
  • Never use unspecified chemical cleaners.

If water cleaning is unavoidable, the entire PCB assembly must be thoroughly dried, potentially requiring a low-temperature bake (e.g., 60\u00b0C) to remove all moisture before further processing or use.

. ESD (Electrostatic Discharge) Protection

LEDs are semiconductor devices and are highly susceptible to damage from electrostatic discharge. White, green, blue, and purple LEDs are particularly sensitive due to their semiconductor material composition.

.1 Sources of ESD

ESD can be generated through various means:

• Friction:Contact and separation of dissimilar materials (e.g., plastic trays, clothing, packaging).
• Induction:A charged object brought near a conductive surface can induce a charge.

.2 Protection Measures

A comprehensive ESD control program is essential in the handling area:

• Use grounded workstations with conductive mats.
• All personnel must wear properly grounded wrist straps.
• Use conductive containers, trays, and bags for storage and transport of components.
• Maintain a controlled environment with humidity above 40% RH if possible, as higher humidity reduces static charge buildup.
• Handle components only at designated ESD-safe work areas.

. Thermal Management Considerations

While the provided document excerpt does not detail specific thermal resistance values, effective thermal management is critical for LED performance and longevity. The SMD3528 package dissipates heat primarily through its solder pads into the PCB.

.1 PCB Design for Heat Sinking

To maximize lifespan and maintain stable light output:\p>

• Use a PCB with adequate thermal conductivity. Metal-core PCBs (MCPCBs) or boards with thick copper planes are highly recommended for high-power or high-density applications.
• Design the PCB footprint with thermal relief pads connected to large copper areas or dedicated thermal vias that transfer heat to inner layers or a backside heat sink.
• Ensure the solder joint integrity is high, as the solder is the primary thermal interface between the LED and the board.

.2 Impact of Temperature

High junction temperature leads to:

• Accelerated lumen depreciation (reduced light output over time).
• Color shift, especially for white LEDs.
• Reduced operational lifetime.
• Increased forward voltage.

Designers should refer to the product's specific datasheet for derating curves and maximum junction temperature ratings.

. Reflow Soldering Profile Characteristics for 3528 Series

A standard lead-free reflow profile is typically suitable. Key parameters to control include:

• Preheat/Ramp:A gradual ramp rate (typically 1-3\u00b0C/second) to minimize thermal shock.
• Soak Zone:Allows the entire assembly and components to reach a uniform temperature and activates the flux.
• Reflow Zone:The peak temperature must be high enough to ensure proper solder melting but must not exceed the maximum temperature tolerance of the LED package (consult datasheet, typically around 260\u00b0C for a few seconds).
• Cooling:A controlled cool-down phase helps form reliable solder joints.

It is crucial to profile the oven with actual PCBs and components to ensure the LEDs do not experience temperatures beyond their specification.

. Application Notes and Design Considerations

.1 Typical Applications

The SMD3528 is widely used in:

• LCD display backlighting units (BLUs).
• Architectural accent lighting.
• Automotive interior lighting.
• Consumer electronics status indicators.
• Signage and decorative lighting.

.2 Circuit Design

Always drive LEDs with a constant current source, not a constant voltage. A current-limiting resistor is mandatory when using a voltage source. The forward current (If) must be strictly adhered to as specified in the datasheet to prevent overheating and rapid degradation.

.3 Optical Design

The silicone lens provides a typical viewing angle. For specific beam patterns, secondary optics (reflectors, diffusers, or external lenses) may be required. Avoid mechanical contact between secondary optics and the LED dome to prevent stress.

. Failure Analysis and Troubleshooting

Common failure modes and their likely root causes include:

• Dead LED (No Light):Often caused by ESD damage, broken wire bonds from mechanical stress (handling, stacking), or chip fracture.
• Diminished Light Output:Can result from silicone lens contamination, excessive junction temperature, or solder joint failure leading to poor heat transfer.
• Intermittent Operation:May indicate a cracked solder joint, a damaged wire bond making intermittent contact, or ESD-induced latent damage.
• Color Shift:Primarily caused by prolonged operation at high temperatures, driving current beyond specification, or degradation of the phosphor (in white LEDs).

Adherence to the handling, storage, soldering, and design guidelines in this document is the most effective preventative measure.