Содержание
- 1. Обзор продукта
- 2. Подробный анализ технических параметров
- 2.1 Электрические параметры
- 2.2 Оптические параметры
- 2.3 Тепловые характеристики
- 3. Объяснение системы бининга
- 3.1 Биннинг по длине волны
- 3.2 Биннинг по световому потоку
- 3.3 Биннинг по прямому напряжению
- 4. Анализ кривых производительности
- 4.1 Вольт-амперная характеристика
- 4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока
- 4.3 Зависимость от температуры
- 4.4 Спектральное распределение
- 5. Механическая информация и упаковка
- 5.1 Габаритные размеры и чертеж
- 5.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок и трафарет
- 5.3 Идентификация полярности
- 6. Рекомендации по пайке и сборке
- 6.1 Параметры пайки оплавлением
- 6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении
- 6.3 Очистка
- 7. Упаковка и информация для заказа
- 7.1 Упаковка в ленте на катушке
- 7.2 Правила формирования номера модели
- 8. Рекомендации по применению
- 8.1 Типичные сценарии применения
- 8.2 Соображения при проектировании
- 9. Техническое сравнение
- 10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- 11. Практический пример использования
- 12. Принцип работы
- 13. Стандарты испытаний на надежность
- 13.1 Испытания на срок службы
- 13.2 Испытания на воздействие окружающей среды
- 14. Тенденции развития
1. Обзор продукта SMD3528 — это светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), использующий однокристальный красный светодиодный чип. Характеризуясь компактными размерами 3.5 мм x 2.8 мм, этот компонент предназначен для применений, требующих надежного, низкопотребляющего красного освещения. Его основные преимущества включают широкий угол обзора 120 градусов, стабильную работу в заданном диапазоне температур и совместимость со стандартными процессами сборки технологией поверхностного монтажа (SMT). Целевой рынок охватывает широкий спектр потребительской электроники, индикаторных ламп, подсветки для небольших дисплеев и декоративного освещения, где критически важны пространство и энергоэффективность.
2. Подробный анализ технических параметров 2.1 Электрические параметры Электрические характеристики определяют рабочие границы и типичные показатели светодиода. Абсолютные максимальные параметры, измеренные при температуре точки пайки (Tsp) 25°C, устанавливают пределы для безопасной работы. Максимальный постоянный прямой ток (IF) составляет 30 мА, в то время как импульсный прямой ток (IFP) до 40 мА допустим при определенных условиях (длительность импульса ≤10 мс, скважность ≤1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) составляет 144 мВт. Диапазон рабочих и температур хранения указан от -40°C до +80°C, с максимальной температурой перехода (Tj) 125°C. Для пайки светодиод может выдерживать профиль оплавления с пиковой температурой 230°C или 260°C в течение максимум 10 секунд. При типичных рабочих условиях (Tsp=25°C, IF=20мА) прямое напряжение (VF) имеет типичное значение 2.2В и максимальное 2.6В. Обратное напряжение (VR) составляет минимум 5В, а обратный ток (IR) не должен превышать 10 мкА.
2.2 Оптические параметры Оптические характеристики являются центральными для функции светодиода. Доминирующая длина волны (λd) указана как 625 нм, что помещает его в стандартный красный спектр. Выходной световой поток классифицируется по бинам, с типичными значениями от 1.5 лм до 2.5 лм при токе накачки 20 мА, в зависимости от конкретного кода бина (A3, B1, B2). Пространственное распределение света характеризуется широким углом обзора, где 2θ1/2 (полный угол на половине интенсивности) указан как 120 градусов.
2.3 Тепловые характеристики Теплоуправление имеет решающее значение для долговечности и стабильности работы светодиода. Ключевым параметром является температура перехода (Tj), которая не должна превышать 125°C. Тепловой путь от светодиодного чипа к точке пайки и, в конечном итоге, к печатной плате (PCB) должен быть спроектирован так, чтобы поддерживать температуру перехода в безопасных пределах во время работы, особенно при работе на максимальном токе или близком к нему. Указанный диапазон рабочих температур окружающей среды от -40°C до +80°C дает рекомендации по условиям, которые устройство может выдержать.
3. Объяснение системы бининга Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров. 3.1 Биннинг по длине волны Доминирующая длина волны распределяется по бинам для контроля точного оттенка красного. Предоставленная спецификация перечисляет два бина: R1 (620-625 нм) и R2 (625-630 нм). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с очень конкретной цветовой точкой для своего применения, что жизненно важно для таких применений, как полноцветные дисплеи или вывески, где критически важна цветопередача. Допуск для измерения длины волны присущ диапазону бина.s3.2 Биннинг по световому потоку Выходной световой поток классифицируется для гарантии минимального уровня яркости. Бины определяются кодами A3, B1 и B2, с минимальными/типичными значениями 1/1.5 лм, 1.5/2 лм и 2/2.5 лм соответственно, все измеренные при 20 мА. К измерению светового потока применяется допуск ±7%. Этот биннинг позволяет прогнозировать уровни яркости в массиве светодиодов.F3.3 Биннинг по прямому напряжению Прямое напряжение распределяется по бинам для помощи в проектировании схем, особенно для расчета токоограничивающего резистора и проектирования источника питания в последовательных цепочках. Бины: C (1.8-2.0В), D (2.0-2.2В), E (2.2-2.4В) и F (2.4-2.6В), с допуском измерения ±0.08В. Совпадение бинов VF может помочь обеспечить равномерное распределение тока и яркость в параллельных конфигурациях светодиодов.FP4. Анализ кривых производительности 4.1 Вольт-амперная характеристика Кривая зависимости прямого напряжения от прямого тока (VF-IF) является фундаментальной характеристикой любого диода, включая светодиоды. Для этого красного светодиода SMD3528 кривая покажет экспоненциальную зависимость, типичную для полупроводникового p-n перехода. Кривая необходима для определения рабочей точки и проектирования схемы драйвера. Напряжение при типичном рабочем токе 20мА будет находиться в пределах диапазона бина VF (например, ~2.2В для бина D).D4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока Эта кривая иллюстрирует, как световой выход (относительный световой поток) изменяется с увеличением тока накачки. Для светодиодов выход обычно линейно увеличивается с током на низких уровнях, но может проявлять насыщение или снижение эффективности при более высоких токах из-за тепловых и электрических эффектов. Этот график помогает разработчикам оптимизировать ток накачки для желаемой яркости, учитывая эффективность и срок службы.j4.3 Зависимость от температуры Производительность светодиодов значительно зависит от температуры. Ключевая кривая показывает относительную спектральную энергию (показатель светового выхода и стабильности длины волны) как функцию температуры перехода. Для красных светодиодов на основе AlInGaP световой выход обычно уменьшается с увеличением температуры. Эта кривая критически важна для применений, работающих в различных тепловых условиях, информируя о необходимом снижении номинальных параметров или тепловой компенсации в схеме драйвера.
4.4 Спектральное распределение Кривая распределения спектральной энергии отображает интенсивность излучаемого света на разных длинах волн. Для монохроматического красного светодиода эта кривая покажет один доминирующий пик, центрированный вокруг длины волны бина (например, 625 нм). Ширина этого пика (полная ширина на половине максимума, FWHM) определяет чистоту цвета. Более узкий пик указывает на более насыщенный, чистый цвет.s5. Механическая информация и упаковка 5.1 Габаритные размеры и чертеж Корпус светодиода соответствует отраслевому стандарту 3528, с номинальными размерами 3.5 мм в длину и 2.8 мм в ширину. Точный размерный чертеж предоставляет критические измерения, включая высоту корпуса, размеры линзы и расстояние между выводами (контактными площадками). Указаны допуски: размеры, отмеченные как .X, имеют допуск ±0.10 мм, а размеры .XX имеют более жесткий допуск ±0.05 мм.F5.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок и трафарет Предоставляется рекомендуемый посадочный рисунок (footprint) для проектирования PCB, чтобы обеспечить правильную пайку и механическую стабильность. Это включает размер, форму и расстояние между медными контактными площадками. Также предлагается соответствующий дизайн трафарета (паяльная паста), чтобы контролировать объем наносимой паяльной пасты во время сборки, что критически важно для получения надежных паяных соединений без коротких замыканий или эффекта "гробового камня".F5.3 Идентификация полярности Катод (отрицательный вывод) обычно идентифицируется визуальным маркером на корпусе светодиода, таким как зеленая точка, выемка или скошенный угол. В техническом описании должна быть четко указана эта схема маркировки. Правильная полярность должна соблюдаться при установке на PCB, чтобы устройство функционировало.R6. Рекомендации по пайке и сборке 6.1 Параметры пайки оплавлением Компонент подходит для процессов пайки оплавлением инфракрасным (IR) или конвекционным методом. Максимально допустимая температура пайки указана как 230°C или 260°C, измеренная на выводах светодиода, в течение максимум 10 секунд. Следует соблюдать стандартный бессвинцовый (SAC305) профиль оплавления с фазами предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения, обеспечивая, чтобы пиковая температура и время выше температуры плавления (TAL) не превышали номинальных значений светодиода.R6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ESD). С ними следует обращаться в защищенной от ESD среде, используя заземленные браслеты и проводящие рабочие поверхности. Устройства должны храниться в оригинальных влагозащитных пакетах с осушителем, в условиях, не превышающих указанный диапазон температур хранения (-40°C до +80°C), и при низкой влажности, чтобы предотвратить поглощение влаги, которое может вызвать "вспучивание" во время оплавления.
6.3 Очистка Если требуется очистка после пайки, используйте одобренные растворители, совместимые с эпоксидной линзой и пластиковым корпусом светодиода. Избегайте ультразвуковой очистки, так как высокочастотные вибрации могут повредить внутренние проволочные соединения или крепление кристалла. Всегда проверяйте химическую совместимость перед началом любого процесса очистки.
7. Упаковка и информация для заказа 7.1 Упаковка в ленте на катушке Светодиоды SMD3528 поставляются в стандартной тисненой несущей ленте на катушках, подходящей для автоматических монтажных машин. Размеры несущей ленты (размер кармана, шаг) указаны для обеспечения совместимости с питателями. Прочность отрыва покровной ленты определена как 0.1 до 0.7 Ньютонов при отрыве под углом 10 градусов, что обеспечивает ее надежность при транспортировке, но легкость удаления машиной.d7.2 Правила формирования номера модели Модель продукта следует структурированному соглашению об именовании: T [Код формы] [Количество чипов] [Код линзы] [Внутренний код] - [Код светового потока] [Цветовой код]. Например, T3200SRA расшифровывается как: Форма 32 (3528), Количество чипов S (один, малой мощности), Код линзы 00 (без линзы), Внутренний код, Код светового потока и Цвет A (Красный). Другие цветовые коды включают Y (Желтый), B (Синий), G (Зеленый) и т.д. Эта система позволяет точно идентифицировать все ключевые атрибуты.8. Рекомендации по применению 8.1 Типичные сценарии применения Красный светодиод SMD3528 хорошо подходит для многочисленных применений: Индикаторы состояния и работы в потребительской электронике (телевизоры, маршрутизаторы, зарядные устройства). Подсветка для небольших ЖК-дисплеев, клавиатур или панелей. Декоративное и акцентное освещение в бытовой технике, автомобильных салонах или архитектурных элементах. Сигнализация и аварийное освещение, где требуется четкий красный цвет.8.2 Соображения при проектировании Ограничение тока: Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Значение резистора рассчитывается по формуле R = (Vпитания - VF) / IF. Используйте максимальное VF из бина, чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы даже при низком VF. Теплоуправление: Для непрерывной работы на высоких токах или в условиях высокой температуры окружающей среды обеспечьте достаточную площадь медного покрытия на PCB или теплоотвод для рассеивания тепла и поддержания низкой температуры перехода. Оптическое проектирование: Учитывайте угол обзора 120 градусов при проектировании световодов, линз или рассеивателей для достижения желаемой картины освещения.
9. Техническое сравнение По сравнению с красными светодиодами в сквозном исполнении, SMD3528 предлагает значительные преимущества для современной электроники: гораздо меньшие размеры, меньшая высота для тонких устройств, пригодность для высокоскоростной автоматической сборки и часто лучшие тепловые характеристики благодаря прямой пайке на PCB. В семействе SMD красных светодиодов корпус 3528 является распространенным, экономически эффективным выбором. По сравнению с новыми, более эффективными корпусами светодиодов (например, 2835), 3528 может иметь немного более низкую световую отдачу, но остается высококонкурентоспособным в приложениях со стандартной яркостью благодаря широкой доступности и проверенной надежности.
10. Часто задаваемые вопросы (FAQ) В: В чем разница между бинами светового потока A3, B1 и B2? О: Эти бины представляют разные минимальные и типичные уровни яркости при 20мА. A3 — самый низкий (мин. 1.0 лм, тип. 1.5 лм), B1 — средний (мин. 1.5 лм, тип. 2.0 лм), а B2 — самый высокий (мин. 2.0 лм, тип. 2.5 лм). Выбор зависит от требуемой яркости для вашего применения. В: Могу ли я питать этот светодиод непрерывно током 30мА? О: Да, 30мА — это абсолютный максимальный номинальный постоянный прямой ток. Однако для оптимального срока службы и надежности часто рекомендуется работать ниже максимума, возможно, на 20-25мА, если только приложение не требует максимальной яркости, а тепловая конструкция надежна. В: Как определить катод на светодиоде? О: Чертеж в техническом описании должен указывать маркировку полярности. Обычно для корпуса 3528 катод помечен зеленой точкой или небольшой выемкой/скошенным углом на одном из углов пластикового корпуса. В: Используется ли линза в этом светодиоде? О: Согласно расшифровке номера модели и коду линзы "00" в правилах именования, эта конкретная версия (T3200SRA) не имеет дополнительной первичной линзы (она использует стандартный эпоксидный купол). Другие варианты с кодом линзы "01" включали бы линзу для формирования луча.j11. Практический пример использования Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого коммутатора. Панель требует десять красных светодиодов для индикации активности порта/состояния связи. Разработчик выбирает светодиод SMD3528 в бине R2 (625-630нм) для яркого красного цвета и бине B1 (1.5/2.0 лм) для постоянной, видимой яркости. На PCB доступна шина питания 3.3В. Используя максимальное VF 2.6В (из бина F, предполагая наихудший выбор) и целевой IF 20мА, рассчитывается токоограничивающий резистор: R = (3.3В - 2.6В) / 0.020А = 35 Ом. Выбирается стандартный резистор 33 Ом, что приводит к немного более высокому току ~21.2мА (используя типичное VF 2.2В), что находится в безопасных пределах. Светодиоды размещаются на PCB с рекомендуемой разводкой контактных площадок. Простой вывод GPIO микроконтроллера, настроенный как выход с открытым стоком с подтягивающим резистором к 3.3В, может пропускать ток через каждый светодиод, чтобы включить его. Широкий угол обзора 120 градусов обеспечивает видимость состояния с различных углов.
12. Принцип работы Светоизлучающие диоды — это полупроводниковые устройства, которые преобразуют электрическую энергию непосредственно в свет посредством процесса, называемого электролюминесценцией. Основой красного светодиода, такого как SMD3528, является чип, изготовленный из материалов фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу этого полупроводника, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода. Когда эти носители заряда рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (частиц света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. AlInGaP имеет запрещенную зону, соответствующую фотонам в красной и желто-оранжевой части видимого спектра. Эпоксидный корпус инкапсулирует чип, защищает его от окружающей среды и часто действует как линза для формирования светового выхода.
13. Стандарты испытаний на надежность Техническое описание ссылается на несколько отраслевых стандартных испытаний для проверки надежности светодиода в различных стрессовых условиях. Эти испытания моделируют годы работы или суровые условия окружающей среды в ускоренном режиме. 13.1 Испытания на срок службы Испытание на срок службы при комнатной температуре (RTOL): Светодиоды работают при максимальном токе при комнатной температуре в течение 1008 часов. Критерии отказа включают сдвиг VF >200мВ, падение светового потока >25% (для красных светодиодов AlInGaP), ток утечки >10мкА или катастрофический отказ. Испытание на срок службы при высокой температуре (HTOL): Аналогично RTOL, но проводится при температуре окружающей среды 85°C, ускоряя тепловое старение. Испытание на срок службы при низкой температуре (LTOL): Проводится при -40°C для проверки производительности в условиях экстремального холода.
13.2 Испытания на воздействие окружающей среды Испытание на срок службы при высокой температуре и высокой влажности (H3TRB): Испытания при 60°C/90% относительной влажности с приложенным смещением в течение 1008 часов, оценка устойчивости к деградации, вызванной влагой. Циклирование температуры, влажности и смещения (THB): Подвергает светодиоды циклированию между -20°C, 0°C, 25°C и 60°C при 60% относительной влажности в течение 20 циклов. Термоудар: Быстрое циклирование между -40°C и 125°C в течение 100 циклов (выдержка 15 мин, переход 60 сек). После испытания светодиод должен по-прежнему функционировать.
14. Тенденции развития Индустрия светодиодов постоянно развивается в направлении повышения эффективности, уменьшения размеров и увеличения надежности. Для корпусов, таких как SMD3528, тенденции включают: Повышение световой отдачи: Постоянные улучшения в конструкции чипа, эпитаксиальном росте и технологии люминофоров (для белых светодиодов) позволяют новым поколениям того же размера корпуса производить больше света на ватт электрической мощности. Улучшенная цветовая согласованность: Более жесткие допуски бининга по длине волны, потоку и VF становятся стандартом, обусловленным спросом со стороны высококачественных дисплейных и осветительных применений. Улучшенные тепловые характеристики: Достижения в материалах корпусов (например, пластики с высокой теплопроводностью, керамические подложки) и методах крепления кристалла помогают снизить тепловое сопротивление, позволяя использовать более высокие токи накачки или улучшить срок службы. Миниатюризация: Хотя 3528 остается популярным, разрабатываются еще меньшие корпуса, такие как 2020, 1515 и 1010, для сверхкомпактных устройств, хотя часто с компромиссами в световом выходе и тепловом управлении. Интеллектуальная интеграция: Более широкая тенденция включает интеграцию управляющей схемы, датчиков или нескольких цветных чипов (RGB) в один корпус, выходя за рамки простых дискретных излучателей.
.2 Luminous Flux Binning
Luminous flux output is categorized to guarantee a minimum level of brightness. The bins are defined by codes A3, B1, and B2, with minimum/typical values of 1/1.5 lm, 1.5/2 lm, and 2/2.5 lm respectively, all measured at 20 mA. A tolerance of ±7% applies to the luminous flux measurement. This binning allows for predictable brightness levels in an array of LEDs.
.3 Forward Voltage Binning
The forward voltage is binned to aid in circuit design, particularly for current-limiting resistor calculation and power supply design in series-connected strings. The bins are C (1.8-2.0V), D (2.0-2.2V), E (2.2-2.4V), and F (2.4-2.6V), with a measurement tolerance of ±0.08V. Matching VFbins can help ensure uniform current distribution and brightness in parallel LED configurations.
. Performance Curve Analysis
.1 IV Characteristic Curve
The forward voltage versus forward current (VF-IF) curve is a fundamental characteristic of any diode, including LEDs. For this SMD3528 red LED, the curve will show the exponential relationship typical of a semiconductor p-n junction. The curve is essential for determining the operating point and for designing the driver circuit. The voltage at the typical operating current of 20mA will fall within the binned VFrange (e.g., ~2.2V for bin D).
.2 Relative Luminous Flux vs. Forward Current
This curve illustrates how the light output (relative luminous flux) changes with increasing drive current. For LEDs, the output generally increases linearly with current at lower levels but may exhibit saturation or reduced efficiency at higher currents due to thermal and electrical effects. This graph helps designers optimize the drive current for the desired brightness while considering efficacy and lifetime.
.3 Temperature Dependence
The performance of LEDs is significantly affected by temperature. A key curve shows the relative spectral energy (a proxy for light output and wavelength stability) as a function of junction temperature. For AlInGaP-based red LEDs, the light output typically decreases as temperature increases. This curve is critical for applications operating in varying thermal environments, informing necessary derating or thermal compensation in the drive circuitry.
.4 Spectral Distribution
The spectral energy distribution curve plots the intensity of light emitted across different wavelengths. For a monochromatic red LED, this curve will show a single, dominant peak centered around the binned wavelength (e.g., 625 nm). The width of this peak (full width at half maximum, or FWHM) determines the color purity. A narrower peak indicates a more saturated, pure color.
. Mechanical & Packaging Information
.1 Dimensions and Outline Drawing
The LED package conforms to the industry-standard 3528 footprint, with nominal dimensions of 3.5mm in length and 2.8mm in width. The exact dimensional drawing provides critical measurements including package height, lens dimensions, and lead (pad) spacing. Tolerances are specified: dimensions noted as .X have a tolerance of ±0.10mm, while .XX dimensions have a tighter tolerance of ±0.05mm.
.2 Recommended Pad Layout & Stencil Design
A recommended land pattern (footprint) for PCB design is provided to ensure proper soldering and mechanical stability. This includes the size, shape, and spacing of the copper pads. A corresponding stencil design (solder paste mask) is also suggested to control the volume of solder paste deposited during assembly, which is crucial for achieving reliable solder joints without causing shorts or tombstoning.
.3 Polarity Identification
The cathode (negative terminal) is typically identified by a visual marker on the LED package, such as a green dot, a notch, or a chamfered corner. The datasheet should clearly indicate this marking scheme. Correct polarity must be observed during placement on the PCB to ensure the device functions.
. Soldering & Assembly Guidelines
.1 Reflow Soldering Parameters
The component is suitable for infrared (IR) or convection reflow soldering processes. The maximum permissible solder temperature is specified as 230°C or 260°C, measured at the LED leads, for a maximum duration of 10 seconds. A standard lead-free (SAC305) reflow profile with a preheat, soak, reflow, and cooling phase should be followed, ensuring the peak temperature and time above liquidus (TAL) do not exceed the LED's ratings.
.2 Handling and Storage Precautions
LEDs are sensitive to electrostatic discharge (ESD). They should be handled in an ESD-protected environment using grounded wrist straps and conductive work surfaces. The devices should be stored in their original moisture-barrier bags with desiccant, in conditions not exceeding the specified storage temperature range (-40°C to +80°C) and at low humidity to prevent moisture absorption, which can cause "popcorning" during reflow.
.3 Cleaning
If cleaning is required after soldering, use approved solvents that are compatible with the LED's epoxy lens and plastic package. Avoid ultrasonic cleaning, as the high-frequency vibrations can damage the internal wire bonds or the die attach. Always verify chemical compatibility before proceeding with any cleaning process.
. Packaging & Ordering Information
.1 Tape and Reel Packaging
The SMD3528 LEDs are supplied in standard embossed carrier tape on reels, suitable for automated pick-and-place machines. The carrier tape dimensions (pocket size, pitch) are specified to ensure compatibility with feeders. The cover tape peel strength is defined as 0.1 to 0.7 Newtons when peeled at a 10-degree angle, ensuring it is secure during shipping but easy for the machine to remove.
.2 Model Numbering Rule
The product model follows a structured naming convention: T [Shape Code] [Chip Count] [Lens Code] [Internal Code] - [Luminous Flux Code] [Color Code]. For example, T3200SRA decodes as: Shape 32 (3528), Chip Count S (single, small power), Lens Code 00 (no lens), Internal Code, Luminous Flux Code, and Color A (Red). Other color codes include Y (Yellow), B (Blue), G (Green), etc. This system allows precise identification of all key attributes.
. Application Suggestions
.1 Typical Application Scenarios
The SMD3528 red LED is well-suited for numerous applications: Status and indicator lights on consumer electronics (TVs, routers, chargers). Backlighting for small LCD displays, keypads, or panels. Decorative and accent lighting in appliances, automotive interiors, or architectural features. Signalization and emergency lighting where a distinct red color is required.
.2 Design Considerations
Current Limiting:Always use a series current-limiting resistor or a constant-current driver. The resistor value is calculated using R = (Vsupply- VF) / IF. Use the maximum VFfrom the bin to ensure current does not exceed limits even with a low-VF device.
Thermal Management:For continuous operation at high currents or in high ambient temperatures, ensure adequate PCB copper area or heatsinking to dissipate heat and keep the junction temperature low.
Optical Design:Consider the 120-degree viewing angle when designing light guides, lenses, or diffusers to achieve the desired illumination pattern.
. Technical Comparison
Compared to through-hole red LEDs, the SMD3528 offers significant advantages for modern electronics: a much smaller footprint, lower profile for slim devices, suitability for high-speed automated assembly, and often better thermal performance due to direct soldering to the PCB. Within the SMD red LED family, the 3528 package is a common, cost-effective choice. Compared to newer, higher-efficacy LED packages (e.g., 2835), the 3528 may have slightly lower luminous efficacy but remains highly competitive in standard brightness applications due to its widespread availability and proven reliability.
. Frequently Asked Questions (FAQ)
Q: What is the difference between the luminous flux bins A3, B1, and B2?
A: These bins represent different minimum and typical brightness levels at 20mA. A3 is the lowest (1.0 lm min, 1.5 lm typ), B1 is medium (1.5 lm min, 2.0 lm typ), and B2 is the highest (2.0 lm min, 2.5 lm typ). Selection depends on the required brightness for your application.
Q: Can I drive this LED at 30mA continuously?
A: Yes, 30mA is the absolute maximum continuous forward current rating. However, for optimal longevity and reliability, it is often advisable to operate below the maximum, perhaps at 20-25mA, unless the application requires maximum brightness and the thermal design is robust.
Q: How do I identify the cathode on the LED?
A: The datasheet's outline drawing should indicate the polarity marking. Typically, for a 3528 package, the cathode is marked by a green dot or a small notch/chamfer on one corner of the plastic body.
Q: Is a lens used in this LED?
A: According to the model number decoding and the lens code "00" in the naming rule, this specific variant (T3200SRA) does not have an additional primary lens (it uses the standard epoxy dome). Other variants with lens code "01" would incorporate a lens for beam shaping.
. Practical Use Case
Scenario: Designing a status indicator panel for a network switch.The panel requires ten red LEDs to indicate port activity/link status. The designer selects the SMD3528 LED in bin R2 (625-630nm) for a vibrant red and bin B1 (1.5/2.0 lm) for consistent, visible brightness. A 3.3V supply rail is available on the PCB. Using the maximum VFof 2.6V (from bin F, assuming worst-case selection) and a target IFof 20mA, the current-limiting resistor is calculated: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 Ohms. A standard 33 Ohm resistor is chosen, resulting in a slightly higher current of ~21.2mA (using typical VFof 2.2V), which is within safe limits. The LEDs are placed on the PCB with the recommended pad layout. A simple microcontroller GPIO pin, configured as an open-drain output with a pull-up resistor to 3.3V, can sink current through each LED to turn it on. The wide 120-degree viewing angle ensures the status is visible from various angles.
. Operating Principle
Light-emitting diodes are semiconductor devices that convert electrical energy directly into light through a process called electroluminescence. The core of a red LED like the SMD3528 is a chip made from aluminum indium gallium phosphide (AlInGaP) materials. When a forward voltage is applied across the p-n junction of this semiconductor, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the junction region. When these charge carriers recombine, they release energy in the form of photons (light particles). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material. AlInGaP has a bandgap that corresponds to photons in the red to yellow-orange part of the visible spectrum. The epoxy package encapsulates the chip, protects it from the environment, and often acts as a lens to shape the light output.
. Reliability Test Standards
The datasheet references several industry-standard tests to validate the LED's reliability under various stress conditions. These tests simulate years of operation or harsh environments in an accelerated timeframe.
.1 Life Tests
Room Temperature Operating Life (RTOL):LEDs are operated at maximum current at room temperature for 1008 hours. Failure criteria include VFshift >200mV, luminous flux drop >25% (for AlInGaP red LEDs), leakage current >10µA, or catastrophic failure.
High-Temperature Operating Life (HTOL):Similar to RTOL but conducted at 85°C ambient temperature, accelerating thermal aging.
Low-Temperature Operating Life (LTOL):Conducted at -40°C to test performance under extreme cold.
.2 Environmental Stress Tests
High Temperature High Humidity Operating Life (H3TRB):Tests at 60°C/90% RH with bias applied for 1008 hours, assessing resistance to moisture-induced degradation.
Temperature Humidity Bias (THB) Cycling:Subjects LEDs to cycling between -20°C, 0°C, 25°C, and 60°C at 60% RH for 20 cycles.
Thermal Shock:Rapidly cycles between -40°C and 125°C for 100 cycles (15 min dwell,< sec transfer). Post-test, the LED must still function.
. Development Trends
The LED industry continuously evolves towards higher efficiency, smaller size, and greater reliability. For packages like the SMD3528, trends include:Increased Luminous Efficacy:Ongoing improvements in chip design, epitaxial growth, and phosphor technology (for white LEDs) allow newer generations of the same package size to produce more light per watt of electrical input.Enhanced Color Consistency:Tighter binning tolerances for wavelength, flux, and VFare becoming standard, driven by demand from high-end display and lighting applications.Improved Thermal Performance:Advances in package materials (e.g., high-thermal-conductivity plastics, ceramic substrates) and die-attach techniques help lower thermal resistance, allowing higher drive currents or improved lifetime.Miniaturization:While 3528 remains popular, even smaller packages like 2020, 1515, and 1010 are being developed for ultra-compact devices, though often with trade-offs in light output and thermal handling.Smart Integration:The broader trend includes integrating control circuitry, sensors, or multiple color chips (RGB) into a single package, moving beyond simple discrete emitters.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |