Техническая документация на SMD3528 Зеленый светодиод - Размер 3.5x2.8мм - Напряжение 3.2В - Мощность 0.108Вт

1. Обзор продукта

SMD3528 — это светодиод (LED) для поверхностного монтажа (SMD) с однокристальным зеленым источником света в стандартном корпусе 3528. Этот светодиод предназначен для общего индикаторного освещения, подсветки и декоративного освещения, где требуется стабильный зеленый цвет и надежная работа. Его компактный размер и конструкция для поверхностного монтажа делают его подходящим для автоматизированных процессов сборки на печатных платах (PCB).

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Фотоэлектрические и электрические характеристики

Основные характеристики светодиода определены при стандартных условиях испытаний (T_s=25°C). Типичное прямое напряжение (V_F) составляет 3.2В при токе 20мА, с максимально допустимым значением 3.6В. Этот параметр критически важен для проектирования схемы ограничения тока. Доминирующая длина волны (λ_d) указана как 525нм, что определяет его зеленую цветовую точку. Устройство имеет широкий угол обзора 120 градусов (2θ_1/2), обеспечивая широкую диаграмму направленности, подходящую для общего освещения.

2.2 Абсолютные максимальные параметры и тепловые характеристики

Для обеспечения долгосрочной надежности устройство не должно эксплуатироваться за пределами своих абсолютных максимальных параметров. Максимальный постоянный прямой ток (I_F) составляет 30мА. Более высокий импульсный прямой ток (I_FP) в 60мА допустим при определенных условиях (длительность импульса ≤10мс, скважность ≤1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (P_D) равна 108мВт. Температура перехода (T_j) не должна превышать 125°C. Рабочий диапазон температур окружающей среды составляет от -40°C до +80°C, с таким же диапазоном температур хранения. Для пайки указан профиль оплавления с пиковой температурой 200°C или 230°C в течение максимум 10 секунд.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт классифицируется по группам (бинаризация) для обеспечения согласованности цвета и яркости в рамках одного применения. Система сортировки охватывает три ключевых параметра: световой поток, длину волны и прямое напряжение.

3.1 Сортировка по световому потоку

Световой поток, измеряемый в люменах (лм) при 20мА, классифицируется по нескольким группам (например, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2). Каждая группа определяет минимальное и типичное значение. Например, группа B1 имеет минимум 1.5 лм и типичное значение 2.0 лм. Допуск измерения составляет ±7%.

3.2 Сортировка по длине волны

Доминирующая длина волны сортируется для контроля точного оттенка зеленого. Группы определяются как G5 (519-522.5нм), G6 (522.5-526нм) и G7 (526-530нм). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с очень специфическими цветовыми координатами.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение (V_F) сортируется для помощи в проектировании схем для приложений с управлением по напряжению или для согласования светодиодов в последовательных цепочках. Группы: Код 1 (2.8-3.0В), Код 2 (3.0-3.2В), Код 3 (3.2-3.4В) и Код 4 (3.4-3.6В), с допуском измерения ±0.08В.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Вольт-амперная характеристика

Зависимость между прямым напряжением (V_F) и прямым током (I_F) является нелинейной, что типично для диода. Кривая показывает, что небольшое увеличение напряжения после точки включения приводит к быстрому росту тока. Это подчеркивает важность использования драйвера постоянного тока, а не источника постоянного напряжения, для предотвращения теплового разгона и обеспечения стабильного светового потока.

4.2 Относительный световой поток в зависимости от тока

Световой выход увеличивается с ростом тока, но не линейно. При более высоких токах эффективность обычно падает из-за усиления тепловых эффектов и других неидеальных свойств полупроводника. Эксплуатация светодиода значительно выше рекомендуемых 20мА может дать уменьшающуюся отдачу по яркости при резком сокращении срока службы.

3.3 Спектральные и тепловые характеристики

Кривая относительного спектрального распределения энергии показывает, как световой выход распределен по длинам волн. Кривая для этого зеленого светодиода имеет пик около 525нм. График, иллюстрирующий зависимость относительной спектральной энергии от температуры перехода, указывает на то, что спектр излучения и интенсивность могут смещаться с температурой. По мере роста температуры перехода с 25°C до 125°C относительная спектральная энергия обычно уменьшается, что является критически важным соображением для теплового менеджмента в мощных или плотно упакованных приложениях.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Физические размеры и габаритный чертеж

Светодиод соответствует стандарту корпуса SMD 3528 с номинальными размерами 3.5мм в длину и 2.8мм в ширину. Точный размерный чертеж предоставляет критические допуски: размеры, указанные с одним десятичным знаком (например, .X), имеют допуск ±0.10мм, а указанные с двумя десятичными знаками (.XX) имеют более жесткий допуск ±0.05мм. Высота корпуса также определена на чертеже.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка и трафарет

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для проектирования печатной платы, обеспечивающий правильную пайку и механическую стабильность. Также предложен соответствующий дизайн трафарета для нанесения паяльной пасты. Следование этим рекомендациям помогает достичь надежных паяных соединений, хорошего выравнивания и эффективного отвода тепла от тепловой площадки светодиода (если она присутствует).

5.3 Идентификация полярности

Катод обычно маркируется на устройстве, часто зеленой точкой, выемкой на корпусе или скошенным углом. Схема расположения контактных площадок четко указывает анодную и катодную площадки. Правильная полярность необходима для работы устройства.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Светодиод совместим со стандартными процессами пайки оплавлением в инфракрасных или конвекционных печах. Максимально допустимая температура пайки указана как 200°C или 230°C на корпусе, с максимальным временем воздействия выше температуры ликвидуса 10 секунд. Критически важно следовать профилю, который обеспечивает адекватный предварительный нагрев для минимизации термического удара, позволяет правильно активировать флюс и смачивание припоя, а также охлаждаться с контролируемой скоростью.

6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ESD). С ними следует обращаться в защищенной от ESD среде с использованием заземленных браслетов и проводящих ковриков. Устройства должны храниться в оригинальных влагозащитных пакетах с осушителем, в условиях, не превышающих указанные диапазоны температуры и влажности хранения. Воздействие высокой влажности может потребовать предварительной просушки перед оплавлением, чтобы предотвратить "вспучивание" (растрескивание корпуса из-за быстрого расширения пара).

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки на ленте и катушке

Светодиоды поставляются на тисненой несущей ленте, намотанной на катушки, что подходит для автоматизированных установочных машин. Предоставлены подробные размеры карманов несущей ленты, покровной ленты и катушки. Прочность отрыва покровной ленты указана в диапазоне от 0.1Н до 0.7Н при отрыве под углом 10 градусов, что обеспечивает надежное удержание компонента при транспортировке, но легкое отделение во время сборки.

7.2 Правила нумерации моделей продукции

Подробная буквенно-цифровая система кодирования определяет модель продукта. Структура кода включает поля для: типа корпуса (например, '32' для 3528), количества кристаллов ('S' для одного маломощного кристалла), кода линзы/оптики ('00' без линзы, '01' с линзой), цветового кода ('G' для зеленого), внутреннего кода и кода группы светового потока. Это позволяет точно заказывать конкретную комбинацию характеристик.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод хорошо подходит для различных применений, включая индикаторы состояния на потребительской электронике и промышленном оборудовании, подсветку ЖК-дисплеев и клавиатур, декоративное освещение в вывесках и архитектурных акцентах, а также для объемных букв. Его широкий угол обзора делает его хорошим выбором для общего освещения, где требуется рассеянный источник света.

8.2 Соображения при проектировании

Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или, предпочтительно, схему драйвера постоянного тока. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания (V_supply), прямого напряжения светодиода (V_Fиз его группы) и желаемого тока (I_F, обычно 20мА). Формула: R = (V_supply- V_F) / I_F.
Тепловой менеджмент:Хотя это маломощное устройство, эффективная разводка печатной платы важна. Обеспечьте достаточную площадь медной площадки, соединенной с тепловой площадкой (если применимо), для рассеивания тепла, особенно при работе на максимальных параметрах или вблизи них, или при высоких температурах окружающей среды.
Оптическое проектирование:Учитывайте угол обзора 120 градусов. Для сфокусированных лучей могут потребоваться вторичная оптика (линзы). Сортировка по длине волны и потоку должна быть согласована в рамках одного продукта для однородного внешнего вида.

9. Надежность и стандарты качества

9.1 Стандарты испытаний на надежность

Продукт проходит строгие испытания на надежность в соответствии с отраслевыми стандартами (JESD22, MIL-STD-202G). Ключевые тесты включают:
Испытания на срок службы в рабочем режиме:Проводятся при комнатной температуре, высокой температуре (85°C) и низкой температуре (-40°C) в течение 1008 часов каждый при максимальном токе.
Климатические испытания:Работа при высокой влажности и высокой температуре (HHHTOHL) при 60°C/90% относительной влажности, а также термоциклирование с влажностью.
Термоудар:Циклирование между -40°C и 125°C.

9.2 Критерии отказа

Испытание считается неудачным, если любой образец демонстрирует: изменение прямого напряжения >200мВ; деградацию светового потока >15% для светодиодов на основе InGaN (к которым относится этот зеленый светодиод); обратный ток утечки >10мкА; или катастрофический отказ (обрыв или короткое замыкание). Эти строгие критерии обеспечивают высокий уровень надежности продукта.

10. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми выводными зелеными светодиодами, SMD3528 предлагает значительные преимущества в размере, пригодности для автоматизированной сборки и, как правило, лучшие тепловые характеристики благодаря использованию печатной платы в качестве радиатора. В рамках категории SMD3528 этот конкретный продукт отличается детальной системой сортировки по потоку, длине волны и напряжению, что позволяет более точно согласовывать параметры в критически важных приложениях. Его широкий угол обзора 120 градусов может быть преимуществом по сравнению со светодиодами с узким углом для одних применений, но недостатком для других, требующих сфокусированного луча.

11. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника 5В?
О: Нет. Вы должны использовать токоограничивающий резистор. Например, при питании 5В и типичном V_F3.2В при 20мА, требуемый резистор равен (5В - 3.2В) / 0.02А = 90 Ом. Используйте ближайший стандартный номинал (например, 91 Ом).
В: В чем разница между группами G5, G6 и G7?
О: Они представляют разные диапазоны доминирующей длины волны. G5 — самая короткая волна (синевато-зеленый, ~520нм), G7 — самая длинная (желтовато-зеленый, ~528нм), а G6 — промежуточный. Выбирайте на основе желаемой цветовой точки.
В: Как долго прослужит этот светодиод?
О: Срок службы светодиода обычно определяется как момент, когда световой поток падает до определенного процента (например, 70% или 50%) от начального значения. Хотя здесь это явно не указано, строгие испытания на надежность (1008+ часов в стрессовых условиях) предполагают длительный срок службы при использовании в пределах спецификаций, особенно при правильном тепловом менеджменте.
В: Нужна ли линза?
О: Стандартный продукт не имеет встроенной линзы (код '00'), обеспечивая ламбертову диаграмму направленности. Линза (код '01') используется для коллимации или иного формирования светового луча для конкретных применений.

12. Пример проекта и использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния:Для продукта требуется десять одинаковых зеленых индикаторов состояния.Шаги проектирования:1. Выберите все светодиоды из одной группы светового потока (например, B2) и одной группы длины волны (например, G6), чтобы обеспечить одинаковую яркость и цвет. 2. Спроектируйте печатную плату с рекомендуемым расположением контактных площадок. 3. Для шины питания 12В рассчитайте токоограничивающий резистор. Используя максимальное V_Fиз группы 4 (3.6В) для надежности: R = (12В - 3.6В) / 0.02А = 420 Ом. Подойдет резистор на 430 Ом. 4. Убедитесь, что на печатной плате достаточно медного полигона для отвода тепла, так как все десять светодиодов будут сгруппированы. 5. Укажите поставщику точный номер детали, включая все коды групп, чтобы гарантировать согласованность.

13. Введение в принцип работы

Свет генерируется в процессе, называемом электролюминесценцией. Кристалл светодиода представляет собой полупроводниковый диод с p-n переходом, изготовленным из материалов нитрида индия-галлия (InGaN), специально разработанных для излучения зеленого света. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область (переход). Когда электрон рекомбинирует с дыркой, он высвобождает энергию в виде фотона (частицы света). Конкретная ширина запрещенной зоны материала InGaN определяет длину волны (цвет) излучаемого фотона, в данном случае зеленый (~525нм). Эпоксидная или силиконовая заливка защищает кристалл и часто служит первичной линзой.

14. Тенденции и развитие технологий

Общая тенденция для SMD светодиодов, таких как 3528, — повышение эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет либо получить более яркий выход при той же мощности, либо ту же яркость при меньшем энергопотреблении и тепловыделении. Также наблюдается постоянное улучшение цветовой согласованности и стабильности во времени и при изменении температуры. Хотя это зрелый типоразмер корпуса, базовые полупроводниковые материалы и производственные процессы постоянно совершенствуются. Что касается именно зеленых светодиодов, достижение высокой эффективности и чистоты насыщенности цвета исторически было сложной задачей, но продолжающиеся достижения в материаловедении продолжают расширять границы производительности.