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

1. Обзор продукта

SMD3528 — это белый светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), использующий однокристальную конструкцию. Этот светодиод характеризуется компактными размерами 3.5мм x 2.8мм, что делает его подходящим для применений, требующих высокой плотности размещения и эффективного использования пространства. Он спроектирован для обеспечения стабильного белого светового потока при различных коррелированных цветовых температурах (CCT), от тёплого до холодного белого. Устройство предназначено для автоматизированных процессов сборки и является распространённым выбором для подсветки, индикаторных ламп и общего освещения в потребительской электронике, вывесках и декоративной подсветке.

1.1 Ключевые особенности

• Однокристальный белый светодиод:Обеспечивает равномерное белое свечение от одного полупроводникового кристалла.
• Стандартный корпус SMD3528:Стандартные отраслевые размеры для совместимости с существующими топологиями печатных плат и оборудованием для установки компонентов.
• Широкий угол обзора:Типичный угол половинной яркости (2θ1/2) 120 градусов обеспечивает широкое распределение света.
• Чувствительность к влаге:Классифицирован согласно IPC/JEDEC J-STD-020C, требует правильного обращения для предотвращения повреждений во время пайки оплавлением.

2. Анализ технических параметров

В этом разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых характеристик светодиода, определённых в Абсолютных максимальных рейтингах и Типичных технических параметрах.

2.1 Абсолютные максимальные рейтинги (Ta=25°C)

Эти значения представляют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа вблизи или на этих условиях не гарантируется.

• Прямой ток (IF):30 мА (постоянный ток)
• Импульсный прямой ток (IFP):60 мА (Длительность импульса ≤10мс, Скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (PD):108 мВт
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +80°C
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +80°C
• Температура перехода (Tj):125°C
• Температура пайки (Tsld):Пайка оплавлением при 200°C или 230°C не более 10 секунд.

2.2 Типичные электрические и оптические параметры (Ta=25°C)

Это ожидаемые значения производительности в стандартных условиях тестирования.

• Прямое напряжение (VF):Типичное 3.2В, Максимальное 3.6В (при IF=20мА). Этот параметр критически важен для проектирования драйвера и выбора источника питания.
• Обратное напряжение (VR):5В. Превышение этого напряжения в обратном смещении может повредить светодиод.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА.
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов (типично). Определяет угловой разброс, где интенсивность света составляет не менее половины пиковой интенсивности.

3. Объяснение системы бинирования

Производительность светодиода классифицируется по бинам для обеспечения однородности. Правило именования продукта определяет эти бины.

3.1 Структура номера модели

Модель следует шаблону: T [Код светового потока] [Код CCT] [Внутренний код] - [Код напряжения] [Код корпуса/другой]. Например, T3200SL(C,W)A.

• Код светового потока:Указывает минимальный бин светового потока (например, коды B6, B7, B8).
• Код CCT:Определяет коррелированную цветовую температуру и иногда индекс цветопередачи (CRI).
  • Тёплый белый: L (<3700K)
  • Нейтральный белый: C (3700-5000K)
  • Холодный белый: W (>5000K)
  • Существуют другие коды для версий с высоким CRI (например, CRI 80, CRI 90).
• Количество кристаллов:'S' обозначает один маломощный кристалл.
• Оптический код:'00' — без линзы, '01' — с линзой.
• Код корпуса:'32' конкретно идентифицирует корпус 3528.
• Код напряжения:Буквы от B до J определяют диапазоны прямого напряжения (например, F: 3.2-3.3В).

3.2 Бинирование по коррелированной цветовой температуре (CCT)

Белые светодиоды распределяются по бинам в определённые диапазоны CCT с соответствующими областями цветности на диаграмме CIE. Стандартные заказываемые CCT включают 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5700K, 6500K и 8000K. Каждой CCT соответствует набор прямоугольников цветности (например, 8A, 8B, 8C, 8D для 2700K). Гарантируется, что продукция будет находиться в пределах области цветности заказанной CCT.

3.3 Бинирование по световому потоку

Поток бинируется по минимальному значению при 20мА. Разные бины определены для комбинаций CCT и CRI. Например, светодиод Нейтральный белый (3700-5300K) с CRI 70 может иметь бины B6 (мин. 7.0-7.5 лм), B7 (мин. 7.5-8.0 лм), B8 (мин. 8.0-8.5 лм) и B9 (мин. 8.5-9.0 лм). Отгружаемые компоненты могут превышать минимальное значение потока, но останутся в пределах указанной области цветности.

3.4 Бинирование по прямому напряжению

Напряжение распределяется по диапазонам от 2.8-2.9В (Код B) до 3.5-3.6В (Код J). Это позволяет лучше согласовывать ток при параллельном соединении нескольких светодиодов.

3.5 Стандартные области цветности

В техническом описании представлено графическое изображение стандартных областей цветности (прямоугольников) на диаграмме цветового пространства CIE 1931 для различных бинов CCT. Эта визуальная ссылка необходима для критичных к цвету применений, чтобы понять допустимое отклонение цветовой точки.

4. Анализ кривых производительности

Графические данные дают представление о поведении светодиода в различных условиях.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (I-V кривая)

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Она является основополагающей для определения рабочей точки и проектирования драйверов постоянного тока. Типичное напряжение колена составляет около 3.0В.

4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока

Этот график иллюстрирует, как световой выход увеличивается с током. Обычно он показывает сублинейную зависимость, где эффективность (люмен на ватт) может снижаться при более высоких токах из-за увеличения тепла и эффекта проседания. Работа на рекомендованном токе 20мА или ниже обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность.

4.3 Относительное спектральное распределение мощности

Спектральная кривая отображает относительную интенсивность в зависимости от длины волны (обычно 400-750нм). Она показывает характерный пик синего излучения и более широкую полосу жёлтого излучения, преобразованного люминофором, которые вместе создают белый свет. Форма этой кривой варьируется в зависимости от CCT: более холодные белые имеют больше синей составляющей, а более тёплые — больше жёлтой/красной. Эти данные критически важны для расчёта индекса цветопередачи (CRI) и понимания спектрального качества света.

4.4 Зависимость температуры перехода от относительной спектральной энергии

Эта кривая демонстрирует, как спектр светодиода смещается с увеличением температуры перехода. Как правило, при повышении температуры эффективность преобразования люминофора может изменяться, что потенциально приводит к смещению CCT и снижению общего светового потока. Это подчёркивает важность теплового менеджмента для поддержания стабильного цвета и светового выхода.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Корпус SMD3528 имеет размеры 3.5мм (длина) x 2.8мм (ширина). Чертёж размеров определяет все критические измерения, включая высоту линзы и размеры выводов. Допуски обычно составляют ±0.10мм для размеров .X и ±0.05мм для размеров .XX.

5.2 Расположение контактных площадок и трафарет

Техническое описание предоставляет рекомендуемую геометрию контактных площадок (пэдов) на печатной плате и конструкцию апертуры трафарета для паяльной пасты. Соблюдение этих рекомендаций жизненно важно для достижения надёжных паяных соединений, правильного выравнивания и эффективного отвода тепла во время оплавления. Конструкция контактной площадки обычно включает тепловые перемычки для управления отводом тепла в печатную плату.

5.3 Идентификация полярности

Светодиод имеет анод (+) и катод (-). Полярность обычно указывается маркировкой на верхней части светодиода (например, зелёная точка, срезанный угол или выемка) и/или различной формой или размером выводов на нижней стороне. Правильная полярность необходима для работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Чувствительность к влаге и сушка

Светодиод SMD3528 чувствителен к влаге (классифицирован по MSL согласно J-STD-020C). Если оригинальный герметичный влагозащитный пакет вскрыт и компоненты подвергаются воздействию окружающей влажности сверх установленных пределов, поглощённая влага может испариться во время пайки оплавлением, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание (\"эффект попкорна\").

• Хранение:Невскрытые пакеты следует хранить при температуре ниже 30°C и влажности 85% RH. После вскрытия хранить при 5-30°C и влажности <60% RH, предпочтительно в сушильном шкафу или герметичном контейнере с осушителем.
• Срок хранения после вскрытия:Использовать в течение 12 часов после вскрытия пакета, если условия окружающей среды <30°C/60% RH.
• Требования к сушке:Проводить сушку, если индикаторная карта влажности показывает воздействие или если срок хранения после вскрытия превышен.
• Метод сушки:Сушить при 60°C в течение 24 часов на оригинальной катушке. Не превышать 60°C. Использовать или повторно упаковать в течение 1 часа после сушки.

6.2 Профиль пайки оплавлением

Максимальная температура пайки указана как 200°C или 230°C в течение 10 секунд. Как правило, применим стандартный бессвинцовый профиль оплавления с пиковой температурой не выше 260°C и временем выше 240°C, ограниченным 30-60 секундами. Конкретный профиль должен быть валидирован для сборки печатной платы.

7. Примечания по применению и соображения проектирования

7.1 Проектирование драйверной схемы

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для стабильной работы, особенно при изменении температуры, настоятельно рекомендуется использовать драйвер постоянного тока, а не источник постоянного напряжения с последовательным резистором. Драйвер должен быть спроектирован для подачи желаемого тока (например, 20мА) с учётом диапазона бинов прямого напряжения используемых светодиодов.

7.2 Тепловой менеджмент

Несмотря на малые размеры, эффективный отвод тепла критически важен для поддержания производительности и срока службы. Печатная плата выступает в качестве основного радиатора. Используйте достаточную площадь меди (тепловые площадки), соединённую с тепловой площадкой светодиода, и рассмотрите возможность использования тепловых переходных отверстий для передачи тепла на внутренние или нижние слои. Высокие температуры окружающей среды или плохая тепловая конструкция приведут к повышению температуры перехода, снижению светового выхода, смещению цвета и ускорению деградации светового потока.

7.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов подходит для освещения больших площадей. Для сфокусированных пучков требуются вторичная оптика (линзы, отражатели). Наличие или отсутствие первичной линзы (код 00 против 01) влияет на начальное угловое распределение и совместимость со вторичной оптикой.

7.4 Последовательное/параллельное соединение

Последовательное соединение светодиодов обеспечивает одинаковый ток через каждое устройство, упрощая проектирование драйвера, но требует более высокого напряжения питания. Параллельное соединение требует близко совпадающих прямых напряжений (использование узких бинов по напряжению) для предотвращения дисбаланса токов, который может привести к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке светодиодов с более низким напряжением.

8. Техническое сравнение и тренды

8.1 Сравнение с другими корпусами

Корпус SMD3528 был очень популярен, но во многих применениях общего освещения его в значительной степени сменили корпуса SMD2835 и SMD3030 благодаря их лучшим тепловым характеристикам и более высокой эффективности (люмен на ватт). 3528 остаётся актуальным в бюджетных приложениях, подсветке и там, где требуется его конкретный форм-фактор.

8.2 Технологические тренды

Общий тренд в технологии белых светодиодов направлен в сторону более высокой эффективности, улучшенной цветопередачи (более высокие значения R9, полноспектральные конструкции) и лучшей надёжности при более высоких рабочих температурах. Технология люминофоров продолжает развиваться, позволяя создавать более узкие бины CCT и более стабильный цвет в течение срока службы и при изменении температуры. Принцип работы этого SMD3528 — возбуждение люминофора синим кристаллом — остаётся отраслевым стандартом для белых светодиодов.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

9.1 В чём разница между значениями светового потока 'минимум' и 'типичное'?

Значение 'минимум' — это гарантированный нижний предел для данного бина. Значение 'типичное' — это ожидаемая средняя производительность. Отгружаемые компоненты будут иметь значение на уровне минимума или выше, но не гарантируется достижение типичного значения, хотя многие его достигнут.

9.2 Зачем нужна сушка, и можно ли её пропустить?

Сушка удаляет поглощённую влагу, которая может вызвать катастрофический отказ во время оплавления. Пропуск сушки, когда она требуется (на основе воздействия влажности), значительно увеличивает риск потерь из-за треснувших кристаллов или корпусов. Всегда проверяйте индикаторную карту влажности и следуйте рекомендациям по обращению.

9.3 Можно ли питать этот светодиод постоянным током 30мА?

Хотя абсолютный максимальный рейтинг составляет 30мА, непрерывная работа на этом токе будет генерировать значительное тепло, что, вероятно, приведёт к превышению температуры перехода рекомендованных пределов, если не обеспечено исключительное охлаждение. Для надёжной долгосрочной работы рекомендуется питать светодиод на тестовом токе 20мА или ниже.

9.4 Как интерпретировать коды областей цветности (например, 5A, 5B)?

Эти коды соответствуют определённым четырёхугольникам (прямоугольникам) на диаграмме цветности CIE, определённым стандартами ANSI. Они обеспечивают цветовую однородность. При заказе CCT (например, 4000K) вам гарантированы светодиоды, цветовые точки которых попадают в набор прямоугольников (5A, 5B, 5C, 5D), связанных с этой CCT.