目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深度客觀解讀
- 2.1 光度同電氣特性
- 2.1.1 絕對最大額定值
- 2.1.2 典型技術參數
- 3. 分級系統說明
- 3.1 型號結構
- 3.2 相關色溫分級
- 3.3 光通量分級
- 3.4 正向電壓分級
- 3.5 色度區域
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流-電壓特性曲線
- 4.2 相對光通量 vs. 正向電流
- 4.3 光譜功率分佈
- 4.4 結溫 vs. 相對光譜能量
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊盤佈局同鋼網設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 濕度敏感性同烘烤
- 6.2 回流焊接溫度曲線
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝同訂購資料
- 7.1 包裝規格
- 7.2 訂購型號
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 10.1 唔同CCT分級有咩分別?(例如27M5同30M5)
- 10.2 我可唔可以連續用30mA驅動呢粒LED?
- 10.3 點解要烘烤?點知我啲LED需唔需要?
- 10.4 點樣解讀光通量分級代碼(例如B7)?
- 11. 實用設計案例
- 11.1 設計一個恆流LED陣列
- 12. 原理介紹
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
SMD3528係一款專為通用照明應用而設計嘅表面貼裝白光發光二極管(LED)。呢款單晶片LED體積細小,適合用於背光、指示燈同裝飾照明。呢個元件嘅核心優勢在於其標準化封裝尺寸,方便自動化組裝過程,並確保同常見PCB佈局兼容。目標市場包括消費電子產品、汽車內飾照明同商業標誌製造商,佢哋都係尋求可靠同具成本效益嘅照明解決方案。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 光度同電氣特性
LED嘅性能係喺標準測試條件下(Ts=25°C)表徵嘅。關鍵參數定義咗佢嘅操作限制同典型行為。
2.1.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致永久損壞嘅應力極限。唔建議喺呢啲極限之外操作。
- 正向電流(IF):30 mA(連續)
- 正向脈衝電流(IFP):60 mA(脈衝寬度 ≤10ms,佔空比 ≤1/10)
- 功耗(PD):108 mW
- 工作溫度(Topr):-40°C 至 +80°C
- 儲存溫度(Tstg):-40°C 至 +80°C
- 結溫(Tj):125°C
- 焊接溫度(Tsld):回流焊接,200°C或230°C,持續10秒。
2.1.2 典型技術參數
呢啲數值代表正常操作條件下嘅預期性能。
- 正向電壓(VF):3.2 V(典型),3.6 V(最大),當 IF=20mA
- 反向電壓(VR):5 V
- 反向電流(IR):10 μA(最大)
- 視角(2θ1/2):120°(典型)
3. 分級系統說明
產品會根據分級進行分類,以確保應用內顏色同亮度嘅一致性。分級由產品命名規則定義。
3.1 型號結構
型號T3200SL(C,W)A跟隨特定嘅編碼系統來定義其屬性。雖然源文件提供完整代碼細分,但關鍵元素包括晶片數量(S代表單顆小功率晶片)、封裝代碼(32代表3528)同顏色代碼(C代表中性白,W代表冷白)。
3.2 相關色溫分級
白光有幾種標準CCT分級,每個都對應CIE圖上嘅特定色度區域。
- 2725K ±145K(分級:27M5)
- 3045K ±175K(分級:30M5)
- 3985K ±275K(分級:40M5)
- 5028K ±283K(分級:50M5)
- 5665K ±355K(分級:57M7)
- 6530K ±510K(分級:65M7)
注意:訂單指定嘅係最低光通量分級,唔係最高。出貨嘅產品可能超過訂購嘅光通量值,但一定會遵守指定嘅CCT色度區域。
3.3 光通量分級
光通量根據CCT同顯色指數進行分級。表格定義咗20mA下嘅最低同典型值。例如,70 CRI中性白(3700-5300K)LED有B6(7.0-7.5 lm 最低)、B7(7.5-8.0 lm 最低)、B8(8.0-8.5 lm 最低)同B9(8.5-9.0 lm 最低)等分級。更高CRI版本(80同90)由於螢光粉系統嘅權衡,相應嘅光通量分級會低啲。
3.4 正向電壓分級
為咗幫助串聯連接時嘅電流匹配,正向電壓亦都會分級。代碼範圍從B(2.8-2.9V)到J(3.5-3.6V),測量公差為±0.08V。
3.5 色度區域
每個CCT分級對應CIE 1931色度圖上嘅一個橢圓形區域。規格提供中心坐標(x, y)、半長軸(b)同半短軸(a)嘅長度,以及橢圓旋轉角度(Φ)。呢啲橢圓係根據ANSI C78.377標準(5步或7步麥克亞當橢圓)定義嘅,確保同一分級內嘅LED發出嘅光喺人眼睇嚟顏色均勻。
4. 性能曲線分析
4.1 電流-電壓特性曲線
正向電壓會隨正向電流非線性增加。設計師必須使用呢條曲線來選擇合適嘅限流電阻或驅動電路,以確保穩定運行並防止超過最大額定電流。
4.2 相對光通量 vs. 正向電流
光輸出會隨電流增加,但最終會飽和。喺遠高於建議嘅20mA測試電流下運行,可能會導致效率降低,並由於結溫升高而加速光衰。
4.3 光譜功率分佈
相對光譜能量曲線顯示白光LED嘅發射光譜,係半導體晶片發出嘅藍光同螢光粉塗層發出嘅更寬嘅黃/紅光嘅組合。曲線會隨CCT變化而輕微偏移:較暖嘅白光(2600-3700K)喺較長(紅色)波長有更多能量,而較冷嘅白光(5000-10000K)則有更突出嘅藍色峰值。
4.4 結溫 vs. 相對光譜能量
當結溫升高時,螢光粉同晶片本身嘅效率可能會改變,可能導致SPD偏移、感知顏色輕微變化(色度偏移)同光輸出下降。適當嘅熱管理對於保持性能一致至關重要。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸
SMD3528封裝嘅標稱尺寸為長3.5mm,寬2.8mm。提供帶公差嘅精確尺寸圖:.X尺寸公差為±0.10mm,.XX尺寸公差為±0.05mm。
5.2 焊盤佈局同鋼網設計
提供咗PCB設計嘅推薦焊盤圖案(佔位面積),以及相應嘅錫膏印刷鋼網圖案。遵守呢啲建議可確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點。
5.3 極性識別
元件有一個陰極標記(通常係封裝上嘅綠線、凹口或其他標記)來指示極性。正確方向對於電路運行至關重要。
6. 焊接同組裝指引
6.1 濕度敏感性同烘烤
根據IPC/JEDEC J-STD-020C,SMD3528 LED被歸類為濕度敏感元件。如果原裝防潮袋被打開,並且元件暴露喺環境濕度中,必須喺回流焊接前進行烘烤,以防止高溫過程中出現"爆米花"效應或內部損壞。
- 烘烤條件:60°C,持續24小時。
- 烘烤後:元件應喺1小時內焊接,或儲存喺相對濕度<20%嘅容器中。
- 切勿喺高於60°C嘅溫度下烘烤。
6.2 回流焊接溫度曲線
LED可以承受峰值溫度為200°C或230°C、最長10秒嘅標準回流焊接溫度曲線。具體曲線(升溫速率、預熱時間、峰值溫度、冷卻速率)應針對整個組件進行優化,但必須喺呢啲限制內。
6.3 儲存條件
- 未開封包裝:儲存喺5-30°C,濕度<85%。
- 已開封包裝:儲存喺5-30°C,濕度<60%。對於已開封包裝嘅長期儲存,強烈建議使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境,以防止吸濕。
7. 包裝同訂購資料
7.1 包裝規格
LED通常以帶狀包裝供應,用於自動貼片機。具體嘅捲盤尺寸、口袋數量同膠帶寬度符合行業標準(例如EIA-481)。
7.2 訂購型號
必須指定完整型號,例如T3200SLWA,以獲得所需嘅屬性組合:封裝(3528)、晶片類型、顏色(冷白)同內部代碼。對於非標準嘅光通量同CCT組合,需要聯繫製造商。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 背光:用於電器、工業控制同汽車儀表板嘅LCD面板。
- 通用指示燈:電子設備上嘅狀態指示燈。
- 裝飾照明:消費產品中嘅重點照明。
- 標誌同立體字:室內標誌嘅低功率照明。
8.2 設計考慮因素
- 電流驅動:務必使用恆流驅動器或限流電阻。切勿直接連接到電壓源。
- 熱管理:雖然係低功率,但要確保PCB有足夠嘅散熱設計,特別係喺接近或達到最大電流時運行。高環境溫度會降低光輸出同使用壽命。
- 光學設計:120°視角提供寬廣照明。對於聚焦光束,需要二次光學元件(透鏡)。
- 分級以確保一致性:對於需要外觀均勻嘅應用,請指定嚴格嘅CCT同光通量分級。喺同一產品中使用唔同分級嘅LED可能會導致可見嘅顏色或亮度差異。
9. 技術比較
SMD3528係一種舊式封裝,已很大程度上被更高效嘅封裝(如2835同3030)取代。佢嘅主要區別在於廣泛嘅可用性、低成本同喺設計中嘅廣泛歷史應用。同較新嘅封裝相比,佢通常具有較低嘅發光效率(每瓦流明),並且可能具有較大嘅熱阻。然而,對於成本敏感嘅應用或現有產品中嘅直接替換,佢仍然係一個可行嘅選擇。
10. 常見問題(基於技術參數)
10.1 唔同CCT分級有咩分別?(例如27M5同30M5)
數字(27、30)代表標稱相關色溫除以100(例如2700K、3000K)。字母/數字組合(M5、M7)指CIE圖上色度橢圓嘅大小,M7代表比M5更大嘅允許顏色變化。更嚴格嘅分級(M5)確保更好嘅顏色一致性。
10.2 我可唔可以連續用30mA驅動呢粒LED?
雖然絕對最大額定值係30mA,但典型測試條件同大部分性能數據都係喺20mA下指定嘅。喺30mA下運行會產生更多光,但也會產生明顯更多熱量,可能縮短使用壽命並導致色度偏移。為咗可靠性同效率,建議設計較低嘅工作電流(例如15-20mA)。
10.3 點解要烘烤?點知我啲LED需唔需要?
塑膠封裝會吸收空氣中嘅水分。喺回流焊接期間,呢啲水分會迅速變成蒸汽,可能導致分層或裂紋。打開防潮袋後,立即檢查袋內嘅濕度指示卡。如果張卡顯示濕度高於指定閾值(例如10%或30%,取決於敏感度等級),或者如果個袋喺潮濕環境中打開咗好長時間,就需要烘烤。
10.4 點樣解讀光通量分級代碼(例如B7)?
光通量分級代碼(A9、B1、B2... B9)定義咗一系列最低光通量值。例如,70 CRI中性白LED嘅B7分級保證喺20mA下最低光通量為7.5流明,典型值最高可達8.0流明。實際出貨嘅部件將達到或超過該分級嘅最低值。
11. 實用設計案例
11.1 設計一個恆流LED陣列
考慮使用20粒SMD3528 LED以串並聯配置設計一個燈板。為確保亮度均勻,應使用相同CCT同光通量分級嘅LED。如果選擇嘅分級喺20mA下典型VF為3.2V,並且有24V直流電源供應,你可以將10粒LED串聯(10 * 3.2V = 32V,超過24V)。更好嘅配置可能係5串,每串4粒LED串聯。每串電壓降約為12.8V(4 * 3.2V)。每串嘅限流電阻計算為 R = (Vsupply- Vstring) / IF= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω。每個電阻消耗嘅功率為 P = I2R = (0.02)2* 560 = 0.224W,因此建議使用0.25W或0.5W電阻。呢個設計提供冗餘(如果一粒LED開路失效,只有佢嗰串熄滅)並有助於管理LED之間嘅電壓公差。
12. 原理介紹
白光SMD LED基於半導體材料中嘅電致發光原理,結合螢光粉轉換。一個通常由氮化銦鎵(InGaN)製成嘅晶片,喺正向偏壓時會發出藍光。呢啲藍光部分被塗喺晶片上或周圍嘅一層螢光粉材料(例如摻鈰釔鋁石榴石,YAG:Ce)吸收。螢光粉吸收藍色光子並重新發射出黃色區域嘅寬光譜光。剩餘藍光同轉換後黃光嘅混合被人眼感知為白光。藍光同黃光嘅確切比例,由螢光粉成分同厚度控制,決定咗發出白光嘅相關色溫。
13. 發展趨勢
LED技術嘅總體趨勢係朝向更高效率(每瓦更多流明)、更好顯色性、更高可靠性同更低成本。對於呢個尺寸類別嘅封裝,行業已很大程度上轉向2835封裝尺寸,佢通常喺類似尺寸嘅封裝內提供更好嘅熱性能同更高嘅光輸出。同時,業界持續推動改進螢光粉系統以獲得更高顯色指數值,特別係R9(飽和紅色),並實現隨角度同溫度變化更一致嘅顏色。此外,將LED與智能驅動器同控制集成,用於可調白光(可調CCT)係一個日益增長嘅應用趨勢,儘管呢通常需要多晶片封裝。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |