SMD3528 LED 操作指南 - 尺寸 3.5x2.8mm - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

SMD3528 是一款專為高密度PCB應用設計的表面黏著LED元件。其緊湊的 3.5mm x 2.8mm 尺寸，使其非常適合空間受限的背光、指示燈和一般照明應用。此元件的主要優勢在於其堅固的矽膠封裝，能提供良好的光學性能。然而，此特性也意味著需要謹慎的操作程序，以防止損壞精密的內部結構，包括金線和LED晶片。

2. SMD3528 產品操作注意事項

不當操作是導致 SMD3528 LED 故障的主要原因。矽膠封裝體相對柔軟，容易因物理壓力而受損。

2.1 手動操作

強烈不建議直接用手觸摸LED。皮膚接觸的汗水和油脂會污染矽膠透鏡表面，導致光學性能下降和光輸出減少。此外，用手指施加壓力可能會壓壞矽膠，可能導致內部金線斷裂或損壞LED晶片本身，造成立即故障（LED不亮）。

2.2 使用鑷子操作

使用標準鑷子夾取LED本體同樣有問題。尖銳的鑷子尖端很容易刺穿或使柔軟的矽膠變形，造成與手動操作相同的內部損壞。此外，金屬鑷子可能會刮傷透鏡表面，改變光線的發射模式和角度。

2.3 真空吸取操作

使用真空吸嘴進行自動化組裝是推薦的方法。然而，關鍵在於真空吸嘴尖端的直徑必須大於LED封裝的內腔。太小的吸嘴會直接壓入矽膠中，形成一個集中的壓力點，可能切斷金線或壓碎晶片。

2.4 焊接後處理

在迴焊製程後，必須小心處理含有 SMD3528 LED 的PCB。直接將電路板堆疊在一起會對LED的透鏡穹頂施加壓力。這種壓力可能導致機械應力，引發潛在缺陷或立即故障。堆疊組裝件時，應在LED元件上方保持至少 2 公分的垂直間隙。不應將氣泡布直接放在LED上，因為氣泡的壓力也可能造成損壞。

3. 濕度敏感性、儲存與烘烤

SMD3528 LED 被歸類為濕度敏感元件 (MSD)。吸收的水分在高溫迴焊過程中會迅速汽化，導致內部分層、破裂或爆米花效應，從而引發故障。

3.1 濕度敏感等級 (MSL)

本產品符合 IPC/JEDEC J-STD-020C 標準中關於塑膠積體電路之濕度/迴焊敏感性分類。使用者必須參閱產品包裝或規格書上提供的具體 MSL 等級。

3.2 儲存條件

• 未開封包裝：儲存於溫度介於 5°C 至 30°C、相對濕度低於 85% 的環境中。
• 已開封包裝：元件必須儲存在乾燥環境中。建議條件為溫度介於 5°C 至 30°C、相對濕度低於 60%。開封後為獲得最佳保護，請將元件儲存在帶有乾燥劑的密封容器中，或置於氮氣吹掃的乾燥櫃中。

3.3 車間壽命

一旦打開原廠的防潮袋，若儲存環境未受控制（例如，不在乾燥櫃中），元件應在 12 小時內使用完畢。開袋時必須立即檢查袋內的濕度指示卡，以確認內部濕度未超過安全水平。

3.4 烘烤要求與程序

在以下情況下需要進行烘烤以去除吸收的水分：

1. 元件已從原廠真空密封包裝中取出，並暴露於環境空氣中超過規定的車間壽命。
2. 濕度指示卡顯示濕度水平已超標。

已經過迴焊的元件不需要烘烤。

烘烤程序：

1. 元件可在原廠捲帶上進行烘烤。
2. 在 60°C (±5°C) 的溫度下烘烤 24 小時。
3. 溫度切勿超過 60°C，因為更高的溫度可能會損壞LED封裝或材料。
4. 烘烤後，元件必須在一小時內進行迴焊，或立即放回乾燥儲存環境（相對濕度<20%）。

4. 焊接與清潔指南

4.1 迴焊

迴焊製程後，讓LED自然冷卻至室溫，再進行後續處理或清潔。檢查焊點的一致性。從PCB側面觀察，焊錫應呈現完整的迴焊輪廓，外觀光滑、有光澤，且空洞最少。

4.2 焊接後清潔

建議在焊接後清潔PCB以去除助焊劑殘留物。

• 推薦方法：使用水溶性助焊劑，並以去離子水或指定的水性清潔劑清洗，然後烘乾。必要時也可使用異丙醇 (IPA)。
• 不推薦 / 禁止方法：
  • 切勿使用超音波清洗。高頻振動可能導致LED晶片或金線產生微裂紋。
  • 切勿使用自來水清潔組裝好的PCB，因為難以完全乾燥，可能導致元件引腳氧化。
  • 避免使用強有機溶劑，如丙酮、甲苯或油漆稀釋劑。這些化學物質會侵蝕並降解矽膠透鏡材料，導致霧化、破裂或溶解。
  • 切勿使用未指定的化學清潔劑。

若必須進行水洗，整個PCB組裝件必須徹底乾燥，可能需要進行低溫烘烤（例如 60°C）以去除所有水分，然後才能進行後續處理或使用。

5. 靜電放電 (ESD) 防護

LED是半導體元件，極易受到靜電放電的損壞。白光、綠光、藍光和紫光LED因其半導體材料成分而特別敏感。

5.1 靜電來源

靜電可透過多種方式產生：

• 摩擦：不同材料之間的接觸與分離（例如，塑膠托盤、衣物、包裝材料）。
• 感應：帶電物體靠近導電表面時會感應出電荷。

5.2 防護措施

在操作區域實施全面的靜電防護計畫至關重要：

• 使用帶有導電墊的接地工作站。
• 所有人員必須佩戴正確接地的手腕帶。
• 使用導電容器、托盤和袋子來儲存和運輸元件。
• 盡可能將環境濕度控制在 40% RH 以上，因為較高的濕度可減少靜電積聚。
• 僅在指定的靜電防護安全工作區操作元件。

6. 熱管理考量

雖然提供的文件摘錄未詳細說明具體的熱阻值，但有效的熱管理對於LED性能和壽命至關重要。SMD3528 封裝主要透過其焊墊將熱量散發到PCB上。

6.1 散熱用PCB設計

為最大化使用壽命並維持穩定的光輸出：

• 使用具有足夠導熱性的PCB。對於高功率或高密度應用，強烈建議使用金屬基板 (MCPCB) 或具有厚銅層的電路板。
• 設計PCB焊盤佈局時，應將散熱焊盤連接到大面積銅箔或專用的散熱通孔，以將熱量傳導至內層或背面的散熱器。
• 確保焊點完整性高，因為焊錫是LED與電路板之間的主要熱介面。

6.2 溫度影響

高接面溫度會導致：

• 光通量衰減加速（光輸出隨時間減少）。
• 色偏，尤其是白光LED。
• 操作壽命縮短。
• 順向電壓增加。

設計人員應參考產品的具體規格書，以了解降額曲線和最大接面溫度額定值。

7. 3528 系列迴焊溫度曲線特性

標準的無鉛迴焊溫度曲線通常適用。需要控制的關鍵參數包括：

• 預熱/升溫區：平緩的升溫速率（通常為 1-3°C/秒），以最小化熱衝擊。
• 恆溫區：使整個組裝件和元件達到均勻溫度，並活化助焊劑。
• 迴焊區：峰值溫度必須足夠高以確保焊錫適當熔化，但不得超過LED封裝的最高耐溫（請查閱規格書，通常約為 260°C，持續數秒）。
• 冷卻區：受控的冷卻階段有助於形成可靠的焊點。

使用實際的PCB和元件對迴焊爐進行溫度曲線測試至關重要，以確保LED不會經歷超出其規格的溫度。

8. 應用說明與設計考量

8.1 典型應用

SMD3528 廣泛應用於：

• LCD顯示器背光模組 (BLU)。
• 建築裝飾照明。
• 汽車內飾照明。
• 消費性電子產品狀態指示燈。
• 標誌與裝飾照明。

8.2 電路設計

務必使用恆流源驅動LED，而非恆壓源。使用電壓源時，必須串聯限流電阻。必須嚴格遵守規格書中規定的順向電流 (If)，以防止過熱和快速劣化。

8.3 光學設計

矽膠透鏡提供典型的視角。對於特定的光束模式，可能需要二次光學元件（反射器、擴散片或外部透鏡）。避免二次光學元件與LED透鏡穹頂之間的機械接觸，以防止應力。

9. 故障分析與疑難排解

常見的故障模式及其可能的原因包括：

• LED不亮：通常由ESD損壞、機械應力（操作、堆疊）導致金線斷裂或晶片破裂引起。
• 光輸出減弱：可能源於矽膠透鏡污染、接面溫度過高，或焊點失效導致散熱不良。
• 間歇性工作：可能表示焊點有裂縫、金線受損導致接觸不良，或ESD引起的潛在損壞。
• 色偏：主要由長時間高溫工作、驅動電流超出規格，或螢光粉（白光LED中）劣化引起。

遵循本文件中的操作、儲存、焊接和設計指南是最有效的預防措施。