SMD3528 紅光LED規格書 - 尺寸3.5x2.8mm - 電壓2.2V - 功率0.144W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

SMD3528是一款採用單晶片紅光LED晶粒的表面黏著元件。其特點是緊湊的3.5mm x 2.8mm佔位面積，專為需要可靠、低功耗紅光照明之應用而設計。其主要優勢包括120度的寬廣視角、在指定溫度範圍內的一致性能，以及與標準表面黏著技術組裝製程的相容性。目標市場涵蓋廣泛的消費性電子產品、指示燈、小型顯示器背光以及裝飾照明，這些應用對空間和電源效率有嚴格要求。

2. 技術參數詳解

2.1 電氣參數

電氣特性定義了LED的工作邊界和典型性能。絕對最大額定值是在焊點溫度（T_s）為25°C時測量，確立了安全操作的極限。最大連續順向電流（I_F）為30 mA，而在特定條件下（脈衝寬度≤10 ms，工作週期≤1/10）則允許高達40 mA的順向脈衝電流（I_FP）。最大功耗（P_D）額定為144 mW。工作與儲存溫度範圍指定為-40°C至+80°C，最高接面溫度（T_j）為125°C。對於焊接，LED可承受峰值溫度為230°C或260°C、持續時間最長10秒的迴焊溫度曲線。

在典型工作條件下（T_s=25°C，I_F=20mA），順向電壓（V_F）典型值為2.2V，最大值為2.6V。逆向電壓（V_R）額定最小值為5V，而逆向電流（I_R）不應超過10 µA。

2.2 光學參數

光學性能是LED功能的核心。主波長（λ_d）指定為625 nm，使其位於標準紅光光譜。光通量輸出根據分級進行分類，在驅動電流20 mA下，典型值範圍從1.5 lm到2.5 lm，取決於特定的分級代碼（A3、B1、B2）。光的空間分佈特徵為寬廣視角，2θ_1/2（半強度全角）指定為120度。

2.3 熱特性

熱管理對於LED壽命和性能穩定性至關重要。關鍵參數是接面溫度（T_j），其不得超過125°C。從LED晶片到焊點，最終到印刷電路板的熱路徑必須經過設計，以確保在操作期間，特別是在接近或達到最大電流驅動時，接面溫度保持在安全範圍內。指定的工作環境溫度範圍-40°C至+80°C，為元件可承受的環境條件提供了指引。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色和亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 波長分級

主波長進行分級以控制精確的紅色色調。提供的規格列出了兩個分級：R1（620-625 nm）和R2（625-630 nm）。這使設計師能為其應用選擇具有非常特定色點的LED，這對於全彩顯示器或標誌等需要精確顏色匹配的應用至關重要。波長測量的公差已包含在分級範圍內。

3.2 光通量分級

光通量輸出進行分類以保證最低亮度水準。分級由代碼A3、B1和B2定義，其最小/典型值分別為1/1.5 lm、1.5/2 lm和2/2.5 lm，均在20 mA下測量。光通量測量適用±7%的公差。此分級允許在LED陣列中實現可預測的亮度水準。

3.3 順向電壓分級

順向電壓進行分級有助於電路設計，特別是用於串聯LED串中的限流電阻計算和電源設計。分級為C（1.8-2.0V）、D（2.0-2.2V）、E（2.2-2.4V）和F（2.4-2.6V），測量公差為±0.08V。匹配V_F分級有助於確保並聯LED配置中的電流分佈和亮度均勻。

4. 性能曲線分析

4.1 IV特性曲線

順向電壓與順向電流（V_F-I_F）曲線是任何二極體（包括LED）的基本特性。對於此SMD3528紅光LED，該曲線將顯示典型的半導體p-n接面指數關係。該曲線對於確定工作點和設計驅動電路至關重要。在典型工作電流20mA下的電壓將落在分級的V_F範圍內（例如，D級約為~2.2V）。

4.2 相對光通量 vs. 順向電流

此曲線說明光輸出（相對光通量）如何隨驅動電流增加而變化。對於LED，輸出通常在較低電流下隨電流線性增加，但在較高電流下可能由於熱效應和電效應而表現出飽和或效率降低。此圖表有助於設計師在考慮效能和壽命的情況下，針對所需亮度優化驅動電流。

4.3 溫度依存性

LED的性能受溫度影響顯著。一條關鍵曲線顯示相對光譜能量（作為光輸出和波長穩定性的代表）與接面溫度的函數關係。對於基於AlInGaP的紅光LED，光輸出通常隨溫度升高而降低。此曲線對於在變化熱環境中運行的應用至關重要，為驅動電路中必要的降額或熱補償提供依據。

4.4 光譜分佈

光譜能量分佈曲線繪製了在不同波長下發射的光強度。對於單色紅光LED，此曲線將顯示一個單一的主峰，中心位於分級波長附近（例如，625 nm）。此峰的寬度（半高全寬，或FWHM）決定了色純度。峰越窄表示顏色越飽和、越純淨。

5. 機械與封裝資訊

5.1 尺寸與外型圖

LED封裝符合業界標準的3528佔位面積，標稱尺寸為長3.5mm，寬2.8mm。精確的尺寸圖提供了關鍵測量值，包括封裝高度、透鏡尺寸和引腳（焊墊）間距。公差已指定：標記為.X的尺寸公差為±0.10mm，而.XX尺寸則具有更嚴格的±0.05mm公差。

5.2 建議焊墊佈局與鋼板設計

提供了PCB設計的建議焊墊圖案（佔位面積），以確保正確的焊接和機械穩定性。這包括銅焊墊的尺寸、形狀和間距。同時建議了相應的鋼板設計（錫膏網板），以控制組裝過程中沉積的錫膏量，這對於實現可靠的焊點而不造成短路或墓碑效應至關重要。

5.3 極性辨識

陰極（負極端）通常由LED封裝上的視覺標記來識別，例如綠點、凹口或切角。規格書應清楚標示此標記方案。在PCB上放置元件時必須注意正確的極性，以確保元件正常運作。

6. 焊接與組裝指引

6.1 迴焊參數

此元件適用於紅外線或對流迴焊製程。在LED引腳處測量，最大允許焊接溫度指定為230°C或260°C，最長持續時間為10秒。應遵循標準的無鉛（SAC305）迴焊溫度曲線，包含預熱、均熱、迴焊和冷卻階段，確保峰值溫度和液相線以上時間不超過LED的額定值。

6.2 操作與儲存注意事項

LED對靜電放電敏感。應在防靜電環境中使用接地腕帶和導電工作台面進行操作。元件應儲存在其原始的防潮袋中，並放入乾燥劑，條件不超過指定的儲存溫度範圍（-40°C至+80°C）且保持低濕度，以防止吸濕，這可能導致迴焊時產生爆米花現象。

6.3 清潔

如果焊接後需要清潔，請使用經核准且與LED的環氧樹脂透鏡和塑膠封裝相容的溶劑。避免使用超音波清洗，因為高頻振動可能損壞內部打線或晶粒黏著。在任何清潔程序之前，務必驗證化學相容性。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲帶包裝

SMD3528 LED以標準的凸版載帶捲盤形式供應，適用於自動貼片機。載帶尺寸（口袋尺寸、間距）已指定以確保與送料器的相容性。蓋帶剝離強度定義為以10度角剝離時0.1至0.7牛頓，確保在運輸過程中牢固，但機器易於移除。

7.2 型號命名規則

產品型號遵循結構化的命名慣例：T [形狀代碼] [晶粒數量] [透鏡代碼] [內部代碼] - [光通量代碼] [顏色代碼]。例如，T3200SRA解碼為：形狀32（3528）、晶粒數量S（單晶粒、小功率）、透鏡代碼00（無透鏡）、內部代碼、光通量代碼和顏色A（紅）。其他顏色代碼包括Y（黃）、B（藍）、G（綠）等。此系統允許精確識別所有關鍵屬性。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

SMD3528紅光LED非常適合眾多應用：消費性電子產品（電視、路由器、充電器）上的狀態和指示燈。小型LCD顯示器、鍵盤或面板的背光。家電、汽車內裝或建築特徵中的裝飾和重點照明。需要鮮明紅色的信號和緊急照明。

8.2 設計考量

電流限制：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器。電阻值使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算。使用分級中的最大V_F值，以確保即使在低V_F device.
熱管理：對於在高電流或高環境溫度下連續運作，請確保足夠的PCB銅箔面積或散熱措施，以散熱並保持低接面溫度。
光學設計：在設計導光板、透鏡或擴散片時，請考慮120度的視角，以實現所需的照明圖案。

9. 技術比較

與穿孔式紅光LED相比，SMD3528為現代電子產品提供了顯著優勢：佔位面積小得多、適用於超薄設備的低剖面、適合高速自動化組裝，並且由於直接焊接在PCB上，通常具有更好的熱性能。在SMD紅光LED家族中，3528封裝是常見且具成本效益的選擇。與更新、更高效率的LED封裝（例如2835）相比，3528的光效可能略低，但由於其廣泛的可用性和經過驗證的可靠性，在標準亮度應用中仍具有高度競爭力。

10. 常見問題 (FAQ)

問：光通量分級A3、B1和B2之間有何區別？
答：這些分級代表在20mA下不同的最小和典型亮度水準。A3最低（最小1.0 lm，典型1.5 lm），B1中等（最小1.5 lm，典型2.0 lm），B2最高（最小2.0 lm，典型2.5 lm）。選擇取決於應用所需的亮度。

問：我可以連續以30mA驅動此LED嗎？
答：可以，30mA是絕對最大連續順向電流額定值。然而，為了獲得最佳壽命和可靠性，通常建議在最大額定值以下運作，例如20-25mA，除非應用需要最大亮度且熱設計穩健。

問：如何識別LED上的陰極？
答：規格書的外型圖應標示極性標記。通常，對於3528封裝，陰極由塑膠本體一角上的綠點或小凹口/切角標記。

問：此LED是否使用透鏡？
答：根據型號解碼和命名規則中的透鏡代碼00，此特定型號（T3200SRA）沒有額外的主透鏡（它使用標準的環氧樹脂圓頂）。其他透鏡代碼為01的型號則會包含用於光束整形的透鏡。

11. 實際應用案例

情境：為網路交換器設計狀態指示燈面板。面板需要十個紅光LED來指示連接埠活動/鏈路狀態。設計師選擇分級為R2（625-630nm）的SMD3528 LED以獲得鮮豔的紅色，並選擇分級為B1（1.5/2.0 lm）以獲得一致且可見的亮度。PCB上有一個3.3V電源軌。使用最大V_F值2.6V（來自F級，假設最壞情況選擇）和目標I_F值20mA，計算限流電阻：R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35歐姆。選擇標準的33歐姆電阻，導致電流略高約21.2mA（使用典型V_F值2.2V），這仍在安全範圍內。LED按照建議的焊墊佈局放置在PCB上。一個簡單的微控制器GPIO引腳，配置為開汲極輸出並上拉至3.3V，可以灌入電流流經每個LED以將其點亮。120度的寬廣視角確保從各個角度都能看到狀態。

12. 工作原理

發光二極體是一種半導體元件，通過稱為電致發光的過程將電能直接轉換為光。像SMD3528這樣的紅光LED的核心是由磷化鋁銦鎵材料製成的晶片。當在此半導體的p-n接面上施加順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入接面區域。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光粒子）的形式釋放能量。發射光的特定波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。AlInGaP的能隙對應於可見光譜中紅色到黃橙色的光子。環氧樹脂封裝包裹著晶片，保護其免受環境影響，並通常充當透鏡以塑造光輸出。

13. 可靠性測試標準

規格書參考了多項業界標準測試，以驗證LED在各種應力條件下的可靠性。這些測試在加速的時間範圍內模擬多年的運作或惡劣環境。

13.1 壽命測試

室溫操作壽命：LED在室溫下以最大電流運作1008小時。失效標準包括V_F偏移>200mV、光通量下降>25%（對於AlInGaP紅光LED）、漏電流>10µA或災難性故障。
高溫操作壽命：與室溫操作壽命類似，但在85°C環境溫度下進行，加速熱老化。
低溫操作壽命：在-40°C下進行，以測試在極寒條件下的性能。

13.2 環境應力測試

高溫高濕操作壽命：在60°C/90% RH下施加偏壓測試1008小時，評估抗濕氣誘導劣化的能力。
溫度濕度偏壓循環：使LED在-20°C、0°C、25°C和60°C之間，於60% RH下循環20次。
熱衝擊：在-40°C和125°C之間快速循環100次（停留15分鐘，<轉移60秒）。測試後，LED必須仍能正常運作。

14. 發展趨勢

LED產業持續朝著更高效率、更小尺寸和更高可靠性的方向發展。對於像SMD3528這樣的封裝，趨勢包括：提高光效：晶片設計、磊晶生長和螢光粉技術（用於白光LED）的持續改進，使得相同封裝尺寸的新一代產品每瓦電輸入能產生更多的光。增強顏色一致性：更嚴格的波長、光通量和V_F分級公差正成為標準，這是由高端顯示和照明應用的需求所驅動。改善熱性能：封裝材料（例如高導熱塑膠、陶瓷基板）和晶粒黏著技術的進步有助於降低熱阻，從而允許更高的驅動電流或改善壽命。微型化：雖然3528仍然流行，但更小的封裝如2020、1515和1010正在為超緊湊設備開發，儘管通常在光輸出和熱處理方面有所取捨。智慧整合：更廣泛的趨勢包括將控制電路、感測器或多色晶片整合到單一封裝中，超越簡單的離散發光體。