目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數深度客觀解讀
- 2.1 光電與電氣特性
- 2.2 絕對最大額定值與熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 波長分級
- 3.3 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 IV特性曲線
- 4.2 相對光通量 vs. 電流
- 3.3 光譜與熱特性
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 實體尺寸與外型圖
- 5.2 建議焊墊圖案與鋼板設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴焊參數
- 6.2 操作與儲存注意事項
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 載帶與捲盤包裝規格
- 7.2 產品型號編碼規則
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 可靠性與品質標準
- 9.1 可靠性測試標準
- 9.2 失效判定標準
- 10. 技術比較與差異化
- 11. 常見問題（基於技術參數）
- 12. 設計與使用案例研究
- 13. 工作原理介紹
- 14. 技術趨勢與發展
1. 產品概述
SMD3528是一款表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED），其特點是將單一晶片綠光光源封裝於業界標準的3528封裝尺寸內。此LED專為需要一致綠光輸出與可靠性能的通用指示燈、背光應用及裝飾照明所設計。其緊湊尺寸與表面黏著設計，使其適用於印刷電路板（PCB）上的自動化組裝製程。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 光電與電氣特性
LED的核心性能定義於標準測試條件下（Ts=25°C）。在20mA驅動電流下，其典型順向電壓（VF）為3.2V，最大允許值為3.6V。此參數對於設計限流電路至關重要。主波長（λd）指定為525nm，定義了其綠光色點。元件具有120度的寬廣視角（2θ1/2），提供適合區域照明的廣闊發光模式。
2.2 絕對最大額定值與熱特性
為確保長期可靠性，元件不得在超出其絕對最大額定值的條件下運作。最大連續順向電流（IF）為30mA。在特定條件下（脈衝寬度≤10ms，工作週期≤1/10），允許較高的脈衝順向電流（IFP）60mA。最大功耗（PD）為108mW。接面溫度（Tj）不得超過125°C。工作環境溫度範圍為-40°C至+80°C，儲存溫度範圍相同。關於焊接，規定了峰值溫度為200°C或230°C、持續時間最長10秒的迴焊溫度曲線。
3. 分級系統說明
產品依分級進行分類，以確保應用中的色彩與亮度一致性。分級系統涵蓋三個關鍵參數：光通量、波長與順向電壓。
3.1 光通量分級
光通量以流明（lm）為單位，在20mA下測量，分為數個等級（例如：A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2）。每個等級指定了最小值與典型值。例如，B1等級的最小值為1.5 lm，典型值為2.0 lm。測量公差為±7%。
3.2 波長分級
主波長進行分級以控制精確的綠色色調。等級定義為G5（519-522.5nm）、G6（522.5-526nm）與G7（526-530nm）。這使得設計師能夠選擇具有非常特定色座標的LED。
3.3 順向電壓分級
順向電壓（VF）進行分級，以協助電壓驅動應用的電路設計，或匹配串聯的LED。等級為：代碼1（2.8-3.0V）、代碼2（3.0-3.2V）、代碼3（3.2-3.4V）與代碼4（3.4-3.6V），測量公差為±0.08V。
4. 性能曲線分析
4.1 IV特性曲線
順向電壓（VF）與順向電流（IF）之間的關係是非線性的，這是二極體的典型特性。曲線顯示，電壓超過導通點後的小幅增加會導致電流的快速增加。這強調了使用恆流驅動器而非恆壓源的重要性，以防止熱失控並確保穩定的光輸出。
4.2 相對光通量 vs. 電流
光輸出隨驅動電流增加而增加，但並非線性關係。在較高電流下，效率通常會因熱效應增加和其他非理想半導體行為而下降。將LED運作於遠高於建議的20mA，可能導致亮度收益遞減，同時大幅縮短使用壽命。
3.3 光譜與熱特性
相對光譜能量分佈曲線顯示光輸出在不同波長上的分佈情況。此綠光LED的曲線峰值約在525nm附近。說明相對光譜能量與接面溫度關係的圖表顯示，發射光譜與強度會隨溫度變化。當接面溫度從25°C上升到125°C時，相對光譜能量通常會下降，這對於高功率或密集封裝應用中的熱管理是關鍵考量。
5. 機械與封裝資訊
5.1 實體尺寸與外型圖
此LED符合SMD 3528封裝標準，標稱尺寸為長3.5mm、寬2.8mm。精確的尺寸圖提供了關鍵公差：指定到小數點後一位的尺寸（例如.X）公差為±0.10mm，而指定到小數點後兩位（.XX）的尺寸則有更嚴格的±0.05mm公差。封裝高度也在圖中定義。
5.2 建議焊墊圖案與鋼板設計
提供了建議的PCB焊墊圖案（Footprint），以確保正確的焊接與機械穩定性。同時也建議了對應的錫膏印刷鋼板設計。遵循這些建議有助於實現可靠的焊點、良好的對位，以及從LED散熱墊（如有）的有效散熱。
5.3 極性識別
陰極通常在元件上標記，常見方式有綠點、封裝上的凹口或切角。焊墊佈局圖清楚標示了陽極與陰極焊墊。正確的極性對於元件運作至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊參數
此LED相容於標準紅外線或對流迴焊製程。規定的最大允許焊接溫度為元件本體200°C或230°C，在液相線溫度以上的最大暴露時間為10秒。關鍵在於遵循能充分預熱以減少熱衝擊、允許助焊劑適當活化與錫膏潤濕，並以可控速率冷卻的溫度曲線。
6.2 操作與儲存注意事項
LED對靜電放電（ESD）敏感。應在防靜電環境中使用接地手環與導電墊進行操作。元件應儲存在原裝的防潮袋中，並放入乾燥劑，條件不得超過指定的儲存溫度與濕度範圍。暴露於高濕度環境後，可能需要在迴焊前進行烘烤，以防止爆米花效應（因水氣快速膨脹導致封裝破裂）。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 載帶與捲盤包裝規格
LED以凸版載帶包裝，捲繞於捲盤上供應，適合自動化取放機。提供了載帶凹槽、覆蓋帶與捲盤的詳細尺寸。覆蓋帶在10度角剝離時，其剝離強度規定在0.1N至0.7N之間，確保在運輸過程中牢固固定元件，並在組裝時易於釋放。
7.2 產品型號編碼規則
詳細的英數字編碼系統定義了產品型號。編碼結構包含以下欄位：封裝外型（例如'32'代表3528）、晶片數量（'S'代表單一小功率晶片）、透鏡/光學代碼（'00'代表無透鏡，'01'代表有透鏡）、顏色代碼（'G'代表綠色）、內部代碼，以及光通量等級代碼。這允許精確訂購特定特性組合的產品。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
此LED非常適合多種應用，包括消費性電子產品與工業設備的狀態指示燈、LCD顯示器與鍵盤的背光、標誌與建築裝飾的裝飾照明，以及立體字照明。其寬廣視角使其成為需要漫射光源的區域照明的理想選擇。
8.2 設計考量
限流：務必使用串聯限流電阻，或更佳的是恆流驅動電路。根據電源電壓（Vsupply）、LED的順向電壓（VF，取自其等級）與期望電流（IF，通常為20mA）計算電阻值。公式：R = (Vsupply- VF) / IF.
熱管理：雖然這是低功率元件，但有效的PCB佈局仍然重要。確保有足夠的銅箔面積連接到散熱墊（如適用）以散熱，特別是在接近或達到最大額定值運作，或處於高環境溫度時。
光學設計：考慮120度的視角。對於聚焦光束，可能需要二次光學元件（透鏡）。波長與光通量的分級應在單一產品內匹配，以確保外觀均勻。
9. 可靠性與品質標準
9.1 可靠性測試標準
產品根據業界標準（JESD22, MIL-STD-202G）進行嚴格的可靠性測試。主要測試包括：
工作壽命測試：在室溫、高溫（85°C）與低溫（-40°C）下，於最大電流下各進行1008小時。
環境測試：高濕高溫工作壽命（HHHTOHL）測試，條件為60°C/90% RH，以及含濕度的溫度循環測試。
熱衝擊：在-40°C與125°C之間循環。
9.2 失效判定標準
若任何樣品出現以下情況，則視為測試失敗：順向電壓偏移>200mV；基於氮化銦鎵（InGaN）的LED（包括此綠光LED）光通量衰減>15%；反向漏電流>10μA；或災難性失效（開路或短路）。這些嚴格的標準確保了產品的高水準穩健性。
10. 技術比較與差異化
與舊式穿孔型綠光LED相比，SMD3528在尺寸、適合自動化組裝方面具有顯著優勢，並且由於PCB可作為散熱片，通常具有更好的熱性能。在SMD3528類別中，此特定產品的差異化在於其針對光通量、波長與電壓的詳細分級系統，允許在關鍵應用中進行更緊密的性能匹配。其寬廣的120度視角，對於某些需要廣角照明的應用是優勢，但對於需要聚焦光束的應用則可能是劣勢。
11. 常見問題（基於技術參數）
問：我可以直接用5V電源驅動這個LED嗎？
答：不行。您必須使用限流電阻。例如，使用5V電源，在20mA下典型VF為3.2V，所需電阻為（5V - 3.2V）/ 0.02A = 90歐姆。請使用下一個標準值（例如91歐姆）。
問：G5、G6和G7等級之間有什麼區別？
答：它們代表不同的主波長範圍。G5波長最短（偏藍綠色，約520nm），G7波長最長（偏黃綠色，約528nm），G6則介於兩者之間。請根據所需的色點進行選擇。
問：這個LED可以使用多久？
答：LED壽命通常定義為光輸出衰減至初始值某個百分比（例如70%或50%）的時間點。雖然此處未明確說明，但嚴格的可靠性測試（在應力下超過1008小時）表明，當在規格範圍內使用，特別是配合適當的熱管理時，其具有長久的運作壽命。
問：需要透鏡嗎？
答：標準產品沒有內建透鏡（代碼'00'），提供朗伯發光模式。透鏡（代碼'01'）將用於特定應用中，以準直或塑形光束。
12. 設計與使用案例研究
情境：設計狀態指示燈面板：某產品需要十個均勻的綠色狀態指示燈。設計步驟：1. 從相同的光通量等級（例如B2）與波長等級（例如G6）中選擇所有LED，以確保亮度與顏色一致。 2. 使用建議的焊墊佈局設計PCB。 3. 對於12V電源軌，計算限流電阻。為安全起見，使用等級4的最大VF（3.6V）：R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420歐姆。430歐姆的電阻將是合適的。 4. 確保PCB有足夠的銅箔鋪設以利散熱，因為十個LED將聚集在一起。 5. 向供應商指定包含所有等級代碼的完整料號，以保證一致性。
13. 工作原理介紹
光是通過稱為電致發光的過程產生的。LED晶片是一種半導體二極體，其p-n接面由氮化銦鎵（InGaN）材料製成，專門設計用於發射綠光。當施加順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入到主動區域（接面）。當一個電子與一個電洞復合時，會以光子（光粒子）的形式釋放能量。InGaN材料的特定能隙決定了發射光子的波長（顏色），在本例中為綠光（約525nm）。環氧樹脂或矽膠封裝體保護晶片，並通常作為主透鏡。
14. 技術趨勢與發展
像3528這類SMD LED的總體趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明），這使得在相同功率下獲得更高亮度，或在相同亮度下降低功耗與減少熱量產生。在色彩一致性以及隨時間和溫度的穩定性方面也在持續改進。雖然這是一個成熟的封裝尺寸，但基礎的半導體材料與製造工藝仍在不斷精進。特別是對於綠光LED，實現高效率與純色飽和度一直是歷史上的挑戰，但持續的材料科學進步正不斷推動性能邊界。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |