目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數深度解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 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
- 3.4 產品型號解碼
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)
- 4.2 順向電流 vs. 相對光通量
- 4.3 接面溫度 vs. 相對光譜功率
- 4.4 光譜功率分佈
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 實體尺寸與外型圖
- 5.2 建議PCB焊墊圖案與鋼板開孔
- 5.3 極性辨識
- 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 載帶與捲盤規格
- 7.2 訂購型號選擇
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 熱管理考量
- 8.3 可製造性設計 (DFM)
- 9. 可靠度與品質標準
- 9.1 可靠度測試項目
- 9.2 失效判定標準
- 10. 技術比較與差異化
- 11. 常見問題 (FAQ)
- 11.1 光通量分級A2和B3有何不同?
- 11.2 我可以持續以30mA驅動這顆LED嗎?
- 11.3 如何解讀波長分級代碼Y2?
- 11.4 是否需要恆流驅動器?
- 12. 實際應用範例
- 12.1 汽車內裝氣氛照明
- 12.2 狀態指示燈面板
- 13. 技術原理介紹
- 14. 產業趨勢與發展
1. 產品概述
SMD3528 黃光LED是一款表面黏著元件,專為一般照明、背光與指示燈應用而設計。此單晶片LED提供緊湊的外型與120度的寬廣視角,適合需要均勻照明的應用。此元件的核心優勢在於其標準化的分級系統,確保不同生產批次間一致的色彩與光通量輸出,這對於要求色彩均勻性的應用至關重要。
目標市場包括消費性電子產品、汽車內裝照明、標誌與裝飾性照明燈具,這些應用需要可靠、低功耗的黃光照明。
2. 技術參數深度解析
2.1 絕對最大額定值
此元件在以下最大條件下額定工作,測量點為焊點溫度(Ts) 25°C。超過這些限制可能導致永久性損壞。
- 順向電流 (IF):30 mA (連續)
- 順向脈衝電流 (IFP):40 mA (脈衝寬度 ≤10ms,工作週期 ≤1/10)
- 功率消耗 (PD):144 mW
- 工作溫度 (Topr):-40°C 至 +80°C
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +80°C
- 接面溫度 (Tj):125°C
- 焊接溫度 (Tsld):230°C 或 260°C,持續10秒 (迴焊)
2.2 電氣與光學特性
典型性能測量條件為 Ts=25°C 且 IF=20mA,除非另有說明。
- 順向電壓 (VF):典型值 2.2V,最大值 2.6V
- 逆向電壓 (VR):5V
- 主波長 (λd):590 nm
- 逆向電流 (IR):最大值 10 µA (於 VR=5V 條件下)
- 視角 (2θ1/2):120 度
3. 分級系統說明
一個全面的分級系統根據關鍵性能參數對LED進行分類,以確保一致性。光通量測量的公差為±7%,電壓測量的公差為±0.08V。
3.1 光通量分級
光通量於 IF=20mA 條件下測量。分級代碼定義了最小與典型輸出值。
- A2:最小 0.5 lm,典型 1.0 lm
- A3:最小 1.0 lm,典型 1.5 lm
- B1:最小 1.5 lm,典型 2.0 lm
- B2:最小 2.0 lm,典型 2.5 lm
- B3:最小 2.5 lm,典型 3.0 lm
3.2 波長分級
主波長進行分級以控制精確的黃色色調。
- Y1:585 nm 至 588 nm
- Y2:588 nm 至 591 nm
- Y3:591 nm 至 594 nm
3.3 順向電壓分級
順向電壓進行分級,以協助電流調節的電路設計。
- C:1.8V 至 2.0V
- D:2.0V 至 2.2V
- E:2.2V 至 2.4V
- F:2.4V 至 2.6V
3.4 產品型號解碼
型號遵循特定結構:T3200SYA。根據提供的命名規則,可以解讀為一個具有特定內部代碼、光通量分級、顏色代碼(Y代表黃色)、晶片數量(S代表單顆小功率晶片)、透鏡代碼(00代表無透鏡)以及封裝代碼(32代表3528)的產品。
4. 性能曲線分析
規格書包含數個特性曲線,對於理解LED在不同工作條件下的行為至關重要。
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)
此曲線顯示了施加的順向電壓與所產生電流之間的指數關係。它對於選擇適當的限流電阻或驅動電路至關重要,以確保LED在其指定的電流範圍內工作,並防止熱失控。
4.2 順向電流 vs. 相對光通量
此圖表說明光輸出如何隨順向電流增加。在建議的工作範圍內通常呈現近乎線性的關係,隨後在更高電流下由於效率下降和接面溫度升高而出現平台期或下降。在線性區域之外工作不僅效率低下,還會加速性能衰退。
4.3 接面溫度 vs. 相對光譜功率
此曲線展示了LED色彩輸出的熱穩定性。對於這款黃光AlInGaP LED,當以20mA驅動時,在接面溫度從25°C到125°C的範圍內,相對光譜能量保持在90%以上。這表明在其工作溫度範圍內具有良好的色彩穩定性,這對於需要一致色彩的應用至關重要。
4.4 光譜功率分佈
光譜曲線顯示一個以主波長(590 nm)為中心的窄峰,這是單色LED的特徵。此峰值的半高全寬(FWHM)決定了色彩純度。FWHM越窄,表示黃色越飽和、越純正。
5. 機械與封裝資訊
5.1 實體尺寸與外型圖
此LED符合標準SMD 3528封裝尺寸:長度約3.5mm,寬度約2.8mm,以及典型高度。提供了帶有公差(例如,.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm)的詳細機械圖,供PCB焊墊設計使用。
5.2 建議PCB焊墊圖案與鋼板開孔
提供了建議的焊墊佈局與鋼板開孔設計,以確保在迴焊過程中形成正確的焊點。遵循這些指南可防止墓碑效應、錯位和焊錫不足。
5.3 極性辨識
陰極通常在LED封裝頂部以綠點標記,或在封裝體一側有凹口/倒角。組裝時必須注意正確的極性。
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。焊接期間本體最高溫度不得超過230°C持續10秒或260°C持續10秒。應使用具有預熱、均熱、迴焊和冷卻區的標準迴焊溫度曲線,確保峰值溫度和高於液相線的時間得到控制。
6.2 操作與儲存注意事項
- 在指定的溫度範圍(-40°C至+80°C)內,儲存於乾燥、防靜電的環境中。
- 在建議的儲存條件下,於製造日期起12個月內使用,以保持可焊性。
- 避免對透鏡和打線施加機械應力。
- 必要時使用異丙醇清潔;避免使用超音波清洗。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 載帶與捲盤規格
產品以壓紋載帶捲繞在捲盤上供應。載帶凹槽的關鍵尺寸有明確規定,以確保與標準SMD貼片設備相容。當以10度角剝離時,覆蓋膠帶的剝離強度定義為0.1N至0.7N。
7.2 訂購型號選擇
具體的可訂購料號是透過將基礎型號與所需的光通量、波長和順向電壓分級代碼組合而成(例如,T3200SYA-A2-Y2-D)。請查閱完整的分級表,選擇符合應用在亮度、色彩和電氣特性方面要求的組合。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
最常見的驅動方式是恆流源或搭配直流電源供應的簡單串聯電阻。電阻值計算公式為 R = (V電源- VF) / IF。對於需要穩定亮度或在寬廣溫度範圍內工作的應用,強烈建議使用恆流驅動器,以補償VF.
8.2 熱管理考量
雖然功率消耗低,但PCB上有效的熱管理對於長期可靠度仍然重要。確保有足夠的銅箔面積連接到散熱焊墊(如果適用)或陰極/陽極焊墊,以將熱量從LED接面導出。在或接近最大額定電流下工作會產生更多熱量,需要更仔細的熱設計。
8.3 可製造性設計 (DFM)
遵循建議的焊墊圖案和鋼板設計。保持LED與其他元件之間適當的間距,以避免陰影或光學干擾。設計導光板或擴散板時,請考慮120度的視角,以達到預期的照明效果。
9. 可靠度與品質標準
9.1 可靠度測試項目
產品根據JEDEC和MIL標準進行一系列嚴格的可靠度測試,以確保長期性能。關鍵測試包括:
- 高/低溫工作壽命 (HTOL/LTOL):在最大電流下,於85°C/-40°C進行1008小時。
- 高溫高濕工作壽命 (HTHH):在最大電流下,於60°C/90%相對濕度進行1008小時。
- 溫濕度偏壓 (THB) 測試:在-20°C和60°C之間進行20個循環,相對濕度60%。
- 熱衝擊:在-40°C和125°C之間進行100個循環。
9.2 失效判定標準
如果任何樣品出現以下情況,則視為測試失敗:
- 順向電壓偏移 > 200mV。
- 光通量衰退 > 25%(針對此黃光AlInGaP LED)。
- 順向或逆向漏電流 > 10 µA。
- 災難性失效(開路或短路)。
10. 技術比較與差異化
與未分級或通用規格的LED相比,此產品的關鍵優勢在於其光通量、色彩和電壓在嚴格的分級範圍內有保證的性能。這消除了終端用戶在需要均勻性的應用(如多LED陣列或背光模組)中進行大量分類和匹配的需求。120度的視角比一些競爭對手的產品更寬,提供更擴散的光線發射,適合面板照明。
11. 常見問題 (FAQ)
11.1 光通量分級A2和B3有何不同?
分級A2保證最小輸出為0.5 lm(典型1.0 lm),而分級B3保證最小為2.5 lm(典型3.0 lm)。在相同的20mA驅動電流下,B3 LED的亮度大約是A2 LED的2.5至3倍。請根據應用所需的亮度選擇分級。
11.2 我可以持續以30mA驅動這顆LED嗎?
可以,30mA是最大連續順向電流額定值。然而,在絕對最大額定值下工作會產生更多熱量,並可能縮短長期使用壽命。為了獲得最佳可靠度,建議在或低於典型驅動電流20mA下工作,或者如果必須以30mA工作,則實施穩健的熱管理。
11.3 如何解讀波長分級代碼Y2?
Y2分級代碼表示LED的主波長介於588 nm和591 nm之間。這代表一種特定、受控的黃色色調。如果您的應用需要非常特定的黃色色調(例如,匹配企業顏色),您必須指定相應的波長分級。
11.4 是否需要恆流驅動器?
對於簡單的指示燈,使用穩壓電源搭配串聯電阻通常就足夠了。對於亮度一致性至關重要,或環境溫度變化顯著的照明應用,強烈建議使用恆流驅動器。它能補償LED順向電壓隨溫度的變化,確保穩定的光輸出。
12. 實際應用範例
12.1 汽車內裝氣氛照明
一系列此類黃光LED,全部選自相同的光通量(例如B2)和波長(例如Y2)分級,可用於在車輛的腳部空間或儀表板創建均勻的環境照明。寬廣的視角有助於融合來自離散光源的光線。一個可PWM調光的恆流驅動器允許亮度調整。
12.2 狀態指示燈面板
在工業控制面板中,多個黃光LED可以作為警告或注意指示燈。使用來自相同電壓分級(例如D)的LED,可確保當從共用的限流電阻網路驅動時,每個LED將具有非常相似的亮度,創造出專業、均勻的外觀。
13. 技術原理介紹
此黃光LED基於AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體技術。當施加順向電壓時,電子和電洞在半導體晶片的主動區域復合,以光子的形式釋放能量。AlInGaP材料系統的特定能隙決定了發射光的波長,在本例中位於黃色光譜(約590 nm)。光從晶片發出,被封裝在矽膠或環氧樹脂透鏡中,該透鏡也提供環境保護並決定視角。
14. 產業趨勢與發展
SMD LED市場持續朝著更高效率(每瓦更多流明)、改善顯色性以及更嚴格的分級公差方向發展。雖然3528封裝是一種成熟且廣泛採用的外形尺寸,但總體趨勢是針對高密度應用採用更小的封裝(例如2020、1515),以及針對更高光通量輸出的中功率封裝(例如3030、5050)。用於黃光和紅光LED的底層AlInGaP技術也在優化,以提高效率和在更高溫度下的更好性能。此外,智慧分級和數位可追溯性正變得越來越普遍,以確保高端照明應用的供應鏈一致性。
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。 |