目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性
- 2. 技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值(Ta=25°C)
- 2.2 典型电气与光学参数(Ta=25°C)
- 3. 分档系统说明
- 3.1 型号结构
- 3.2 相关色温(CCT)分档
- 3.3 光通量分档
- 3.4 正向电压分档
- 3.5 标准色度区域
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
- 4.2 相对光通量 vs. 正向电流
- 4.3 相对光谱功率分布
- 4.4 结温 vs. 相对光谱能量
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 焊盘布局与钢网设计
- 5.3 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 湿度敏感性与烘烤
- 6.2 回流焊接温度曲线
- 7. 应用说明与设计考量
- 7.1 驱动器电路设计
- 7.2 热管理
- 7.3 光学设计
- 7.4 串联/并联连接
- 8. 技术对比与趋势
- 8.1 与其他封装的对比
- 8.2 技术趋势
- 9. 常见问题解答(FAQ)
- 9.1 光通量‘最小值’和‘典型值’有什么区别?
- 9.2 为什么需要烘烤,我可以跳过吗?
- 9.3 我可以持续以30mA驱动此LED吗?
- 9.4 如何解读色度区域代码(例如,5A, 5B)?
1. 产品概述
SMD3528是一款采用单芯片设计的表面贴装器件(SMD)白光发光二极管(LED)。该LED以其紧凑的3.5mm x 2.8mm封装尺寸为特点,适用于需要高密度布板和高效利用空间的应用场景。其设计旨在提供从暖白光到冷白光范围内,各种相关色温(CCT)下稳定一致的白光输出。该器件专为自动化组装工艺设计,是消费电子产品背光、指示灯以及标牌和装饰照明中通用照明的常见选择。
1.1 核心特性
- 单芯片白光LED:通过单个半导体芯片提供均匀的白光发射。
- 标准SMD3528封装:行业标准尺寸,兼容现有PCB布局和贴片设备。
- 宽视角:典型的半强度角(2θ1/2)为120度,确保宽广的光线分布。
- 湿度敏感度:根据IPC/JEDEC J-STD-020C标准分级,需要正确处理以防止回流焊接过程中的损坏。
2. 技术参数分析
本节根据绝对最大额定值和典型技术参数,对LED的关键电气、光学及热学特性进行详细、客观的解读。
2.1 绝对最大额定值(Ta=25°C)
这些数值代表可能对器件造成永久性损坏的极限。在此条件下或超出此条件运行不作保证。
- 正向电流(IF):30 mA(直流)
- 正向脉冲电流(IFP):60 mA(脉冲宽度≤10ms,占空比≤1/10)
- 功耗(PD):108 mW
- 工作温度(Topr):-40°C 至 +80°C
- 储存温度(Tstg):-40°C 至 +80°C
- 结温(Tj):125°C
- 焊接温度(Tsld):回流焊接,最高200°C或230°C,持续时间不超过10秒。
2.2 典型电气与光学参数(Ta=25°C)
这些是标准测试条件下的预期性能值。
- 正向电压(VF):典型值3.2V,最大值3.6V(在IF=20mA时)。此参数对于驱动器设计和电源选择至关重要。
- 反向电压(VR):5V。在反向偏压下超过此电压可能损坏LED。
- 反向电流(IR):最大10 µA。
- 视角(2θ1/2):120度(典型值)。这定义了光强至少为峰值光强一半的角度范围。
3. 分档系统说明
LED的性能被分类到不同的档位中以确保一致性。产品命名规则定义了这些档位。
3.1 型号结构
型号遵循以下模式:T [光通量代码] [CCT代码] [内部代码] - [电压代码] [封装/其他代码]。例如,T3200SL(C,W)A。
- 光通量代码:表示最小光输出档位(例如,B6、B7、B8等代码)。
- CCT代码:定义相关色温,有时也定义显色指数(CRI)。
- 暖白光:L(<3700K)
- 中性白光:C(3700-5000K)
- 冷白光:W(>5000K)
- 其他代码用于高CRI版本(例如,CRI 80, CRI 90)。
- 芯片数量:‘S’表示单个小功率芯片。
- 光学代码:‘00’表示无透镜,‘01’表示带透镜。
- 封装代码:‘32’特指3528封装。
- 电压代码:字母B到J定义了正向电压范围(例如,F:3.2-3.3V)。
3.2 相关色温(CCT)分档
白光LED被分档到特定的CCT范围,并在CIE色度图上有对应的色度区域。标准订购CCT包括2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K和8000K。每个CCT对应一组色度框(例如,2700K对应8A、8B、8C、8D)。产品保证位于所订购CCT的色度区域内。
3.3 光通量分档
光通量按20mA下的最小值分档。针对不同的CCT和CRI组合定义了不同的档位。例如,一个70 CRI的中性白光(3700-5300K)LED可能具有B6(7.0-7.5 lm 最小值)、B7(7.5-8.0 lm 最小值)、B8(8.0-8.5 lm 最小值)和B9(8.5-9.0 lm 最小值)等档位。请注意,出货的器件可能超过最小光通量值,但仍将保持在指定的色度区域内。
3.4 正向电压分档
电压被分档为从2.8-2.9V(代码B)到3.5-3.6V(代码J)的范围。这有助于在多个LED并联时实现更好的电流匹配。
3.5 标准色度区域
规格书包含了针对不同CCT档位,在CIE 1931色度空间图上的标准色度区域(框)的图形表示。对于色彩要求严格的应用,此视觉参考对于理解色点允许的变化范围至关重要。
4. 性能曲线分析
图形数据揭示了LED在不同条件下的行为。
4.1 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
此曲线显示了电流与电压之间的指数关系。它是确定工作点和设计恒流驱动器的基本依据。典型的拐点电压约为3.0V。
4.2 相对光通量 vs. 正向电流
此图说明了光输出如何随电流增加。通常呈现亚线性关系,在较高电流下,由于热量增加和效率下降效应,光效(流明每瓦)可能降低。在推荐值20mA或以下工作可确保最佳效率和寿命。
4.3 相对光谱功率分布
光谱曲线绘制了相对强度与波长(通常为400-750nm)的关系。它显示了特征性的蓝光激发峰和更宽的荧光粉转换黄光发射带,两者结合产生白光。此曲线的形状随CCT变化:冷白光含有更多蓝光成分,而暖白光含有更多黄/红光成分。此数据对于计算显色指数(CRI)和理解光源的光谱质量至关重要。
4.4 结温 vs. 相对光谱能量
此曲线展示了LED光谱如何随结温升高而变化。通常,随着温度升高,荧光粉转换效率可能发生变化,可能导致CCT偏移和整体光通量下降。这强调了热管理在保持颜色和光输出一致性方面的重要性。
5. 机械与封装信息
5.1 外形尺寸
SMD3528封装的本体尺寸为3.5mm(长)x 2.8mm(宽)。尺寸图规定了所有关键尺寸,包括透镜高度和引脚尺寸。对于.X尺寸,公差通常为±0.10mm;对于.XX尺寸,公差通常为±0.05mm。
5.2 焊盘布局与钢网设计
规格书提供了推荐的PCB焊盘几何形状和焊膏钢网开孔设计。遵循这些建议对于实现可靠的焊点、正确的对位以及回流过程中的有效散热至关重要。焊盘设计通常包含散热连接,以管理向PCB的散热。
5.3 极性识别
LED具有阳极(+)和阴极(-)。极性通常通过LED顶部的标记(如绿点、切角或凹口)和/或底部不同的引脚形状或尺寸来指示。正确的极性对于电路工作至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 湿度敏感性与烘烤
SMD3528 LED具有湿度敏感性(根据J-STD-020C进行MSL分级)。如果原装的密封防潮袋被打开,且元件暴露在超出规定限值的环境湿度中,吸收的湿气可能在回流焊接过程中汽化,导致内部分层或开裂(“爆米花”效应)。
- 储存:未开封的袋子应储存在30°C/85% RH以下。开封后,储存在5-30°C/<60% RH条件下,最好放在带有干燥剂的干燥柜或密封容器中。
- 车间寿命:如果环境条件<30°C/60% RH,请在袋子开封后12小时内使用。
- 烘烤要求:如果湿度指示卡显示已暴露或超过车间寿命,则需烘烤。
- 烘烤方法:在原装卷带上,60°C烘烤24小时。不要超过60°C。烘烤后1小时内使用或重新装袋。
6.2 回流焊接温度曲线
规定的最高焊接温度为200°C或230°C,持续10秒。通常适用峰值温度不超过260°C、240°C以上时间限制在30-60秒的标准无铅回流曲线。具体曲线必须针对PCB组装进行验证。
7. 应用说明与设计考量
7.1 驱动器电路设计
LED是电流驱动器件。强烈建议使用恒流驱动器,而非带串联电阻的恒压源,以实现稳定运行,尤其是在温度变化时。驱动器应设计为提供所需电流(例如20mA),同时适应所用LED的正向电压档位范围。
7.2 热管理
尽管器件尺寸小,但有效的散热对于维持性能和寿命至关重要。PCB是主要的散热器。使用足够的铜箔面积(散热焊盘)连接到LED的散热焊盘,并考虑使用导热过孔将热量传递到内层或底层。高环境温度或不良的热设计将导致结温升高,从而降低光输出、使颜色偏移并加速光衰。
7.3 光学设计
120度的视角适用于广域照明。对于聚焦光束,需要次级光学元件(透镜、反射器)。是否带有初级透镜(代码00与01)会影响初始角度分布以及与次级光学元件的兼容性。
7.4 串联/并联连接
将LED串联可确保通过每个器件的电流相同,简化驱动器设计,但需要更高的电源电压。并联连接则需要紧密匹配的正向电压(使用窄电压档位),以防止电流不平衡,这可能导致亮度不均以及低电压LED的潜在过应力。
8. 技术对比与趋势
8.1 与其他封装的对比
SMD3528曾是非常流行的封装,但在许多通用照明应用中,由于其更好的热性能和更高的光效(流明每瓦),已很大程度上被SMD2835和SMD3030所取代。3528在成本敏感型应用、背光以及需要其特定外形尺寸的场合中仍然具有相关性。
8.2 技术趋势
白光LED技术的总体趋势是朝着更高的光效、改进的显色性(更高的R9值、全光谱设计)以及在更高工作温度下更好的可靠性发展。荧光粉技术持续进步,使得更窄的CCT分档以及在整个寿命和温度范围内更稳定的颜色成为可能。此SMD3528的工作原理——蓝光芯片激发荧光粉——仍然是白光LED的行业标准。
9. 常见问题解答(FAQ)
9.1 光通量‘最小值’和‘典型值’有什么区别?
‘最小值’是该档位保证的下限。‘典型值’是预期的平均性能。出货的器件将等于或高于最小值,但不保证达到典型值,尽管许多器件会达到。
9.2 为什么需要烘烤,我可以跳过吗?
烘烤可去除吸收的湿气,这些湿气可能在回流过程中导致灾难性故障。在需要时(基于湿度暴露情况)跳过烘烤,会显著增加因芯片或封装开裂而导致良率损失的风险。务必检查湿度指示卡并遵循处理指南。
9.3 我可以持续以30mA驱动此LED吗?
虽然绝对最大额定值为30mA,但在此电流下持续运行会产生大量热量,除非提供卓越的冷却,否则很可能使结温超出推荐限值。为了长期可靠运行,建议在测试电流20mA或以下驱动LED。
9.4 如何解读色度区域代码(例如,5A, 5B)?
这些代码对应于ANSI标准定义的CIE色度图上的特定四边形(框)。它们确保了颜色的一致性。当订购一个CCT(例如4000K)时,您将获得色点落在与该CCT相关联的一组框(5A, 5B, 5C, 5D)内的LED。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |