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SMD3528 白光LED规格书 - 尺寸3.5x2.8mm - 电压3.2V - 功率0.108W - 中文技术文档

SMD3528单芯片白光LED的完整技术规格、性能曲线及应用指南,涵盖电气、光学及热学参数。
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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

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。

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。

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。

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)。

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。