Технические характеристики SMD светодиода 3528

С SMD светодиодами 3528 знаком каждый, кому хотя бы раз приходилось выбирать в магазине LED-ленту. На базе этого типоразмера начался массовый выпуск гибких светодиодных лент, а технология производства чипов 3528 по-прежнему считается одной из самых надёжных.

Особенности и область применения

Первоначально светодиодам SMD 3528 не было равных в производстве компактных светильников и светодиодных лент. Их устанавливали везде, где требовалась дополнительная подсветка. Появление новых более мощных SMD LED должно было сместить их на второй план. Однако этого не произошло по нескольким причинам. Во-первых, яркие SMD 5730 и SMD 2835 не всегда подходят из-за ослепляющего действия. Во-вторых, они потребляют в 5 раз больше энергии, что требует подключения более мощного и дорогостоящего источника питания. И наконец, они в несколько раз дороже.

LED-ленты с применением чипов SMD 3528 идеально подходят для подсветки интерьера, салона автомобиля, рекламных вывесок и торговых помещений. Они востребованы там, где ценится комфортное не ослепляющее освещение. При этом желаемая светоотдача достигается путём подбора нужного количества чипов на метр (30, 60, 120). Из влагозащищённой ленты можно сделать подсветку днища авто или колёс велосипеда. Отдельные элементы собирают в модули для бегущих строк и рекламных экранов.

В основе изготовления LED SMD 3528 лежит годами проверенная технология, которой пользуются все производители. В связи с этим технические параметры светодиодов от (добросовестных!) компаний имеют схожие значения. Неприятные особенности могут возникнуть только в случае покупки дешёвой безымянной продукции, в которой то анод не стой стороны, то световой поток занижен.

Не стоит путать SMD светодиоды 3528 с похожими по написанию SMD 2835. На самом деле – это два разных вида светодиодов, имеющих много визуальных и технических отличий. Например, слой люминофора у 3528 имеет форму круга, а у их визави – занимает всю поверхность прямоугольника. Выпуск SMD 2835 является попыткой сохранить прежний типоразмер, но при этом получить улучшенные технические характеристики. Насколько это получилось у производителей – покажет время. А пока кристаллы под круглым люминофором по-прежнему востребованы, как более надёжные.

Технические характеристики

Однокристальный двухвыводной smd элемент имеет термостойкий корпус PLCC-2 (Plastic leadless chip carrier) размером 3,5 на 2,8 мм. Его высота составляет 1,4 мм. Катод отмечен срезом в верхней части корпуса. Излучающая поверхность белого светодиода покрыта жёлтым люминофором, под которым установлен чип голубого цвета излучения на основе материала InGaN. Цветные аналоги оснащены прозрачной линзой. Технические характеристики SMD 3528 рассмотрим на примере белого светодиода. Ему присущи следующие максимальные параметры, измеренные при температуре 25°C:

• прямой ток (IF) – 30 мА;
• прямой импульсный ток со скважностью не более 10% (IFP) – 100 мА;
• мощность, рассеиваемая корпусом (PD) – 100 мВт;
• обратное напряжение (UR) – 5В;
• диапазон рабочих температур (TOPR) – (-40/+65)°C;
• температура пайки, не более трёх секунд (TSLD) – 300°C.

Характеристики белого SMD светодиода 3528, измеренные на номинальном токе 20 мА и температуре 25°C имеют следующие значения:

• прямое падение напряжения на p-n-переходе (VF) – 2,8-3,4В;
• световой поток (Ф) – 7–7,5 лм;
• угол рассеивания – 120°;
• индекс цветопередачи (CRI) – не меньше 70. Точное значение CRI нужно смотреть на упаковке;
• сопротивление перехода кристалл/подложка – 6 Вт/°C;
• обратный ток при напряжении 5В (IR) – 10 мкА.

Примечание. У светодиодов теплых оттенков (warm white) световой поток в среднем равен 6,8 лм с допустимым отклонением 10%. В технических характеристиках цветных светодиодов указывают длину волны излучения или допускаемый производителем волновой диапазон.

Естественно, во время эксплуатации кристалл нагревается до более высокой температуры, что ведёт к снижению технических показателей. В среднем, при продолжительной работе температура перехода достигает 60-80°C, что негативно отражается как на световом потоке, так и на сроке эксплуатации полупроводникового прибора.

SMD 3528 имеет практически линейное изменение светового потока о величины прямого тока. Из графика видно, что световой поток выражен в условных единицах, где единице интенсивности (1,0) соответствует значение, измеренное при токе 20 мА. Увеличение тока через p-n-переход до 30 мА даст прирост яркости на 40%. Однако, срок службы светодиода снизится в несколько раз, из-за длительной работы на максимально допустимых параметрах.

Следующий график иллюстрирует зависимость прямого тока от прямого падения напряжения. Типовое значение VF для большинства белых SMD 3528 при номинальном токе 20 мА лежит в пределах 3,1–3,3В, что отображено графически. При значениях VF ˂2.8В кристалл перестаёт излучать свет, а при VF ˃3,6В – начинает деградировать. Также стоит внимательно присмотреться к зависимости интенсивности излучения от температуры окружающей среды. На графике единице (1,0) соответствует паспортное значение светового потока, которое достигается только при температуре воздуха 20°C. По наклону прямой можно проследить, насколько снизится световой поток при увеличении температуры воздуха. Например, эксплуатируя светодиод при наибольшем TOPR=+65°C, можно говорить о снижении яркости более чем на 10%. Это одна из причин, по которой всем полупроводниковым приборам требуется качественное охлаждение.

Все белые светодиоды от ведущих производителей подлежат биновке. Бин-код указывается при маркировке и является единым для всей партии. По коду и цветовой температуре можно определить точные координаты бина цветности. Для этого в datasheet каждый производитель приводит диаграмму цветности. Ниже приведена диаграмма цветности белых светодиодов от компании Arlight. Наглядным примером качественных SMD 3528 является продукция компании Cree. Она предлагает PLCC-2 светодиоды пяти разных цветов в серии CLM1C-XKW, где вместо Х стоит буква, указывающая на цвет излучения. В частности, CLM1C-WKW – светодиод холодного белого цвета излучения со световым потоком 5,6 лм.

В продаже можно встретить светодиоды на чипе 3528 с улучшенными, примерно в 1,5 раза, характеристиками. Например, китайский гигант WAYJUN TECHNOLOGY производит в корпусе 3,5 на 2,8 мм светодиоды всех 5-ти основных цветов с номинальным током 50 мА, способных работать при температуре до +95°C, а также выдерживать нагрев во время пайки до 350°C.

Процесс пайки

Пайка оказывает большое влияние на надёжную и продолжительную работу светодиода. Даже кратковременный перегрев корпуса может вызвать необратимый процесс в кристалле, и как следствие, его выход из строя. В связи с этим во время монтажа и пайки рекомендуется соблюдать некоторые правила:

1. Применять низкотемпературные сплавы.
2. Брать и удерживать светодиод во время пайки с боков, используя пинцет или специальный зажим. Запрещается фиксировать и надавливать на люминофор пальцем и другими предметами.
3. Использовать паяльную станцию, установив температуру жала паяльника на уровне 260°C. При этом время пайки не должно превышать 10 с.
4. Допускается кратковременный нагрев светодиода до 300°C.
5. Пайка оплавлением может быть произведена не более двух раз.