Размеры корпусов SMD-светодиодов: 2835, 5050, 3528 и выбор печатной платы.

Размеры корпусов SMD-светодиодов, такие как 2835, 5050 и 3528, говорят больше, чем просто о площади основания: они указывают на световой поток, путь теплоотвода, плотность размещения и тип печатной платы, необходимой для изделия. Выбор правильного корпуса означает баланс между оптическими характеристиками, конструкцией драйвера и отводом тепла, а не погоню за одним единственным размером компонента. В этом руководстве сравниваются наиболее распространенные размеры корпусов SMD-светодиодов, объясняются компромиссы между COB и SMD, и показано, как Highleap Electronics производит светодиодные платы, которые остаются холодными и надежными.

1. Что такое SMD-светодиодный чип?

SMD-светодиод — это светодиод поверхностного монтажа, выполненный в небольшом плоском корпусе, который припаивается непосредственно к поверхности печатной платы, а не через отверстия с помощью проводников. Такая компоновка делает их компактными, подходящими для автоматизированной сборки и позволяет легко размещать их в плотных узлах, поэтому они широко используются в современных системах освещения, дисплеях и индикаторах.

Каждый SMD-светодиод содержит один или несколько полупроводниковых кристаллов, излучающих свет, установленных в корпусе с паяемыми выводами и часто небольшой термопрокладкой снизу для отвода тепла на плату. Эта термопрокладка является ключевым элементом: светодиод преобразует только часть своей мощности в свет, а остальную часть — в тепло, и то, куда это тепло отводится, определяет стабильность яркости и срок службы светодиода. Поскольку светодиоды устанавливаются теми же процессами, что и другие компоненты поверхностного монтажа, создание светодиодного изделия по сути является задачей поверхностного монтажа — а особенность, отличающая его от других, заключается в особенностях теплоотвода.

2. Объяснение размеров SMD-светодиодов: 2835, 5050 и 3528.

Коды размеров SMD-светодиодов — это просто длина и ширина корпуса в миллиметрах: 2835 — это 2.8 × 3.5 мм, 5050 — 5.0 × 5.0 мм, а 3528 — 3.5 × 2.8 мм. Число указывает на посадочное место, а посадочное место, в свою очередь, определяет мощность и количество кристаллов, которые может вместить корпус. Наиболее распространенные типы:

В микросхеме 5050 часто размещается три кристалла (что позволяет смешивать цвета RGB), в то время как 2835 и 3528 обычно содержат один кристалл, причем 2835 разработан для обеспечения высокой эффективности в компактном корпусе. Более крупные корпуса с большей мощностью рассеивают больше тепла, что увеличивает нагрузку на систему охлаждения платы — это напрямую обуславливает выбор подложки, обсуждаемый ниже. Выберите размер, соответствующий вашим потребностям в яркости, цвете и плотности, а затем спроектируйте плату таким образом, чтобы она отводила выделяемое ею тепло.

3. COB против SMD LED: что лучше?

SMD-светодиоды представляют собой отдельные упакованные диоды, размещенные на печатной плате, в то время как COB (чип на плате) объединяет множество чистых светодиодных кристаллов под одним люминофорным покрытием, образуя один плотный, равномерный источник света. COB подходит для высокоинтенсивного освещения без бликов, а SMD — для гибких схем, смешивания цветов и экономичных проектов. Ни один из них не является универсально лучшим; они решают разные задачи:

• SMD Распределение дискретных светодиодов по всей плате обеспечивает гибкость при использовании в лентах, дисплеях, RGB-цветах и ​​широком спектре продукции, а также, как правило, снижает стоимость.
• COB Этот излучатель объединяет множество кристаллов в один, обеспечивая очень высокую плотность света на небольшой площади с ровным, равномерным свечением — идеально подходит для прожекторов, потолочных светильников и мощных осветительных приборов.

Поскольку COB-светодиоды концентрируют множество кристаллов на крошечной площади, их тепловая плотность очень высока, что делает теплоотводящую подложку еще более важной, чем для SMD-светодиодов. Компромиссы между ними изложены в этом сравнении плат COB-светодиодов и SMD-светодиодов , и в конечном итоге оба варианта зависят от платы, способной отводить тепло.

4. Почему в светодиодных печатных платах используется алюминий (для теплоотвода)

В светодиодных печатных платах обычно используется алюминиевая подложка с металлическим сердечником, поскольку алюминий проводит тепло гораздо лучше, чем стандартный FR-4, отводя тепло от светодиодов, чтобы они оставались холодными, яркими и долговечными. Светодиоды деградируют и меняют цвет при нагревании, поэтому отвод тепла из корпуса является важнейшим фактором надежности светодиодной продукции, а FR-4 плохо проводит тепло.

На плате с металлическим сердечником тонкий диэлектрик располагается поверх алюминиевой основы, благодаря чему тепло от теплоотводящей площадки каждого светодиода быстро проходит в металл и отводится к радиатору или корпусу. Именно поэтому алюминиевые светодиодные печатные платы являются стандартом для освещения, и именно поэтому они особенно востребованы в наружном и автомобильном освещении — в светильниках, которые должны выдерживать жару и погодные условия, используются платы, подобные автомобильным светодиодным печатным платам . Чем выше температура и плотность светодиодов, тем больше влияние подложки на срок службы изделия, что делает производство алюминиевых печатных плат с учетом тепловых характеристик центральным элементом в светодиодной индустрии.

5. Как паять SMD-светодиоды, не повредив их.

Пайка SMD-светодиодов осуществляется с использованием контролируемого профиля оплавления и правильного объема термопасты, поскольку светодиоды чувствительны к теплу и влаге и легко повреждаются из-за чрезмерной температуры или плохого контакта с термоплощадкой. Перегрев во время пайки приводит к деградации светодиода еще до того, как он загорится, а плохой контакт с термоплощадкой значительно ухудшает отвод тепла в процессе эксплуатации. Основные моменты:

• Используйте соответствующий профиль оплавления. Светодиоды имеют максимальный температурный и предельный период воздействия; соблюдение этих пределов защищает кристалл и люминофор.
• Хорошо припаяйте термопрокладку. Контактная площадка служит местом отвода тепла от светодиода, поэтому ей необходимо хорошее смачивание и правильный объем термопасты, часто с наличием теплоотводящих отверстий под ней.
• Умственная чувствительность к влаге. Многие светодиоды чувствительны к влаге и требуют надлежащего прогрева и обращения перед оплавлением во избежание повреждений.
• Контроль качества пасты на небольших упаковках. При неправильном объеме пасты и балансировке контактных площадок крошечные светодиодные площадки склонны к образованию заусенцев и перемычек.

Это контроль производственного уровня, поэтому, за исключением нескольких деталей, установленных вручную, светодиоды должны обрабатываться на контролируемой линии пайки оплавлением, где контролируется профиль, паяльная паста и обращение с компонентами, а также проверяется качество соединений.

6. Как компания Highleap создает надежные светодиодные платы

Компания Highleap производит светодиодные платы на подходящей теплоотводящей подложке — алюминиевом металлическом сердечнике для большинства осветительных приборов, с использованием FR-4 или других материалов там, где это необходимо, — и собирает светодиоды с помощью контролируемого процесса оплавления и проверки качества. Подложка подбирается в соответствии с плотностью мощности светодиодов и условиями эксплуатации изделия, поэтому тепло имеет реальный путь отвода, и светодиоды сохраняют свою яркость и цвет с течением времени.

На этапе сборки контролируются размещение светодиодов, профиль оплавления, влагоотведение и тепловые контакты, а автоматическая оптическая инспекция (AOI) проверяет размещение и качество пайки по всей плате. Поскольку размеры светодиодов и конструкция тепловых контактов сильно влияют на выход годных изделий, их сначала проверяют на соответствие технологичности изготовления. Компания Highleap обеспечивает полный цикл сборки «под ключ» , от прототипирования до серийного производства. При запросе коммерческого предложения укажите тип и размер светодиодов, количество светодиодов и общую мощность, условия эксплуатации, а также любые требования к тепловым или оптическим характеристикам, чтобы правильно настроить плату и технологический процесс.

7. Часто задаваемые вопросы о SMD-светодиодах

Что означают цифры в обозначении светодиода 2835 или 5050?

Это размеры корпуса в миллиметрах — у 2835 это 2.8 × 3.5 мм, а у 5050 — 5.0 × 5.0 мм. Код указывает размер контактной площадки, который коррелирует с допустимой мощностью и количеством кристаллов внутри.

Сколько кристаллов содержится в светодиоде 5050?

В микросхеме 5050 обычно содержится три светодиодных кристалла, что позволяет смешивать цвета RGB или получать более высокую суммарную мощность от одного корпуса. В более компактных корпусах, таких как 2835 и 3528, обычно используется один кристалл.

Почему мои светодиоды со временем тускнеют или меняют цвет?

Обычно это происходит из-за перегрева. Светодиоды изнашиваются и меняют цвет при нагревании, поэтому плохой отвод тепла — из-за неподходящей подложки или плохого соединения с термопрокладкой — сокращает срок их службы и приводит к выцветанию. Правильная теплопроводность платы — основная мера профилактики.

Можно ли паять SMD-светодиоды вручную?

Некоторые из них можно припаять аккуратно, но они чувствительны к теплу и влаге, имеют небольшие размеры и склонны к деформации, а термопрокладку сложно качественно припаять вручную. Для обеспечения высокого качества и количества гораздо надежнее использовать контролируемый процесс оплавления.

В чём разница между светодиодным чипом и светодиодным корпусом?

Микросхема (кристалл) — это полупроводниковый элемент, излучающий свет; корпус — это оболочка с выводами, линзой или люминофором, а часто и с термопрокладкой, которая защищает кристалл и делает его пригодным для пайки. SMD-светодиод — это упакованный кристалл.

Все ли светодиодные платы обязательно должны быть алюминиевыми?

Нет — индикаторы низкого энергопотребления отлично работают на FR-4. Платы с алюминиевым металлическим сердечником используются там, где нагрев светодиодов значителен, например, в осветительных приборах, поскольку они гораздо лучше проводят тепло и обеспечивают светодиодам охлаждение, яркость и длительный срок службы.