SMD5050 白光LED规格书 - 尺寸5.0x5.0x1.6mm - 电压3.2V - 功率0.306W - 技术文档

1. 产品概述

SMD5050系列是一款高亮度、表面贴装的白光LED，专为通用照明应用而设计。该系列提供从暖白到冷白的一系列色温选项，并具有不同的显色指数可供选择。其封装尺寸紧凑，为5.0毫米 x 5.0毫米，非常适合需要均匀高效照明且空间受限的设计。

1.1 核心特性与目标应用

SMD5050 LED的主要优势包括其高光通量输出、120度的宽视角以及在指定温度范围内的稳健性能。它专为各种照明灯具的可靠性而设计，包括建筑照明、装饰照明、显示屏背光以及标识照明。该产品的设计便于在自动化表面贴装工艺中进行高效的热管理和便捷的组装。

2. 技术参数分析

本节对SMD5050 LED的关键电气、光学和热学参数提供详细、客观的解读。

2.1 绝对最大额定值

以下参数定义了可能导致LED永久损坏的极限值。在此条件下工作不保证性能。

• 正向电流: 90 mA (连续)
• 正向脉冲电流: 120 mA (脉冲宽度 ≤10ms，占空比 ≤1/10)
• 功耗: 306 mW
• 工作温度: -40°C 至 +80°C
• 存储温度: -40°C 至 +80°C
• 结温: 125°C
• 焊接温度: 200°C 或 230°C，持续10秒 (回流焊)

2.2 典型电气与光学特性

测量条件为标准测试条件：T_s= 25°C，I_F= 60mA。

• 正向电压_F): 典型值 3.2V，最大值 3.4V (容差：±0.08V)
• 反向电压_R): 5V
• 反向电流_R): 最大值 10 µA
• 视角_1/2): 120°

3. 分档系统说明

SMD5050系列采用全面的分档系统，以确保颜色和亮度的一致性，这对照明应用至关重要。

3.1 色温分档

LED根据标准相关色温进行分档，每个档位对应CIE色度图上的特定色度区域。标准订购档位如下：

• 2700K (区域：8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (区域：7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (区域：6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (区域：5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (区域：4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (区域：3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (区域：2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (区域：1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)
• 8000K (区域：0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U)

注意：产品订购时指定的是最小光通量和确切的色度区域，而非最大光通量值。

3.2 光通量分档

光通量根据色温和显色指数进行分档。下表概述了在I_F=60mA条件下的标准光通量档位。光通量容差为±7%，CRI容差为±2。

• 70 CRI，暖白光: 代码 1E (18-20 lm)，1F (20-22 lm)
• 70 CRI，中性白光: 代码 1E (18-20 lm)，1F (20-22 lm)，1G (22-24 lm)
• 70 CRI，冷白光: 代码 1E (18-20 lm)，1F (20-22 lm)，1G (22-24 lm)，1H (24-26 lm)
• 80-85 CRI，暖白光: 代码 1D (16-18 lm)，1E (18-20 lm)
• 80-85 CRI，中性白光: 代码 1D (16-18 lm)，1E (18-20 lm)，1F (20-22 lm)
• 80-85 CRI，冷白光: 代码 1E (18-20 lm)，1F (20-22 lm)
• 90-93 CRI，暖白光: 代码 1C (14-16 lm)，1D (16-18 lm)

4. 性能曲线分析

理解电驱动、光输出和温度之间的关系对于优化电路设计和热管理至关重要。

4.1 正向电流与正向电压关系曲线

I-V曲线是半导体二极管的特性曲线。对于SMD5050，在60mA电流下，其典型正向电压为3.2V。设计人员必须确保限流电路（例如恒流驱动器或电阻）设计为在指定的电压范围内工作，以保持稳定的光输出并防止过度的功耗。

4.2 正向电流与相对光通量关系曲线

该曲线显示光输出随正向电流增加而增加，但并非线性关系。工作电流显著高于测试电流（60mA）可能导致效率降低（每瓦流明数），并因结温升高而加速性能衰减。90mA的最大连续电流应被视为设计上限。

4.3 结温与相对光谱功率分布关系

随着LED结温升高，光谱输出可能发生偏移。对于白光LED，这通常表现为色温变化和光通量潜在下降。有效的散热对于在产品寿命期内保持稳定的颜色和亮度至关重要。

4.4 相对光谱功率分布

光谱图展示了不同CCT范围（例如2600-3700K，3700-5000K，5000-10000K）的发射特性。暖白光LED在较长波长（红/黄）区域有更多能量，而冷白光LED在蓝色区域有一个峰值，并辅以荧光粉转换的黄光。此信息对于有特定颜色要求的应用至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与外形图

SMD5050封装的标称尺寸为5.0毫米（长）x 5.0毫米（宽）x 1.6毫米（高）。详细的机械图纸规定了关键尺寸，包括透镜尺寸、引线框架位置和总体公差（例如，.X尺寸为±0.10毫米，.XX尺寸为±0.05毫米）。

5.2 焊盘布局与钢网设计

规格书提供了推荐的焊盘布局和焊膏钢网设计，以确保回流焊过程中形成可靠的焊点。遵循这些建议对于确保正确的对位、热传递和机械强度至关重要。焊盘设计通常包括六个焊盘（针对三芯片配置），具有特定的尺寸以便于焊接和散热。

6. 焊接与组装指南

6.1 湿敏等级与烘烤

SMD5050 LED具有湿敏性。

• 存储: 未开封的包装袋应存储在低于30°C和85%相对湿度的环境中。开封后，应存储在低于30°C和60%相对湿度的环境中，最好放在带有干燥剂的干燥柜或密封容器中。
• 车间寿命: 打开防潮袋后，应在12小时内使用。
• 烘烤要求: 如果器件暴露时间超过车间寿命，或者湿度指示卡显示湿度过高，则需要在回流焊前进行烘烤。
• 烘烤方法: 在60°C下烘烤24小时。温度不得超过60°C。烘烤后应在1小时内进行回流焊，否则部件必须放回干燥存储环境（相对湿度<20%）。

6.2 回流焊温度曲线

该LED可承受200°C或230°C的峰值回流焊温度，最长10秒。遵循标准的、受控的无铅焊料回流焊曲线至关重要，确保预热、保温、回流和冷却速率在可接受的范围内，以防止热冲击或对环氧树脂透镜和内部芯片造成损坏。

7. 静电放电保护

LED是易受ESD损坏的半导体器件，尤其是白光、绿光、蓝光和紫光类型。

• ESD产生: 可通过摩擦、感应或传导产生。
• 潜在损害: ESD可能导致潜在缺陷（漏电流增加、亮度降低/颜色偏移）或灾难性故障（完全失效）。
• 预防措施: 实施标准ESD控制措施：使用接地工作站、腕带、导电地垫和防静电包装。仅在ESD防护区域内操作LED。

8. 型号命名规则

产品代码遵循特定结构以表示关键属性。通用格式为：T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□。分解包括以下代码：

• 封装外形: 例如，'5A' 代表5050N。
• 芯片数量: 例如，'3' 代表三芯片设计。
• 光学代码: 例如，'00' 代表无透镜，'01' 代表带透镜。
• 颜色代码: 例如，'L' 代表暖白光 (<3700K)，'C' 代表中性白光 (3700-5000K)，'W' 代表冷白光 (>5000K)。
• 内部代码: 制造商内部参考代码。
• 色温代码: 指定色温分档。
• 光通量代码: 指定光通量分档（例如1E，1F）。

9. 应用建议与设计考量

9.1 典型应用场景

• 建筑与装饰照明: 需要高亮度和均匀光分布的灯槽照明、重点照明和线性灯带。
• 背光照明: 用于标识、显示屏和控制面板的侧入式或直下式背光板。
• 通用照明: 集成到筒灯、面板灯和其他灯具的模块中，通常以阵列形式使用。

9.2 关键设计考量

• 热管理: 最大结温为125°C。必须进行适当的PCB设计，配备足够的散热过孔，必要时使用外部散热器，以将T_j维持在安全范围内，尤其是在较高电流或高环境温度下驱动时。这确保了长期可靠性和稳定的光输出。
• 电流驱动:** 务必使用恒流驱动器或限流电阻。不建议使用恒压源驱动，因为这可能导致热失控。驱动器设计应能适应正向电压的变化（容差）。
• 光学设计: 120度的视角提供了宽广的照明。对于聚焦光束，可能需要为5050封装设计的二次光学元件（透镜或反射器）。
• 分档以确保一致性: 对于需要颜色和亮度均匀的应用（例如多LED阵列），应向供应商指定严格的色温和光通量分档要求。

10. 常见问题解答

10.1 典型正向电压与最大正向电压有何区别？

典型正向电压（3.2V）是标准测试条件下的预期值。最大值（3.4V）是该产品档位的上限。您的驱动电路必须能够提供足够的电压以适应处于最大V_F的LED，以确保它们能正常开启和工作。

10.2 我能否以90mA电流持续驱动此LED？

虽然90mA是绝对最大连续电流，但在此水平下工作会产生大量热量，并可能因结温升高而缩短LED的使用寿命。为了获得最佳的可靠性和效率，建议设计为较低的驱动电流，例如60mA的测试条件，或根据您的热管理能力确定的值。

10.3 为何焊接前需要进行烘烤？

塑料封装会从大气中吸收湿气。在高温回流焊过程中，这些被截留的湿气会迅速膨胀，导致内部分层、开裂或"爆米花"现象，从而引起立即或潜在的故障。烘烤可以去除这些吸收的湿气。

10.4 如何解读光通量分档代码（例如1F）？

光通量分档代码（如1F）对应于在60mA电流下以流明为单位的特定光输出范围。例如，对于70-CRI的冷白光LED，代码1F保证最小20流明，典型最大22流明，测量容差为±7%。您应根据应用对亮度的要求来选择相应的档位。