SMD5050N 黄色LED数据手册 - 5.0x5.0x1.6毫米 - 2.2伏 - 0.234瓦 - 英文技术文档

1. 产品概述

SMD5050N系列是一款高亮度、表面贴装LED，专为需要可靠黄色照明的应用而设计。该LED具有5.0mm x 5.0mm的封装尺寸，提供120度的宽视角，适用于各种照明、标识和指示灯应用。其主要优势在于性能稳定和标准化的分档系统，确保了不同生产批次间颜色和光通量的一致性。

2. 技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

以下参数定义了LED的工作极限。超过这些值可能导致永久性损坏。

• 正向电流 (IF): 90 mA (连续)
• 正向脉冲电流 (IFP): 120 mA (脉冲宽度 ≤10ms, 占空比 ≤1/10)
• 功耗 (PD): 234 mW
• 工作温度 (Topr): -40°C 至 +80°C
• 存储温度 (Tstg): -40°C 至 +80°C
• 结温 (Tj): 125°C
• 焊接温度 (Tsld)：在200°C或230°C下进行回流焊，最长10秒。

2.2 Typical Electrical & Optical Characteristics

在标准测试条件 T_s=25°C 和 I_F=60mA 下测得。

• 正向电压 (V_F): 典型值 2.2V，最大值 2.6V (±0.08V 容差)
• 反向电压 (V_R): 5V
• 主波长 (λ_d): 590 nm (典型值)
• 反向电流 (I_R)最大10微安
• 视角 (2θ)_1/2)120度

3. 分档系统说明

为确保一致性，LED会根据关键性能参数进行分选（分档）。

3.1 光通量分档

在I_F=60mA时分档。光通量测量容差为±7%。

• 代码 A6: 2.5 流明 (最小值), 3 流明 (典型值)
• Code A7: 3 流明 (最小值), 3.5 流明 (典型值)
• Code A8: 3.5 流明 (最小值), 4 流明 (典型值)
• 代码 A9: 4 流明 (最小值), 4.5 流明 (典型值)
• 代码 B1: 4.5 lm (最小值), 5 lm (典型值)

3.2 主波长分档

定义所发射黄光的具体色调。

• Code Y1: 585 nm to 588 nm
• 代码 Y2: 588 nm 至 591 nm
• 代码 Y3591 nm 至 594 nm

4. 性能曲线分析

图形数据揭示了LED在不同条件下的工作特性。

4.1 正向电压与正向电流关系（IV特性曲线）

该曲线显示了施加的正向电压与产生的电流之间的关系。它对于设计适当的限流电路以防止热失控至关重要。

4.2 正向电流与相对光通量关系

该图说明了光输出如何随驱动电流变化。在推荐工作范围内，通常呈现近似线性的关系，但在电流极高时，由于热量增加，效率可能会下降。

4.3 结温与相对光谱功率

该曲线展示了结温对LED光谱输出的影响。对于黄色LED，温度升高会导致主波长轻微偏移，并降低整体光输出。

4.4 Spectral Power Distribution

该图显示了可见光谱范围内的光发射强度，证实了黄色LED的单色性，其峰值波长约为590nm。

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 物理尺寸

SMD5050N 封装尺寸为长 5.0mm、宽 5.0mm、高 1.6mm。尺寸公差规定为：.X 尺寸为 ±0.10mm，.XX 尺寸为 ±0.05mm。

5.2 Recommended Pad & Stencil Design

为确保焊接可靠性，推荐采用特定的焊盘布局和钢网开孔设计。所提供的图纸可确保形成良好的焊点、实现有效的散热并保证机械稳定性。该设计通常包含六个焊盘（在常见的三芯片配置中，每个内部 LED 芯片对应两个焊盘）。

5.3 极性识别

LED封装包含极性标记，通常是在阴极引脚附近的一个凹口或圆点。正确的方向对电路工作至关重要。

6. Soldering & 组装 Guidelines

6.1 Moisture Sensitivity & Baking

SMD5050N LED 被归类为湿度敏感元件（MSL）。如果原装的防潮密封袋被打开，且元件暴露在超出规定限值的环境湿度中，则必须在回流焊接前进行烘烤，以防止“爆米花”现象造成的损坏。

• 储存条件（未开封）: Temperature <30°C, Relative Humidity <85%.
• 储存条件（已开封）: Use within 12 hours or store in a dry cabinet (<20% RH or with nitrogen).
• 烘烤要求: Required if the humidity indicator card shows exposure or if exposed to air for >12 hours.
• 烘烤方法: 在原装卷盘上，60°C烘烤24小时。切勿超过60°C。烘烤后1小时内使用或放回干燥储存。

6.2 回流焊接温度曲线

LED可承受标准红外或对流回流焊工艺。最高峰值温度为230°C或200°C，液相线以上时间不得超过10秒。请参考所用焊膏的具体温度曲线。

7. Electrostatic Discharge (ESD) Protection

LED是对静电放电敏感的半导体器件。

7.1 ESD损伤机制

ESD可导致潜在或灾难性故障。潜在损伤可能增加漏电流并缩短使用寿命，而灾难性故障则导致立即失效（LED死灯）。

7.2 静电放电控制措施

• 使用接地的防静电工作台和地板。
• 人员必须佩戴接地的腕带、防静电工作服和手套。
• 使用离子风机消除工作区域的静电荷。
• 确保所有工具（例如，电烙铁）均已正确接地。
• 在处理和包装时，请使用导电或耗散性材料。

8. Application & Circuit Design Suggestions

8.1 驱动方法

为获得最佳性能和使用寿命，请使用恒流源驱动LED。这能确保稳定的光输出，并保护LED免受电流尖峰和热变化的影响。若使用恒压源，则每条LED灯串必须串联一个限流电阻。

8.2 推荐电路配置

配置A（使用独立电阻）：每个LED或并联灯串都有其自身的串联电阻。这提供了独立的电流调节，并且对LED之间的V_F 差异具有更好的容错性。
配置B（串联灯串使用单个电阻）：多个LED与一个限流电阻串联连接。这种方式效率更高，但需要更高的电源电压，且串联中的所有LED必须具有非常接近的正向电压V_F.

8.3 组装注意事项

• 务必在静电防护措施下操作LED。
• 避免徒手接触硅胶透镜，以防油脂和盐分污染导致光输出降低。
• 使用真空吸笔或软头镊子，以避免对柔软的硅胶封装或焊线造成机械损伤。
• 在系统测试期间，施加输入电源前请先将驱动器连接至LED负载，以避免电压瞬变。

9. 型号命名规则

部件编号遵循结构化格式： T [形状代码] [芯片数量] [透镜代码] - [光通量代码][波长代码].
示例：T5A003YA 解码为：
- T：制造商前缀。
- 5A: 5050N封装的外形代码。
- 0: 内部代码。
- 3: 封装内含三颗LED芯片。
- YA：黄色，特定光通量和波长区间（A代表光通量，Y代表波长）。
其他代码定义透镜类型（00=无透镜，01=有透镜）和各种颜色选项（R=红色，G=绿色，B=蓝色等）。

10. 典型应用场景

SMD5050N 黄色 LED 非常适合用于：
- Architectural & Decorative Lighting：营造温馨的重点照明效果。
- Signage & Channel Letters：提供均匀的背光或照明。
- Automotive Interior Lighting：仪表盘照明与礼貌灯。
- 消费电子: 家电状态指示灯与背光。
- 全彩RGB模块作为可调白光或混色系统（当与合适的荧光粉转换或其他颜色LED配合使用时）中的黄色成分。

11. Technical Comparison & Considerations

与3528等较小封装相比，5050凭借其更大的尺寸和容纳多芯片的能力，提供了更高的总光输出。其120度视角比某些聚焦透镜LED更宽，使其非常适合区域照明而非聚光照明。设计人员应考虑热管理，因为其功耗（高达234mW）需要足够的PCB铜箔面积或散热装置以确保最长寿命，尤其是在高电流或高环境温度下驱动时。

12. 常见问题解答 (FAQ)

问：光通量代码（A6、A7等）之间有什么区别？
答：这些代码代表不同的亮度等级。代码越高（例如B1），表示其最小和典型光通量输出也越高。请根据您的应用所需亮度选择相应的分档。

问：焊接前是否总是需要进行烘烤？
答：不是。仅当湿敏元件暴露在超出包装袋内湿度指示卡规定限值的潮湿环境中，或在干燥环境外长时间存放后，才需要进行烘烤。

问：我可以持续以90mA驱动这颗LED吗？
A: 虽然90mA是绝对最大额定值，但在此水平下持续工作会产生大量热量并可能缩短使用寿命。为确保长期可靠运行，建议在典型测试电流60mA或以下驱动LED，并配合适当的热管理措施。

Q: 为什么推荐使用恒流驱动器，而不是带电阻的恒压源？
A: 恒流驱动器能够补偿LED之间以及随温度变化的正向电压（V_F）差异，从而确保光输出的一致性并防止热失控。它能提供更好的稳定性和效率，尤其适用于串联灯串。

13. 设计导入案例研究

场景：为信息显示面板设计背光单元。
1. 需求: 在200mm x 100mm区域内实现均匀的黄色照明，目标照度为150勒克斯。
2. LED Selection：选择SMD5050N（代码B1，典型亮度5流明）是基于其高亮度和宽视角特性。
3. 光学设计LED以网格状排列，上方放置扩散板，将单个光点融合成均匀的光场。间距根据LED的视角和目标均匀度计算得出。
4. 电气设计LED被分组为并联支路，每条支路由4个LED串联组成。选用恒流驱动器为每条支路提供60mA电流。驱动器输出电压必须超过所有LED的Vf总和。_F 4颗LED（约8.8V-10.4V）的电压加上裕量。
5. 热设计：PCB设计采用大面积覆铜连接LED散热焊盘。散热过孔将热量传导至底层铜层。计算证实，在40°C环境温度下，结温保持在80°C以下。
6. 组装: LED通过贴片机进行贴装。组装完成的电路板根据MSL规范进行烘烤，然后进行受控的回流焊接过程。整个过程中均保持ESD防护措施。

14. 工作原理

发光二极管（LED）是通过电致发光原理发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，来自n型区的电子与来自p型区的空穴在活性层内复合。这一复合过程以光子（光）的形式释放能量。光的颜色由所用半导体材料的能带隙决定。对于像SMD5050N这样的单色黄光LED，其半导体材料（通常基于AlInGaP）被设计成具有对应约590纳米波长的能带隙。

15. 技术趋势

LED行业持续朝着更高效率（每瓦更多流明）、更优显色性和更强可靠性发展。对于黄色等单色LED，其趋势包括：
- 更窄的波长分档：对主波长进行更严格的控制，以满足更精确的色彩应用需求。
- 更高温度工作: 开发能在更高结温下保持性能的材料和封装技术。
- 高输出小型化: 更小的封装尺寸，提供与传统大尺寸封装相当的光输出。
- 集成解决方案: 内置电流调节、保护电路（ESD、过温）乃至用于智能照明应用的微控制器的LED。
- Advanced Phosphors对于白光和广谱LED，同时也会影响某些彩色LED的稳定性和质量。