目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
- 2.2 電氣及光學特性 (Ts=25°C)
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級 (於60mA)
- 3.2 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械及包裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 推薦焊盤及鋼網設計
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 濕度敏感性及烘烤
- 6.2 ESD (靜電放電) 保護
- 7. 應用設計考慮
- 7.1 電路設計
- 7.2 處理注意事項
- 8. 型號編碼規則
- 9. 典型應用場景
- 10. 可靠性及質量保證
- 11. 技術比較及差異化
- 12. 常見問題 (FAQ)
- 12.1 推薦嘅操作電流係幾多?
- 12.2 點解焊接前需要烘烤?
- 12.3 我可以用3.3V或5V電源直接驅動呢款LED嗎?
- 13. 設計案例研究場景:設計一個小型資訊顯示器嘅背光單元，需要喺100mm x 50mm區域內提供均勻嘅紅光照明。實施:計劃喺金屬基板PCB (MCPCB) 上佈置一個SMD5050N LED陣列 (例如，使用B1分級以確保亮度一致) 進行熱管理。選擇一個恆流驅動器為每串LED提供70mA電流。根據推薦電路設計，LED排列成幾個並聯串，每串都有自己嘅串聯電阻。PCB佈局遵循推薦嘅焊盤設計。組裝前，根據MSL指引儲存嘅LED需要進行烘烤，因為工廠車間濕度超過60%相對濕度。組裝期間，操作員使用靜電手腕帶同真空筆進行放置。回流焊接後檢查確認焊點形成良好且無可見損壞。14. 操作原理
- 15. 技術趨勢
1. 產品概覽
SMD5050N系列係一款高亮度表面貼裝LED，專為需要可靠同高效能紅光發射嘅應用而設計。呢份文件提供T5A003RA型號嘅全面技術概覽，詳細說明其規格、性能特點同正確處理程序，以確保喺最終用戶應用中達到最佳性能同使用壽命。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
以下參數定義咗LED嘅操作極限。超過呢啲數值可能會導致永久損壞。
- 正向電流 (IF):90 mA (連續)
- 正向脈衝電流 (IFP):120 mA (脈衝寬度 ≤10ms, 佔空比 ≤1/10)
- 功耗 (PD):234 mW
- 操作溫度 (Topr):-40°C 至 +80°C
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +80°C
- 接面溫度 (Tj):125°C
- 焊接溫度 (Tsld):回流焊接喺200°C或230°C下，最多10秒。
2.2 電氣及光學特性 (Ts=25°C)
呢啲係喺標準測試條件下測量嘅典型性能參數。
- 正向電壓 (VF):2.2 V (典型值), 2.6 V (最大值) 於 IF=60mA
- 反向電壓 (VR):5 V
- 主波長 (λd):625 nm
- 反向電流 (IR):10 μA (最大值)
- 視角 (2θ1/2):120°
3. 分級系統說明
3.1 光通量分級 (於60mA)
LED會根據其光通量輸出進行分級，以確保應用亮度嘅一致性。紅光可用嘅分級代碼包括:
- 代碼 A5:最小 2.0 lm, 典型 2.5 lm
- 代碼 A6:最小 2.5 lm, 典型 3.0 lm
- 代碼 A7:最小 3.0 lm, 典型 3.5 lm
- 代碼 A8:最小 3.5 lm, 典型 4.0 lm
- 代碼 A9:最小 4.0 lm, 典型 4.5 lm
- 代碼 B1:最小 4.5 lm, 典型 5.0 lm
- 代碼 B2:最小 5.0 lm, 典型 5.5 lm
3.2 主波長分級
為咗精確控制紅色嘅色調，LED會根據其主波長進行分級。
- 代碼 R1:620 nm 至 625 nm
- 代碼 R2:625 nm 至 630 nm
4. 性能曲線分析
規格書包含幾張對電路設計同熱管理至關重要嘅關鍵性能圖表。雖然文本中冇提供具體曲線數據點，但以下圖表係標準分析所需:
- 正向電壓 vs. 正向電流 (IV曲線):呢張圖顯示LED兩端電壓同流經電流之間嘅關係。對於選擇合適嘅限流電阻或設計恆流驅動器至關重要。
- 正向電流 vs. 相對光通量:呢條曲線說明光輸出如何隨驅動電流增加而變化。有助於確定平衡亮度同效率嘅最佳工作點。
- 接面溫度 vs. 相對光譜功率:呢張圖展示LED嘅光譜輸出同整體光強度如何隨接面溫度變化而偏移，突顯熱管理嘅重要性。
- 光譜功率分佈:呢條曲線顯示每個波長發出嘅光強度，定義咗LED嘅顏色特性。
5. 機械及包裝資訊
5.1 封裝尺寸
SMD5050N LED嘅標準尺寸為5.0mm x 5.0mm。確切高度同尺寸公差喺機械圖中指定 (.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm)。
5.2 推薦焊盤及鋼網設計
為確保可靠焊接，推薦使用特定嘅焊盤佈局同鋼網開孔設計。提供嘅圖紙確保回流焊接過程中形成良好焊點、元件對位同散熱。遵循呢啲焊盤設計對於製造良率同長期可靠性至關重要。
6. 焊接及組裝指引
6.1 濕度敏感性及烘烤
SMD5050N封裝具有濕度敏感性 (根據IPC/JEDEC J-STD-020C進行MSL分級)。
- 儲存:未開封嘅包裝袋應儲存喺30°C以下同85%相對濕度以下。開封後，應儲存喺30°C以下同60%相對濕度以下，最好放喺乾燥櫃或帶有乾燥劑嘅密封容器中。
- 車間壽命:打開防潮袋後，應喺12小時內使用。
- 烘烤:如果元件暴露喺環境條件下超過車間壽命，或者乾燥劑指示劑顯示濕度過高，則需要進行烘烤。喺60°C下烘烤24小時。切勿超過60°C。烘烤後應喺1小時內進行回流焊接，否則必須將部件放回乾燥儲存環境。
6.2 ESD (靜電放電) 保護
LED係半導體器件，容易受到靜電放電損壞。
- 來源:靜電可以通過摩擦、感應或傳導產生。
- 損壞:靜電放電可能導致即時故障 (LED損壞) 或潛在損壞，導致亮度降低、顏色偏移 (喺白光LED中) 同使用壽命縮短。
- 預防措施:實施全面嘅靜電控制程序: 使用接地嘅防靜電工作站、地墊、手腕帶同離子風機。人員應穿著防靜電服裝。使用導電或耗散性包裝材料。
7. 應用設計考慮
7.1 電路設計
適當嘅驅動對於LED性能同可靠性至關重要。
- 驅動方法:強烈推薦使用恆流源以獲得穩定嘅光輸出同長壽命。如果使用帶串聯電阻嘅電壓源，請確保電阻值係基於LED嘅最大正向電壓同所需電流計算得出。
- 電路配置:建議喺每串LED串聯電路中加入限流電阻，以獲得更好嘅穩定性同單獨嘅串聯保護，相比起並聯陣列使用單一電阻更為理想。
- 極性:將LED連接到電源時，務必檢查並遵守陽極/陰極極性，以防止反向偏壓損壞。
7.2 處理注意事項
避免用手或金屬鑷子直接接觸LED透鏡。
- 手部接觸:皮膚上嘅油脂同鹽分會污染矽膠透鏡，導致光學性能下降同光輸出減少。物理壓力可能會損壞鍵合線或芯片本身。
- 工具接觸:金屬鑷子可能會刮花透鏡或施加過大嘅點壓力。盡可能使用真空吸取工具或專用嘅非刮傷塑膠鑷子。
8. 型號編碼規則
產品命名遵循結構化代碼:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□。從文件中解碼嘅關鍵元素包括:
- 顏色代碼:R (紅), Y (黃), B (藍), G (綠), U (紫), A (橙), I (紅外線), L (暖白 <3700K), C (中性白 3700-5000K), W (冷白 >5000K), F (全彩)。
- 芯片數量:S (1個低功率芯片), P (1個高功率芯片), 2 (2個芯片), 3 (3個芯片), 等等。
- 光學代碼:00 (無透鏡), 01 (帶透鏡)。
- 封裝代碼:5A (5050N), 32 (3528), 3B (3014), 3C (3030), 19 (陶瓷3535), 15 (陶瓷5050), 12 (陶瓷9292)。
- 光通量代碼及色溫代碼:由特定嘅字母數字分級定義 (例如: A5, R1)。
9. 典型應用場景
SMD5050N紅色LED適用於多種需要鮮明紅色指示、標誌或照明嘅應用，包括:
- 指示燈同顯示器嘅背光。
- 建築同裝飾照明。
- 汽車內部照明 (非關鍵)。
- 消費電子產品狀態指示燈。
- 零售同廣告標誌。
10. 可靠性及質量保證
雖然摘要中冇提供特定嘅MTBF或L70/B50壽命數據，但定義嘅最大額定值 (接面溫度、電流) 同處理程序 (MSL、ESD) 構成可靠操作嘅基礎。遵守指定嘅操作條件同組裝指引對於達到預期產品壽命至關重要。適當嘅熱管理將接面溫度保持喺125°C最大值以下，對於長期流明維持尤其關鍵。
11. 技術比較及差異化
SMD5050N格式喺光輸出同封裝尺寸之間取得平衡。同3528或3014等較細封裝相比，5050通常容納多個芯片或一個較大嘅單芯片，從而允許更高嘅光通量。120度視角提供寬闊、均勻嘅照明模式，適合多種通用照明同標誌應用。包含詳細嘅濕度敏感性同靜電處理指引，表明呢款產品專為現代自動化組裝流程而設計，其中可靠性係關鍵。
12. 常見問題 (FAQ)
12.1 推薦嘅操作電流係幾多?
技術參數喺60mA下測試，呢個係常見嘅操作點。絕對最大連續電流係90mA。為咗達到亮度、效率同壽命嘅最佳平衡，通常喺60mA至80mA之間操作，但務必參考光通量 vs. 電流曲線並確保適當嘅散熱。
12.2 點解焊接前需要烘烤?
塑膠封裝會吸收空氣中嘅濕氣。喺高溫回流焊接過程中，呢啲被困住嘅濕氣會迅速膨脹，導致內部分層或破裂 (\"爆米花效應\")，從而引致即時或潛在故障。烘烤可以去除呢啲吸收嘅濕氣。
12.3 我可以用3.3V或5V電源直接驅動呢款LED嗎?
唔可以，除非有限流機制。典型正向電壓係2.2V。直接連接到3.3V電源會導致過大電流流過，可能超過最大額定值並損壞LED。你必須使用恆流驅動器或串聯電阻將電流限制喺所需值。
13. 設計案例研究
場景:設計一個小型資訊顯示器嘅背光單元，需要喺100mm x 50mm區域內提供均勻嘅紅光照明。
實施:計劃喺金屬基板PCB (MCPCB) 上佈置一個SMD5050N LED陣列 (例如，使用B1分級以確保亮度一致) 進行熱管理。選擇一個恆流驅動器為每串LED提供70mA電流。根據推薦電路設計，LED排列成幾個並聯串，每串都有自己嘅串聯電阻。PCB佈局遵循推薦嘅焊盤設計。組裝前，根據MSL指引儲存嘅LED需要進行烘烤，因為工廠車間濕度超過60%相對濕度。組裝期間，操作員使用靜電手腕帶同真空筆進行放置。回流焊接後檢查確認焊點形成良好且無可見損壞。
14. 操作原理
發光二極管 (LED) 係通過電致發光發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n接面時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞復合。呢個復合過程以光子 (光) 嘅形式釋放能量。發出光嘅特定波長 (顏色) 由LED芯片中使用嘅半導體材料嘅能帶隙決定。對於呢款紅色LED，通常使用如砷化鋁鎵 (AlGaAs) 或類似化合物等材料來產生620-630nm範圍內嘅光。
15. 技術趨勢
LED技術嘅總體趨勢繼續朝向更高光效 (每瓦更多流明)、更好顯色性同更高功率密度下嘅更高可靠性發展。對於5050呢類封裝類型，進步包括使用更堅固同導熱性更好嘅封裝材料、用於白光LED嘅先進螢光粉系統，以及最小化光學損耗嘅設計。此外，同智能驅動器集成用於調光同顏色控制變得越來越普遍。規格書中強調詳細處理程序 (MSL、ESD) 反映咗行業喺自動化、大批量製造環境中實現高良率同可靠性嘅重點。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |