目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場同應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 光度同電氣特性（Ta=25°C）
- 2.2 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 波長分級標準
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電壓 vs. 正向電流（IV曲線）
- 4.2 相對光譜能量 vs. 結溫
- 4.3 環境溫度 vs. 允許正向電流
- 4.4 輻射模式（視角曲線）
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸同外形圖
- 5.2 推薦焊盤佈局同鋼網設計
- 6. 焊接同組裝指南
- 6.1 回流焊接參數
- 6.2 處理同儲存注意事項
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 產品包裝規格
- 7.2 零件編號系統（型號命名規則）
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 可靠性同質量標準
- 9.1 可靠性測試標準
- 10. 常見問題解答（FAQ）
- 10.1 點樣用呢款RGB LED實現純白光？
- 10.2 我可以將所有三個通道並聯到單個恆流源上驅動嗎？
- 10.3 結溫對顏色有咩影響？
- 11. 實用設計案例分析
- 11.1 可調色檯燈設計
- 12. 技術原理介紹
- 12.1 RGB LED工作原理
- 13. 技術趨勢
- 13.1 全彩LED嘅演變
1. 產品概覽
SMD5050 RGB全彩LED係一款表面貼裝器件，專為需要鮮艷、多色照明嘅應用而設計。佢將紅、綠、藍（RGB）三種半導體晶片集成喺一個5.0mm x 5.0mm嘅封裝內，透過加色混合原理，可以創造出廣闊嘅色彩光譜。呢款元件以緊湊嘅外形設計，實現高亮度輸出同可靠性能，好適合現代照明設計。
1.1 核心優勢
呢款LED嘅主要優勢包括高發光強度、120度廣視角，以及透過獨立控制紅、綠、藍二極管嘅強度，能夠產生數百萬種顏色。佢嘅SMD設計方便自動化組裝流程，提升生產效率同一致性。
1.2 目標市場同應用
呢款LED主要針對消費電子產品、建築照明、標誌牌、汽車裝飾照明同娛樂行業。典型應用包括LED視頻牆、裝飾燈帶、狀態指示燈、顯示器背光，以及需要變色功能嘅動態環境照明系統。
2. 技術參數分析
2.1 光度同電氣特性（Ta=25°C）
下表詳細列出喺典型條件下，每個顏色通道嘅關鍵操作參數。嚴格遵守最大額定值對於確保器件壽命同性能至關重要。
| 參數 | 符號 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 功耗 | PD | 200 | 306 | mW |
| 正向電流 | IF | 60 | 90 | mA |
| 正向電壓（紅） | VF | 2.2 | 2.6 | V |
| 正向電壓（綠） | VF | 3.2 | 3.4 | V |
| 正向電壓（藍） | VF | 3.2 | 3.4 | V |
| 反向電壓 | VR | - | 5 | V |
| 反向電流 | IR | - | ≤5 | μA |
| 峰值波長（λd）紅 | λd | 625 | - | nm |
| 峰值波長（λd）綠 | λd | 525 | - | nm |
| 峰值波長（λd）藍 | λd | 460 | - | nm |
| 視角（2θ½） | 2θ½ | 120 | - | ° |
| 工作溫度 | Topr | -40 至 +80 | - | °C |
| 儲存溫度 | Tstg | -40 至 +80 | - | °C |
| 結溫 | Tj | - | 125 | °C |
2.2 熱特性
最大結溫（Tj）規定為125°C。當喺高電流或高環境溫度下工作時，需要適當嘅熱管理（包括足夠嘅PCB銅面積同潛在嘅散熱措施），以防止性能下降同過早失效。
3. 分級系統說明
3.1 波長分級標準
為確保生產中嘅顏色一致性，LED會根據其峰值發射波長進行分級。以下代碼定義咗每種顏色嘅波長範圍。
| 代碼 | 最小值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| R1 | 620 | 625 | nm |
| R2 | 625 | 630 | nm |
| G5 | 519 | 522.5 | nm |
| G6 | 522.5 | 526 | nm |
| G7 | 526 | 530 | nm |
| B1 | 445 | 450 | nm |
| B2 | 450 | 455 | nm |
| B3 | 455 | 460 | nm |
| B4 | 460 | 465 | nm |
呢種分級方式允許設計師為需要均勻顏色表現嘅應用（例如大型顯示屏或協調照明裝置）選擇具有精確色度嘅LED。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電壓 vs. 正向電流（IV曲線）
IV曲線展示咗紅、綠、藍晶片嘅正向電壓（VF）同正向電流（IF）之間嘅關係。相比綠同藍LED（約3.2V），紅LED通常表現出較低嘅正向電壓（約2.2V）。呢個特性對於為每個通道設計適當嘅限流電路或恆流驅動器至關重要，以實現平衡嘅顏色輸出並防止過流情況。
4.2 相對光譜能量 vs. 結溫
呢個圖表顯示咗每個顏色晶片嘅光輸出（相對光譜能量）如何隨結溫（Tj）升高而變化。一般嚟講，發光輸出會隨住結溫上升而降低。唔同半導體材料（藍/綠用InGaN，紅用AlInGaP）嘅下降率可能唔同。有效嘅散熱對於喺產品壽命期內保持穩定嘅顏色輸出同亮度至關重要。
4.3 環境溫度 vs. 允許正向電流
呢條降額曲線定義咗最大允許正向電流作為環境溫度（Ta）嘅函數。隨著環境溫度升高，必須降低最大允許電流，以防止結溫超過其125°C嘅極限。設計師必須參考呢條曲線，以確定其特定應用環境下嘅安全工作電流。
4.4 輻射模式（視角曲線）
極座標強度分佈圖確認咗120度視角。發光模式通常係朗伯型或接近朗伯型，提供寬闊、均勻嘅照明範圍，適合許多通用照明同指示燈應用。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸同外形圖
LED封裝喺標準SMD5050封裝內，尺寸為5.0mm（長）x 5.0mm（寬）。精確嘅高度同尺寸公差（例如，.X尺寸為±0.10mm，.XX尺寸為±0.05mm）應參考原始規格書中嘅詳細機械圖紙，以進行精確嘅PCB佈局。
5.2 推薦焊盤佈局同鋼網設計
提供推薦嘅焊盤圖形（封裝佔位）同錫膏鋼網設計，以確保可靠焊接。焊盤佈局通常有六個焊盤——三個顏色晶片各兩個，根據具體型號，佢哋共享一個共陰極或共陽極配置。遵循呢個推薦佈局可以最大限度地減少墓碑效應等焊接缺陷，並確保良好嘅熱連接同電氣連接。
6. 焊接同組裝指南
6.1 回流焊接參數
呢款LED兼容用於表面貼裝技術（SMT）嘅標準紅外（IR）或對流回流焊接工藝。通常適用於無鉛回流曲線，峰值溫度唔超過260°C，持續時間符合JEDEC標準（例如，喺240°C以上10-30秒）。避免過度熱應力以防止損壞內部鍵合線同環氧樹脂透鏡至關重要。
6.2 處理同儲存注意事項
LED對靜電放電（ESD）敏感。務必喺防靜電環境中使用接地手腕帶同導電容器處理。將元件儲存喺其原始防潮袋中，喺推薦條件下（溫度<40°C，濕度<70% RH），以防止吸濕，吸濕會導致回流焊接時出現"爆米花"現象。
7. 包裝同訂購信息
7.1 產品包裝規格
LED以壓紋載帶形式供應，用於自動貼片組裝。載帶寬度、凹槽尺寸同捲盤數量遵循EIA-481標準。具有指定剝離強度（10度角下0.1 - 0.7N）嘅蓋帶將元件密封喺位。呢種包裝確保咗元件保護、方向一致性以及喺高速組裝機中嘅供料可靠性。
7.2 零件編號系統（型號命名規則）
零件編號遵循結構化格式，對關鍵屬性進行編碼：
T [形狀代碼] [晶片數量] [光學代碼] [內部代碼] [顏色代碼] [光通量代碼] - [色溫代碼] [其他代碼]。
例如，代碼"5A"表示5050N形狀，"3"表示三個晶片（RGB），"00"表示無二次透鏡，"F"表示全彩，等等。理解呢個命名法對於正確指定同訂購具有正確顏色、亮度同光學特性嘅所需LED型號至關重要。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
RGB LED嘅每個顏色通道應使用恆流源或串聯限流電阻嘅開關電壓源獨立驅動。脈衝寬度調製（PWM）係強度控制（調光同混色）嘅首選方法，因為佢能保持穩定嘅正向電壓同色度，唔似模擬調光會導致顏色偏移。通常使用具有PWM輸出嘅微控制器來產生控制信號。
8.2 設計考慮因素
- 電流匹配：由於R、G、B晶片嘅Vf同效率唔同，需要獨立嘅電流設定電阻或驅動器來實現白平衡或所需嘅顏色比例。
- 熱管理：PCB上應包含足夠嘅散熱焊盤同銅面積，特別係喺高電流或高密度陣列中工作時。
- ESD保護：喺靠近LED嘅信號線上加入ESD保護二極管，特別係喺便攜式或消費類應用中。
- 光學設計：設計透鏡或導光板時，應考慮120度視角，以實現所需嘅光束模式同空間分佈。
9. 可靠性同質量標準
9.1 可靠性測試標準
產品根據行業標準（JESD22, MIL-STD-202G）進行嚴格嘅可靠性測試。主要測試包括：
- 工作壽命測試：喺室溫、高溫（85°C）同低溫（-40°C）下，以最大電流進行1008小時測試。
- 高溫/高濕工作壽命：喺60°C/90% RH下進行1008小時測試。
- 溫度循環：將器件暴露於極端溫度之間嘅快速轉換（例如，-40°C至+125°C）。
10. 常見問題解答（FAQ）
10.1 點樣用呢款RGB LED實現純白光？
純白光係透過混合特定強度嘅紅、綠、藍光而產生。所需嘅精確電流比例（例如，IR:IG:IB）取決於特定LED分級嘅個別效率同色度座標。對於高精度應用，通常需要校準同顏色傳感器嘅反饋。使用PWM控制可以對呢個比例進行微調。
10.2 我可以將所有三個通道並聯到單個恆流源上驅動嗎？
唔可以。由於紅晶片（約2.2V）同藍/綠晶片（約3.2V）之間嘅正向電壓差異顯著，將佢哋並聯會導致嚴重嘅電流不平衡，可能使紅通道過驅動，而其他通道驅動不足。每個顏色通道必須有自己嘅電流控制電路。
10.3 結溫對顏色有咩影響？
結溫升高會導致峰值波長偏移（通常AlInGaP紅光波長變長，InGaN藍/綠光波長變短）同光輸出降低。如果唔加以管理，呢個會導致RGB系統出現可見嘅顏色偏移。透過良好嘅熱設計保持穩定、低嘅結溫，對於顏色穩定嘅應用至關重要。
11. 實用設計案例分析
11.1 可調色檯燈設計
考慮使用一系列呢啲SMD5050 RGB LED嘅檯燈。設計將涉及：
- 驅動電路：一個專用LED驅動IC，具有三個獨立恆流輸出同每個通道嘅PWM調光能力，透過微控制器嘅I2C或類似接口控制。
- 熱設計：金屬基板PCB（MCPCB）充當散熱器。熱過孔將LED散熱焊盤連接到板背面嘅大面積銅層，以有效散熱。
- 光學：喺LED陣列上方放置一個擴散板，將各個光點混合成均勻、無眩光嘅照明區域。
- 控制：用戶界面（按鈕、觸摸傳感器或應用程式）允許選擇預設顏色（白光、暖白光、冷白光）或透過RGB滑塊自定義顏色。微控制器將呢啲輸入轉換為R、G、B通道相應嘅PWM佔空比。
12. 技術原理介紹
12.1 RGB LED工作原理
RGB LED本質上係三個獨立嘅發光二極管——紅、綠、藍——封裝喺一齊。每個二極管透過電致發光發光：當正向電壓施加喺半導體材料嘅p-n結上時（紅光用AlInGaP，綠/藍光用InGaN），電子同電洞復合，以光子形式釋放能量。發射光嘅波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定。透過獨立控制呢三種原色嘅強度，可以透過加色混合產生大量嘅二次色。
13. 技術趨勢
13.1 全彩LED嘅演變
全彩LED市場持續演變，趨勢集中於：
- 更高效率（lm/W）：外延生長同晶片設計嘅持續改進，使每單位電功率產生更多光輸出，降低能耗同熱負荷。
- 改善顯色性同色域：開發新嘅螢光粉系統同窄帶發射器（如量子點），以擴展顯示器嘅色域並改善照明嘅顯色指數（CRI），即使喺基於RGB嘅系統中亦然。
- 小型化：開發更小嘅封裝尺寸（例如，2020、1515），具有相似或更好嘅性能，適用於空間受限嘅應用，例如電視同顯示器嘅mini-LED背光。
- 集成智能功能：出現內置驅動器、控制器同通信接口（例如，I2C、SPI或無線如Zigbee/BLE）嘅LED，簡化物聯網連接照明嘅系統設計。
- 增強可靠性：封裝材料（矽膠、陶瓷）嘅進步，能更好地承受更高溫度同更惡劣嘅環境條件，延長產品壽命。
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。 |