目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數同規格
- 2.1 絕對最大額定值 (Ta=25°C)
- 2.2 電光特性 (Ta=25°C)
- 2.3 波長分級
- 3. 性能曲線同分析
- 3.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
- 3.2 相對光譜功率 vs. 接面溫度
- 4. 機械同封裝資料
- 4.1 尺寸同外形圖
- 4.2 建議焊盤圖形同鋼網設計
- 5. 組裝、處理同應用指引
- 5.1 濕度敏感性同烘烤
- 5.2 靜電放電 (ESD) 保護
- 5.3 電路設計建議
- 5.4 處理注意事項
- 6. 訂購資料同型號編碼
- 7. 應用備註同設計考慮
- 7.1 熱管理
- 7.2 混色同控制
- 7.3 光學設計
- 8. 比較同區分
- 9. 常見問題 (FAQs)
- 9.1 可唔可以用一個電阻同時驅動三隻顏色？
- 9.2 點解需要烘烤？可唔可以用更高溫度烘快啲？
- 9.3 呢款LED嘅典型壽命有幾長？
- 10. 實際應用例子
- 11. 工作原理
- 12. 技術趨勢
1. 產品概述
SMD5050-RGB係一款高性能、表面貼裝嘅全彩LED，專為需要鮮艷混色同可靠運作嘅應用而設計。呢款器件將紅、綠、藍三色LED晶片集成喺一個5.0mm x 5.0mm嘅封裝入面，透過脈衝寬度調變 (PWM) 或者模擬電流控制，可以產生出廣闊嘅色彩光譜。佢主要應用喺裝飾照明、建築重點照明、顯示器背光、標誌牌同埋消費電子產品，特別係需要動態色彩效果嘅場合。
呢款LED嘅核心優勢在於佢嘅緊湊外形，可以容納三個獨立嘅發光體，比起用三粒獨立嘅LED，可以簡化PCB設計同組裝。佢提供典型120度嘅寬視角，確保從唔同角度睇都有良好嘅色彩均勻性同可見度。個封裝設計兼容標準SMT (表面貼裝技術) 組裝製程，包括迴流焊接。
2. 技術參數同規格
2.1 絕對最大額定值 (Ta=25°C)
以下參數定義咗器件嘅應力極限，超過呢啲極限可能會造成永久損壞。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證冇問題。
- 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):846 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):200°C 或 230°C 持續10秒 (迴流焊溫度曲線)
2.2 電光特性 (Ta=25°C)
呢啲參數定義咗標準測試條件下嘅典型性能。
- 正向電壓 (紅色, VF_R):典型 2.2V, 最大 2.6V (喺 IF=60mA 時)
- 正向電壓 (綠色, VF_G):典型 3.2V, 最大 3.4V (喺 IF=60mA 時)
- 正向電壓 (藍色, VF_B):典型 3.2V, 最大 3.4V (喺 IF=60mA 時)
- 反向電壓 (VR):5 V
- 反向電流 (IR):最大 10 µA
- 視角 (2θ1/2):120 度
2.3 波長分級
LED會根據特定波長分級，以確保應用中嘅色彩一致性。主要嘅主波長分級如下：
- 紅色 (R):R1 (620-625nm), R2 (625-630nm)
- 綠色 (G):G5 (519-522.5nm), G6 (522.5-526nm), G7 (526-530nm)
- 藍色 (B):B1 (445-450nm), B2 (450-455nm), B3 (455-460nm), B4 (460-465nm)
呢種分級方式容許設計師為需要特定色點或者多個單元之間緊密色彩匹配嘅應用，揀選具有精確色度座標嘅LED。
3. 性能曲線同分析
3.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
I-V特性係驅動器設計嘅基礎。同綠、藍色晶片 (典型約3.2V) 相比，紅色LED晶片表現出較低嘅正向電壓 (典型約2.2V)，呢個同所用嘅唔同半導體材料一致 (例如，紅色用AlInGaP，綠/藍色用InGaN)。呢種差異需要謹慎嘅電路設計，通常需要為每隻顏色設置獨立嘅限流電阻或者恆流通道，以達到平衡嘅亮度同正確嘅混色效果。條曲線顯示出典型二極管行為嘅急劇開啟特性。
3.2 相對光譜功率 vs. 接面溫度
LED嘅光譜輸出會隨住接面溫度嘅變化而偏移。一般嚟講，當接面溫度升高，基於InGaN嘅LED (綠/藍色) 嘅主波長傾向於向長波長方向偏移 (紅移)，而光輸出功率會下降。對於基於AlInGaP嘅紅色LED，波長亦可能會偏移，效率亦會下降。呢幅圖對於喺變化嘅環境溫度下操作，或者熱管理有挑戰性嘅應用至關重要，因為佢會影響到人眼感知嘅顏色同光輸出。適當嘅散熱同熱設計對於保持穩定嘅色彩表現係必不可少嘅。
4. 機械同封裝資料
4.1 尺寸同外形圖
封裝尺寸係5.0mm (長) x 5.0mm (闊) x 1.6mm (高)。圖紙包含關鍵公差：.X尺寸公差為±0.10mm，.XX尺寸公差為±0.05mm。呢款LED有六個端子 (三隻顏色晶片各自嘅陽極同陰極)。
4.2 建議焊盤圖形同鋼網設計
提供咗建議嘅PCB焊盤圖形 (Footprint) 同錫膏鋼網設計，以確保迴流焊接期間形成可靠嘅焊點。個焊盤圖形包括散熱焊盤圖案同適當嘅焊盤尺寸，以促進良好嘅錫料潤濕同機械穩定性。遵循呢個建議佈局有助於防止立碑、錯位同焊點不足等問題。
5. 組裝、處理同應用指引
5.1 濕度敏感性同烘烤
SMD5050封裝具有濕度敏感性 (根據IPC/JEDEC J-STD-020C進行MSL分級)。如果原裝防潮袋被打開，並且元件暴露喺超出規定限制嘅環境濕度中，吸收嘅水分可能會喺迴流焊接期間蒸發，有可能導致內部分層或破裂 ("爆米花效應")。
- 儲存:未開封嘅袋應儲存喺<30°C/<85% RH環境。開封後，應儲存喺<30°C/<60% RH環境，並喺12小時內使用。
- 烘烤:如果暴露時間超過限制，或者濕度指示卡顯示濕度過高，請喺焊接前以60°C烘烤24小時。切勿超過60°C。烘烤後應喺1小時內使用，或者儲存喺乾燥櫃內 (<20% RH)。
5.2 靜電放電 (ESD) 保護
LED係半導體器件，容易受到ESD損壞，尤其係綠色、藍色同白色 (此處不適用) 嘅品種。ESD可能導致即時失效 (災難性) 或者潛在損壞，從而縮短壽命同降低性能。
- 預防措施:實施全面嘅ESD控制程序：使用接地手環、防靜電墊、離子風機同導電地板。只喺有ESD保護嘅工作站處理LED。
- 包裝:運輸同儲存時使用導電或耗散性材料。
5.3 電路設計建議
正確嘅驅動電路對於性能同壽命至關重要。
- 限流:務必為每條顏色通道使用串聯限流電阻。咁樣可以穩定電流，對抗電源電壓同唔同LED之間正向電壓 (Vf) 嘅變化。
- 驅動器類型:強烈建議使用恆流驅動器，而非恆壓驅動器，以獲得最佳穩定性並防止熱失控。
- 連接極性:通電前確認陽極/陰極極性。反向連接可能會損壞LED。
- 上電順序:連接時，先將驅動器輸出連接到LED，然後再向驅動器施加輸入電源，以避免電壓瞬變。
規格書展示咗兩種電路配置：一種係每條並聯支路用一個電阻 (如果Vf有差異，會導致電流不平衡，唔太理想)；另一種係每粒LED用獨立電阻 (為咗更好嘅電流控制，呢種係首選)。
5.4 處理注意事項
避免用手指直接接觸LED透鏡。皮膚油脂會污染矽膠透鏡，導致光學性能下降同光輸出減少。使用真空吸筆或者專為處理元件而設計嘅乾淨鑷子。用鑷子施加過大嘅機械力可能會損壞封裝內部嘅焊線或者半導體晶粒。
6. 訂購資料同型號編碼
產品遵循特定嘅零件編號編碼系統：T5A003FA。雖然文件中提供咗每個字段嘅完整解碼細節 (涵蓋光通量代碼、色溫、內部代碼、晶片數量、透鏡代碼同封裝外形)，但關鍵識別符"5050"確認咗封裝尺寸，而"RGB"或"F"就表示全彩 (紅、綠、藍) 類型。
7. 應用備註同設計考慮
7.1 熱管理
雖然最高接面溫度係125°C，但喺較低溫度下操作可以顯著延長壽命並保持色彩穩定性。確保PCB有足夠嘅銅面積用於散熱。對於高功率或高密度陣列，考慮使用金屬基板 (MCPCB) 或者主動冷卻。
7.2 混色同控制
要達到特定嘅白點或者飽和顏色，需要精確控制紅、綠、藍通道之間嘅電流比例。呢個通常透過PWM調光嚟實現，對於色彩控制嚟講，PWM調光比模擬調光更有效，因為佢可以保持LED嘅最佳正向電壓同色彩特性。唔同嘅正向電壓要求獨立嘅驅動器通道，或者如果使用帶電阻嘅公共電壓源，就需要為每隻顏色仔細計算電阻值。
7.3 光學設計
120度視角提供咗寬廣、類似朗伯體嘅發光模式。對於需要定向光嘅應用，可以喺LED上方安裝二次光學元件，例如透鏡或者反射器。矽膠透鏡材料相對較軟；組裝時必須小心唔好刮花佢。
8. 比較同區分
同使用三粒獨立嘅SMD LED (例如3528封裝) 相比，集成嘅SMD5050 RGB提供咗更緊湊嘅解決方案，簡化咗貼片組裝 (一個元件 vs. 三個)，並確保咗三個色點嘅精確空間對齊，呢一點對於短距離內良好嘅混色效果至關重要。同早期嘅RGB LED封裝相比，5050由於佢更大嘅佔地面積，通常提供更高嘅光輸出同更好嘅熱性能。
9. 常見問題 (FAQs)
9.1 可唔可以用一個電阻同時驅動三隻顏色？
唔建議咁做。紅、綠、藍晶片嘅正向電壓 (Vf) 係唔同嘅。將佢哋並聯並用一個電阻會導致嚴重嘅電流不平衡，大部分電流會流經Vf最低嘅通道 (通常係紅色)，導致顏色唔正確，並且可能令某啲晶片過流。
9.2 點解需要烘烤？可唔可以用更高溫度烘快啲？
烘烤係為咗去除吸收嘅水分，防止迴流焊接期間損壞。切勿超過60°C。更高溫度可能會降解內部材料 (矽膠、如有熒光粉、黏合劑) 以及載帶包裝本身。
9.3 呢款LED嘅典型壽命有幾長？
LED嘅壽命 (通常定義為L70 - 光通量衰減到初始值70%嘅時間) 極度依賴於操作條件，主要係驅動電流同接面溫度。喺建議電流 (每晶片60mA) 或以下操作，並透過良好嘅熱設計保持低接面溫度，可以實現數萬小時嘅運作時間。
10. 實際應用例子
場景：變色LED燈條設計。
- 佈局:多粒SMD5050 RGB LED以特定間距 (例如30粒/米) 排列喺柔性PCB燈條上。
- 電路:每粒LED嘅R、G、B陽極透過燈條上各自嘅限流電阻連接到公共電源軌 (Vcc_R, Vcc_G, Vcc_B)。陰極連接到由微控制器控制嘅N通道MOSFET嘅汲極。
- 控制:微控制器為每組LED (通常喺可尋址燈條如WS2812B中，會將三粒LED組成一組，該晶片集成咗控制器) 嘅每條顏色通道產生PWM信號。咁樣就可以獨立控制每段嘅顏色同亮度。
- 電源:使用5V或12V恆壓電源。選擇電壓同電阻值時，要考慮燈條上嘅壓降，以提供每晶片所需嘅60mA電流。
- 組裝:燈條使用SMT製程組裝，遵循濕度敏感性同ESD指引。焊接後，通常會塗上矽膠塗層以達到防水效果。
11. 工作原理
LED係一種半導體p-n接面二極管。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子會同p型區域嘅電洞喺有源層內復合。呢種復合會以光子 (光) 嘅形式釋放能量。發出光嘅特定波長 (顏色) 由有源區所用半導體材料嘅能隙決定。SMD5050 RGB將三個咁樣嘅接面 (由唔同材料系統製成，例如紅色用AlInGaP，綠色同藍色用InGaN) 集成到一個封裝內。每粒晶片發出嘅光喺外部混合，產生出人眼感知嘅顏色。
12. 技術趨勢
RGB LED嘅總體趨勢係朝向更高效率 (每瓦更多流明)、更佳顯色性 (更寬色域) 同更高可靠性發展。同時亦趨向更緊密嘅色彩同光通量分級，以確保大規模生產嘅一致性。同控制電子器件集成 (例如創造帶有內置IC嘅"智能LED"或可尋址LED) 變得越來越普遍，簡化咗動態照明應用嘅系統設計。此外，封裝材料嘅進步旨在提供更好嘅熱性能同長期抵抗環境因素 (如濕度同紫外線照射) 嘅能力。
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。 |