SMD5050N 黃色 LED 規格書 - 5.0x5.0x1.6mm - 2.2V - 0.234W - 英文技術文件

1. 產品概述

SMD5050N系列係一款高亮度、表面貼裝LED，專為需要可靠黃色照明嘅應用而設計。呢款LED嘅特點係5.0mm x 5.0mm嘅封裝尺寸，提供120度廣闊視角，適用於多種照明、標誌同指示燈應用。其主要優勢在於性能穩定同標準化分檔系統，確保唔同生產批次嘅顏色同光通量保持一致。

2. 技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

以下參數定義LED嘅操作極限。超出呢啲數值可能會導致永久性損壞。

• 順向電流 (IF): 90 mA (連續)
• 正向脈衝電流 (IFP): 120 mA (脈衝寬度 ≤10ms, 佔空比 ≤1/10)
• 功率損耗 (PD): 234 mW
• 工作温度 (Topr): -40°C 至 +80°C
• 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +80°C
• 接面溫度 (Tj): 125°C
• 焊接温度 (Tsld)：回流焊接温度最高为200°C或230°C，时间不超过10秒。

2.2 Typical Electrical & Optical Characteristics

喺標準測試條件下量度，T_s=25°C 同 I_F=60mA。

• 正向電壓 (V_F): 典型值 2.2V，最大值 2.6V (±0.08V 容差)
• 反向電壓 (V_R): 5V
• 主波長 (λ_d): 590 nm (典型值)
• 反向電流 (I_R): 最大 10 µA
• 視角 (2θ_1/2): 120 度

3. Binning System Explanation

為確保一致性，LED會根據關鍵性能參數進行分選（Binning）。

3.1 Luminous Flux Binning

於 I_F=60mA 下進行分級。光通量量測容差為 ±7%。

• Code A6: 2.5 lm (Min), 3 lm (Typ)
• Code A7: 3 lm (Min), 3.5 lm (Typ)
• Code A8: 3.5 lm (Min), 4 lm (Typ)
• Code A9: 4 lm (Min), 4.5 lm (Typ)
• Code B1: 4.5 lm (Min), 5 lm (Typ)

3.2 Dominant Wavelength Binning

定義所發出黃色光嘅特定色調。

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

4. 性能曲線分析

圖形數據有助於了解LED在不同條件下的行為表現。

4.1 正向電壓與正向電流 (IV曲線)

此曲線顯示施加的正向電壓與所產生電流之間的關係。對於設計適當的限流電路以防止熱失控至關重要。

4.2 正向電流與相對光通量

此圖表說明光輸出如何隨驅動電流變化。在建議工作範圍內通常呈現近乎線性的關係，但在極高電流下，效率可能因熱量增加而下降。

4.3 接面溫度與相對光譜功率

呢條曲線展示咗接面溫度對LED光譜輸出嘅影響。對於黃色LED嚟講，溫度升高會導致主波長有輕微偏移，同埋整體光輸出會減少。

4.4 Spectral Power Distribution

呢幅圖顯示咗喺可見光譜範圍內發出嘅光強度，證實咗黃色LED嘅單色性質，其峰值大約喺590nm附近。

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 實體尺寸

SMD5050N封裝尺寸為長5.0毫米、闊5.0毫米、高1.6毫米。尺寸公差方面，.X尺寸為±0.10毫米，.XX尺寸為±0.05毫米。

5.2 Recommended Pad & Stencil Design

為確保焊接可靠，建議採用特定嘅焊盤圖形同鋼網開孔設計。提供嘅圖示可確保形成良好焊點、有效散熱同機械穩定性。設計通常包含六個焊盤（喺常見嘅三晶片配置中，每個內部LED晶片對應兩個焊盤）。

5.3 極性識別

LED封裝包含極性標記，通常係陰極引腳附近嘅凹口或圓點。正確嘅方向對於電路運作至關重要。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 Moisture Sensitivity & Baking

SMD5050N LED 被歸類為濕度敏感元件 (MSL)。若原廠密封防潮袋被打開，且元件暴露於超出規定限值的環境濕度中，在進行回流焊接前必須先進行烘烤，以防止「爆米花」損壞。

• 儲存條件 (未開封): Temperature <30°C, Relative Humidity <85%.
• 儲存條件 (已開封): 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: 於原裝捲盤上以60°C烘烤24小時。切勿超過60°C。烘烤後1小時內使用或放回乾燥儲存。

6.2 回流焊接溫度曲線

LED能夠承受標準紅外線或對流回焊製程。最高峰值溫度為230°C或200°C，高於液相線時間不得超過10秒。請參考所用焊錫膏的具體溫度曲線。

7. Electrostatic Discharge (ESD) Protection

LED係易受靜電放電損壞嘅半導體元件。

7.1 ESD Damage Mechanisms

ESD可導致潛在或災難性故障。潛在損害可能增加漏電流並縮短使用壽命，而災難性故障則會導致即時無法運作（死LED）。

7.2 靜電放電控制措施

• 使用接地的防靜電工作台及地板。
• 人員必須佩戴接地手帶、防靜電工作袍及手套。
• 使用離子風機中和工作區域的靜電荷。
• 確保所有工具（例如：電烙鐵）正確接地。
• 使用導電或耗散物料進行處理及包裝。

8. Application & Circuit Design Suggestions

8.1 驅動方法

為達致最佳效能及延長使用壽命，應使用恆流源驅動LED。此舉能確保光輸出穩定，並保護LED免受電流突波及熱變化的影響。若使用恆壓源，則必須為每串LED加上串聯限流電阻。

8.2 推薦電路配置

配置A（使用獨立電阻）：每個LED或並聯支路均有其自身的串聯電阻。此設計可實現獨立電流調節，並對LED之間的V_F 差異具有較高容忍度。
配置B（串聯支路使用單一電阻）：多個LED與一個限流電阻串聯連接。此方式效率較高，但需要較高電壓供電，且串聯中的所有LED必須具有非常接近的V_F.

8.3 組裝注意事項

• 處理LED時務必採取ESD防護措施。
• 避免徒手觸摸矽膠透鏡，以防油脂和鹽分污染，導致光輸出降低。
• 使用真空吸筆或軟頭鑷子，以免機械性損壞柔軟的矽膠封裝或焊線。
• 喺系統測試期間，請先將驅動器連接至LED負載，然後先施加輸入電源，以避免電壓瞬變。

9. 型號編號規則

零件編號跟從一個結構化格式： T [形狀代碼] [晶片數量] [透鏡代碼] - [光通量代碼][波長代碼].
例子：T5A003YA 解碼為：
- T：製造商前綴。
- 5A: 5050N封裝嘅形狀代碼。
- 0: 內部代碼。
- 3: 封裝內含三粒LED晶片。
- YA: 黃色，特定光通量及波長區間（A代表光通量，Y代表波長）。
其他代碼定義透鏡類型（00=無，01=有透鏡）及各種顏色選項（R=紅，G=綠，B=藍等）。

10. 典型應用場景

SMD5050N 黃色LED非常適合用於：
- Architectural & Decorative Lighting：營造溫暖、重點照明效果。
- Signage & Channel Letters：提供均勻嘅背光或照明。
- Automotive Interior Lighting：儀錶板同車廂禮貌燈。
- 消費電子產品: 電器嘅狀態指示燈同背光照明。
- Full-Color RGB Modules作為可調白光或混色系統中的黃色組件（當與適當的磷光體轉換或其他顏色LED配合使用時）。

11. Technical Comparison & Considerations

與3528等較小封裝相比，5050憑藉其更大尺寸及可容納多顆晶片的能力，提供更高的總光輸出。其120度視角比一些聚焦透鏡LED更寬，使其更適合區域照明而非聚光照明。設計師應考慮熱管理，因為其功耗（高達234mW）需要足夠的PCB銅箔面積或散熱裝置以達至最長使用壽命，特別是在高電流或高環境溫度下驅動時。

12. 常見問題 (FAQ)

Q: 光通量代碼 (A6, A7 等) 之間有咩分別？
A: 呢啲代碼代表唔同嘅亮度等級。代碼愈高 (例如 B1)，表示最低同典型光通量輸出愈高。請根據你應用所需嘅亮度嚟揀選相應嘅分檔。

Q: 焊接前是否必須進行烘烤？
A: 並非必須。只有當濕敏元件暴露於超出包裝袋內濕度指示卡規定限值的潮濕環境，或在乾燥環境外長時間存放後，才需要進行烘烤。

Q: 我可以持續以90mA驅動這顆LED嗎？
A: 雖然90mA係絕對最大額定值，但喺呢個水平持續運作會產生大量熱量，並可能縮短使用壽命。為確保長期可靠運作，建議喺適當嘅散熱管理下，以典型測試電流60mA或以下驅動LED。

Q: 點解建議使用恆流驅動器，而唔係用電阻配合恆壓源？
A: 恆流驅動器能夠補償LED之間以及隨溫度變化嘅正向電壓（V_F）差異，確保光輸出穩定並防止熱失控。佢提供更好嘅穩定性同效率，尤其適用於串聯燈串。

13. 設計應用案例研究

情境：為資訊顯示面板設計背光單元。
1. 要求: 在一個200mm x 100mm的區域內提供均勻的黃色照明，目標照度為150 lux。
2. LED Selection：選用 SMD5050N（編碼 B1，典型值 5 lm）因其亮度高且視角廣闊。
3. 光學設計LED以網格狀排列，上方放置擴散片，將個別光點融合成均勻光場。間距根據LED視角及目標均勻度計算。
4. 電氣設計LED以4顆串聯為一組，並聯連接。選用恆流驅動器為每組提供60mA電流。驅動器輸出電壓須高於V_F 4粒LED（約8.8V-10.4V）加上預留空間。
5. 散熱設計：PCB設計採用大面積銅箔連接LED散熱焊盤。散熱過孔將熱量傳導至底層銅箔。計算證實，在40°C環境溫度下，接面溫度可維持低於80°C。
6. Assembly: LEDs are placed using a pick-and-place machine. The assembled board is baked according to MSL guidelines before undergoing a controlled reflow soldering process. ESD precautions are maintained throughout.

14. Operational Principle

發光二極管（LED）係一種透過電致發光嚟發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，來自n型區域嘅電子會同p型區域嘅電洞喺活性層度復合。呢個復合過程會以光子（光）嘅形式釋放能量。光嘅顏色取決於所用半導體材料嘅能帶隙。好似SMD5050N呢種單色黃光LED，其半導體材料（通常基於AlInGaP）經過設計，具有對應約590納米波長嘅能帶隙。

15. 技術趨勢

LED行業持續向更高效率（每瓦更多流明）、更佳顯色性及更高可靠性發展。對於黃光等單色LED，趨勢包括：
- 更窄嘅波長分檔：對主波長進行更嚴格控制，以滿足更精準嘅色彩應用需求。
- 更高溫度操作: 開發能夠在更高接面溫度下保持性能的材料與封裝技術。
- 高輸出微型化: 以更小的封裝尺寸，提供與傳統大型封裝相若的光輸出。
- 綜合解決方案: 內置電流調節、保護電路（防靜電、過熱）甚至微控制器，適用於智能照明應用的LED。
- Advanced Phosphors適用於白光及廣譜LED，同時亦會影響特定顏色LED嘅穩定性同品質。