目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 相關色溫 (CCT) 分級
- 3.2 光通量分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 4.2 順向電流 vs. 相對光通量
- 4.3 光譜功率分佈與接面溫度效應
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊墊佈局與鋼板設計
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 濕度敏感性與烘烤
- 6.2 迴焊溫度曲線
- 7. 靜電放電 (ESD) 防護
- 8. 應用建議與設計考量
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 常見問題解答（基於技術參數）
- 10. 工作原理與技術趨勢
- 10.1 基本工作原理
- 10.2 產業趨勢
1. 產品概述
SMD5050 系列是一款專為通用照明應用設計的高亮度表面黏著型 LED。此系列提供多種相關色溫（CCT）的白光，包括暖白光、中性白光與冷白光，並可選擇不同的演色性指數（CRI）值。其封裝尺寸緊湊，僅為 5.0mm x 5.0mm，非常適合需要均勻高效照明且空間受限的設計。
此系列的核心優勢在於其標準化的光通量與色度分級系統，確保了批量生產時的顏色一致性。它專為標準 SMT 組裝製程下的可靠性而設計，主要應用於 LED 燈條、背光模組、裝飾照明與建築重點照明等領域。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
以下參數定義了可能導致 LED 永久損壞的極限值。不保證在此條件下運作。
- 順向電流 (IF)：90 mA (最大連續電流)
- 順向脈衝電流 (IFP)：120 mA (脈衝寬度 ≤10ms，工作週期 ≤1/10)
- 功率消耗 (PD)：306 mW
- 工作溫度 (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)：迴焊溫度為 200°C 或 230°C，最長持續時間 10 秒。
2.2 電氣與光學特性
這些參數是在標準測試條件 Ts=25°C 下量測，代表典型性能。
- 順向電壓 (VF)：3.2V (典型值)，3.4V (最大值) @ IF=60mA。
- 逆向電壓 (VR)：5V
- 逆向電流 (IR)：10 µA (最大值)
- 視角 (2θ1/2)：120° (典型值)
3. 分級系統說明
3.1 相關色溫 (CCT) 分級
LED 根據其目標 CCT 被分類到特定的色度區域（分級）。這確保了多個 LED 一起使用時的顏色均勻性。標準訂購分級如下：
- 2700K：分級 8A, 8B, 8C, 8D
- 3000K：分級 7A, 7B, 7C, 7D
- 3500K：分級 6A, 6B, 6C, 6D
- 4000K：分級 5A, 5B, 5C, 5D
- 4500K：分級 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U
- 5000K：分級 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U
- 5700K：分級 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U
- 6500K：分級 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U
- 8000K：分級 0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U
注意：5050N 系列產品的流明值以最小值標示；實際出貨的光通量可能更高，但仍符合訂購的 CCT 分級。
3.2 光通量分級
光通量以代碼（例如 1E, 1F, 1G）分類，代表在 60mA 下的最小和典型輸出範圍。分級會因 CCT 和 CRI 而異。
- 70 CRI 白光（暖白、中性白、冷白）：代碼範圍從 1E (18-20 lm 最小值) 到 1H (冷白光 24-26 lm 最小值)。
- 85 CRI 白光：代碼範圍從 1D (16-18 lm 最小值) 到 1F (20-22 lm 最小值)。
- 93 CRI 暖白光：代碼 1C (14-16 lm 最小值) 和 1D (16-18 lm 最小值)。
公差：光通量 (±7%)、順向電壓 (±0.08V)、CRI (±2)、色度座標 (±0.005)。
4. 性能曲線分析
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
I-V 特性是典型的二極體特性。順向電壓隨電流呈對數增加。在建議的 60mA 下運作可確保最佳效率與壽命，並遠低於最大額定值。
4.2 順向電流 vs. 相對光通量
在正常工作範圍內，光輸出與電流大致呈線性關係。以高於建議的電流驅動 LED，光輸出的增益會遞減，同時顯著增加熱量並加速流明衰減。
4.3 光譜功率分佈與接面溫度效應
相對光譜能量分佈曲線顯示了不同 CCT 範圍（2600-3700K、3700-5000K、5000-10000K）的發射峰值。光譜會隨著接面溫度升高而輕微偏移，這可能導致色度座標和 CCT 發生可量測的變化。適當的熱管理對於維持穩定的顏色輸出至關重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
SMD5050 封裝的標稱尺寸為 5.0mm (長) x 5.0mm (寬) x 1.6mm (高)。詳細的機械圖面指定了公差：.X 尺寸：±0.10mm，.XX 尺寸：±0.05mm。
5.2 焊墊佈局與鋼板設計
本規格書提供了建議的焊墊圖案（佔位面積）和錫膏鋼板設計，以確保迴焊過程中形成可靠的焊點。遵循這些佈局對於正確對位、散熱和機械穩定性至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 濕度敏感性與烘烤
SMD5050 LED 具有濕度敏感性（依據 IPC/JEDEC J-STD-020C 的 MSL 分級）。
- 儲存：未開封的包裝袋應儲存在 <30°C/<85% RH 環境下。開封後，應儲存在 <30°C/<60% RH 的乾燥櫃或帶有乾燥劑的密封容器中。
- 車間壽命：包裝袋開封後 12 小時內使用完畢。
- 需要烘烤的情況：包裝袋已開封、車間壽命已過期，或濕度指示卡顯示已暴露。請勿烘烤已焊接在電路板上的 LED。
- 烘烤程序：在原裝捲盤上以 60°C 烘烤 24 小時。烘烤後 1 小時內進行迴焊，或返回乾燥儲存環境（<20% RH）。溫度不得超過 60°C。
6.2 迴焊溫度曲線
使用標準無鉛迴焊溫度曲線。峰值溫度不得超過 230°C，且高於 200°C 的時間必須限制在最多 10 秒，以防止封裝損壞或內部材料劣化。
7. 靜電放電 (ESD) 防護
LED 是易受 ESD 損壞的半導體元件，尤其是白光、綠光、藍光和紫光類型。
- ESD 產生：可能透過摩擦、感應或傳導發生。
- 潛在損害：潛在損壞（漏電流增加、亮度降低/色偏、壽命縮短）或災難性故障（完全無法運作）。
- 預防措施：實施標準 ESD 控制措施：使用接地工作站、手腕帶、導電地板墊、離子風扇，以及 ESD 安全的包裝和操作材料。
8. 應用建議與設計考量
8.1 典型應用場景
- LED 燈條與燈帶：高密度與良好視角可實現均勻的線性照明。
- 背光照明：適用於需要均勻白光的標誌、顯示器和面板。
- 裝飾與建築照明：重點照明、間接照明和輪廓照明。
- 通用指示/照明：需要明亮、緊湊的表面黏著光源的場合。
8.2 設計考量
- 限流：務必使用恆流驅動器或適當的限流電阻。請勿直接連接到電壓源。
- 熱管理：設計 PCB 時需提供足夠的散熱路徑和銅箔面積以散熱。高接面溫度會降低光輸出、導致色偏並縮短壽命。
- 光學設計：120° 視角提供寬廣的照明。若需要光束整形，請考慮二次光學元件（透鏡、擴散片）。
- 分級以確保顏色一致性：對於多顆 LED 的應用，應向供應商指定嚴格的 CCT 和光通量分級，以避免可見的顏色或亮度差異。
9. 常見問題解答（基於技術參數）
問：我可以將此 LED 驅動在其最大電流 90mA 以獲得更高亮度嗎？
答：不建議用於連續運作。建議的工作電流為 60mA。在 90mA 下運作將產生顯著更多的熱量，可能超過最大接面溫度，導致流明快速衰減並降低可靠性。設計時應始終以建議條件為準。
問：如果包裝袋開封超過 12 小時後我沒有烘烤 LED，會發生什麼？
答：吸收到塑膠封裝內的濕氣在迴焊過程中會迅速膨脹，導致內部分層、焊線損壞或封裝破裂（\"爆米花效應\"）。這通常會導致立即故障或潛在缺陷，從而在現場使用中過早失效。
問：焊接溫度曲線有多關鍵？
答：非常關鍵。超過 230°C 或溫度持續時間限制會損壞矽膠透鏡、螢光粉、晶片黏著或焊線。務必遵循建議的迴焊溫度曲線。
問：光通量有 ±7% 的公差。這對我的設計有何影響？
答：這種變異在 LED 製造中是正常的。對於需要均勻亮度的應用，建議使用同一生產批次的 LED，並指定窄範圍的光通量分級。驅動電路也應設計成能適應典型的順向電壓範圍。
10. 工作原理與技術趨勢
10.1 基本工作原理
白光 SMD LED 通常使用藍光氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片。該晶片發出的部分藍光被塗覆在晶片上的螢光粉層轉換為較長波長的光（黃光、紅光）。剩餘的藍光與螢光粉轉換的光結合，形成人眼感知的白光。螢光粉的確切混合比例決定了相關色溫（CCT）和演色性指數（CRI）。
10.2 產業趨勢
像 5050 這類中功率 SMD LED 的總體趨勢是朝向更高光效（每瓦更多流明）、改善演色性（更高的 CRI 與 R9 值）以及更好的顏色一致性（更嚴格的分級）。同時也著重於在更高驅動電流和工作溫度下增強可靠性和壽命。此外，螢光粉技術持續進步，為顯示器應用實現更飽和的色彩和更廣的色域，並為以人為本的照明提供更多光譜可調的白光。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |