SMD LED 18-225A/R6GHW-B01/3T 規格書 - 封裝尺寸 3.2x1.6x1.3mm - 電壓 2.0V/3.3V - 亮紅/亮綠 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

18-225A系列代表一種緊湊、高性能嘅表面貼裝器件（SMD）LED解決方案。呢份規格書涵蓋兩種主要晶片材料變體：用於亮紅光發射嘅R6（AlGaInP）同用於亮綠光發射嘅GH（InGaN）。器件封裝喺白色擴散樹脂入面。佢嘅核心優勢在於，相比傳統引線框架型LED，佢嘅佔板面積大幅減少，令PCB上嘅封裝密度更高，所需儲存空間更少，最終有助於終端設備嘅微型化。輕量化結構進一步令佢成為空間同重量係關鍵限制因素嘅應用嘅理想選擇。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

喺呢啲限制之外操作器件可能會導致永久損壞。額定值係喺環境溫度（Ta）為25°C時指定嘅。

• 反向電壓（V_R）：5 V（R6同GH都係）。超過呢個值可能會導致接面擊穿。
• 正向電流（I_F）：25 mA（R6同GH嘅連續直流）。
• 峰值正向電流（I_FP）：R6為60 mA，GH為100 mA。呢個係喺佔空比1/10同頻率1 kHz下指定嘅，適用於脈衝操作。
• 功耗（P_d）：R6為60 mW，GH為95 mW。呢個係封裝喺唔超過其熱極限嘅情況下可以耗散嘅最大允許功率。
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：R6為2000 V，GH為150 V。GH（InGaN）變體對ESD更敏感，需要更嚴格嘅處理預防措施。
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。呢個定義咗可靠操作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度（T_sol）：回流焊接：峰值260°C，最多10秒。手動焊接：350°C，最多3秒。

2.2 電光特性

呢啲參數係喺Ta=25°C同標準測試電流I_F=10mA下測量嘅，除非另有說明。佢哋定義咗LED嘅光輸出同電氣行為。

• 發光強度（I_v）：R6：28.5 至 72.0 mcd（典型值）。GH：72.0 至 180 mcd（典型值）。GH晶片喺相同驅動條件下產生顯著更高嘅發光強度。
• 視角（2θ_1/2）：130度（典型值）。呢個寬視角係白色擴散樹脂封裝嘅特徵，提供類似朗伯體嘅發射模式，適合區域照明同指示器。
• 峰值波長（λ_p）：R6：632 nm（典型值）。GH：518 nm（典型值）。呢個係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：R6：615-625 nm。GH：520-535 nm。呢個係人眼對LED顏色嘅單一波長感知。公差為±1nm。
• 光譜輻射帶寬（Δλ）：R6：20 nm（典型值）。GH：35 nm（典型值）。呢個表示光譜純度；帶寬越細，顏色越飽和。
• 正向電壓（V_F）：R6：1.7-2.4 V（典型值2.0V）。GH：2.7-3.7 V（典型值3.3V）。壓降係半導體材料帶隙嘅函數。公差為±0.10V。
• 反向電流（I_R）：R6：喺V_R=5V時最大10 μA。GH：喺V_R=5V時最大50 μA。

3. 分級系統說明

LED根據關鍵光學參數進行分類（分級），以確保生產批次內嘅一致性同設計用途。

3.1 發光強度分級

R6（紅色）：

• 級別 N：28.5 - 45.0 mcd
• 級別 P：45.0 - 72.0 mcd

GH（綠色）：

• 級別 Q1：72.0 - 90.0 mcd
• 級別 Q2：90.0 - 112 mcd
• 級別 R1：112 - 140 mcd
• 級別 R2：140 - 180 mcd

發光強度公差為±11%。

3.2 主波長分級（僅限GH綠色）

綠色LED會根據主波長進一步分級，以控制顏色一致性。

• 級別 1：520 - 525 nm
• 級別 2：525 - 530 nm
• 級別 3：530 - 535 nm

主波長公差為±1nm。

4. 性能曲線分析

4.1 R6（AlGaInP 紅色）特性

提供嘅曲線說明咗關鍵關係：

• 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係。正向電壓隨電流增加而增加，並隨溫度升高而輕微下降。
• 發光強度 vs. 正向電流：喺正常操作範圍內，飽和效應出現之前，光輸出隨電流線性增加。
• 發光強度 vs. 環境溫度：由於內部量子效率降低同非輻射複合增加，光輸出隨環境溫度升高而降低。呢個降額對於熱管理至關重要。
• 正向電流降額曲線：指定最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。喺較高溫度下必須降低電流，以保持喺功耗限制內。
• 光譜分佈：顯示發射峰值喺632 nm附近，典型帶寬為20 nm。
• 輻射圖：描繪空間強度分佈，確認咗具有近朗伯體模式嘅130度寬視角。

4.2 GH（InGaN 綠色）特性

GH曲線顯示類似關係，但具有唔同嘅數值：

• 更高嘅正向電壓（典型值3.3V，而R6為2.0V）。
• 發光強度同正向電壓嘅溫度依賴性唔同。
• 光譜中心喺518 nm附近，帶寬更寬，為35 nm。
• 由於其唔同嘅功耗額定值（95 mW vs. 60 mW），正向電流降額曲線唔同。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

SMD封裝具有以下關鍵尺寸（單位：mm，公差±0.1mm，除非另有說明）：

• 長度：3.2 mm
• 寬度：1.6 mm
• 高度：1.3 mm ±0.2 mm
• 引腳寬度：0.4 mm ±0.15 mm
• 引腳長度：0.7 mm ±0.1 mm
• 引腳間距：1.6 mm

5.2 極性識別同焊盤設計

陰極有標記。提供建議嘅焊盤佈局，尺寸為：焊盤寬度0.8mm，長度0.8mm，焊盤之間間隙0.4mm。呢個係建議；焊盤設計應根據特定PCB製造工藝同熱要求進行優化。文件強調焊盤尺寸可以根據個人需要修改。

6. 焊接及組裝指引

6.1 焊接製程

器件兼容紅外同氣相回流製程。指定無鉛回流焊接曲線：

• 預熱：150-200°C，持續60-120秒。
• 液相線以上時間（217°C）：60-150秒。
• 峰值溫度：最高260°C。
• 峰值溫度±5°C內時間：最多10秒。
• 加熱速率：最高3°C/秒。
• 冷卻速率：最高6°C/秒。

關鍵注意事項：回流焊接唔應該進行超過兩次。加熱期間唔應該對LED主體施加壓力。焊接後PCB唔應該翹曲。

6.2 儲存同濕度敏感性

元件包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮屏障袋中。

• 打開前：儲存喺≤30°C同≤90% RH環境下。
• 打開後：車間壽命為1年，條件係≤30°C同≤60% RH。未使用嘅部件必須重新密封喺防潮包裝中。
• 烘烤：如果乾燥劑指示劑發生變化或超過儲存時間，使用前應喺60±5°C下烘烤24小時，以去除吸收嘅水分，防止回流期間出現爆米花效應。

7. 包裝及訂購資料

7.1 捲帶規格

LED以8mm寬嘅凸面載帶供應，裝喺7英寸直徑嘅捲盤上。每捲裝載數量為3000件。規格書中提供詳細嘅捲盤同載帶尺寸。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含幾個代碼：

• P/N：產品編號（例如，18-225A/R6GHW-B01/3T）。
• QTY：包裝數量。
• CAT：發光強度等級（分級代碼，例如，P，R1）。
• HUE：色度座標同主波長等級（例如，級別2）。
• REF：正向電壓等級。
• LOT No：可追溯批次號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

如規格書所列：

• 汽車儀表板同開關嘅背光。
• 通訊設備：電話同傳真機中嘅狀態指示器同鍵盤背光。
• 小型LCD、開關同符號嘅平面背光。
• 消費電子、工業控制同電器中嘅通用指示器同狀態燈。

8.2 關鍵設計考量

限流：外部限流電阻係絕對必要嘅。LED嘅正向電壓具有負溫度係數同嚴格公差。電源電壓嘅微小增加可能導致正向電流大幅增加，可能造成破壞性後果。電阻值必須根據電源電壓（V_CC）、LED嘅典型正向電壓（V_F）同所需正向電流（I_F）計算：R = (V_CC- V_F) / I_F. 熱管理：雖然係小型SMD器件，但必須考慮功耗（GH最高95mW），特別係喺高環境溫度下。遵守正向電流降額曲線。確保足夠嘅PCB銅面積（使用散熱焊盤設計）將熱量從LED接面導走。ESD保護：實施標準ESD處理程序，特別係對於更敏感嘅GH（InGaN）變體。如果LED位於用戶可接觸區域，考慮喺敏感線路上使用ESD保護器件。

9. 技術比較及差異

18-225A系列喺電路板空間同自動化組裝兼容性方面，相比更大嘅通孔LED具有明顯優勢。喺SMD LED領域中，其主要差異化因素包括：

• 寬視角（130°）：白色擴散樹脂提供非常寬闊同均勻嘅發射模式，適合需要廣角可見性而非聚焦光束嘅應用。
• 雙晶片材料選項：喺相同封裝尺寸下提供AlGaInP（R6）同InGaN（GH），為紅/綠指示器對或多色應用提供設計靈活性。
• 詳細分級：提供多個發光強度同波長分級，允許設計師為需要嚴格亮度或顏色一致性嘅應用選擇部件。
• 穩健嘅回流兼容性：明確定義嘅無鉛回流曲線同濕度敏感性處理信息支持現代化、大批量製造製程。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以直接用5V或3.3V邏輯電源驅動呢個LED嗎？A：No.你必須始終使用串聯限流電阻。例如，使用5V電源同綠色LED（V_F~3.3V），I_F=20mA：R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 歐姆。使用下一個標準值（例如，82或100歐姆）並檢查實際電流同功耗。

Q2：點解綠色LED（GH）嘅ESD額定值低過紅色（R6）？A：呢個係基本材料特性。基於InGaN嘅LED（藍色、綠色、白色）通常比基於AlGaInP嘅LED（紅色、琥珀色）具有更低嘅ESD耐受電壓。呢個需要對綠色變體進行更小心嘅處理。

Q3：白色擴散樹脂顏色對光輸出意味住乜嘢？A：擴散樹脂散射從晶片發出嘅光，創造更寬、更均勻嘅視角（130°），並令未通電嘅LED呈現白色外觀。佢軟化光輸出，令其唔似點光源，更適合面板照明。

Q4：訂購時點樣解讀分級代碼？A：根據你應用對亮度變化同顏色偏移嘅容忍度，指定所需嘅CAT（亮度）同HUE（綠色嘅顏色）分級代碼。對於非關鍵指示器，更寬嘅分級可能可以接受且更具成本效益。對於均勻性係關鍵嘅背光陣列，指定嚴格嘅分級至關重要。

11. 設計實例分析

場景：設計一個帶有多狀態指示器嘅緊湊控制面板。要求：紅色表示故障，綠色表示就緒。空間極其有限。指示器必須從寬角度清晰可見。組裝製程使用自動化SMD貼裝同回流焊接。解決方案實施：

1. 部件選擇：使用18-225A/R6作為紅色，18-225A/GH作為綠色。相同嘅3.2x1.6mm佔板面積簡化咗PCB佈局。
2. 電路設計：對於3.3V系統電源：
   • 紅色LED：R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130 歐姆。使用130Ω或120Ω電阻。R中嘅功率：(1.3V^2)/130Ω ≈ 13mW。
   • 綠色LED：R = (3.3V - 3.3V) / 0.010A = 0 歐姆。呢個有問題。3.3V電源處於綠色LED嘅典型V_F，冇留電壓餘量畀電阻。解決方案：a) 使用更低電流（例如，5mA），b) 為LED電路使用更高電源電壓，或 c) 使用恆流驅動器。
3. PCB佈局：將LED放置喺面板邊緣附近。使用建議或稍大嘅焊盤，連接到一小塊銅箔用於散熱。確保絲印上嘅極性標記同LED上嘅陰極標記匹配。
4. 製造：為3.2x1.6mm主體尺寸編程貼片機。嚴格遵循指定嘅回流曲線。如果唔立即使用，將打開嘅捲盤儲存喺乾燥櫃中。
5. 分級：對於呢個具有多個相同指示器嘅面板，指定單一亮度分級（例如，紅色用CAT P，綠色用CAT R1），以確保所有單元外觀一致。

12. 技術原理簡介

LED係通過電致發光發光嘅半導體二極管。當正向電壓施加喺p-n接面時，電子同電洞被注入到有源區，喺嗰度佢哋複合。複合期間釋放嘅能量以光子（光）形式發射。發射光嘅顏色（波長）由有源區中使用嘅半導體材料嘅帶隙能量決定。

• R6（AlGaInP）：磷化鋁鎵銦係一種用於生產紅色、橙色同琥珀色光譜中高效率LED嘅材料體系。佢具有適合高效發光嘅直接帶隙。
• GH（InGaN）：氮化銦鎵係用於藍色、綠色同白色LED嘅材料體系。通過改變銦含量，可以調節帶隙。喺呢個材料體系中實現高效率綠光發射（綠光間隙）一直係一個歷史性挑戰。

來自微小半導體晶片嘅光被封裝喺環氧樹脂或矽膠封裝中。白色擴散樹脂含有散射粒子，隨機化光子嘅方向，創造寬闊、均勻嘅發射模式。封裝仲提供機械保護、電氣接觸點，並有助於散熱。

13. 行業趨勢

SMD LED市場喺微型化、更高效率同更低成本嘅需求推動下持續發展。與18-225A等器件相關嘅趨勢包括：

• 效率提升：外延生長同晶片設計嘅持續改進帶來更高嘅發光效率（每電瓦更多光輸出），允許更亮嘅指示器或更低嘅功耗。
• 顏色一致性改善：製造控制嘅進步同更精密嘅分級策略實現更嚴格嘅顏色同亮度公差，呢個對於背光陣列同全彩顯示器等應用至關重要。
• 色域擴展：新熒光粉同窄帶發射器（如量子點）嘅開發允許具有更飽和顏色嘅LED，擴展顯示器可實現嘅色彩空間。
• 集成化：將多個LED晶片（RGB、RGBW）、控制IC甚至被動元件集成到單一封裝模組中嘅趨勢持續，簡化終端產品組裝。
• 可靠性關注：隨著LED滲透到汽車、工業同醫療市場，越來越強調長期可靠性數據、故障模式分析同惡劣環境條件（高溫、濕度、熱循環）下嘅認證。

雖然存在更新、更細嘅封裝格式（例如，0201、01005），但3.2x1.6mm佔板面積仍然係通用指示器同背光應用中受歡迎且穩健嘅主力，提供尺寸、亮度、易於處理同熱性能之間嘅良好平衡。