目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心特色與優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術規格深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 3.2 發光強度 vs. 順向電流
- 3.3 發光強度 vs. 環境溫度
- 3.4 順向電流降額曲線
- 3.5 頻譜分佈
- 3.6 輻射圖
- 4. 機械與封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 建議焊接墊佈局
- 5. 焊接與組裝指引
- 5.1 迴焊溫度曲線
- 5.2 儲存與濕度敏感性
- 5.3 關鍵使用注意事項
- 6. 包裝與訂購資訊
- 6.1 捲盤與載帶規格
- 6.2 標籤說明
- 7. 應用設計考量
- 7.1 電路設計
- 7.2 熱管理
- 7.3 光學整合
- 8. 技術比較與選型指引
- 9. 常見問題 (FAQ)
1. 產品概述
18-225 系列代表一款緊湊型表面黏著 LED 解決方案，專為需要微型化與高可靠性的現代電子應用而設計。此系列提供兩種不同的顏色型號：採用 InGaN 晶片技術的藍光 LED，以及採用 AlGaInP 晶片技術的亮紅光 LED。其主要設計理念在於實現更小的印刷電路板 (PCB) 佔用面積、更高的元件組裝密度，最終有助於開發更輕薄短小的終端用戶設備。
1.1 核心特色與優勢
此元件整合了多項關鍵特色，提升了其在自動化製造環境中的可用性與效能。它以 8mm 載帶形式供應，捲繞於直徑 7 英吋的捲盤上，完全相容於標準自動貼片組裝設備。此元件適用於紅外線 (IR) 與氣相迴焊製程，這些製程在大規模電子生產中相當普遍。它為單色型、無鉛 (Pb-free) 設計，並符合主要環保法規，包括歐盟 RoHS 指令、REACH 規範以及無鹵素要求（溴 <900 ppm、氯 <900 ppm，總和 <1500 ppm）。此 SMD 封裝固有的微小尺寸與輕量特性，使其成為空間與重量為關鍵限制因素的應用的理想選擇。
1.2 目標應用
18-225 LED 系列的多功能性使其能廣泛應用於各種領域。常見用途包括儀表板與薄膜開關的背光照明。在通訊設備中，它可有效作為電話、傳真機等裝置的狀態指示燈與鍵盤背光。它也適用於為液晶顯示器 (LCD)、開關圖例與符號提供平坦、均勻的背光照明。最後，其通用特性使其成為消費性、工業與汽車電子領域中，各種其他指示與照明任務的可靠選擇。
2. 技術規格深入解析
2.1 絕對最大額定值
超出這些限制操作可能導致永久性損壞。兩種顏色型號的最大反向電壓 (V_R) 均為 5V。B6 (藍光) 與 R6 (紅光) LED 的連續順向電流 (I_F) 額定值均為 25 mA。在脈衝操作下，工作週期 1/10、頻率 1 kHz 時的峰值順向電流 (I_FP)，B6 為 100 mA，R6 為 60 mA。最大功耗 (P_d)，B6 為 150 mW，R6 為 60 mW。根據人體放電模型 (HBM) 的靜電放電 (ESD) 耐受電壓，B6 為 150V，R6 則顯著較高，為 2000V。操作溫度範圍 (T_opr) 為 -40°C 至 +85°C，而儲存溫度範圍 (T_stg) 稍寬，為 -40°C 至 +90°C。此元件在迴焊時可承受 260°C 持續 10 秒，或在手動焊接時承受 350°C 持續 3 秒的溫度。
2.2 電光特性
除非另有說明，所有參數均在環境溫度 (T_a) 25°C、順向電流 (I_F) 5 mA 下指定。B6 與 R6 的典型發光強度 (I_v) 均為 28.5 mcd，最小值為 18.0 mcd。視角 (2θ_1/2) 通常為 120 度。對於 B6 (藍光) LED，峰值波長 (λ_p) 為 468 nm，主波長 (λ_d) 為 470 nm，頻譜頻寬 (Δλ) 為 35 nm。對於 R6 (紅光) LED，峰值波長為 632 nm，主波長為 624 nm，頻譜頻寬為 20 nm。順向電壓 (V_F) 範圍，B6 為 2.7V 至 3.7V（典型值 3.3V），R6 為 1.7V 至 2.4V（典型值 2.0V）。在 V_R=5V 時的最大反向電流 (I_R)，B6 為 50 μA，R6 為 10 μA。重要注意事項包括：發光強度容差 ±11%、主波長容差 ±1 nm、順向電壓容差 ±0.10V。反向電壓測試僅供特性分析；此元件不應在反向偏壓下操作。
3. 性能曲線分析
本規格書為兩種 LED 類型提供了一套完整的特性曲線，對於電路設計與熱管理至關重要。
3.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
I-V 曲線說明了流經 LED 的電流與其兩端電壓降之間的關係。這些曲線是非線性的，是典型的二極體行為。對於 B6 藍光 LED，電壓在超過約 2.7V 後急遽上升。對於 R6 紅光 LED，此導通點約在 1.7V 左右。設計人員利用這些曲線來選擇適當的限流電阻，以確保在所需驅動電流下的穩定運作。
3.2 發光強度 vs. 順向電流
這些圖表顯示光輸出如何隨著驅動電流增加。在建議的操作範圍內，關係大致呈線性，但在極高電流下會飽和。此數據對於決定要達到特定亮度等級所需的驅動電流至關重要。
3.3 發光強度 vs. 環境溫度
這些曲線展示了光輸出的熱依賴性。發光強度通常會隨著 LED 接面溫度的升高而降低。了解這種降額特性對於在寬廣溫度範圍或高環境溫度下運作的應用至關重要，以確保一致的亮度表現。
3.4 順向電流降額曲線
此圖表規定了最大允許連續順向電流與環境溫度的函數關係。為防止過熱並確保長期可靠性，在高溫環境下操作時必須降低驅動電流。此曲線提供了進行此熱降額的必要指引。
3.5 頻譜分佈
頻譜圖顯示相對輻射功率與波長的函數關係。B6 藍光 LED 在約 468 nm 處顯示一個主峰值。R6 紅光 LED 在約 632 nm 處顯示一個主峰值。這些峰值的寬度（由頻譜頻寬參數表示）會影響發射光的色彩純度。
3.6 輻射圖
極座標輻射圖描繪了光強度的空間分佈。典型的 120 度視角由這些圖表確認，其顯示了發光強度降至峰值（軸向）一半時的角寬度。此資訊對於光學設計、決定光線如何被感知或收集至關重要。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
18-225 LED 採用緊湊的表面黏著封裝。關鍵尺寸包括本體長度 1.6 mm、寬度 0.8 mm、高度 0.7 mm（容差 ±0.1 mm）。元件具有低剖面，典型厚度為 0.5 mm。規格書提供了詳細的頂視、側視與底視圖，並清楚標示所有關鍵尺寸。極性由封裝上的陰極標記指示。
4.2 建議焊接墊佈局
提供了 PCB 設計的建議焊墊圖形（佔位面積）。焊墊尺寸作為參考提供：陽極與陰極焊墊通常為 0.8 mm x 0.8 mm，間距為 0.4 mm。文件明確指出此為建議佈局，應根據個別製造製程、PCB 材料與熱需求進行修改。遵循這些指引有助於在迴焊過程中形成可靠的焊點並確保適當的散熱。
5. 焊接與組裝指引
5.1 迴焊溫度曲線
對於無鉛焊接，建議採用特定的溫度曲線。預熱區應在 60-120 秒內從環境溫度升至 150-200°C。高於焊料液相線溫度 (217°C) 的時間應維持 60-150 秒。峰值溫度不應超過 260°C，且在此峰值 5°C 範圍內的時間應限制在最多 10 秒。升至峰值的最大升溫速率為每秒 6°C，從峰值冷卻的最大降溫速率為每秒 3°C。關鍵在於同一元件上不應執行超過兩次的迴焊，以避免對內部晶粒與打線造成熱損傷。
5.2 儲存與濕度敏感性
LED 包裝在防潮阻隔袋中並附有乾燥劑，以防止吸收環境濕氣。未開封的袋子應儲存在 30°C 以下、相對濕度 (RH) 90% 以下的環境中。一旦開封，元件在儲存於 30°C/60%RH 或更低條件下時，具有 1 年的車間壽命。任何未使用的元件應重新密封於防潮包裝中。如果乾燥劑指示劑顯示飽和或超過儲存時間，則在元件進行迴焊前，需要以 60 ±5°C 烘烤 24 小時，以防止爆米花效應或分層。
5.3 關鍵使用注意事項
過電流保護：LED 是電流驅動元件。必須在 LED 上串聯一個外部限流電阻。如果沒有適當限制，即使順向電壓的微小增加也可能導致電流大幅、甚至可能造成損壞的增加。電路設計必須考慮電源供應的電壓容差以及 LED 的順向電壓變化。
操作處理：在操作與組裝過程中應遵守標準的 ESD（靜電放電）預防措施，特別是對於 ESD 等級較低的 B6 型號。
6. 包裝與訂購資訊
6.1 捲盤與載帶規格
元件以寬度 8 mm 的凸輪式載帶形式交付，捲繞於標準直徑 7 英吋 (178 mm) 的捲盤上。每捲包含 3000 個元件。提供了載帶凹槽、蓋帶與捲盤軸心的詳細尺寸，以確保與自動送料設備的相容性。
6.2 標籤說明
捲盤標籤包含幾個關鍵識別資訊：客戶產品編號 (CPN)、製造商產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY) 與批號 (LOT No.)。它還包含關鍵參數的分級資訊：發光強度等級 (CAT)、色度座標與主波長等級 (HUE)，以及順向電壓等級 (REF)。這種分級允許為需要色彩或亮度一致性的應用，選擇特性緊密集中的 LED。
7. 應用設計考量
7.1 電路設計
基本的設計任務是計算串聯電阻 (R_s) 的值。公式為 R_s = (V_電源 - V_F) / I_F，其中 V_F 是 LED 在所需電流 I_F 下的順向電壓。電阻的額定功率必須足夠：P_電阻 = (I_F)^2 * R_s。設計人員必須使用規格書中的最大 V_F 值，以確保即使在最壞情況下電流也不會超過最大額定值。例如，從 5V 電源以 20 mA 驅動 R6 紅光 LED：使用最大 V_F=2.4V，R_s = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。將選擇最接近的標準值（例如 130 或 120 歐姆），並檢查其額定功率。
7.2 熱管理
雖然封裝很小，但有效的熱管理對於使用壽命與穩定輸出仍然很重要。LED 中消耗的功率為 P_LED = V_F * I_F。此熱量必須透過焊墊傳導至 PCB 銅箔。使用建議或更大的焊墊尺寸，並將其連接到銅箔區域（散熱焊盤），可以顯著改善散熱效果，特別是在較高電流或溫暖環境中操作時。
7.3 光學整合
寬廣的 120 度視角使此 LED 適合需要廣泛、漫射照明的應用。對於更定向的光線，可以使用二次光學元件，如透鏡或導光管。封裝尺寸與輻射圖數據對於設計這些光學元件至關重要。
8. 技術比較與選型指引
18-225 系列在單一封裝佔位面積內提供了兩種不同的技術。B6 (InGaN) 藍光 LED 提供較短的波長、較高的順向電壓與較高的功耗能力，但 ESD 耐受度較低。R6 (AlGaInP) 亮紅光 LED 提供較長的波長、較低的順向電壓與優越的 ESD 穩健性，但最大功耗較低。兩者之間的選擇主要取決於所需的顏色。對於同一電路板上可能使用兩種顏色的應用，不同的順向電壓需要為每個顏色通道分別計算限流電阻，以實現均勻的電流，從而控制亮度。
9. 常見問題 (FAQ)
問：我可以直接從微控制器 GPIO 腳位驅動這個 LED 嗎？
答：通常不行。大多數微控制器腳位無法提供或吸收這些 LED 典型工作電流 20-25 mA。需要外部限流電阻，且通常還需要電晶體驅動器。
問：為什麼藍光與紅光版本的 ESD 等級不同？
答：差異源於 InGaN（藍光）與 AlGaInP（紅光）半導體晶片固有的材料特性。AlGaInP 結構通常對靜電放電更具穩健性。
問：透明樹脂顏色是什麼意思？
答：這表示 LED 的封裝透鏡是透明的，未經擴散或染色。這使得真正的晶片顏色（藍色或紅色）得以發射，與擴散型封裝相比，通常能產生更高的感知亮度與更飽和的色彩。
問：如何解讀標籤上的分級代碼 (CAT, HUE, REF)？
答：這些代碼分別對應於特定的發光強度範圍、主波長/色度範圍以及順向電壓範圍。它們讓製造商能將性能相近的 LED 分組。對於關鍵應用，請查閱製造商的詳細分級文件，以根據您的需求選擇適當的代碼。
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。 |