SMD LED 18-225/R6G6C-A01/3T 規格書 - 尺寸 1.6x0.8x0.5mm - 電壓 2.0V - 功率 60mW - 亮紅/黃綠光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

18-225 系列代表一款專為現代電子應用設計的緊湊型表面黏著 LED 元件，這些應用要求微型化與高可靠性。本規格書涵蓋兩種主要型號，以其晶片代碼識別：R6（亮紅光）與 G6（亮黃綠光）。此產品的核心優勢在於其相較於傳統引線框架 LED，佔用面積顯著縮小，使設計師能夠實現更小的印刷電路板尺寸、更高的元件組裝密度，並最終打造更緊湊的終端用戶設備。其輕量化結構進一步使其成為可攜式與微型應用的理想選擇。

1.1 核心特色與優勢

本元件以 8mm 載帶包裝，捲繞於直徑 7 吋的捲盤上，確保與標準自動化取放組裝設備相容，從而簡化大量生產流程。它適用於紅外線迴焊與氣相迴焊技術，符合常見的無鉛組裝要求。產品已確認符合有害物質限制指令。作為單色型元件，每個元件會發射由其晶片材料定義的單一特定波長光線。

1.2 目標應用與市場

18-225 LED 廣泛應用於需要小型、可靠指示燈照明的各種領域。主要應用領域包括儀表板與薄膜開關的背光照明。在電信設備中，它用作狀態指示燈與鍵盤背光。它也適用於為液晶顯示器、開關圖例與符號提供平面背光照明。其通用性質使其成為消費性電子產品、工業控制與各種嵌入式系統的多功能元件。

2. 技術參數深入解析

本節針對 18-225 LED 所指定的電氣、光學與熱參數提供詳細、客觀的分析，這些對於可靠的電路設計與效能預測至關重要。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些並非正常操作條件。對於 R6 與 G6 兩種型號，最大連續順向電流額定值為 25 mA。在脈衝條件下（工作週期 1/10，頻率 1 kHz），允許較高的峰值順向電流 60 mA。最大逆向電壓為 5 V。每個 LED 的功率消耗限制為 60 mW。元件可承受人體放電模型下 2000 V 的靜電放電。操作溫度範圍指定為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍稍寬，為 -40°C 至 +90°C。焊接溫度曲線至關重要：迴焊溫度不得超過 260°C 持續 10 秒，而手工焊接應限制在 350°C 持續 3 秒。

2.2 電光特性

電光特性是在標準接面溫度 25°C 與順向電流 20 mA 下測量（除非另有說明）。這些代表典型的操作條件。

2.2.1 發光強度與視角

發光強度是 LED 的感知亮度。對於 R6（紅光）晶片，最小強度為 45.0 mcd，最大為 112 mcd。G6（黃綠光）晶片的最小強度為 28.5 mcd，最大為 72.0 mcd。規格書註明發光強度容差為 ±11%。兩款 LED 均具備 120 度的寬廣視角，提供適合指示燈應用的寬廣、擴散光線發射模式。

2.2.2 光譜特性

R6 晶片的峰值波長通常為 632 nm，G6 晶片則為 575 nm。主波長與感知顏色更為相關，其指定範圍為：R6 為 617.0 nm 至 625.0 nm，G6 為 567.5 nm 至 575.5 nm，容差為 ±1 nm。兩者的光譜頻寬約為 20 nm，表示發射光的光譜純度。

2.2.3 電氣參數

在 20 mA 下，兩款 LED 類型的順向電壓典型值為 2.0 V，最小值為 1.7 V，最大值為 2.4 V。容差註明為 ±0.10 V。當施加 5 V 逆向偏壓時，逆向電流最大值指定為 10 μA，顯示良好的二極體特性。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據測量參數進行分級。這使設計師能夠選擇符合特定應用均勻性要求的元件。

3.1 發光強度分級

R6（紅光）LED 分為四個發光強度等級：P1 (45.0-57.0 mcd)、P2 (57.0-72.0 mcd)、Q1 (72.0-90.0 mcd) 與 Q2 (90.0-112 mcd)。G6（黃綠光）LED 分為四個等級：N1 (28.5-36.0 mcd)、N2 (36.0-45.0 mcd)、P1 (45.0-57.0 mcd) 與 P2 (57.0-72.0 mcd)。

3.2 主波長分級（僅 G6）

對於 G6 型號，會根據主波長進行額外分級。等級包括 C15 (567.5-569.5 nm)、C16 (569.5-571.5 nm)、C17 (571.5-573.5 nm) 與 C18 (573.5-575.5 nm)。這使得在特定黃綠色調至關重要的應用中能夠進行精確的色彩匹配。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供了 LED 性能如何隨操作條件變化的深入見解，這對於穩健的設計至關重要。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓（IV 曲線）

典型曲線顯示順向電流與順向電壓之間的指數關係。對於 R6 與 G6 類型，在建議的 20 mA 操作點，電壓通常為 2.0V。設計師必須使用限流電阻或恆流驅動器，以確保 LED 在其指定的電流範圍內工作，因為電壓的微小增加可能導致電流大幅且可能造成損壞的增加。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示發光強度隨順向電流增加而近似線性增加，直至某一點。在指定的 20 mA 下操作可提供額定的光輸出。超過最大連續電流可能會暫時增加亮度，但由於接面溫度升高，將減少使用壽命與可靠性。

4.3 發光強度 vs. 環境溫度

LED 的輸出會隨著環境溫度（進而接面溫度）升高而降低。降額曲線對於在高溫環境中操作的應用至關重要。當溫度接近 85°C 的最大操作極限時，LED 的輸出可能顯著下降。設計師必須考慮此熱降額，以確保在所有操作條件下都有足夠的亮度。

4.4 光譜分佈

R6 與 G6 的光譜圖顯示了跨波長發射的光線相對強度。R6 圖譜集中在 632 nm（紅光）附近，而 G6 圖譜集中在 575 nm（黃綠光）附近。20 nm 的頻寬表示相對窄頻、飽和的顏色發射。

4.5 輻射圖

極座標輻射圖直觀地確認了 120 度的視角。強度沿中心軸（0°）最高，並對稱地降低至峰值強度的 50%，在軸線 ±60° 處。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與圖面

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 與高度 0.5 mm（除非另有說明，容差為 ±0.1 mm）。封裝底部有兩個電極。

5.2 極性識別與焊墊設計

極性有明確標記。陰極由封裝頂部的綠色標記（G6 LED）或紅色標記（R6 LED）識別。在底部，陰極是較大的焊墊或帶有倒角的焊墊。提供了建議的焊墊佈局，建議尺寸以確保可靠的焊點與迴焊過程中的正確對位。規格書強調這些焊墊尺寸僅供參考，應根據特定的 PCB 設計規則與製程要求進行修改。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

對於無鉛組裝，必須遵循特定的溫度曲線。預熱區應在 150°C 至 200°C 之間，持續 60-120 秒。超過焊料液相線溫度的時間應為 60-150 秒。封裝本體峰值溫度不得超過 260°C，且超過 255°C 的時間應限制在最多 30 秒。最大加熱速率應為 6°C/秒，最大冷卻速率應為 3°C/秒。遵循此曲線可防止熱衝擊，並確保可靠的焊接連接，而不損壞 LED 環氧樹脂或半導體晶粒。

6.2 儲存與濕度敏感性

LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。在準備使用元件之前不應打開袋子。打開前，儲存條件應為 30°C 或更低，相對濕度 90% 或更低。打開後，若儲存在 30°C/60% RH 或更低的條件下，元件有一年的車間壽命。未使用的 LED 應重新密封在防潮包裝中。如果乾燥劑指示劑顯示吸濕或超過儲存時間，則需要在 60°C ±5°C 下烘烤 24 小時，以去除吸收的水分並防止迴焊過程中發生爆米花現象。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲盤與載帶規格

元件以寬度 8 mm 的凸版載帶包裝，捲繞在標準 7 吋直徑的捲盤上。每捲包含 3000 個元件。提供了詳細的捲盤與載帶尺寸，以確保與自動送料器相容。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含幾個關鍵代碼：CPN（客戶產品編號）、P/N（製造商產品編號，例如 18-225/R6G6C-A01/3T）、QTY（包裝數量）、CAT（發光強度等級/分級代碼）、HUE（色度座標與主波長等級）、REF（順向電壓等級）與 LOT No（可追溯批號）。理解這些代碼對於庫存控制與確保生產中使用正確的元件分級至關重要。

8. 應用設計考量

8.1 必須進行電流限制

一個關鍵的設計注意事項是必須對此 LED 使用串聯限流電阻（或主動式恆流驅動器）。順向電壓具有容差與負溫度係數（隨溫度升高而降低）。若無電流限制，即使電源電壓的微小增加或由於加熱導致的 V_F 降低，都可能引起電流失控增加，導致快速故障。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源 - V_F) / I_F，其中 V_F 是規格書中的典型值或最大值，I_F 是期望的操作電流。

8.2 熱管理

雖然封裝很小，但管理熱量對於使用壽命與穩定的光輸出非常重要。最大功率消耗為 60 mW。在 20 mA 與典型 V_F 2.0V 下，消耗的功率為 40 mW，在限制範圍內。然而，在高環境溫度環境中或以更高電流驅動時，必須注意 PCB 佈局。在 LED 焊墊周圍提供足夠的銅面積有助於將熱量從接面導出。應參考降額曲線以估算在熱環境中的亮度損失。

8.3 光學設計

120 度的視角提供了寬廣、擴散的光暈。對於需要更定向光束的應用，可以使用二次光學元件，如透鏡或導光管。LED 的小尺寸使其適合整合到面板或顯示器後方的狹小空間中。

9. 技術比較與差異化

18-225 LED 的主要差異化在於其微型 1.6x0.8mm 的佔用面積，這比許多傳統 SMD LED 更小，儘管其高度輪廓相似。其關鍵優勢在於提供具有精確波長分級的特定亮黃綠光顏色，這比標準綠光更為少見。寬廣的 120 度視角與相對其尺寸較高的發光強度相結合，在亮度與視角覆蓋範圍之間提供了良好的平衡。其與標準無鉛迴焊製程的相容性以及 RoHS 合規性，使其符合現代環保法規。

10. 常見問題

10.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長是發射光譜強度達到最大值的波長。主波長是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。對於具有窄頻譜的 LED，兩者通常接近，但主波長對於指示燈與顯示器等應用中的顏色規格更為相關。

10.2 我可以以 30 mA 驅動此 LED 以獲得更高亮度嗎？

以 30 mA 驅動 LED 超過了連續順向電流的絕對最大額定值。雖然最初可能產生更多光線，但它將顯著增加接面溫度，加速流明衰減，並大幅縮短操作壽命。不建議用於可靠的設計。

10.3 如何解讀標籤上的分級代碼？

CAT 代碼對應發光強度分級。HUE 代碼對應顏色/波長分級。在產品中使用相同分級的元件可確保均勻的亮度與顏色外觀。對於非關鍵應用，可以使用規格內的任何分級，但為了一致性，在採購中指定與控制分級代碼至關重要。

11. 實用設計與使用範例

11.1 範例：儀表板指示燈電路

考慮使用 R6 LED 設計一個 12V 汽車儀表板指示燈。假設典型 V_F 為 2.0V，期望 I_F 為 20 mA。所需的串聯電阻為 R = (12V - 2.0V) / 0.020A = 500 歐姆。最接近的標準值為 510 歐姆。重新計算電流：I_F = (12V - 2.0V) / 510Ω ≈ 19.6 mA，這是安全且在規格內的。電阻消耗的功率為 (10V)^2 / 510Ω ≈ 0.196W，因此 1/4 瓦電阻已足夠。寬廣的視角確保指示燈能從駕駛員的不同位置看到。

11.2 範例：顏色一致的多 LED 背光

對於需要多個 G6 LED 具有匹配顏色的鍵盤背光，必須在採購時指定 HUE 分級代碼。此外，從相同的恆流源驅動所有 LED 或使用具有緊密容差的個別電阻，有助於最小化由順向電壓差異引起的亮度變化。緊湊的尺寸允許按鍵之間有緊密的間距。

12. 操作原理介紹

發光二極體是一種通過電致發光發射光線的半導體元件。當順向電壓施加於 p-n 接面時，來自 n 型材料的電子與來自 p 型材料的電洞復合。此復合過程以光子的形式釋放能量。發射光的特定波長由所用半導體材料的能隙決定。R6 LED 使用 AlGaInP 晶片，設計用於產生紅光。G6 LED 也使用 AlGaInP 晶片，但具有不同的組成以產生黃綠光。環氧樹脂封裝體用於保護晶片、塑造光輸出光束，並且可以包含螢光粉或染料，儘管在此水清版本中它是透明的。

13. 技術趨勢與背景

18-225 LED 代表了 SMD 指示燈 LED 領域中的成熟產品。該領域的總體趨勢繼續朝向更小的封裝尺寸、更高的效率與改進的可靠性發展。也有越來越多的驅動電子元件整合到 LED 封裝本身中。然而，像 18-225 這樣的元件仍然高度相關，因為它們具有經過驗證的可靠性、低成本、易用性與廣泛的可用性。它們是無數需要簡單、可靠指示燈照明的電子設備中的基本構件。如本規格書所示，對無鉛與 RoHS 合規製造的強調，反映了整個行業朝向環保電子生產的轉變。