SMD LED 18-225/S2G6C-A01/3T 規格書 - 尺寸 1.6x0.8x0.5mm - 電壓 1.75-2.35V - 功率 60mW - 橘色/黃綠色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

18-225/S2G6C-A01/3T 是一款專為高密度應用設計的緊湊型表面黏著 LED。它是一款單色元件，提供兩種不同的晶片型號：S2（亮橘色）與 G6（亮黃綠色）。此元件的首要優勢在於其微型佔位面積，尺寸僅為 1.6mm x 0.8mm x 0.5mm，這使得 PCB 上的空間得以大幅節省，降低儲存需求，並能設計出更小巧的終端用戶設備。其輕量化結構更使其成為攜帶式與微型電子裝置的理想選擇。

此 LED 以 8mm 載帶包裝，捲繞於直徑 7 英吋的捲盤上，完全相容於標準自動化取放組裝設備。其設計適用於紅外線（IR）與氣相迴焊製程。本產品符合關鍵的環境與安全標準，為無鉛、符合 RoHS 規範、符合歐盟 REACH 規範，且為無鹵素（溴含量 <900 ppm，氯含量 <900 ppm，溴+氯總含量 < 1500 ppm）。

1.1 目標應用

此 LED 系列用途廣泛，適用於各種照明與指示用途。主要應用領域包括：儀表板、開關與符號的背光；電話與傳真機等通訊裝置的指示燈與背光功能；LCD 顯示器的平面背光；以及任何需要可靠、緊湊光源的通用指示燈應用。

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

在超出這些限制的條件下操作可能導致永久性損壞。絕對最大額定值是在環境溫度（Ta）為 25°C 時所指定。

• 逆向電壓（V_R）：5V
• 連續順向電流（I_F）：S2 與 G6 兩種型號均為 25 mA。
• 峰值順向電流（I_FP）：兩種型號均為 60 mA（工作週期 1/10，頻率 1 kHz）。
• 功率消耗（P_d）：兩種型號均為 60 mW。
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）： 2000V.
• 操作溫度範圍（T_opr）：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度（T_sol）：對於迴焊，指定峰值溫度為 260°C，持續 10 秒。對於手工焊接，限制為 350°C，持續 3 秒。

2.2 電光特性

以下參數是在 Ta=25°C 且順向電流（I_F）為 20 mA 的條件下量測，除非另有說明。公差對設計至關重要：發光強度（±11%）、主波長（±1 nm）、順向電壓（±0.10V）。

對於 S2（亮橘色）：

• 發光強度（I_v）：36.0 - 112 mcd（參見分級）。
• 峰值波長（λ_p）：611 nm（典型值）。
• 主波長（λ_d）：599.0 - 611.0 nm。
• 頻譜頻寬（Δλ）：17 nm（典型值）。
• 順向電壓（V_F）：1.75 - 2.35 V。
• 逆向電流（I_R）：最大 10 μA（當 V_R=5V 時）。

對於 G6（亮黃綠色）：

• 發光強度（I_v）：16.0 - 45.0 mcd（參見分級）。
• 峰值波長（λ_p）：575 nm（典型值）。
• 主波長（λ_d）：568.5 - 574.5 nm。
• 頻譜頻寬（Δλ）：20 nm（典型值）。
• 順向電壓（V_F）：1.75 - 2.35 V。
• 逆向電流（I_R）：最大 10 μA（當 V_R=5V 時）。

共同參數：

• 視角（2θ_1/2）：兩種型號均為 120 度（典型值）。

3. 分級系統說明

為確保生產中的色彩與亮度一致性，LED 會根據發光強度與主波長進行分級。

3.1 S2（橘色）分級

發光強度分級（於 I_F=20mA）：

• 等級 1：36 - 72 mcd
• 等級 2：72 - 112 mcd

主波長分級（於 I_F=20mA）：

• 等級 1：599 - 605 nm
• 等級 2：605 - 611 nm

3.2 G6（黃綠色）分級

發光強度分級（於 I_F=20mA）：

• 等級 1：16.0 - 28.5 mcd
• 等級 2：28.5 - 36.0 mcd
• 等級 3：36.0 - 45.0 mcd

主波長分級（於 I_F=20mA）：

• 等級 1：568.5 - 570.5 nm
• 等級 2：570.5 - 572.5 nm
• 等級 3：572.5 - 574.5 nm

4. 性能曲線分析

本資料表提供了兩種 LED 類型的典型特性曲線，對於理解元件在不同操作條件下的行為至關重要。

4.1 順向電流 vs. 發光強度

這些曲線顯示發光強度隨順向電流增加而增加，但並非線性關係。設計者必須在指定的電流限制內操作，以避免加速劣化。降額曲線說明了當環境溫度超過 25°C 時，最大允許順向電流如何降低，這對於熱管理至關重要。

4.2 順向電流 vs. 順向電壓（IV 曲線）

IV 曲線展示了二極體的指數關係。順向電壓（V_F）具有負溫度係數，意味著它會隨著接面溫度升高而略微下降。這在恆流驅動器設計中必須加以考慮。

4.3 頻譜分佈

頻譜圖確認了 LED 的單色特性。S2 晶片發射中心約在 611 nm 的橘色光，而 G6 晶片發射中心約在 575 nm 的黃綠色光。窄頻寬（半高寬約 17-20 nm）表示高色彩純度。

4.4 輻射圖案

極座標圖確認了寬廣的 120 度視角，提供了類似朗伯分佈的寬廣發射圖案，適用於區域照明與廣角指示燈。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 具有緊湊的矩形佔位面積。關鍵尺寸（單位 mm，公差 ±0.1mm，除非另有註明）為：長度=1.6，寬度=0.8，高度=0.5。陰極有標記以供極性識別。提供了建議的焊墊佈局（焊墊尺寸 0.7mm x 0.8mm，間距 0.3mm），但應根據特定的 PCB 設計規則與焊接製程進行最佳化。

5.2 捲盤、載帶與防潮包裝

元件以載帶包裝供應於 7 英吋捲盤上，標準裝載數量為每捲 3000 顆。提供了詳細的捲盤與載帶尺寸以供送料器相容性參考。LED 以防潮鋁箔袋包裝，內含乾燥劑以防止吸濕，這對於防止迴焊過程中發生爆米花裂痕至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 焊接溫度曲線

此元件額定適用於無鉛迴焊，峰值溫度 260°C，最長 10 秒。應遵循具有適當預熱、升溫、峰值與冷卻階段的標準迴焊曲線。允許手工焊接於 350°C，最長 3 秒，但必須小心避免熱衝擊。

6.2 儲存與操作注意事項

過電流保護：必須使用外部限流電阻。LED 是電流驅動裝置；微小的電壓變化可能導致大電流突波，造成立即故障。

濕度敏感性：此為濕度敏感等級（MSL）元件。未開封的包裝袋必須儲存於 ≤30°C 且 ≤90% RH 的環境中。一旦開封，在 ≤30°C 且 ≤60% RH 的條件下，車間壽命為 1 年。未使用的零件必須重新密封於含有乾燥劑的防潮袋中。如果乾燥劑指示劑顯示飽和或超過儲存時間，則需要在迴焊前以 60±5°C 烘烤 24 小時。

7. 標籤與訂購資訊

捲盤上的標籤提供了關鍵的可追溯性與技術資料：客戶料號（CPN）、製造商料號（P/N）、包裝數量（QTY）、發光強度等級（CAT）、色度/主波長等級（HUE）、順向電壓等級（REF）以及批號（LOT No.）。此資訊對於品質控制與確保生產中使用正確的元件至關重要。

8. 應用設計考量

8.1 驅動電路設計

務必使用恆流驅動器或串聯電阻的電壓源。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算電阻值，並考慮資料表中的最壞情況 V_F，以確保 I_F 絕不超過 25 mA。對於精密應用，請選擇發光強度與波長分級，以在多個 LED 間實現一致的外觀。

8.2 熱管理

儘管功率消耗較低（60mW），但適當的 PCB 佈局至關重要。在 LED 的散熱墊（如適用）下方使用散熱孔，並確保足夠的銅箔面積以散熱，特別是在高環境溫度環境中或以較高電流驅動時。請遵循順向電流降額曲線。

8.3 光學設計

寬廣的 120 度視角使這些 LED 適合需要寬廣照明而無需二次光學元件的應用。對於聚焦光線，可能需要外部透鏡或導光板。透明的樹脂封裝提供了良好的光提取效率。

9. 技術比較與差異化

18-225 系列透過使用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料實現差異化。此材料系統對於生產高亮度紅光、橘光、琥珀光與黃綠光具有高效率，相較於 GaAsP 等舊技術，提供了更優異的性能與穩定性。結合小尺寸、高可靠性以及符合現代環境標準（RoHS、無鹵素），使其成為當代電子設計中，相較於較大、有引腳的替代方案，更受青睞的選擇。

10. 常見問題（FAQ）

問：我可以直接從 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動此 LED 嗎？

答：不行。您必須使用串聯的限流電阻。例如，使用 3.3V 電源，在 20mA 時典型 V_F為 2.0V，則 R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 歐姆。為更安全計算，請使用最大 V_F（2.35V）。

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長（λ_p）是頻譜中強度最高點的波長。主波長（λ_d）是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。λ_d 對於色彩規格更為相關。

問：為什麼焊接前需要烘烤？

答：塑膠封裝可能吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些濕氣會迅速轉變為蒸汽，產生內部壓力，可能導致封裝破裂（爆米花效應）。烘烤可去除這些吸收的濕氣。

11. 實務設計案例研究

情境：設計一個具有 10 個亮度均勻的橘色指示燈的狀態指示面板。

1. 元件選擇：選擇 S2（橘色）型號。為確保均勻性，指定嚴格的發光強度分級（例如，等級 2：72-112 mcd）與主波長分級（例如，等級 1：599-605 nm）。
2. 電路設計：系統使用 5V 電源軌。使用最大 V_F 2.35V 與目標 I_F 20mA，計算 R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5 歐姆。使用最接近的標準值 130 或 150 歐姆。150 歐姆電阻可提供 I_F≈ 17.7mA，符合規格並提供安全餘裕。
3. 佈局：將 LED 放置在 0.05 英吋（1.27mm）的網格上。遵循建議的焊墊尺寸，但將間距調整為 0.25mm 以符合 PCB 製造商的能力。在每個 LED 周圍加入小面積的接地銅箔以輔助散熱。
4. 組裝：確保收到工廠包裝袋時是密封的。安排 PCB 組裝在開封後的 1 年車間壽命內進行。若超過期限，請在送至組裝廠前烘烤捲盤。

12. 技術原理介紹

此 LED 基於生長在基板上的 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）異質結構。當施加順向電壓時，電子與電洞被注入主動區，在此處復合並以光子（光）的形式釋放能量。特定顏色（橘色或黃綠色）由主動區半導體材料的能隙決定，而能隙則透過精確控制鋁、鎵與銦的比例來調控。光線透過透明的環氧樹脂透鏡發出，該透鏡同時提供環境保護。

13. 產業趨勢

SMD LED 的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）、更小封裝尺寸以增加密度，以及改善色彩一致性與顯色性發展。同時，業界也強力推動更廣泛採用環保材料與製造製程。雖然此 18-225 系列代表了成熟可靠的技術，但新一代產品可能採用先進的螢光粉轉換設計或不同的半導體材料（如 InGaN）以實現更廣的色域。然而，對於橘-紅-黃光譜，AlGaInP 仍然是主導且最高效的技術。