Infrarot-LED 850nm Spezifikation - Größe 2,8x3,5x2,6mm - Spannung 1,4V - Leistung 80mW - REFOND RF-P28Q3-IRJ-FT

1. Produktübersicht

Die RF-P28Q3-IRJ-FT ist eine hochzuverlässige Infrarot-LED im PPA-Gehäuse (Polyphthalamid) mit den Abmessungen 2,80 mm x 3,50 mm x 2,60 mm. Sie emittiert bei einer Spitzenwellenlänge von 850 nm und eignet sich daher ideal für Sicherheitsüberwachung, Infrarotbeleuchtung von Kameras und maschinelle Sehsysteme. Diese LED zeichnet sich durch eine niedrige Durchlassspannung (typisch 1,4 V bei 50 mA) aus, ist für bleifreies Reflow-Löten geeignet, RoHS-konform und hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe von 5.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektrische und optische Eigenschaften

Bei einer Prüftemperatur von 25 °C und einem Vorwärtsstrom von 50 mA beträgt die Durchlassspannung typisch 1,4 V (max. 1,6 V). Die Spitzenwellenlänge liegt bei 850 nm mit einer spektralen Bandbreite (Δλ) von 30 nm. Der gesamte Strahlungsfluss (Φe) reicht von 14 mW (min.) bis 28 mW (typisch) und gewährleistet eine ausreichende optische Leistung für Nahinfrarot-Anwendungen. Der Sperrstrom ist vernachlässigbar (max. 10 μA bei 5 V Sperrspannung). Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 17°, was einen schmalen Strahl für fokussierte Beleuchtung ermöglicht.

2.2 Wärmewiderstand und Grenzwerte

Der Wärmewiderstand vom Übergang zur Lötstelle (RTHJ-S) beträgt 50 °C/W, was auf eine moderate Wärmeableitung hinweist. Zu den absoluten Grenzwerten gehören eine Leistungsaufnahme von 80 mW, ein Vorwärtsstrom von 50 mA und eine Sperrschichttemperatur von bis zu 105 °C. Die LED hält ESD bis zu 2000 V (HBM) stand. Die Betriebs- und Lagertemperaturen liegen zwischen –40 °C und +85 °C.

3. Binning-System

Gemäß der Etikettenangabe wird jede Rolle nach dem gesamten Strahlungsfluss (Φe), der Spitzenwellenlänge (WLP) und der Durchlassspannung (VF) sortiert. Der BIN-Code codiert diese Parameter, um die Konsistenz innerhalb einer Lieferung zu gewährleisten. Beispielsweise kann das Φe-Bin LEDs mit ähnlicher Lichtausbeute gruppieren, während das Wellenlängen-Bin eine enge spektrale Toleranz für Anwendungen gewährleistet, die eine gleichmäßige Emission erfordern.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom

Die Durchlassspannung steigt mit dem Strom, typischerweise von 1,3 V bei 10 mA auf 1,6 V bei 60 mA. Diese nichtlineare Beziehung muss bei der Auslegung von Konstantstromtreibern berücksichtigt werden, um ein thermisches Durchgehen zu vermeiden.

4.2 Temperatureigenschaften

Die relative Intensität nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab und verliert bei 105 °C etwa 25 % im Vergleich zu 25 °C. Die Derating-Kurve des Vorwärtsstroms über der Temperatur zeigt, dass der maximale Strom bei erhöhten Umgebungstemperaturen reduziert werden muss, um die Sperrschicht unter 105 °C zu halten.

4.3 Spektrale Verteilung

Das Emissionsspektrum hat seinen Höhepunkt bei 850 nm mit einer Halbwertsbreite von 30 nm. Eine minimale Emission außerhalb von 800-900 nm gewährleistet die Kompatibilität mit siliziumbasierten CMOS-Sensoren, die häufig in Überwachungskameras verwendet werden.

4.4 Abstrahlcharakteristik

Der Halbwinkels beträgt 17°, mit einem relativ schmalen Strahl. Das Strahlungsdiagramm zeigt eine glatte, gaußähnliche Verteilung, die eine effiziente Lichtabgabe in Anwendungen ermöglicht, die eine kontrollierte Beleuchtung erfordern.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Gehäuse hat die Maße 2,80 mm (Länge) x 3,50 mm (Breite) x 2,60 mm (Höhe). Alle Maße haben eine Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Draufsicht zeigt eine Polmarkierung (Kathodenkerbe), und die Anoden-/Kathodenflächen sind deutlich gekennzeichnet. Das in der Zeichnung empfohlene Lötmuster (1,85 mm x 1,25 mm Pads mit 1,80 mm Abstand) gewährleistet eine ordnungsgemäße thermische und elektrische Verbindung.

5.2 Polarität und Handhabung

Die LED hat eine sichtbare Polaritätsmarkierung in der Draufsicht (Abb. 1-2). Die korrekte Ausrichtung ist entscheidend; eine Verpolung kann sofortigen Ausfall oder langfristige Degradation verursachen.

6. Löt- und Montageanleitung

6.1 Reflow-Lötprofil

Das Reflow-Löten sollte gemäß dem angegebenen Profil durchgeführt werden: Vorwärmen von 160 °C auf 200 °C für 60-120 Sekunden, Aufheizrate von max. 3 °C/s bis zur Spitzentemperatur von 260 °C (max. 5 Sekunden über 255 °C), dann Abkühlen mit max. 6 °C/s. Es sind nur zwei Reflow-Zyklen erlaubt, und wenn mehr als 24 Stunden zwischen den Zyklen vergehen, müssen die LEDs erneut gebacken werden.

6.2 Handlöten und Reparatur

Beim Handlöten einen Lötkolben unter 300 °C für weniger als 3 Sekunden verwenden. Reparaturen sollten vermieden werden; falls erforderlich, einen Doppelkopf-Lötkolben verwenden und sicherstellen, dass die LED-Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LED wird in Gurt und Rolle mit 3000 Stück pro Rolle verpackt. Rollenabmessungen: Durchmesser 330,2 mm, Nabe 79,5 mm, Breite 12,7 mm. Jede Rolle wird in einem feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte versiegelt. Lagerbedingungen: Vor dem Öffnen des Beutels bei ≤30 °C und ≤75 % relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 1 Jahr lagern; nach dem Öffnen innerhalb von 48 Stunden bei ≤30 °C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit verwenden. Wird der Beutel länger als diese Zeit geöffnet, vor der Verwendung 24 Stunden bei 60±5 °C backen.

8. Anwendungsempfehlungen

Der schmale 17°-Strahl und die Spitzenwellenlänge von 850 nm machen diese LED ideal für die IR-Beleuchtung auf große Entfernung in Sicherheitskameras, Kennzeichenerkennung und Nachtsichtsystemen. Sie kann in Reihen-/Parallelkonfigurationen angeordnet werden, jedoch sind eine sorgfältige Stromverteilung und ein thermisches Management erforderlich, um die Grenzwerte einzuhalten. Es wird dringend empfohlen, pro LED-String einen Vorwiderstand zu verwenden, um eine Stromüberhöhung zu verhindern.

9. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu ähnlichen 850-nm-LEDs im 2835-Gehäuse bietet die RF-P28Q3-IRJ-FT eine wettbewerbsfähig niedrige Durchlassspannung (typisch 1,4 V), wodurch die Verlustleistung in Konstantstromtreibern reduziert wird. Der schmale Abstrahlwinkel von 17° sorgt für eine höhere axiale Intensität als bei breiter abstrahlenden Emittern und eignet sich daher für Punktbeleuchtung. Das PPA-Gehäuse bietet eine bessere thermische Stabilität als einige kostengünstigere Epoxid-Gehäuse, obwohl der Wärmewiderstand von 50 °C/W moderat ist.

10. Häufig gestellte Fragen

F: Kann diese LED für kurze Impulse mit 100 mA betrieben werden?
A: Der absolute maximale Vorwärtsstrom beträgt 50 mA DC. Impulsbetrieb (z. B. 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms) kann höhere Spitzenströme erlauben, aber die Sperrschichttemperatur darf 105 °C niemals überschreiten.

F: Welcher ESD-Schutz wird bei der Handhabung empfohlen?
A: Die LED hat eine HBM-Bewertung von 2000 V, aber geeignete ESD-Vorsichtsmaßnahmen (geerdete Arbeitsplätze, leitfähige Ablagen) werden dringend empfohlen.

F: Wie verhält sich die LED bei Sperrspannung?
A: Die Sperrspannung sollte 5 V nicht überschreiten. Bei 5 V Sperrspannung beträgt der maximale Sperrstrom 10 μA; anhaltende Sperrspannung kann Migration und Ausfall verursachen.

11. Praktisches Entwicklungsbeispiel

In einem typischen IR-Strahler für Überwachungskameras werden acht LEDs in zwei parallelen Strings zu je vier in Reihe angeordnet. Jeder String wird mit 50 mA bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V und einem 6,8-Ω-Widerstand zur Strombegrenzung betrieben. Die gesamte Verlustleistung (~1,28 W) erfordert eine kleine Aluminium-Leiterplatte mit thermischen Durchkontaktierungen, um die Sperrschichttemperatur unter 85 °C bei Umgebungsbedingungen zu halten. Der 17°-Strahl wird mit einer schmalwinkligen Linse gebündelt, um eine effektive Beleuchtungsreichweite von über 100 m zu erreichen.

12. Funktionsprinzip

Diese LED ist eine Halbleiterdiode, die bei Vorwärtsspannung Licht mit 850 nm emittiert. Der aktive Bereich besteht aus III-V-Verbindungshalbleitern (typischerweise AlGaAs oder GaAs), die elektrische Energie in nahinfrarote Photonen umwandeln. Das PPA-Gehäuse (Polyphthalamid) bietet mechanischen Schutz, Wärmeableitung und einen Linseneffekt zur Formung des Abstrahlmusters.

13. Entwicklungstrends

Zukünftige Trends bei 850-nm-IR-LEDs umfassen einen höheren Wandlungswirkungsgrad zur Reduzierung der Wärmeentwicklung, kleinere Gehäuse (z. B. 1,6 x 1,6 mm) für hochdichte Arrays und eine verbesserte ESD-Robustheit. Die Nachfrage nach IR-Beleuchtung in KI-basierter Überwachung, autonomen Fahrzeugen und Gestenerkennung treibt die Hersteller dazu, den Strahlungsfluss zu erhöhen und gleichzeitig die schmale spektrale Bandbreite beizubehalten.