目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数分析
- 2.1 电气与光学特性
- 2.2 热阻与最大额定值
- 3. 分档系统
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 正向电压与正向电流
- 4.2 温度特性
- 4.3 光谱分布
- 4.4 辐射方向图
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性与操作注意事项
- 6. 焊接与装配指南
- 6.1 回流焊接温度曲线
- 6.2 手工焊接与返修
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议
- 9. 技术对比
- 10. 常见问题解答
- 11. 实用设计案例
- 12. 工作原理
- 13. 发展趋势
- LED规格术语
- 光电性能
- 电学参数
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 产品概述
RF-P28Q3-IRJ-FT是一款采用PPA(聚邻苯二甲酰胺)封装的高可靠性红外LED,尺寸为2.80mm x 3.50mm x 2.60mm。其峰值发射波长为850nm,非常适合用于安防监控、摄像头红外补光以及机器视觉系统。该LED具有低正向电压(50mA下典型值为1.4V)、支持无铅回流焊,并符合RoHS标准,防潮等级为5级。
2. 技术参数分析
2.1 电气与光学特性
在测试温度25°C、正向电流50mA的条件下,该LED的典型正向电压为1.4V(最大1.6V)。峰值波长为850nm,光谱带宽(Δλ)为30nm。总辐射通量(Φe)范围为14mW(最小值)至28mW(典型值),确保为近红外应用提供充足的光输出。反向电流可忽略不计(在5V反向电压下最大为10μA)。视角(2θ1/2)为17°,提供适合聚焦照明的窄光束。
2.2 热阻与最大额定值
结到焊点的热阻(RTHJ-S)为50°C/W,表明散热性能适中。绝对最大额定值包括功耗80mW、正向电流50mA以及最高结温105°C。该LED可承受高达2000V(HBM)的ESD。工作与存储温度范围为-40°C至+85°C。
3. 分档系统
根据标签规格,每卷产品均按总辐射通量(Φe)、峰值波长(WLP)和正向电压(VF)进行分档。分档代码(BIN CODE)对这些参数进行编码,以确保同一批次内的一致性。例如,Φe档位可将光输出相似的LED分组,而波长档位则确保需要均匀发射的应用具有窄光谱容差。
4. 性能曲线分析
4.1 正向电压与正向电流
正向电压随电流增大而升高,典型值从10mA时的1.3V升至60mA时的1.6V。设计恒流驱动时需考虑此非线性关系,以避免热失控。
4.2 温度特性
相对光强随结温升高而下降,与25°C时相比,在105°C时约降低25%。正向电流与温度的降额曲线表明,在环境温度升高时,必须降低最大电流以保持结温低于105°C。
4.3 光谱分布
发射光谱峰值位于850nm,半高全宽为30nm。在800-900nm波段之外的发射极小,确保了与监控摄像头中常用的硅基CMOS传感器的兼容性。
4.4 辐射方向图
半功率角为17°,光束相对较窄。辐射图呈现平滑的高斯分布,可在需要受控照明的应用中实现高效光传输。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
封装尺寸为2.80mm(长)x 3.50mm(宽)x 2.60mm(高)。除非另有说明,所有尺寸公差为±0.2mm。底部视图显示极性标记(阴极缺口),阳极/阴极焊盘清晰标识。图纸中推荐的焊接图案(1.85mm x 1.25mm焊盘,间距1.80mm)可确保良好的热连接与电气连接。
5.2 极性与操作注意事项
LED在顶视图上设有可见的极性标记(图1-2)。正确朝向至关重要;反向偏压可能导致立即失效或长期性能退化。
6. 焊接与装配指南
6.1 回流焊接温度曲线
回流焊接应按照指定温度曲线进行:预热阶段从160°C升至200°C,持续60-120秒;升温速率最大为3°C/s,达到峰值温度260°C(在255°C以上停留时间不超过5秒);随后以最大6°C/s的速率冷却。仅允许两次回流焊接循环,若两次循环间隔超过24小时,则LED必须重新烘烤。
6.2 手工焊接与返修
手工焊接时,请使用温度低于300°C的烙铁,焊接时间不超过3秒。应避免返修;若确有必要,请使用双头烙铁,并确认LED特性未发生退化。
7. 包装与订购信息
LED采用编带与卷盘包装,每卷3000颗。卷盘尺寸:直径330.2mm,轮毂79.5mm,宽度12.7mm。每卷密封于防潮袋中,内含干燥剂和湿度指示卡。存储条件:开袋前,在≤30°C和≤75% RH环境下可存放1年;开袋后,需在≤30°C和≤60% RH环境下48小时内使用。若超过此时间,使用前需在60±5°C下烘烤24小时。
8. 应用建议
该LED具有17°窄光束和850nm峰值波长,非常适合用于安防摄像头、车牌识别和夜视系统中的远距离红外照明。可组成串联/并联阵列,但需仔细进行电流均衡和热管理,以确保不超过最大额定值。强烈建议在每个LED串中串联一个电阻,以防止电流抢载。
9. 技术对比
与同类2835封装中的850nm LED相比,RF-P28Q3-IRJ-FT具有竞争力的低正向电压(典型值1.4V),可降低恒流驱动器中的功耗。其17°窄视角提供了比宽角度发射器更高的轴向强度,适用于聚光照明。PPA封装相比一些低成本环氧树脂封装具有更好的热稳定性,尽管50°C/W的热阻属于中等水平。
10. 常见问题解答
问:这款LED能否在100mA下进行短脉冲驱动?
答:绝对最大正向直流电流为50mA。脉冲工作(例如1/10占空比,0.1ms)可能允许更高的峰值电流,但结温绝不能超过105°C。
问:操作过程中建议采取何种ESD防护措施?
答:该LED的HBM等级为2000V,但仍强烈建议采取适当的ESD预防措施(如接地工作台、导电托盘)。
问:该LED在反向偏压下的表现如何?
答:反向电压不应超过5V。在5V反向电压下,最大反向电流为10μA;长时间反向偏压可能导致迁移和失效。
11. 实用设计案例
在典型的监控摄像头红外补光灯中,八个LED以两路并联、每路四颗串联的方式排列。每路通过3.3V电源和6.8Ω限流电阻驱动50mA电流。总功耗(约1.28W)需要采用带有导热过孔的小型铝基PCB,以确保在环境条件下结温低于85°C。17°光束通过窄角度透镜聚焦,可实现超过100米的有效照明距离。
12. 工作原理
该LED是一种半导体二极管,在正向偏置时发射850nm波长的光。其有源区由III-V族化合物材料(通常为AlGaAs或GaAs)构成,将电能转换为近红外光子。PPA(聚邻苯二甲酰胺)封装提供机械保护、散热功能,并形成透镜效应以塑造辐射模式。
13. 发展趋势
850nm红外LED的未来趋势包括:提高电光转换效率以减少热量产生,采用更小的封装(例如1.6x1.6mm)以实现高密度阵列,以及增强ESD鲁棒性。基于AI的监控、自动驾驶汽车和手势识别领域对红外照明的需求,正推动制造商在保持窄光谱带宽的同时增加辐射通量。
LED规格术语
LED技术术语完整解释
光电性能
| 术语 | 单位/表示 | 简要说明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 光效 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦电力的光输出量,数值越高代表能效越高。 | 直接决定能效等级与用电成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源发出的总光量,通常称为“亮度”。 | 判断光线是否足够明亮。 |
| 视角 | °(度),例如120° | 光强衰减至一半时的角度,决定光束宽度。 | 影响照明范围与均匀度。 |
| CCT (色温) | K (开尔文),例如:2700K/6500K | 光的冷暖感,数值越低偏黄/暖,数值越高偏白/冷。 | 决定照明氛围及适用场景。 |
| CRI / Ra | 无量纲,0–100 | 准确呈现物体颜色的能力,Ra≥80为良好。 | 影响色彩真实性,用于商场、博物馆等高要求场所。 |
| SDCM | 麦克亚当椭圆步数,例如“5步” | 颜色一致性指标,步数越小表示颜色越一致。 | 确保同一批次LED的颜色均匀一致。 |
| 主波长 | 纳米(nm),例如620nm(红色) | 对应彩色LED颜色的波长。 | 决定红色、黄色、绿色单色LED的色调。 |
| 光谱分布 | 波长与强度曲线 | 显示不同波长上的强度分布。 | 影响显色性与质量。 |
电学参数
| 术语 | 符号 | 简要说明 | 设计考量 |
|---|---|---|---|
| 正向电压 | Vf | 点亮LED所需的最低电压,类似于“启动阈值”。 | 驱动电压必须≥Vf,串联LED时电压会累加。 |
| 正向电流 | If | 正常LED工作时的电流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脉冲电流 | Ifp | 短时耐受的峰值电流,用于调光或闪烁。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向电压 | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过可能导致击穿。 | 电路必须防止反接或电压尖峰。 |
| 热阻 | Rth (°C/W) | 芯片到焊料的热阻,越低越好。 | 高热阻需要更强的散热能力。 |
| ESD 耐受性 | V (HBM),例如 1000V | 承受静电放电的能力,数值越高表示越不易受损。 | 生产过程中需要采取防静电措施,尤其对于敏感型LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 术语 | 关键指标 | 简要说明 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温 | Tj (°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能翻倍;温度过高会导致光衰和色偏。 |
| 光通量衰减 | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需的时间。 | 直接定义LED的“使用寿命”。 |
| 光通量维持率 | %(例如70%) | 使用一段时间后保持的亮度百分比。 | 表示长期使用中的亮度保持能力。 |
| 色偏 | Δu′v′或MacAdam椭圆 | 使用过程中的颜色变化程度。 | 影响照明场景中的色彩一致性。 |
| 热老化 | 材料降解 | 长期高温导致的性能劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
Packaging & Materials
| 术语 | 常见类型 | 简要说明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 外壳材料用于保护芯片,并提供光学/热学接口。 | EMC:耐热性好,成本低;陶瓷:散热更佳,寿命更长。 |
| 芯片结构 | 正面、倒装芯片 | 芯片电极布局 | 倒装芯片:散热更佳,效率更高,适用于大功率场景 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖蓝光芯片,将部分转换为黄/红光,混合成白光。 | 不同的荧光粉会影响光效、色温和显色指数。 |
| 透镜/光学器件 | 平面、微透镜、TIR | 表面光学结构用于控制光分布。 | 决定视角和配光曲线。 |
Quality Control & Binning
| 术语 | 分档内容 | 简要说明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量档位 | 代码示例:2G, 2H | 按亮度分组,每组设有最小/最大流明值。 | 确保同批次产品亮度均匀一致。 |
| 电压分档 | 代码示例:6W, 6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动器匹配,提升系统效率。 |
| 颜色分档 | 5步麦克亚当椭圆 | 按色坐标分组,确保范围紧凑。 | 保证色彩一致性,避免灯具内部出现色差。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组对应相应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
Testing & Certification
| 术语 | 标准/测试 | 简要说明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通量维持率测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减。 | 用于估算LED寿命(依据TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命估算标准 | 基于LM-80数据估算实际工况下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA | 照明工程学会 | 涵盖光学、电气及热学测试方法。 | 行业公认的测试基准。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保不含(铅、汞等)有害物质。 | 国际市场准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 照明产品能效与性能认证。 | 用于政府采购、补贴项目,提升竞争力。 |