850nm 紅外線 LED 3.0x3.0x2.1mm 1.7V 1.7W EMC 封裝 規格書

1. 產品概述

呢款紅外線LED採用EMC封裝設計，可靠性高，適合用於安防監控、攝像頭紅外補光及機器視覺系統。封裝尺寸為3.00mm x 3.00mm x 2.10mm，峰值波長850nm，具有低正向電壓同符合RoHS標準。濕敏等級為Level 3。

1.1 一般說明

本產品採用EMC（環氧樹脂模塑封裝）結構，提供優異嘅可靠性同機械強度，廣泛應用於各類安防監控及傳感器電子產品。緊湊嘅3.0mm方形佔位面積可實現密集陣列設計。

1.2 功能特點

• 低正向電壓（喺1000mA下典型值為1.7V）
• 峰值波長 λp=850nm
• 無鉛回流焊接應用
• 濕度敏感等級：第3級（168小時暴露壽命）
• 符合RoHS標準

1.3 應用範圍

• 監控系統
• 紅外線攝像機照明
• 機器視覺系統

2. 技術參數分析

2.1 光學與電氣特性

下表總結咗喺Ts=25°C、正向電流1000mA（除非另有說明）嘅條件下量度到嘅主要光學同電氣參數：

參數	符號	測試條件	最小值	典型值	最大值	單位
反向電流	IR	VR=5V	-	-	10	μA
正向電壓	VF	IF=1000mA	1.4	1.7	2.0	V
峰值波長	λp	IF=1000mA	830	850	-	nm
光譜半寬度	Δλ	IF=1000mA	-	37	-	nm
總輻射通量	Φe	IF=1000mA	450	710	1120	mW
視角	2θ1/2	IF=1000mA	-	90	-	deg
熱阻	RTHJ-S	IF=1000mA	-	16	-	°C/W

喺1000mA電流下，正向電壓範圍由1.4V到2.0V，典型值為1.7V。呢個低正向電壓可以降低功率損耗，提升系統效率。峰值波長集中喺850nm，非常適合矽基相機感測器，因為呢類感測器嘅峰值靈敏度大約喺呢個波長附近。37nm嘅光譜半寬度喺效率同濾波器兼容性之間提供咗良好平衡。總輻射通量範圍由450mW到1120mW，能夠為遠程照明提供高光學輸出。90°嘅視角提供咗寬闊光束，適合區域照明。從晶片到焊點嘅熱阻係16°C/W，顯示出良好嘅熱性能。

2.2 絕對最大額定值

為確保安全操作，LED 不得超過以下絕對最大額定值：

參數	符號	額定值	單位
功率消耗	PD	1.7	W
正向電流	IF	1000	mA
反向電壓	VR	5	V
ESD (HBM)	ESD	2000	V
操作溫度	TOPR	-40 ~ +85	°C
儲存溫度	TSTG	-40 ~ +100	°C
接合溫度	TJ	115	°C

請注意，1000mA嘅正向電流係用於脈衝操作（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。若作連續操作，必須妥善管理散熱，以確保接合溫度低於115°C。處理時嘅靜電放電保護係必不可少。

3. 分級系統

LED喺製造過程中會根據總輻射通量（Φe）同峰值波長（WLP）進行分類同分bin。bin code會連同特定嘅Φe同WLP數值一齊印喺標籤上。咁樣可以確保喺需要匹配LED陣列嘅應用（例如相機照明面板）中，達到一致嘅光學性能。

4. 性能曲線分析

4.1 正向電壓 vs. 正向電流

圖1-6顯示典型嘅正向電壓隨正向電流變化嘅關係。喺1000mA時，VF大約係1.7V。條曲線符合典型二極管嘅指數特性。設計師喺設計恆流驅動器時，需要考慮呢個變化。

4.2 正向電流 vs. 相對強度

圖1-7顯示，相對輻射強度喺高達1000mA嘅正向電流範圍內，幾乎呈線性增加，顯示出良好嘅效率。喺較低電流下，輸出會按比例降低，但呢種線性關係表明喺寬闊嘅工作範圍內性能保持一致。

4.3 溫度 vs. 相對強度

圖1-8顯示，隨著焊點溫度（Ts）升高，相對強度會下降。喺85°C時，強度會降至約為25°C時嘅80%。喺高溫環境或驅動LED接近最大電流時，必須考慮呢個熱效應。

4.4 光譜分佈

圖1-9顯示發射光譜以850nm為中心，半寬度為37nm。呢個光譜係基於GaAs材料嘅紅外線LED嘅典型特徵。呢種窄帶發射與常見嘅矽光電探測器匹配良好。

4.5 輻射圖

圖1-10展示咗半角為45°（半高全寬為90°）嘅輻射模式。呢個模式近似朗伯分佈，能夠喺廣闊區域提供均勻照明。

4.6 溫度 vs. 正向電流

圖1-11顯示最大允許正向電流隨焊點溫度變化嘅關係。喺Ts=25°C時，最大電流係1000mA；喺Ts=85°C時，就會跌到大約500mA。呢條降額曲線對熱管理嚟講好重要。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

呢個LED封裝嘅尺寸係3.00mm x 3.00mm x 2.10mm（長x闊x高）。封裝主體係黑色，配備紅外線透明鏡片。底部視圖可以識別陽極同陰極焊盤。陰極焊盤有較大面積用於散熱。圖1-5提供咗建議嘅焊接焊盤圖案，並標明具體尺寸（0.69mm、1.45mm、0.46mm等），以確保良好嘅機械同熱連接。

5.2 極性識別

極性標記喺封裝上：會標示陽極（正極）同陰極（負極）。底部視圖顯示焊盤位置。

5.3 載帶及捲盤尺寸

LED 採用載帶包裝，尺寸如圖 2-1 所示。每捲包含 3000 粒。捲軸尺寸為：A=12.7±0.3mm，B=330.2±2mm，C=79.5±1mm，D=14.3±0.2mm。載帶上設有極性標記以指示方向。

5.4 標籤資訊

標籤包含零件編號、規格編號、批號、分 bin 代碼（包括總輻射通量同峰值波長 bin）、順向電壓 bin、數量同日期。標籤亦附有條碼以便追溯。

6. 焊接與組裝指南

6.1 SMT 回流焊接溫度曲線

建議嘅回流焊接溫度曲線如圖3-1所示。關鍵參數：預熱由150°C升至200°C，需時60-120秒；高於217°C嘅時間：最多60秒；峰值溫度：260°C，最多10秒；冷卻速率：最多6°C/秒。由25°C升至峰值嘅總時間應少於8分鐘。回流焊接次數唔應該超過兩次。如果兩次回流之間相隔超過24小時，LED可能會因吸濕而受損。

6.2 手焊

如果需要手焊，烙鐵溫度必須低於300°C，接觸時間少於3秒。只允許進行一次手焊操作。

6.3 維修

唔建議喺焊接後進行維修。如果無可避免，請使用雙頭烙鐵，並確認LED特性冇受影響。

6.4 注意事項

封裝材料係矽膠，質地柔軟。請勿喺頂部表面施加過大壓力。避免將LED安裝喺彎曲嘅PCB上，並於焊接後唔好彎曲電路板。冷卻期間請勿施加機械力或震動，亦應避免急速冷卻。

7. 包裝及訂購資訊

7.1 包裝數量

標準包裝：每卷3000粒。LED放置於承載帶上，並按照EIA-481標準捲繞於卷軸。

7.2 防潮包裝

每個卷軸放入防潮袋（MBB）內，附有乾燥劑及濕度指示卡，然後密封以保持低濕環境。標籤上標明濕敏等級資訊。

7.3 紙箱

多個卷軸會放入紙皮箱，並加上適當緩衝物料以作運輸。

7.4 儲存條件

打開鋁箔袋前，需存放於≤30°C及≤75% RH環境，由包裝日期起計最多一年。打開後，LED必須喺≤30°C及≤60% RH環境下，於168小時（7日）內使用。若存放時間超出或乾燥劑已變色，使用前需喺60±5°C下烘烤≥24小時。

8. 處理注意事項

8.1 硫磺及鹵素限制

操作環境及配合材料唔可以含有超過100PPM嘅硫元素或化合物。溴同氯嘅含量各自要低過900PPM，總和要低過1500PPM。咁樣可以幫助防止LED出現腐蝕同變色。

8.2 VOCs 及材料相容性

燈具材料釋出嘅揮發性有機化合物（VOCs）可以滲透入矽膠封裝體，喺受熱同光照下會引致變色。建議喺特定應用環境中測試所有材料嘅兼容性。唔好使用會釋出有機蒸氣嘅黏合劑。

8.3 處理矽膠表面

矽膠透鏡表面柔軟，容易黐塵。用鉗仔或合適工具從側邊拎起元件。避免直接接觸透鏡表面。如果需要清潔，請用異丙醇。唔建議用超聲波清洗，因為可能會損壞LED。

8.4 電路設計考量

設計驅動電路時，應將電流限制喺絕對最大額定值以下。使用限流電阻或恆流驅動器。由於I-V曲線斜率好大，輕微嘅電壓變化都可能導致電流大幅波動。唔好向LED施加反向電壓，以免引起遷移同損壞。

8.5 熱設計

熱管理至關重要。接點溫度任何時候都唔可以超過115°C。透過PCB銅皮面積同導熱孔提供足夠嘅散熱。接點到焊點嘅熱阻係16°C/W，因此對於1.7W嘅功耗，焊點到接點嘅溫升約為27°C。確保環境溫度加上溫升後仍然低過115°C。

8.6 ESD 保護

呢款LED嘅ESD耐受電壓為2000V（HBM）。不過，喺處理同組裝過程中仍然需要ESD保護。請使用接地工作枱、防靜電手帶同導電包裝。

9. 應用建議

呢款850nm紅外線LED好適合用喺監控鏡頭、夜視照明同機器視覺燈光。為咗達到最佳效能，建議設計一個具備脈衝寬度調變（PWM）調光功能嘅恆流驅動器。喺PCB上使用散熱技術，例如導熱孔同銅皮鋪設。90°嘅發光角度適合大範圍照明；如果需要更窄嘅光束，可以使用外部光學元件。確保LED嘅光譜輸出同相機感應器嘅靈敏度峰值匹配（矽感應器通常係850nm左右）。

10. 可靠性測試

10.1 測試項目與條件

產品已根據JEDEC標準進行可靠性測試，包括：回流焊（260°C，10秒，3次）、溫度循環（-40°C至100°C，100次循環）、熱衝擊（-40°C至100°C，300次循環）、高溫儲存（100°C，1000小時）、低溫儲存（-40°C，1000小時）、壽命測試（25°C，1000mA，1000小時）以及高溫高濕壽命測試（85°C/85%RH，1000mA，1000小時）。所有測試均以每10個樣本零失效為驗收標準，並順利通過。

10.2 失效準則

失效定義為：順向電壓超出規格上限（U.S.L）嘅1.1倍；逆向電流超出規格上限（U.S.L）嘅2.0倍；總輻射通量低於規格下限（L.S.L）嘅0.7倍。

11. 工作原理

呢款紅外線LED係基於由砷化鎵 (GaAs) 或相關III-V族化合物製成嘅半導體p-n結。當施加正向偏壓時，電子與電洞喺主動區域複合，以光子形式釋放能量。能隙決定光子波長；對於850nm，材料通常係含有一定鋁含量嘅GaAs。EMC封裝包裹晶片，提供散熱同保護。

12. 發展趨勢

隨著監控系統、自動駕駛汽車 (LiDAR) 同工業自動化嘅擴展，對紅外線LED嘅需求持續增長。未來趨勢包括更高功率密度、更細封裝同更高效率。將IR LED與先進驅動器同智能控制系統整合，將實現自適應照明。同時，轉向更長波長 (940nm) 用於隱蔽照明嘅趨勢正在增加，但由於感測器靈敏度更佳，850nm喺標準相機中仍然佔主導地位。

13. 常見問題

問：最大連續正向電流係幾多？答：絕對最大值係1000mA，但僅限脈衝操作 (1/10佔空比)。對於連續直流操作，電流必須根據溫度降額。喺25°C環境溫度同良好散熱條件下，典型連續電流約為500mA，以確保結溫安全。

問：應該點樣處理MSL Level 3元件？答：存放喺密封防潮袋入面。開封後，請喺168小時內使用，或者喺回流焊前以60°C烘烤24小時。

問：我可唔可以喺戶外攝影機用呢款LED？答：可以，但要確保操作溫度範圍喺-40°C至+85°C之內，而且外殼要提供足夠嘅熱管理。

問：有冇推薦嘅LED驅動器？答：建議使用恆流驅動器，電流額定值要根據你嘅散熱設計而定。例如，如果你用700mA驅動，一個1.5W嘅驅動器可能就夠用。

14. 實際應用案例

案例1：子彈型攝影機夜視 - 一個3x3嘅LED陣列用喺子彈型攝影機入面，提供有效照明距離達30米。90°光束角度覆蓋攝影機視野。散熱設計採用鋁基板PCB嚟散熱。

案例2：機器視覺檢測 - 喺工廠入面，一部線掃描攝影機使用一個高功率紅外線LED陣列（12粒LED）嚟照明移動部件。以500mA、50%佔空比進行脈衝操作，確保照明一致又唔會過熱。