目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數分析
- 2.1 電氣與光學特性
- 2.2 熱阻與最大額定值
- 3. 分級系統
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電壓 vs. 正向電流
- 4.2 溫度特性
- 4.3 光譜分佈
- 4.4 輻射方向圖
- 5. 機械及封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性與處理
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 手焊與維修
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 應用建議
- 9. 技術比較
- 10. 常見問題
- 11. 實務設計案例
- 12. 運作原理
- 13. 發展趨勢
- LED規格術語
- 光電性能
- 電氣參數
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 產品概述
RF-P28Q3-IRJ-FT 係一款高可靠性紅外線 LED,採用 PPA(聚鄰苯二甲酰胺)封裝,尺寸為 2.80mm x 3.50mm x 2.60mm。其峰值發射波長為 850nm,非常適合用於安防監控、攝像機紅外線補光及機器視覺系統。此 LED 具有低正向電壓(典型值 1.4V @ 50mA)、支援無鉛回流焊接,並符合 RoHS 標準,濕敏等級為 5。
2. 技術參數分析
2.1 電氣與光學特性
喺測試溫度25°C同正向電流50mA嘅條件下,LED嘅典型正向電壓係1.4V(最大值1.6V)。峰值波長為850nm,光譜帶寬(Δλ)係30nm。總輻射通量(Φe)範圍由14mW(最小值)到28mW(典型值),足以為近紅外應用提供充足嘅光輸出。反向電流可以忽略不計(喺5V反向電壓下最大值為10μA)。視角(2θ1/2)係17°,提供適合聚焦照明嘅窄光束。
2.2 熱阻與最大額定值
從晶片接合點到焊點嘅熱阻(RTHJ-S)係50°C/W,表示散熱能力中等。絕對最大額定值包括功耗80mW、正向電流50mA,以及最高晶片接合點溫度105°C。此LED可承受高達2000V(HBM)嘅靜電放電。操作同儲存溫度範圍係-40°C到+85°C。
3. 分級系統
根據標籤規格,每個卷軸會按照總輻射通量(Φe)、峰值波長(WLP)同正向電壓(VF)進行分級。分級代碼(BIN CODE)將呢啲參數編碼,以確保同一批貨嘅一致性。例如,Φe分級可以將光輸出相似嘅LED歸為一組,而波長分級則確保喺需要均勻發射嘅應用中,光譜公差範圍狹窄。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電壓 vs. 正向電流
正向電壓會隨電流增加而上升,典型數值由10mA時嘅1.3V升至60mA時嘅1.6V。設計恆流驅動器時必須考慮呢種非線性關係,以避免熱失控。
4.2 溫度特性
相對強度會隨接面溫度上升而下降,喺105°C時相比25°C會損失約25%。正向電流 vs. 溫度降額曲線顯示,喺高環境溫度下必須降低最大電流,以保持接面溫度低於105°C。
4.3 光譜分佈
發射光譜峰值喺850nm,半高全寬為30nm。喺800-900nm以外嘅極少發射,確保與監控鏡頭常用嘅矽基CMOS感測器相容。
4.4 輻射方向圖
半功率角係17°,光束相對較窄。輻射圖呈現平滑嘅高斯型分佈,能夠喺需要受控照明嘅應用中有效傳輸光線。
5. 機械及封裝資訊
5.1 封裝尺寸
封裝尺寸為2.80mm(長)x 3.50mm(闊)x 2.60mm(高)。除非另有標明,所有尺寸公差為±0.2mm。底部視圖顯示極性標記(陰極缺口),而陽極/陰極焊盤清晰標示。圖紙建議嘅焊接圖案(1.85mm x 1.25mm焊盤,間距1.80mm)可確保良好嘅熱力同電氣連接。
5.2 極性與處理
LED 喺頂視圖上有明顯嘅極性標記(圖1-2)。正確嘅方向好重要;反向偏壓可能會導致即時失效或長期性能衰退。
6. 焊接與組裝指南
6.1 回流焊接溫度曲線
回流焊接應按照指定曲線進行:預熱由160°C到200°C,持續60-120秒;升溫速率最高3°C/s,達到峰值溫度260°C(高於255°C最多5秒);然後以最高6°C/s冷卻。只允許進行兩次回流焊接循環,如果兩次循環之間相隔超過24小時,LED必須重新烘烤。
6.2 手焊與維修
手焊時,使用設定低於300°C嘅烙鐵,焊接時間少於3秒。應避免維修;如有必要,請使用雙頭烙鐵,並確認LED特性冇受到影響。
7. 包裝與訂購資訊
LED以編帶及捲盤包裝,每捲有3000粒。捲盤尺寸:直徑330.2mm,輪轂79.5mm,闊度12.7mm。每個捲盤會密封喺防潮袋入面,附有乾燥劑同濕度指示卡。儲存條件:開袋前,喺≤30°C及≤75%相對濕度下可存放最多1年;開袋後,需喺≤30°C及≤60%相對濕度下48小時內使用。如果開袋超過呢個時間,使用前需喺60±5°C下烘烤24小時。
8. 應用建議
呢款LED嘅窄17°光束同850nm峰值波長,令佢非常適合用於監控鏡頭、車牌辨識同夜視系統嘅遠距離紅外線照明。可以串聯/並聯方式排列,但需要小心平衡電流同做好熱管理,以確保唔超過最大額定值。強烈建議每串LED加一個串聯電阻,以防止電流搶奪。
9. 技術比較
同其他2835封裝嘅類似850nm LED相比,RF-P28Q3-IRJ-FT提供咗有競爭力嘅低正向電壓(典型值1.4V),可以降低恆流驅動器嘅功率損耗。佢嘅窄17°視角比寬角度發射器提供更高嘅軸向強度,適合用於聚光照明。PPA封裝比一啲低成本環氧樹脂封裝提供更好嘅熱穩定性,雖然熱阻50°C/W屬於中等水平。
10. 常見問題
問:呢款LED可否用100mA短脈衝驅動?
答:絕對最大正向電流係50mA直流。脈衝操作(例如1/10佔空比,0.1ms)可能容許更高嘅峰值電流,但結溫絕對唔可以超過105°C。
問:處理時建議嘅靜電放電保護係咩?
答:呢款LED有2000V HBM額定值,但強烈建議採取適當嘅靜電防護措施(接地工作枱、導電托盤)。
問:呢款LED喺反向偏壓下會點樣?
答:反向電壓唔應該超過5V。喺5V反向電壓下,最大反向電流係10μA;長時間反向偏壓可能會引致遷移同失效。
11. 實務設計案例
喺典型嘅監控鏡頭紅外線照明器入面,八粒LED以兩串並聯、每串四粒串聯嘅方式排列。每串由3.3V電源供電,並用6.8Ω電阻限流,驅動電流為50mA。總功耗(約1.28W)需要一塊帶有導熱孔嘅細小鋁基PCB,以確保喺環境條件下結溫低於85°C。17°光束透過窄角透鏡聚焦,可實現超過100米嘅有效照明距離。
12. 運作原理
呢款LED係一種半導體二極管,喺正向偏壓時會發出850nm嘅光。其活性區域由III-V族化合物材料(通常係AlGaAs或GaAs)組成,將電能轉換為近紅外線光子。PPA(聚鄰苯二甲醯胺)封裝提供機械保護、散熱,以及塑造輻射模式嘅透鏡效果。
13. 發展趨勢
850nm IR LED嘅未來趨勢包括提高電光轉換效率以減少發熱、採用更細小嘅封裝(例如1.6x1.6mm)以實現高密度陣列,以及增強ESD耐受性。基於AI嘅監控、自動駕駛汽車同手勢識別領域對紅外線照明嘅需求,正推動製造商喺保持窄光譜頻寬嘅同時,提高輻射通量。
LED規格術語
LED技術術語完整解釋
光電性能
| 術語 | 單位/表示方式 | 簡單解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(每瓦流明) | 每瓦電力嘅光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能源效益級別同電費成本。 |
| 光通量 | lm (lumens) | 光源發出嘅總光量,通常稱為「亮度」。 | 決定光線係咪夠光。 |
| 視角 | ° (度),例如 120° | 光強度跌到一半嘅角度,決定光束闊度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (Kelvin),例如:2700K/6500K | 光嘅暖度或冷度,數值低偏黃/暖,數值高偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物件顏色嘅能力,Ra≥80就算良好。 | 影響顏色真實性,用於商場、博物館等要求高嘅場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓級數,例如「5-step」 | 顏色一致性指標,級數越細代表顏色越一致。 | 確保同一批次LED嘅顏色一致。 |
| 主導波長 | nm(納米),例如:620nm(紅色) | 對應彩色LED顏色嘅波長。 | 決定紅、黃、綠單色LED嘅色調。 |
| 光譜分佈 | 波長對應強度曲線 | 顯示強度喺唔同波長上嘅分佈。 | 影響顯色性同品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡單解釋 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 正向電壓 | Vf | 開啟LED所需嘅最低電壓,類似「啟動門檻」。 | 驅動器電壓必須 ≥Vf,串聯LED時電壓會疊加。 |
| 正向電流 | If | 正常LED操作嘅電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間可承受嘅峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED可承受嘅最大反向電壓,超出可能會導致擊穿。 | 電路必須防止反向連接或電壓尖峰。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊料嘅熱傳導阻力,越低越好。 | 高熱阻需要更強嘅散熱能力。 |
| ESD 耐受能力 | V (HBM),例如 1000V | 承受靜電放電嘅能力,數值越高代表越唔易受損。 | 生產過程中需要採取防靜電措施,尤其係對靜電敏感嘅LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡單解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C可能令寿命延长一倍;温度过高会导致光衰、色偏。 |
| 流明衰减 | L70 / L80(小时) | 亮度下降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的「使用寿命」。 |
| 流明维持率 | % (例如 70%) | 亮度喺一段時間後保留嘅百分比。 | 表示長期使用下嘅亮度保持能力。 |
| 顏色偏移 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間顏色變化嘅程度。 | 影響燈光場景中的色彩一致性。 |
| 熱老化 | 材料退化 | 長期高溫導致的劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡單解釋 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 外殼材料保護晶片,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳,成本低;陶瓷:散熱更好,壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正面,覆晶 | 晶片電極排列方式 | 覆晶:散熱更好,效能更高,適用於高功率 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋藍光晶片,將部分轉換為黃/紅光,混合成白光。 | 不同螢光粉會影響效能、色溫(CCT)及演色性(CRI)。 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透鏡、TIR | 表面光學結構用於控制光線分佈。 | 決定視角及光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分級內容 | 簡單解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼例如:2G、2H | 按亮度分組,每組有最低/最高流明值。 | 確保同一批次嘅亮度一致。 |
| 電壓分級 | 代碼例如:6W, 6X | 按順向電壓範圍分組。 | 方便驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 顏色分級 | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐标分组,确保范围紧密。 | 保证颜色一致性,避免灯具内出现颜色不均。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等。 | 按CCT分组,每组有对应的坐标范围。 | 符合唔同場景嘅色溫要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡單解釋 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持率測試 | 喺恆溫下長期點燈,記錄亮度衰減。 | 用嚟估算LED壽命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下嘅壽命。 | 提供科學化嘅壽命預測。 |
| IESNA | 照明工程學會 | 涵蓋光學、電氣、熱能測試方法。 | 業界認可嘅測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保不含有害物質(鉛、水銀)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明產品嘅能源效益及性能認證。 | 用於政府採購、資助計劃,提升競爭力。 |