陶瓷3535系列1W紅外線LED規格書 - 尺寸3.5x3.5x0.9mm - 電壓1.5V - 功率1W - 紅外線850nm

1. 產品概述

陶瓷3535系列是一款高功率、表面黏著型LED，專為需要強固可靠紅外線照明的應用而設計。此1W元件採用陶瓷基板，相較於傳統塑膠封裝，提供更優異的熱管理與長期穩定性。其主要發射波長為850nm，適用於廣泛的感測、機器視覺與安防應用。 本系列的核心優勢包括：陶瓷結構帶來的卓越散熱能力、120度寬廣視角以實現廣泛覆蓋，以及緊湊的3.5mm x 3.5mm佔位面積，有利於高密度PCB佈局。目標市場為工業自動化、監控系統、生物辨識感測器，以及任何需要穩定、高強度紅外線光源的應用。

2. 技術參數與客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

以下參數定義了可能導致元件永久損壞的極限值。在此條件下操作不保證其性能。

順向電流 (IF)：

• 500 mA (直流)順向脈衝電流 (IFP)：
• 700 mA (脈衝寬度 ≤10ms，工作週期 ≤1/10)功率消耗 (PD)：
• 1000 mW操作溫度 (Topr)：
• -40°C 至 +100°C儲存溫度 (Tstg)：
• -40°C 至 +100°C接面溫度 (Tj)：
• 125°C焊接溫度 (Tsld)：
• 迴流焊溫度為230°C或260°C，最長持續時間10秒。2.2 電氣與光學特性（典型值 @ Ta=25°C）

這些參數代表在指定測試條件下的典型性能。

順向電壓 (VF)：

• 1.5 V (典型值)，2.0 V (最大值) @ IF=350mA。低順向電壓有助於提高系統效率。逆向電壓 (VR)：
• 5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致立即失效。峰值波長 (λd)：
• 850 nm。此為輻射強度最高的波長。逆向電流 (IR)：
• 50 μA (最大值) @ VR=5V。視角 (2θ1/2)：
• 120度。此寬廣視角提供寬闊且均勻的照明模式。2.3 熱特性

陶瓷封裝是關鍵的熱特性。陶瓷材料具有高導熱性，能有效地將熱量從LED晶片的接面傳導至PCB和周邊環境。這直接影響元件的壽命與光輸出維持率。在應用PCB上進行適當的熱設計至關重要，包括足夠的銅箔面積與可能的散熱措施，以確保接面溫度低於最大額定值125°C，特別是在以全額350mA驅動電流操作時。

3. 分級系統說明

產品進行分級以確保生產批次內的一致性。設計師應指定分級，以保證其應用中的性能匹配。

3.1 順向電壓分級

LED根據其在測試電流下的順向電壓 (VF) 進行分類。

代碼 A：

• VF = 1.4V 至 1.6V代碼 B：
• VF = 1.6V 至 1.8V代碼 C：
• VF = 1.8V 至 2.0V註：量測公差為 ±0.08V。

選擇較窄的電壓分級可以簡化電流調節電路設計。3.2 峰值波長分級

針對此特定型號 (T1901PIA)，波長分級如下：

代碼 I2：

• λd = 845nm 至 865nm。此20nm的窄範圍適用於對特定紅外線波長敏感的應用，例如某些類型的夜視或光學感測器。4. 性能曲線分析

規格書提供了對電路和熱設計至關重要的圖形數據。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)

此曲線顯示電流與電壓之間的指數關係。在350mA下典型的VF值1.5V是一個關鍵點。設計師使用此曲線來選擇適當的限流電阻或設計恆流驅動器。此曲線會隨溫度變化；在給定電流下，電壓會隨著接面溫度升高而降低。

4.2 相對輻射功率 vs. 接面溫度

此圖表說明了LED輸出的熱降額特性。相較於可見光LED，紅外線LED通常隨溫度升高的效率下降較少，但輸出功率仍會隨著接面溫度上升而降低。在熱管理中必須考慮這一點，以確保產品在其壽命週期內及不同操作溫度下性能一致。

4.3 光譜分佈曲線

此曲線確認了主要的850nm峰值波長，並顯示了光譜頻寬。窄頻寬是高品質紅外線發射器的典型特徵。了解光譜對於配對具有特定光譜響應度的匹配光電探測器或相機感測器至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與外型圖

元件具有方形陶瓷本體，尺寸為3.5mm x 3.5mm。總高度約為0.9mm。提供帶有公差（例如，.X尺寸為±0.10mm，.XX尺寸為±0.05mm）的詳細尺寸圖，以供精確的PCB佈局使用。

5.2 建議焊墊佈局與鋼網設計

建議使用焊墊圖案設計，以確保可靠的焊接和最佳的熱傳導。焊墊佈局通常包括兩個陽極/陰極焊墊和一個中央散熱焊墊。同時也指定了鋼網設計（錫膏網版），通常建議對大型散熱焊墊使用減小的開孔，以防止錫橋和過多的錫膏量。遵循這些建議對於實現可靠的焊點以及最大化散熱焊墊到PCB的散熱效果至關重要。

5.3 極性辨識

陰極通常標記在封裝頂部，通常以綠色色調或透鏡上的凹口/切角表示。PCB的元件佈局應包含與此特徵匹配的極性標記，以防止錯誤放置。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊參數

此LED相容於標準紅外線或對流迴流焊製程。最高峰值溫度為260°C，高於液相線溫度（例如217°C）的時間不得超過10秒。應遵循建議的迴流焊溫度曲線以避免熱衝擊。陶瓷封裝通常比塑膠封裝更能抵抗濕氣吸收，但根據所使用的特定材料，可能仍適用於濕氣敏感元件 (MSD) 的標準操作預防措施。

6.2 操作與儲存注意事項

將LED儲存在乾燥、防靜電的環境中。避免對透鏡施加機械應力。操作時採取靜電防護措施。焊接後請勿使用超音波清洗器清潔，因為這可能會損壞內部結構。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲帶包裝

產品以凸輪式載帶包裝，捲繞在捲盤上供應，適用於自動化取放組裝機。載帶尺寸（凹槽尺寸、間距）已標準化。每捲數量通常為數千顆。

7.2 型號編碼系統

零件編號（例如 T1901PIA）編碼了關鍵屬性：

T：

• 系列識別碼。19：
• 陶瓷3535的封裝代碼。P：
• 單一高功率晶粒的晶粒數量代碼。I：
• 紅外線 (IR) 的顏色代碼。A：
• 內部代碼或分級代碼。附加後綴可能表示電壓分級、波長分級等。
• 系統中定義的其他代碼包括顏色（R, G, B, Y, W 等）、晶粒數量（S, P, 2, 3）和透鏡類型（00 表示無透鏡，01 表示有透鏡）。

8.1 典型應用場景

監控與安防：

• 用於配備紅外線截止濾光片的閉路電視攝影機照明，提供隱形夜視功能。機器視覺：
• 自動化檢測系統中的結構光、對比度增強或缺陷檢測。生物辨識感測器：
• 虹膜辨識、臉部辨識或指紋掃描器。接近與手勢感測：
• 用於消費性電子和汽車應用。光學開關與編碼器：
• 為基於遮斷的感測提供光源。8.2 設計考量

驅動電路：

• 使用恆流驅動器以獲得穩定輸出。低VF允許從低電壓電源操作。考慮使用開關穩壓器以在全功率下實現高效率操作。熱管理：
• 這至關重要。將散熱焊墊連接到PCB上的大面積銅箔，並使用多個熱導孔連接到內層或底部的散熱片。對於高功率或高環境溫度的應用，建議進行熱模擬分析。光學設計：
• 120度的光束可能需要二次光學元件（透鏡、擴散片）來為特定應用塑形光線。陶瓷封裝表面可能不適合直接光學耦合；通常會內建一個主透鏡。9. 技術比較與差異化

與標準塑膠3535 LED相比，此陶瓷版本提供顯著優勢：

優異的熱性能：

• 從接面到電路板的熱阻更低，從而降低操作接面溫度、提高最大驅動電流潛力，並在高功率下顯著延長壽命。增強可靠性：
• 陶瓷是惰性材料，在高溫或高紫外線照射下不會降解或變黃，這與某些塑膠不同。它也更耐機械開裂。穩定的光學輸出：
• 更好的熱管理使得波長和輻射功率隨時間和溫度循環變化更加穩定。權衡之處通常是單位成本相較於塑膠封裝略高。
• 10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 順向電流 (IF) 與脈衝電流 (IFP) 有何不同？

IF (500mA)

是LED可以處理的最大連續直流電流。IFP (700mA)是短脈衝（≤10ms寬度，≤10%工作週期）中允許的最大電流。脈衝操作允許更高的瞬時輻射輸出，適用於閃光燈或脈衝感測應用，但平均功率不得超過1W限制。10.2 如何選擇正確的電壓分級？

如果您的設計使用簡單的串聯電阻進行限流，較窄的VF分級（例如，全部為代碼 B）可確保更一致的電流，從而使陣列中所有LED的亮度一致。對於使用主動式恆流驅動器的設計，電壓分級較不關鍵，因為驅動器會調整電壓以維持設定的電流。

10.3 我可以在不加散熱片的情況下驅動此LED嗎？

在全額350mA/1W的額定值下，必須有適當的熱路徑。陶瓷封裝有助於散熱，但必須連接到PCB的熱管理系統。對於較低的驅動電流（例如100-200mA）或脈衝操作，要求較不嚴格，但仍建議進行熱分析。

11. 實際應用案例分析

情境：高速工業條碼掃描器。 掃描器需要讀取快速移動包裹上的條碼。系統使用脈衝式850nm紅外線LED陣列來照明目標。選擇陶瓷3535 LED是因為其能夠處理高脈衝電流（高達700mA），以產生明亮、短暫的閃光，捕捉清晰的影像而不產生動態模糊。陶瓷封裝的熱穩定性確保了在溫暖的工廠環境中長時間操作下，脈衝幅度和波長保持一致。寬廣的120度光束允許使用更少的LED來覆蓋掃描區域。PCB設計採用厚銅層，並在每個LED的散熱焊墊下方設置熱導孔，以消散脈衝操作期間產生的平均熱量。

12. 工作原理簡介紅外線發光二極體 (IR LED) 的工作原理與可見光LED相同，均基於電致發光原理。當順向電壓施加於p-n接面時，電子和電洞在主動區複合，以光子的形式釋放能量。發射光的波長（顏色）由所用半導體材料的能隙決定。對於850nm發射，通常使用如砷化鋁鎵 (AlGaAs) 等材料。陶瓷封裝主要作為半導體晶粒、打線和主光學元件（如果存在）的機械強固且導熱性佳的保護殼體。

13. 技術趨勢與發展

高功率紅外線LED的趨勢是朝向更高的電光轉換效率（每輸入電瓦特產生更多光輸出）和更高的功率密度。這推動了先進晶片技術（覆晶、薄膜）以及陶瓷和金屬核心基板等封裝材料的採用，以實現最佳的熱管理。同時也專注於改善在惡劣條件（高溫、高濕度）下的可靠性和壽命。此外，將驅動器和感測器與LED整合到智慧模組中是一個日益增長的趨勢，簡化了終端使用者的系統設計。感測應用對特定、窄波長帶的需求持續推動磊晶材料生長和元件工程的進步。

. Technology Trends and Developments

The trend in high-power infrared LEDs is towards higher wall-plug efficiency (more light output per electrical watt input) and increased power density. This drives the adoption of advanced chip technologies (flip-chip, thin-film) and packaging materials like ceramics and metal-core substrates for optimal thermal management. There is also a focus on improving reliability and lifetime under harsh conditions (high temperature, high humidity). Furthermore, the integration of drivers and sensors with the LED into smart modules is a growing trend, simplifying system design for end-users. The demand for specific, narrow wavelength bands for sensing applications continues to push advancements in epitaxial material growth and device engineering.