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770nm红外贴片式光电发射LED结构

项目分类:传感器 发布时间:2022-05-03 ID:615799
  • 770nm红外贴片式光电发射LED结构

  在光电检测类设备的结构设计环节,选型红外发射器件时,往往需要兼顾光路指向性、板卡安装空间、焊接可靠性这几个核心维度,这款770nm波长的贴片式红外LED结构,就是针对紧凑型光电传感场景做的适配设计。从实际应用场景来看,这类器件常被用在微型光电开关、近距离红外对射检测、穿戴式心率采集模块、小型条码扫描识读组件里,相比直插式红外发射管,它不需要在PCB上预留插装过孔,能适配厚度更薄的板卡设计,在便携检测设备、小型自动化传感模组里的适配性更强。

  设计思路上,这款器件采用阶梯形基座结构,上部的弧形定位槽是为了匹配封装透镜的安装定位,避免透镜在封装固化工序出现偏移,导致红外光束的发射角度出现偏差;下部的基座延伸出带定位孔的安装耳,除了SMT焊接的焊盘固定之外,这个结构可以在高振动的使用场景下,辅助点胶加固,降低器件受振动后出现焊盘脱落的概率。前端的球形透镜部分做了突出设计,是为了压缩红外光束的发散角,让770nm波长的红外光能量更集中,在短距离对射检测场景下,能提升接收端的信号强度,降低电路端的信号放大增益要求,减少环境杂光带来的信号干扰。

  从安装边界来看,这款器件的整体高度控制在贴片类元件的常规适配范围内,不会占用过多板卡上方的结构空间,在做整机结构堆叠时,不需要为它单独预留过高的避让空间;焊盘的布局符合常规SMD回流焊的工艺要求,焊盘间距匹配通用贴片机的吸嘴拾取定位尺寸,不需要定制特殊的钢网开口就能完成锡膏印刷。器件背部的挡墙结构一方面可以阻挡红外光从基座侧面漏出,避免侧面漏光对板卡上其他光敏元件造成串扰,另一方面也能在SMT贴装时,提供视觉定位的基准面,提升贴装的对位精度。

  在结构细节上,基座的绝缘部分采用耐高温的封装材质,能够承受回流焊过程中的高温冲击,不会出现基座形变导致透镜移位的问题;球形透镜的曲率经过匹配设计,让发射的红外光斑在常用的5-20mm检测距离上保持均匀的能量分布,不会出现中心能量过强、边缘能量骤降的情况,能让接收端的信号输出更平稳,减少检测阈值调整的复杂度。对于做光电传感模组设计的工程师来说,这个三维结构可以直接导入板卡堆叠设计中,提前验证器件与周边结构件的干涉情况,确认光路的发射路径不会被周边的结构挡墙、屏蔽罩遮挡,减少打样后的结构修改次数,缩短产品的开发周期。

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