光电器件封装形式怎么选？直插、贴片、带透镜各管什么场合

贴片靠焊盘和铜箔，板子设计得薄、铜薄，结温就压不下去，光衰跟着快。

光路的固定方式不一样。 直插的引脚长，装配时可以调高度；贴片是焊死在板上，高度由器件本体和焊膏厚度决定，光路对位一旦设计错，只能改板。

环境应力不一样。 贴片要过回流焊，器件先受一遍热冲击；潮湿车间放久了还要烘烤。这些工艺环节都会影响最终的暗电流和灵敏度。

所以选封装不是“哪个便宜用哪个”，得先把工作环境、装配方式和光路结构摆出来，再看哪种壳子装得进去。

几类常见封装各自管什么场合

光电器件封装形式大致分四类，差别不在外观，而在散热路径、光路固定方式与环境应力。

家电和消费类整机现在大多走第二类。贴片光电二极管在这类板子上很常见：面积小、响应快、配合运放做信号调理，装进十几毫米厚的机身里不占地方。代价是它对 PCB 设计和贴装工艺的依赖比直插高得多，出问题往往不是器件本身，而是焊盘、钢网或者回流曲线。

贴片化之后多出来的几件事

从直插改贴片，贴片光电二极管上板之后，产线上要补的功课有五件，缺一件都会在批量阶段返工。

1. 湿敏等级与烘烤。 塑封贴片件有吸湿问题，开封后没在规定时间内用完，就要按等级要求烘烤。烘烤记录要留，不然回流时内部水汽膨胀，出现分层或者暗电流漂移，查都查不出来。
2. 回流曲线。 无铅工艺的峰值温度通常在 245℃ 上下，器件能承受的范围各家不同。曲线太陡、预热太快，塑封体和引线框架的应力都会变大。
3. 编带方向与极性。 编带里器件的朝向、极性标识的位置，决定贴片机吸起来是对的还是反的。这一条在首件确认时必须看，靠人眼在批量里挑是挑不过来的。
4. 焊盘与钢网。 焊盘尺寸和钢网开孔直接决定焊膏量，焊膏多了器件浮起来，光路高度就偏；少了虚焊，信号时有时无。
5. 透镜偏心。 带透镜的贴片款，透镜中心相对焊盘中心有一个允许偏差。板子设计时要把这个偏差算进光路余量，不能按理想位置画。

引脚与极性怎么确认

光电器件里，极性问题比很多人想的更常见。发射管接反不亮，光电二极管接反要么没信号要么反向击穿，接收头接反直接不工作。

确认的办法有三层。第一层看标记：直插件一般长脚为正、壳体上有平面的那一侧对应负极；贴片件看底部或者侧面的极性标识，有的用缺口，有的用一道色带；接收头这类三脚件，引脚顺序各家自定，必须看规格书，不能靠外形猜。

第二层用万用表打一下。二极管档正向导通、反向不通，可以判出阳极和阴极；发射管同理。第三层上板之前先在样板上点亮或者测一次输出，确认极性再批量贴装。这三层里，第二层最容易省，也最容易在后面返工。

透镜与光路：换了封装就要重算一次

带透镜的封装，包括贴片光电二极管常见的带透镜款，发光角和接收角都由透镜决定。同一颗芯片装在平窗壳和带透镜壳里，光强分布差得不少。整机的光路是按角度设计的，换封装等于把这条光路重算一遍。

要重算的有三项：器件的光学中心相对焊盘或者安装面的位置、器件顶面到目标面的距离、以及遮挡结构的位置。前两项决定光打到哪里，第三项决定杂光会不会窜进接收端。串光在多组对管并排的板子上尤其明显，直插时代靠引脚高度错开就能解决的事，贴片化之后要靠结构件和遮光筋。

还有一个容易漏的点：灌封和封装材料本身会影响波长透过率。同样是红外波段，不同封装胶的透过曲线不完全一样，换封装之后建议重新测一次实际输出，别直接套原来的阈值。

换封装时整机要同步改什么

光电器件封装形式一换，整机侧要跟着动的通常是这几处：PCB 焊盘与钢网、器件高度与光路对位、遮光与屏蔽结构、回流工艺参数、以及可靠性验证计划。前四项是设计问题，最后一项是验证问题，容易被压到最后做。

可靠性这块，换封装之后建议补三项：冷热冲击、湿热存放、以及连续点亮老化。冷热冲击看的是封装界面会不会分层，湿热看的是暗电流会不会抬起来，连续点亮看的是光衰。这三项跑完，再谈批量。

如果换封装是为了降本，尤其要把第二项补上。塑封件在湿热环境下暗电流抬升是常见现象，常温台上测不出来，到了南方梅雨季就体现为误动作。

采购该核的几项

光电器件封装形式定了之后，采购这边要核的项也跟着变，不能只按型号下单。

• 封装图纸与公差。 本体尺寸、引脚位置、光学中心位置、透镜偏心允许值，要图纸不要口头。
• 湿敏等级与包装方式。 等级是多少、防潮袋与干燥剂是否完整、开封后可用时间多久、要不要烘烤。贴片光电二极管这类塑封件尤其要问清这一项。
• 编带方向与极性标识。 卷盘方向、每盘数量、极性标识位置，首件必须对一次。
• 批次实测数据。 换封装往往连带换工艺，光电流、暗电流、光衰这几项要按批给实测值，不是标称值。
• 样品与首件确认。 先要样品在自有测试台上跑一遍，再走首件，别直接上批量。

从器件到产线

世华高半导体做光电二极管、光电三极管、红外线接收头、发射管、发光二极管、硅光电池、霍尔元件、光电开关、光电编码器、纸张感应器和光电耦合器等光电器件二十多年。这几类产品我们同时有直插件和贴片件，带透镜、带外壳、带线束的成品形态也能做，客户从直插转贴片的过渡期，通常按同一颗芯片给两种封装的样品，方便先在老板上验证参数、再改新板。

光电器件封装形式相关的资料我们能提供到可执行的程度：本体与光学中心的图纸公差、湿敏等级与包装方式、编带方向与极性标识说明、以及该批次的光电参数实测值。光电二极管与光电三极管按灵敏度和光电流分档、红外发射管按波长和辐射强度分档、接收头按载波频率与接收角度分档，出货按批次建档，可以倒查。

正在从直插改贴片、或者要为新结构选封装的团队，可以把板子厚度、器件可用高度、光路走向和目标参数发过来。我们先按空间和光路给封装建议，再出样品和实测数据，最后一起把首件的判定项定下来——顺序这么走，返工少一轮。