Technisches Datenblatt für die Sidelooker Infrarot-LED IR908-7C-F - Seitenemittierendes Gehäuse - Spitzenwellenlänge 940nm - Durchlassspannung 1,25V - Öffnungswinkel 40°

1. Produktübersicht

Die IR908-7C-F ist eine hochintensive Infrarot-Emissionsdiode in einem seitlich ausgerichteten Kunststoffgehäuse. Dieses Design verfügt über einen Chip, der Strahlung von der Seite der klaren Epoxidharzlinse emittiert, was es für Anwendungen geeignet macht, die ein laterales Emissionsprofil erfordern. Das Bauteil zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit und Strahlungsintensität mit einer Spitzenwellenlänge von 940 nm aus.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Zuverlässigkeit und Strahlungsintensität.
• Betrieb mit niedriger Durchlassspannung.
• Bleifrei, RoHS-konform und konform mit EU REACH sowie halogenfrei (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).
• Standard-Anschlussabstand von 2,54 mm für einfache Leiterplattenintegration.

1.2 Zielanwendungen

• Computermäuse für optisches Tracking.
• Optoelektronische Schalter und Sensoren.
• Allgemeine Infrarot-Anwendungssysteme.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Die folgenden Grenzwerte definieren die Limits, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):50 mA
• Sperrspannung (VR):5 V
• Betriebstemperatur (Topr):-25 bis +85 °C
• Lagertemperatur (Tstg):-40 bis +85 °C
• Löttemperatur (Tsol):260 °C für < 5 Sekunden
• Verlustleistung (Pd):75 mW bei oder unter 25°C freier Lufttemperatur

2.2 Elektro-optische Kennwerte

Typische Leistungsparameter werden bei Ta=25°C gemessen. Der Lichtstrom (IC(ON)) ist ein Schlüsselparameter, der unter spezifischen Testbedingungen (IF=4mA, VCE=3,5V) gemessen wird.

• Spitzenwellenlänge (λp):940 nm (typisch) bei IF=20mA
• Spektrale Bandbreite (Δλ):50 nm (typisch) bei IF=20mA
• Durchlassspannung (VF):1,25 V (typisch), 1,60 V (max) bei IF=20mA
• Sperrstrom (IR):10 µA (max) bei VR=5V
• Öffnungswinkel (2θ1/2):40 Grad (typisch) bei IF=20mA

3. Erklärung des Binning-Systems

Die IR908-7C-F ist in verschiedenen Leistungsklassen basierend auf ihrem Lichtstrom (IC(ON)) erhältlich. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit konsistenter optischer Ausgangsleistung für ihre Anwendung auszuwählen.

3.1 Detaillierte Klassen (E1 bis E11)

Diese Klassen bieten eine feine Auswahl des Lichtstroms. Beispielsweise deckt Klasse E1 143 bis 255 µA ab, während Klasse E11 857 bis 1137 µA abdeckt, jeweils gemessen bei IF=4mA, VCE=3,5V.

3.2 Grobe Klassen (7-2, 7-1, 6-2, 6-1)

Dies sind breitere Kategorien. Beispielsweise deckt Klasse 6-1 einen Lichtstrombereich von 650 bis 1274 µA ab. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Binning-Tabelle nur als Referenz dient und keine Garantie für die Lieferung einer spezifischen Klasse darstellt.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere typische Kennlinien, die für Schaltungsdesign und thermisches Management entscheidend sind.

4.1 Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur

Diese Kurve zeigt, wie der maximal zulässige Durchlassstrom mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt, was für die Gewährleistung langfristiger Zuverlässigkeit entscheidend ist.

4.2 Spektrale Verteilung

Veranschaulicht die Strahlungsleistung in Abhängigkeit von der Wellenlänge, zentriert um das 940nm-Maximum.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Definiert die Beziehung zwischen dem durch die Diode fließenden Strom und dem Spannungsabfall über ihr, was für das Design der Treiberschaltung wesentlich ist.

4.4 Relative Strahlungsintensität vs. Winkelabweichung

Dieses Polardiagramm stellt den 40-Grad-Öffnungswinkel visuell dar und zeigt, wie die emittierte Intensität bei Winkeln weg von der Mittelachse abfällt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil ist in einem spezifischen Seitenblick-Gehäuse erhältlich. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,3 mm, sofern nicht anders angegeben. Eine detaillierte Maßzeichnung im Originaldatenblatt zeigt die Gehäusegröße, Anschlusslänge und -abstand.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Anode und Kathode sind klar gekennzeichnet. Die korrekte Polarität muss während der Schaltungsmontage beachtet werden, um Schäden zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss in einem Abstand von mehr als 3 mm vom Boden des Epoxidharzkörpers durchgeführt werden.
• Der Anschlussrahmen muss während des Biegens fixiert werden, und Spannung auf den Epoxidharzkörper muss vermieden werden.
• Die Anschlussformung sollte stetsvordem Lötprozess erfolgen.
• Das Schneiden der Anschlüsse sollte bei Raumtemperatur erfolgen.
• Leiterplattenlöcher müssen perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannung zu vermeiden.

6.2 Lötparameter

Es muss darauf geachtet werden, dass die Lötstelle mindestens 3 mm von der Epoxidharzkugel entfernt ist.

• Handlöten:Lötspitzentemperatur max. 300°C (max. 30W), Lötzeit < 3 Sekunden.
• Tauchlöten:Vorwärmtemperatur max. 100°C (<60 Sek.), Lötbad-Temperatur max. 260°C für < 5 Sekunden.
• Ein empfohlenes Löttemperaturprofil wird bereitgestellt, um thermischen Schock zu minimieren.
• Vermeiden Sie mechanischen Stoß oder Vibration, während die LED durch das Löten heiß ist.
• Tauch- oder Handlöten sollte nicht mehr als einmal durchgeführt werden.

6.3 Reinigung

Ultraschallreinigung wirdnicht empfohlenfür dieses Bauteil.

6.4 Lagerbedingungen

• Nach dem Versand bei 10-30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit oder weniger für bis zu 3 Monate lagern.
• Für Langzeitlagerung (>3 Monate bis 1 Jahr) einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre bei 10-25°C und 20-60% relativer Luftfeuchtigkeit verwenden.
• Nach dem Öffnen der Originalverpackung die Bauteile möglichst innerhalb von 24 Stunden verwenden und den Rest bei 10-25°C und 20-60% relativer Luftfeuchtigkeit lagern, wobei die Tüte umgehend wieder verschlossen wird.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel bei hoher Luftfeuchtigkeit, um Kondensation zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die Standardverpackungsmenge beträgt 1000 Stück pro Beutel, 8 Beutel pro Karton und 10 Kartons pro Versandkarton.

7.2 Etikettenspezifikation

Das Produktetikett enthält Felder für Kundenteilenummer (CPN), Teilenummer (P/N), Menge (QTY), Klassen (CAT), Referenz (REF) und Losnummer (LOT No).

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Beim Entwurf einer Treiberschaltung ermöglicht die niedrige Durchlassspannung (typisch 1,25 V) den Betrieb an Niederspannungsquellen. Ein strombegrenzender Widerstand ist wesentlich, um den Durchlassstrom innerhalb des absoluten Grenzwerts von 50 mA zu halten. Für Pulsbetrieb beziehen Sie sich auf Entlastungskurven, die nicht explizit gezeigt, aber durch die Verlustleistungsangabe impliziert werden.

8.2 Wärmemanagement

Ein ordnungsgemäßes thermisches Management ist entscheidend. Die Verlustleistung ist mit 75 mW bei 25°C spezifiziert. Mit steigender Umgebungstemperatur müssen die maximal zulässige Leistung und der Durchlassstrom entsprechend entlastet werden. Entwickler sollten ausreichende Leiterplatten-Kupferfläche oder andere Kühlmethoden sicherstellen, wenn in der Nähe der Grenzwerte oder in erhöhten Temperaturumgebungen gearbeitet wird.

8.3 Optische Ausrichtung

Die seitlich emittierende Natur dieser LED erfordert ein sorgfältiges mechanisches Design, um die Emissionsfläche korrekt mit dem Zielsensor oder dem optischen Pfad auszurichten. Der 40-Grad-Öffnungswinkel definiert die Strahlaufweitung.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor der IR908-7C-F ist ihrseitlich ausgerichtetes (Sidelooker)Gehäuse. Im Gegensatz zu oben emittierenden LEDs emittiert dieses Gehäuse Infrarotlicht von der Seite des Bauteils. Dies ist ein bedeutender Vorteil in platzbeschränkten Anwendungen wie optischen Computermäusen, bei denen die LED und der Sensor parallel zur verfolgten Oberfläche platziert werden müssen, oder in schlitzförmigen Opto-Unterbrechern.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen den E-Klassen und den Groben Klassen?

Die E-Klassen (E1 bis E11) bieten eine feinere, granulare Auswahl der Lichtausbeute für Anwendungen, die enge Konsistenz erfordern. Die Groben Klassen (z.B. 7-2, 6-1) decken breitere Bereiche ab und werden typischerweise für Anwendungen verwendet, bei denen der exakte Lichtstrom weniger kritisch ist. Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar, dass die Binning-Tabelle nur als Referenz dient.

10.2 Warum ist der Lötabstand (3 mm vom Epoxidharz) so wichtig?

Das Epoxidharz, das die Linse und den Körper der LED bildet, ist empfindlich gegenüber hohen Temperaturen. Übermäßige Hitze beim Löten kann innere Spannungen, Risse oder eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften verursachen, was zu vorzeitigem Ausfall oder reduzierter Lichtausbeute führt.

10.3 Kann ich diese LED mit ihrem maximalen Dauerstrom von 50 mA betreiben?

Obwohl möglich, wird dies für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb, insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen, nicht empfohlen. Die Verlustleistung bei 50 mA und einer typischen Vf von 1,25 V wäre 62,5 mW, was nahe an der Spezifikation von 75 mW bei 25°C liegt. Gute Wärmeableitung und Stromentlastung gemäß der Kurve "Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur" sind für ein robustes Design wesentlich.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Integration in einen optoelektronischen Schalter (Schlitzsensor)

In einem typischen U-förmigen Schlitzsensor ist die IR908-7C-F auf einer Seite des Schlitzes montiert, einem Fototransistor oder einer Fotodiode auf der gegenüberliegenden Seite zugewandt. Das seitlich emittierende Profil ist perfekt für diese Geometrie, da es das Licht horizontal über die Lücke lenkt. Ein durch den Schlitz passierendes Objekt unterbricht den Strahl und löst den Sensor aus. Designschritte umfassen: 1) Auswahl einer geeigneten Klasse (z.B. E5) für ausreichende Signalreserve. 2) Entwurf einer Konstantstrom-Treiberschaltung, die auf 20 mA für optimale Leistung eingestellt ist. 3) Sicherstellen, dass das mechanische Gehäuse die Emissionsseite der LED präzise mit dem Empfänger ausrichtet. 4) Befolgen aller Lötrichtlinien, um Schäden während der Leiterplattenmontage zu verhindern.

12. Prinzipielle Einführung

Infrarot-Licht emittierende Dioden (IR-LEDs) arbeiten nach demselben Grundprinzip wie sichtbare LEDs: Elektrolumineszenz in einem Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. Für dieses Bauteil wird Galliumarsenid (GaAs) verwendet, um Photonen im nahen Infrarotspektrum zu erzeugen, speziell bei einem Maximum von 940 nm, das für das menschliche Auge unsichtbar, aber von Silizium-Fotodetektoren leicht erfasst wird.

13. Entwicklungstrends

Der Trend in der Infrarot-LED-Technologie geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Strahlungsleistung pro elektrischem Watt Eingang), verbesserter Zuverlässigkeit und kleinerer Gehäusegrößen. Es gibt auch einen Trend zur Optimierung spezifischer Wellenlängen für Anwendungen wie Gesichtserkennung (850 nm, 940 nm) und Gassensorik. Der seitlich emittierende Gehäusestil, wie bei der IR908-7C-F zu sehen, bleibt ein kritischer Formfaktor für spezifische optische Pfaddesigns und wird voraussichtlich weiterhin in miniaturisierten Sensormodulen verwendet und verfeinert werden.