Hoja de Datos del LED Infrarrojo HIR204C/H0 de 3mm - Dimensiones 3.0mm - Longitud de Onda Pico 850nm - Voltaje Directo 1.45V - Documento Técnico en Español

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para mantener la fiabilidad y el rendimiento del dispositivo.

6.1 Formado de Patillas

• El doblado debe realizarse en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Siempre forme las patillasantesde soldar el componente.
• Evite aplicar tensión al encapsulado del LED o a su base durante el formado, ya que esto puede dañar las conexiones internas o agrietar el epoxi.
• Corte las patillas a temperatura ambiente. El corte a alta temperatura puede inducir fallos.
• Asegúrese de que los orificios del PCB se alineen perfectamente con las patillas del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

• Almacenamiento recomendado tras la recepción: ≤ 30°C y ≤ 70% de Humedad Relativa.
• La vida útil en estas condiciones es de 3 meses.
• Para un almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), colóquelo en un recipiente sellado con atmósfera de nitrógeno y desecante.
• Una vez abierto el embalaje original, utilice los componentes dentro de las 24 horas.
• Evite cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

6.3 Recomendaciones de Soldadura

La unión de soldadura debe estar al menos a 3mm de la bombilla de epoxi.

• Soldadura Manual:Temperatura de la punta del soldador ≤ 300°C (para un soldador de 30W máximo). Tiempo de soldadura ≤ 3 segundos por patilla.
• Soldadura por Ola/Inmersión:Temperatura de precalentamiento ≤ 100°C durante ≤ 60 segundos. Temperatura del baño de soldadura ≤ 260°C durante ≤ 5 segundos.
• Reglas Generales:
  • Evite la tensión en las patillas durante e inmediatamente después de la soldadura mientras el dispositivo está caliente.
  • No realice soldadura por inmersión/manual más de una vez.
  • Proteja el LED de golpes/vibraciones mecánicas hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de la soldadura.
  • Evite procesos de enfriamiento rápido.
  • Utilice siempre la temperatura y el tiempo de soldadura efectivos más bajos.

6.4 Limpieza

• Si es necesaria la limpieza, utilice alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante no más de un minuto. Seque al aire a temperatura ambiente.
• Evite la limpieza ultrasónica.Si es absolutamente necesario, se requiere una precalificación extensa para asegurar que la potencia ultrasónica específica y las condiciones de montaje no dañen el chip del LED o las uniones por alambre.

6.5 Gestión Térmica

Aunque no se detalla con valores específicos de resistencia térmica en esta hoja de datos, se enfatiza la gestión del calor. La clasificación de disipación de potencia (Pd) de 150mW es para aire libre a 25°C. En aplicaciones reales, especialmente cuando se excita a corrientes más altas o en espacios cerrados, la temperatura de unión del LED aumentará. Esto puede reducir la eficacia luminosa y la vida útil. Los diseñadores deben considerar el disipador de calor, el área de cobre del PCB y las condiciones ambientales durante la fase de diseño de la aplicación para asegurar que el LED opere dentro de los límites de temperatura seguros.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificación de la Etiqueta

La etiqueta en el embalaje contiene información clave para la trazabilidad e identificación:

• CPN:Número de Producto del Cliente
• P/N:Número de Producto (ej., HIR204C/H0)
• QTY:Cantidad en el paquete
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (Código de bin, ej., N, P, Q, R)
• HUE:Rango de Longitud de Onda Dominante
• REF:Rango de Voltaje Directo
• LOT No:Número de Lote de Fabricación
• X:Mes de producción
• REF:Número de referencia de la etiqueta

7.2 Especificación de Embalaje

• Embalaje Primario:Bolsas antiestáticas.
• Embalaje Secundario:Cajas interiores.
• Embalaje Terciario:Cajas exteriores maestras.
• Cantidad de Embalaje Estándar:
  • 200 a 1000 piezas por bolsa antiestática.
  • 5 bolsas se empaquetan en 1 caja interior.
  • 10 cajas interiores se empaquetan en 1 caja exterior.

8. Consideraciones de Diseño de Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Excitación

Para operar el LED, es obligatorio un circuito limitador de corriente. Una simple resistencia en serie a menudo es suficiente para aplicaciones básicas. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - Vf) / If. Por ejemplo, con una fuente de 5V, un Vf de 1.45V y un If deseado de 20mA: R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5Ω. Una resistencia estándar de 180Ω sería adecuada. Para operación en pulso a corrientes más altas (ej., 100mA), se recomienda un transistor o un CI controlador de LED dedicado para proporcionar el pulso de corriente necesario.

8.2 Diseño Óptico y Alineación

El ángulo de visión de 40 grados proporciona un haz razonablemente amplio. Para aplicaciones de mayor alcance o enfocadas, se puede añadir una lente delante del LED. Por el contrario, para una cobertura muy amplia, pueden necesitarse múltiples LEDs. La alineación mecánica precisa con el sensor receptor (fototransistor, módulo receptor IR) es crucial para un rendimiento óptimo del sistema. Se debe consultar la curva del patrón de emisión espacial para comprender la fuerza de la señal en ángulos fuera del eje.

8.3 Interferencia e Inmunidad al Ruido

Los sistemas infrarrojos pueden ser susceptibles al ruido de la luz ambiental, particularmente de la luz solar y las lámparas incandescentes que contienen componentes IR. Las estrategias para mitigar esto incluyen:

• Usar señales IR moduladas (ej., portadora de 38kHz) y un receptor sintonizado a la misma frecuencia.
• Añadir un filtro óptico que bloquee la luz visible pero pase el IR de 850nm en el lado del receptor.
• Proteger físicamente el par LED y receptor de las fuentes de luz ambiental directa.

9. Comparación y Posicionamiento Técnico

El HIR204C/H0 ocupa una posición específica en el mercado de LEDs infrarrojos. En comparación con los LEDs IR SMD más pequeños, ofrece una mayor potencia radiante potencial debido a su tamaño de chip y encapsulado más grandes, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que necesitan más potencia. En comparación con emisores IR de alta potencia dedicados y más grandes, es más compacto y más fácil de excitar con circuitos simples. Su longitud de onda de 850nm es la más común, asegurando una amplia compatibilidad con receptores. Los diferenciadores clave incluyen su encapsulado transparente (sin tinte), la separación estándar de patillas de 2.54mm para un prototipado fácil y una estructura de binning bien definida para la consistencia de la salida.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre Corriente Continua (IF) y Corriente de Pico (IFP)?

Corriente Directa Continua (IF=100mA)es la corriente DC máxima que puede pasar a través del LED indefinidamente sin causar daños, asumiendo que se respetan los límites térmicos.Corriente Directa de Pico (IFP=1.0A)es la corriente máxima permitida solo bajo condiciones de pulso muy cortas (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1%). Esto permite ráfagas breves de luz de alta intensidad para aplicaciones como controles remotos de largo alcance, pero la potencia promedio debe permanecer dentro de los límites de disipación del dispositivo.

10.2 ¿Cómo selecciono el Bin correcto (N, P, Q, R)?

Elija basándose en la intensidad radiante mínima que su aplicación requiere a la distancia de operación y bajo las peores condiciones (ej., batería baja, alta temperatura). Si sus cálculos de diseño muestran que necesita al menos 18 mW/sr, debe seleccionar Bin Q (Mín 21.0) o Bin R (Mín 30.0). El Bin N (Mín 11.0) no estaría garantizado para funcionar. Seleccionar un bin más alto proporciona un mayor margen de diseño.

10.3 ¿Por qué es tan importante la distancia de soldadura (3mm de la bombilla)?

La resina epoxi que forma la lente tiene un coeficiente de expansión térmica diferente al de las patillas metálicas. Aplicar el calor de soldadura demasiado cerca del epoxi puede causar tensión térmica, lo que potencialmente conduce a microgrietas en el epoxi o daños en la unión interna del chip. Estas grietas pueden permitir la entrada de humedad más tarde, llevando a un fallo prematuro. La distancia de 3mm permite que el calor se disipe a lo largo de la patilla antes de llegar al encapsulado sensible.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

11.1 Caso: Mejora del Alcance de un Control Remoto IR de Consumo

Escenario:Un diseñador está creando un control remoto universal que necesita funcionar de manera fiable desde hasta 10 metros de distancia, incluso en ángulos ligeros, en una sala de estar típica.

Decisiones de Diseño usando HIR204C/H0:

1. Corriente de Excitación:En lugar de usar los típicos 20mA continuos, el diseñador utiliza un circuito de excitación por pulsos. Pulsa el LED a 100mA con un ciclo de trabajo muy corto (ej., 0.5%) para generar ráfagas de alta intensidad, aprovechando la clasificación IFP. Esto aumenta significativamente la potencia óptica de pico y, por lo tanto, el alcance efectivo.
2. Selección de Bin:Para asegurar un rendimiento consistente en todas las unidades fabricadas y tener en cuenta la caída de voltaje de la batería, el diseñador especifica LEDs del Bin R. Esto garantiza una salida mínima alta incluso al final de la vida útil de la batería.
3. Colocación y Lente:Se colocan dos LEDs ligeramente separados y angulados unos grados entre sí para crear un patrón de haz efectivo más amplio, mejorando la posibilidad de alcanzar el receptor desde varios ángulos. Se utiliza una simple tapa de lente de plástico de bajo costo sobre los LEDs para colimar ligeramente el haz para una mejor direccionalidad.
4. Consideración Térmica:Dado que el ciclo de trabajo es muy bajo (0.5%), la potencia promedio es pequeña (100mA * 1.65V * 0.005 = 0.825mW), muy por debajo de la clasificación Pd de 150mW. No se requiere un disipador de calor especial en el PCB.

Este enfoque demuestra cómo comprender las clasificaciones de pulso, el binning y los parámetros térmicos de la hoja de datos permite un diseño optimizado y rentable para una aplicación exigente.

12. Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz Infrarroja (IR LED) funciona según el mismo principio fundamental que un LED visible estándar, pero utiliza diferentes materiales semiconductores para producir luz en el espectro infrarrojo. El HIR204C/H0 utiliza un chip de Arseniuro de Galio y Aluminio (GaAlAs). Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión P-N del LED, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del semiconductor. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones. La energía específica de la banda prohibida del material GaAlAs determina la longitud de onda de estos fotones, que en este caso se centra alrededor de 850 nanómetros, situándolo en la región del infrarrojo cercano, invisible para el ojo humano. El encapsulado de epoxi transparente no filtra ni tiñe la luz, permitiendo que escape la máxima cantidad de radiación infrarroja generada.

13. Tendencias Tecnológicas

El campo de los emisores infrarrojos continúa evolucionando. Las tendencias generales observables en la industria incluyen:

• Mayor Eficiencia:Desarrollo de nuevas estructuras epitaxiales de semiconductores para lograr una mayor intensidad radiante (mW/sr) para la misma corriente de entrada (mA), mejorando la eficiencia energética general del sistema.
• Miniaturización:Mientras que los encapsulados de orificio pasante como el de 3mm siguen siendo populares por su robustez y facilidad de uso, existe una fuerte tendencia hacia los encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) (ej., 0805, 0603) para el montaje automatizado y diseños con espacio limitado como teléfonos inteligentes (para sensores de proximidad) y pequeños dispositivos IoT.
• Diversificación de Longitud de Onda:Mientras que 850nm y 940nm son dominantes, hay un uso creciente de otras longitudes de onda para aplicaciones específicas, como 810nm para dispositivos médicos o bandas estrechas específicas para detección de gases.
• Integración:Combinar el LED IR con un circuito de excitación, modulador o incluso un fotodetector en un solo encapsulado para crear "módulos de sensor" más inteligentes y fáciles de usar.
• Datos de Fiabilidad Mejorados:Las hojas de datos modernas proporcionan cada vez más datos detallados de vida útil y fiabilidad (ej., cifras L70, L50 bajo varias condiciones de estrés) para respaldar diseños para aplicaciones automotrices, industriales y médicas donde el rendimiento a largo plazo es crítico.

El HIR204C/H0 representa un componente maduro, fiable y bien comprendido que se beneficia de estos avances continuos en materiales y fabricación, asegurando su relevancia continua en una amplia gama de diseños electrónicos.