Hoja de Datos del LED Infrarrojo IR95-21C/TR7 - SMD Redondo de 1.9mm - 1.2V - 940nm - 130mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El IR95-21C/TR7 es un diodo emisor de infrarrojos de montaje superficial (SMD) subminiatura. Está encapsulado en un paquete compacto de doble extremo con una lente de vista superior esférica moldeada en plástico transparente. Este dispositivo está específicamente diseñado para coincidir espectralmente con fotodiodos y fototransistores de silicio, lo que lo convierte en una fuente ideal para diversas aplicaciones de detección infrarroja.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Este componente ofrece varias ventajas clave, incluyendo un factor de forma muy pequeño, alta fiabilidad y operación a bajo voltaje directo. Sus mercados objetivo principales incluyen la electrónica de consumo, la automatización industrial y los equipos de seguridad donde se requiere una emisión infrarroja fiable en un espacio confinado.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

El rendimiento del IR95-21C/TR7 está definido por sus características eléctricas, ópticas y térmicas bajo condiciones especificadas.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No están destinados para operación continua.

• Corriente Directa Continua (I_F): 65 mA
• Voltaje Inverso (V_R): 5 V
• Temperatura de Operación (T_opr): -25°C a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg): -40°C a +85°C
• Disipación de Potencia (P_d): 130 mW (a 25°C ambiente o menos)
• Temperatura de Soldadura (T_sol): 260°C durante ≤ 5 segundos

2.2 Características Electro-Ópticas (T_a=25°C)

Estos parámetros se miden a una corriente de prueba estándar de 20 mA y representan el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Radiante (I_e): 3.0 mW/sr (Mín), 5.0 mW/sr (Típ)
• Longitud de Onda Pico (λ_p): 940 nm (Típ)
• Ancho de Banda Espectral (Δλ): 45 nm (Típ)
• Voltaje Directo (V_F): 1.2 V (Típ), 1.5 V (Máx)
• Corriente Inversa (I_R): 10 μA (Máx) a V_R=5V
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 25° (Típ)

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que son cruciales para los ingenieros de diseño.

3.1 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva muestra la reducción de la corriente directa máxima permitida a medida que aumenta la temperatura ambiente por encima de los 25°C. Una gestión térmica adecuada es esencial para mantenerse dentro del área de operación segura.

3.2 Distribución Espectral

La curva de salida espectral se centra en la longitud de onda pico típica de 940 nm con un ancho de banda de aproximadamente 45 nm. Esto coincide bien con la sensibilidad pico de los fotodetectores de silicio comunes.

3.3 Intensidad Radiante Relativa vs. Corriente Directa

Este gráfico ilustra la relación no lineal entre la corriente de excitación y la salida óptica. La intensidad radiante aumenta con la corriente, pero los diseñadores deben considerar la eficiencia y la generación de calor.

3.4 Corriente Directo vs. Voltaje Directo

La curva I-V demuestra la característica exponencial del diodo. El voltaje directo típico es de 1.2V a 20mA, que es relativamente bajo, lo que ayuda en el diseño de circuitos de baja potencia.

3.5 Intensidad Radiante Relativa vs. Desplazamiento Angular

Este gráfico polar define el patrón de emisión espacial del LED. El ángulo de visión de 25° indica un haz moderadamente direccional, lo que es útil para aplicaciones de detección dirigida.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El IR95-21C/TR7 presenta un cuerpo redondo de 1.9mm con pines en "ala de gaviota" para montaje superficial. Las dimensiones clave incluyen el diámetro del cuerpo, la altura total y el espaciado de los pines. Todas las dimensiones críticas tienen una tolerancia de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. El diseño de pines en ala de gaviota proporciona una buena estabilidad mecánica durante y después del proceso de soldadura.

4.2 Identificación de Polaridad

El cátodo suele estar indicado por un marcador visual, como una muesca, un borde plano o un pin más corto en el encapsulado. Consulte el dibujo detallado del paquete para conocer el método de identificación específico utilizado en este componente.

5. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para los componentes SMD para garantizar la fiabilidad.

5.1 Almacenamiento y Sensibilidad a la Humedad

Este dispositivo es sensible a la humedad. Debe almacenarse en su bolsa hermética original a ≤ 30°C y ≤ 90% HR antes de abrir. Después de abrir, debe almacenarse a ≤ 30°C y ≤ 60% HR y usarse dentro de las 168 horas (7 días). Si se exceden estas condiciones, se requiere un tratamiento de secado a 60 ± 5°C durante 24 horas antes de su uso.

5.2 Perfil de Soldadura por Reflujo

La hoja de datos especifica un perfil de temperatura de soldadura sin plomo. La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces. Durante el calentamiento, no se debe aplicar estrés mecánico al cuerpo del LED, y la PCB no debe deformarse después de la soldadura.

5.3 Soldadura Manual y Rework

Si es necesaria la soldadura manual, se debe usar un soldador con una temperatura de punta ≤ 350°C y una capacidad ≤ 25W. El tiempo de contacto por pin debe ser ≤ 3 segundos. Se desaconseja encarecidamente el rework. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta especializado para calentar ambos pines simultáneamente, evitando el estrés térmico en el cuerpo de epoxi.<6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Cinta Portadora

Los componentes se suministran en cinta portadora en relieve para montaje automatizado. La cantidad estándar por carrete es de 1000 piezas. Se proporcionan las dimensiones detalladas de la cinta y el carrete para compatibilidad con los alimentadores.

6.2 Especificación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información esencial, incluido el Número de Parte (P/N), el Número de Producción del Cliente (CPN), la cantidad (QTY), la categoría (CAT), la longitud de onda pico (HUE), la referencia (REF) y el número de lote (LOT No.).

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

La aplicación principal es como fuente de infrarrojos emparejada con un fotodetector de silicio. Una resistencia limitadora de corriente es absolutamente obligatoria en serie con el LED. El valor de la resistencia (R) se calcula usando la fórmula: R = (V

suministro_{- V}) / I_F. Dado que V_Fes bajo (~1.2V), incluso pequeños aumentos en el voltaje de suministro pueden causar grandes picos de corriente, lo que requiere un cálculo preciso de la resistencia o el uso de un controlador de corriente constante para aplicaciones críticas._F7.2 Consideraciones de Diseño

Alineación Óptica

• : El ángulo de visión de 25° requiere un cuidadoso alineamiento mecánico con el sensor receptor para una fuerza de señal óptima.Gestión Térmica
• : Aunque la disipación de potencia es baja, el diseño de la PCB debe evitar colocar componentes generadores de calor cerca, especialmente si se opera a altas temperaturas ambiente o cerca de la corriente máxima.Ruido Eléctrico
• : En circuitos de detección analógica sensibles, considere el blindaje o el filtrado para evitar que la corriente de excitación pulsada del LED introduzca ruido.8. Comparación y Diferenciación Técnica

El IR95-21C/TR7 se diferencia por su combinación de un encapsulado redondo muy compacto de 1.9mm, pines en ala de gaviota para una soldadura robusta y una salida espectral que coincide precisamente con los detectores de silicio. En comparación con los LED IR de orificio pasante más grandes, ahorra un espacio significativo en la placa. En comparación con otros encapsulados SMD, la lente esférica y el ángulo de visión específico pueden ofrecer un mejor acoplamiento óptico para ciertos diseños de sensores de barrera o de proximidad.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Qué sucede si excedo los 65mA de corriente directa?

Exceder el Límite Absoluto Máximo para la corriente directa puede causar una falla catastrófica inmediata debido al sobrecalentamiento de la unión semiconductora, o reducir significativamente la fiabilidad a largo plazo y la salida luminosa del dispositivo.

9.2 ¿Puedo usarlo para operación continua?

Sí, pero debe asegurarse de que el punto de operación (I

, T_F) se encuentre dentro del área de operación segura definida por la curva de disipación de potencia máxima. A 25°C, la potencia continua máxima es de 130mW. A temperaturas ambiente más altas, la corriente máxima permitida debe reducirse._a9.3 ¿Por qué son tan críticos el almacenamiento y el tiempo de uso después de abrir?

El material de encapsulado de epoxi puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura por reflujo a alta temperatura, esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna, agrietamiento o "efecto palomita de maíz", lo que destruye el componente. Las condiciones de almacenamiento especificadas y la vida útil en planta controlan este riesgo.

10. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Sensor de Presencia de Papel Compacto en una Impresora.

El IR95-21C/TR7 es una excelente opción. Su pequeño tamaño le permite encajar en ensamblajes mecánicos ajustados. El diseñador lo emparejaría con un fototransistor colocado a unos pocos milímetros de distancia, creando un sensor de tipo transmisión. Un microcontrolador pulsaría el LED con una corriente de 20mA (usando una resistencia en serie adecuada) y leería la salida del fototransistor. La longitud de onda de 940nm es invisible y no interferirá con la experiencia del usuario. Los pines en ala de gaviota proporcionan una junta de soldadura fuerte resistente a las vibraciones dentro del mecanismo de la impresora. El estricto cumplimiento del perfil de reflujo y los procedimientos de manejo de humedad es esencial para un alto rendimiento de fabricación.11. Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz Infrarroja (LED IR) es un diodo semiconductor de unión p-n. Cuando se polariza en directa, los electrones de la región n se recombinan con los huecos de la región p en la región activa. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones. El material específico utilizado (Arseniuro de Galio y Aluminio - GaAlAs en este caso) determina la energía de la banda prohibida, que define directamente la longitud de onda de la luz emitida, aquí en el espectro infrarrojo alrededor de 940nm.

12. Tendencias de la Industria

La tendencia en la optoelectrónica continúa hacia la miniaturización, mayor eficiencia e integración. Los encapsulados SMD como este han reemplazado en gran medida a los componentes de orificio pasante en el montaje automatizado. Los desarrollos futuros pueden incluir encapsulados de escala de chip (CSP) aún más pequeños, circuitos controladores integrados dentro del paquete y componentes diseñados para una modulación de mayor velocidad para aplicaciones de comunicación de datos. También hay un enfoque sostenido en mejorar la fiabilidad y simplificar los procesos de montaje, como reducir los niveles de sensibilidad a la humedad.

The trend in optoelectronics continues towards miniaturization, higher efficiency, and integration. SMD packages like this one have largely replaced through-hole components in automated assembly. Future developments may include even smaller chip-scale packages (CSP), integrated driver circuits within the package, and components designed for higher speed modulation for data communication applications. There is also a sustained focus on improving reliability and simplifying assembly processes, such as reducing moisture sensitivity levels.