Hoja de Datos del LED Infrarrojo de Emisión Lateral IR908-7C-F - Paquete de Emisión Lateral - Longitud de Onda Pico 940nm - Voltaje Directo 1.25V - Ángulo de Visión 40° - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El IR908-7C-F es un diodo emisor de infrarrojos de alta intensidad alojado en un encapsulado plástico de emisión lateral. Este diseño presenta un chip que emite radiación desde el lateral de la lente de epoxi transparente, lo que lo hace idóneo para aplicaciones que requieren un perfil de emisión lateral. El dispositivo se caracteriza por su alta fiabilidad e intensidad radiante, con una longitud de onda pico de 940nm.

1.1 Ventajas Principales

• Alta fiabilidad e intensidad radiante.
• Funcionamiento con bajo voltaje directo.
• Libre de plomo, conforme a RoHS, y cumple con las normas de la UE REACH y Libre de Halógenos (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).
• Espaciado de pines estándar de 2.54mm para una fácil integración en PCB.

1.2 Aplicaciones Destinadas

• Ratones de ordenador para seguimiento óptico.
• Interruptores y sensores optoelectrónicos.
• Sistemas de aplicación de infrarrojos en general.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Las siguientes especificaciones definen los límites más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. Todos los valores se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corriente Directa Continua (IF):50 mA
• Voltaje Inverso (VR):5 V
• Temperatura de Operación (Topr):-25 a +85 °C
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40 a +85 °C
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260 °C durante < 5 segundos
• Disipación de Potencia (Pd):75 mW a o por debajo de 25°C de temperatura ambiente libre

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros de rendimiento típicos se miden a Ta=25°C. La Corriente de Luz (IC(ON)) es un parámetro clave medido en condiciones de prueba específicas (IF=4mA, VCE=3.5V).

• Longitud de Onda Pico (λp):940 nm (Típico) a IF=20mA
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):50 nm (Típico) a IF=20mA
• Voltaje Directo (VF):1.25 V (Típico), 1.60 V (Máx) a IF=20mA
• Corriente Inversa (IR):10 µA (Máx) a VR=5V
• Ángulo de Visión (2θ1/2):40 grados (Típico) a IF=20mA

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El IR908-7C-F está disponible en diferentes rangos de rendimiento basados en su Corriente de Luz (IC(ON)). Esto permite a los diseñadores seleccionar dispositivos con una salida óptica consistente para su aplicación.

3.1 Rangos Detallados (E1 a E11)

Estos rangos ofrecen una selección fina de la corriente de luz. Por ejemplo, el Rango E1 cubre de 143 a 255 µA, mientras que el Rango E11 cubre de 857 a 1137 µA, todo medido a IF=4mA, VCE=3.5V.

3.2 Rangos Gruesos (7-2, 7-1, 6-2, 6-1)

Estas son categorías más amplias. Por ejemplo, el Rango 6-1 cubre un rango de corriente de luz desde 650 hasta 1274 µA. Es importante señalar que esta tabla de clasificación es solo de referencia y no garantiza el envío de un rango específico.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características típicas que son cruciales para el diseño de circuitos y la gestión térmica.

4.1 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva muestra cómo la corriente directa máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente, lo cual es crítico para garantizar la fiabilidad a largo plazo.

4.2 Distribución Espectral

Ilustra la potencia radiante de salida en función de la longitud de onda, centrada alrededor del pico de 940nm.

4.3 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva IV)

Define la relación entre la corriente que fluye a través del diodo y la caída de voltaje en él, esencial para el diseño del circuito de excitación.

4.4 Intensidad Radiante Relativa vs. Desplazamiento Angular

Este gráfico polar representa visualmente el ángulo de visión de 40 grados, mostrando cómo la intensidad emitida disminuye en ángulos alejados del eje central.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo viene en un paquete específico de emisión lateral. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.3mm a menos que se especifique lo contrario. En la hoja de datos original se proporciona un dibujo detallado con cotas, que muestra el tamaño del cuerpo, la longitud de los pines y su espaciado.

5.2 Identificación de Polaridad

El ánodo y el cátodo están claramente marcados. Debe observarse la polaridad correcta durante el montaje del circuito para evitar daños.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Conformado de Pines

• El doblado debe realizarse a una distancia mayor de 3mm desde la base del cuerpo de resina epoxi.
• El marco de pines debe estar fijo durante el doblado, y debe evitarse el estrés en el cuerpo de epoxi.
• El conformado de pines siempre debe hacerseantesdel proceso de soldadura.
• El corte de los pines debe realizarse a temperatura ambiente.
• Los orificios del PCB deben alinearse perfectamente con los pines del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Parámetros de Soldadura

Debe tenerse cuidado de mantener la unión de soldadura al menos a 3mm de la bombilla de epoxi.

• Soldadura Manual:Temperatura máxima de la punta del soldador 300°C (30W máx.), tiempo de soldadura < 3 segundos.
• Soldadura por Inmersión:Temperatura de precalentamiento máx. 100°C (<60 seg), temperatura del baño de soldadura máx. 260°C durante < 5 segundos.
• Se proporciona un perfil de temperatura de soldadura recomendado para minimizar el choque térmico.
• Evitar golpes mecánicos o vibraciones mientras el LED está caliente por la soldadura.
• No se debe realizar soldadura por inmersión o manual más de una vez.

6.3 Limpieza

La limpieza ultrasónicano se recomiendapara este dispositivo.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

• Después del envío, almacenar a 10-30°C y 70% HR o menos hasta por 3 meses.
• Para almacenamiento a largo plazo (>3 meses a 1 año), usar un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno a 10-25°C y 20-60% HR.
• Después de abrir el embalaje original, usar los dispositivos dentro de las 24 horas si es posible, y almacenar el resto a 10-25°C y 20-60% HR, sellando la bolsa de nuevo rápidamente.
• Evitar cambios rápidos de temperatura en alta humedad para prevenir la condensación.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

La cantidad de embalaje estándar es de 1000 piezas por bolsa, 8 bolsas por caja y 10 cajas por cartón.

7.2 Especificación de Etiqueta

La etiqueta del producto incluye campos para el Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Parte (P/N), Cantidad (QTY), Rangos (CAT), Referencia (REF) y Número de Lote (LOT No).

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Al diseñar un circuito de excitación, el bajo voltaje directo (típicamente 1.25V) permite el funcionamiento con fuentes de baja tensión. Una resistencia limitadora de corriente es esencial para mantener la corriente directa dentro de la Especificación Máxima Absoluta de 50mA. Para operación pulsada, consultar las curvas de reducción de potencia implícitas en la especificación de disipación de potencia.

8.2 Gestión Térmica

Una gestión térmica adecuada es crítica. La disipación de potencia está especificada en 75mW a 25°C. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la potencia máxima permitida y la corriente directa deben reducirse en consecuencia. Los diseñadores deben asegurar un área de cobre en el PCB adecuada u otros métodos de disipación de calor si se opera cerca de las especificaciones máximas o en entornos de temperatura elevada.

8.3 Alineación Óptica

La naturaleza de emisión lateral de este LED requiere un diseño mecánico cuidadoso para alinear correctamente la superficie emisora con el sensor objetivo o la trayectoria óptica. El ángulo de visión de 40 grados define la dispersión del haz.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El factor diferenciador principal del IR908-7C-F es suencapsulado de emisión lateral (sidelooker). A diferencia de los LED de emisión superior, este paquete emite luz infrarroja desde el lateral del componente. Esta es una ventaja significativa en aplicaciones con espacio limitado, como los ratones ópticos de ordenador, donde el LED y el sensor deben colocarse paralelos a la superficie que se rastrea, o en interruptores ópticos tipo ranura.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre los Rangos E y los Rangos Gruesos?

Los Rangos E (E1 a E11) ofrecen una selección más fina y granular de la salida de luz para aplicaciones que requieren una consistencia ajustada. Los Rangos Gruesos (ej., 7-2, 6-1) cubren rangos más amplios y se usan típicamente en aplicaciones donde la corriente de luz exacta es menos crítica. La hoja de datos establece explícitamente que la tabla de clasificación es solo de referencia.

10.2 ¿Por qué es tan importante la distancia de soldadura (3mm del epoxi)?

La resina epoxi que forma la lente y el cuerpo del LED es sensible a las altas temperaturas. Un calor excesivo durante la soldadura puede causar tensión interna, grietas o degradación de las propiedades ópticas, lo que lleva a un fallo prematuro o a una reducción de la salida de luz.

10.3 ¿Puedo excitar este LED a su corriente continua máxima de 50mA?

Aunque es posible, no se recomienda para una operación fiable a largo plazo, especialmente a temperaturas ambientales más altas. La disipación de potencia a 50mA y un Vf típico de 1.25V sería de 62.5mW, lo que está cerca de la especificación de 75mW a 25°C. Un buen disipador de calor y la reducción de corriente según la curva de Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente son esenciales para un diseño robusto.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Integración en un Interruptor Optoelectrónico (Sensor de Ranura)

En un sensor de ranura en forma de U típico, el IR908-7C-F se monta en un lado de la ranura, enfrentado a un fototransistor o fotodiodo en el lado opuesto. El perfil de emisión lateral es perfecto para esta geometría, dirigiendo la luz horizontalmente a través del espacio. Un objeto que pasa por la ranura interrumpe el haz, activando el sensor. Los pasos de diseño incluyen: 1) Seleccionar un rango apropiado (ej., E5) para un margen de señal suficiente. 2) Diseñar un circuito excitador de corriente constante ajustado a 20mA para un rendimiento óptimo. 3) Asegurar que la carcasa mecánica alinee con precisión el lado emisor del LED con el receptor. 4) Seguir todas las guías de soldadura para prevenir daños durante el montaje del PCB.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz Infrarroja (LED IR) funcionan bajo el mismo principio fundamental que los LED visibles: la electroluminiscencia en un material semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material semiconductor. Para este dispositivo, se utiliza Arseniuro de Galio (GaAs) para producir fotones en el espectro del infrarrojo cercano, específicamente en un pico de 940nm, que es invisible para el ojo humano pero fácilmente detectable por fotodetectores de silicio.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en la tecnología de LED infrarrojos continúa hacia una mayor eficiencia (más salida radiante por vatio eléctrico de entrada), una fiabilidad mejorada y tamaños de paquete más pequeños. También existe un impulso hacia la optimización de longitudes de onda específicas para aplicaciones como el reconocimiento facial (850nm, 940nm) y la detección de gases. El estilo de paquete de emisión lateral, como se ve en el IR908-7C-F, sigue siendo un factor de forma crítico para diseños de trayectoria óptica específicos y es probable que continúe su uso y refinamiento en módulos de sensores miniaturizados.