Fiche technique de la LED infrarouge 3mm HIR204C/H0 - Dimensions 3,0mm - Longueur d'onde pic 850nm - Tension directe 1,45V - Document technique FR

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour maintenir la fiabilité et les performances du dispositif.

6.1 Formage des broches

• La courbure doit être effectuée à un point situé à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy.
• Formez toujours les brochesavantde souder le composant.
• Évitez d'appliquer une contrainte sur le boîtier de la LED ou sa base pendant le formage, car cela peut endommager les connexions internes ou fissurer l'époxy.
• Coupez les broches à température ambiante. Une coupe à haute température peut provoquer des défaillances.
• Assurez-vous que les trous du PCB s'alignent parfaitement avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

6.2 Conditions de stockage

• Stockage recommandé après réception : ≤ 30°C et ≤ 70% d'Humidité Relative.
• La durée de conservation dans ces conditions est de 3 mois.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), placez dans un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un dessiccant.
• Une fois l'emballage d'origine ouvert, utilisez les composants dans les 24 heures.
• Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation.

6.3 Recommandations de soudure

Le joint de soudure doit être à au moins 3mm de l'ampoule en époxy.

• Soudure manuelle :Température de la pointe du fer ≤ 300°C (pour un fer de 30W max). Temps de soudure ≤ 3 secondes par broche.
• Soudure à la vague/par immersion :Température de préchauffage ≤ 100°C pendant ≤ 60 secondes. Température du bain de soudure ≤ 260°C pendant ≤ 5 secondes.
• Règles générales :
  • Évitez les contraintes sur les broches pendant et immédiatement après la soudure pendant que le dispositif est chaud.
  • Ne réalisez pas de soudure par immersion/manuelle plus d'une fois.
  • Protégez la LED des chocs/vibrations mécaniques jusqu'à ce qu'elle refroidisse à température ambiante après soudure.
  • Évitez les processus de refroidissement rapide.
  • Utilisez toujours la température et le temps de soudure les plus bas efficaces.

6.4 Nettoyage

• Si un nettoyage est nécessaire, utilisez de l'alcool isopropylique à température ambiante pendant pas plus d'une minute. Séchez à l'air à température ambiante.
• Évitez le nettoyage par ultrasons.Si absolument nécessaire, une pré-qualification approfondie est nécessaire pour s'assurer que la puissance ultrasonique spécifique et les conditions d'assemblage n'endommagent pas la puce LED ou les fils de liaison.

6.5 Gestion thermique

Bien que non détaillée avec des valeurs de résistance thermique spécifiques dans cette fiche technique, la gestion de la chaleur est soulignée. La puissance de dissipation (Pd) de 150mW est pour l'air libre à 25°C. Dans les applications réelles, surtout lors d'une alimentation à des courants plus élevés ou dans des espaces clos, la température de jonction de la LED augmentera. Cela peut réduire l'efficacité lumineuse et la durée de vie. Les concepteurs doivent considérer le dissipateur thermique, la surface de cuivre du PCB et les conditions ambiantes pendant la phase de conception de l'application pour s'assurer que la LED fonctionne dans des limites de température sûres.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécification de l'étiquette

L'étiquette sur l'emballage contient des informations clés pour la traçabilité et l'identification :

• CPN :Numéro de produit du client
• P/N :Numéro de produit (ex. : HIR204C/H0)
• QTY :Quantité dans l'emballage
• CAT :Classe d'intensité lumineuse (Code de bin, ex. : N, P, Q, R)
• HUE :Classe de longueur d'onde dominante
• REF :Classe de tension directe
• LOT No :Numéro de lot de fabrication
• X :Mois de production
• REF :Numéro de référence de l'étiquette

7.2 Spécification de l'emballage

• Emballage primaire :Sacs antistatiques.
• Emballage secondaire :Cartons intérieurs.
• Emballage tertiaire :Cartons extérieurs principaux.
• Quantité d'emballage standard :
  • 200 à 1000 pièces par sac antistatique.
  • 5 sacs sont emballés dans 1 carton intérieur.
  • 10 cartons intérieurs sont emballés dans 1 carton extérieur.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Pour faire fonctionner la LED, un circuit limiteur de courant est obligatoire. Une simple résistance en série est souvent suffisante pour les applications de base. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - Vf) / If. Par exemple, avec une alimentation de 5V, un Vf de 1,45V et un If souhaité de 20mA : R = (5 - 1,45) / 0,02 = 177,5Ω. Une résistance standard de 180Ω serait appropriée. Pour un fonctionnement pulsé à des courants plus élevés (ex. : 100mA), un transistor ou un circuit intégré dédié de commande de LED est recommandé pour fournir l'impulsion de courant nécessaire.

8.2 Conception optique et alignement

L'angle de vision de 40 degrés fournit un faisceau raisonnablement large. Pour des applications à plus longue portée ou focalisées, une lentille peut être ajoutée devant la LED. Inversement, pour une couverture très large, plusieurs LED peuvent être nécessaires. Un alignement mécanique précis avec le capteur récepteur (phototransistor, module récepteur IR) est crucial pour des performances optimales du système. La courbe du modèle d'émission spatiale doit être consultée pour comprendre la puissance du signal aux angles hors axe.

8.3 Interférence et immunité au bruit

Les systèmes infrarouges peuvent être sensibles au bruit de la lumière ambiante, particulièrement de la lumière du soleil et des lampes à incandescence qui contiennent des composantes IR. Les stratégies pour atténuer cela incluent :

• Utiliser des signaux IR modulés (ex. : porteuse 38kHz) et un récepteur accordé sur la même fréquence.
• Ajouter un filtre optique qui bloque la lumière visible mais laisse passer l'IR 850nm du côté du récepteur.
• Protéger physiquement la paire LED/récepteur des sources de lumière ambiante directes.

9. Comparaison technique et positionnement

Le HIR204C/H0 occupe une position spécifique sur le marché des LED infrarouges. Comparé aux plus petites LED IR CMS, il offre une puissance rayonnante potentielle plus élevée grâce à sa taille de puce et son boîtier plus grands, le rendant adapté aux applications nécessitant plus de puissance. Comparé aux émetteurs IR haute puissance dédiés plus grands, il est plus compact et plus facile à piloter avec des circuits simples. Sa longueur d'onde de 850nm est la plus courante, assurant une large compatibilité avec les récepteurs. Les principaux points de différenciation incluent son boîtier transparent (sans teinte), son espacement de broches standard de 2,54mm pour un prototypage facile et sa structure de tri bien définie pour la cohérence de la sortie.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

10.1 Quelle est la différence entre le Courant Continu (IF) et le Courant de Crête (IFP) ?

Le Courant Direct Continu (IF=100mA)est le courant continu maximum qui peut traverser la LED indéfiniment sans causer de dommages, en supposant que les limites thermiques sont respectées.Le Courant Direct de Crête (IFP=1,0A)est le courant maximum autorisé uniquement dans des conditions d'impulsion très courtes (largeur d'impulsion ≤100μs, rapport cyclique ≤1%). Cela permet de brèves salves de lumière de haute intensité pour des applications comme les télécommandes longue portée, mais la puissance moyenne doit rester dans les limites de dissipation du dispositif.

10.2 Comment sélectionner le bon Bin (N, P, Q, R) ?

Choisissez en fonction de l'intensité rayonnante minimale que votre application nécessite à la distance de fonctionnement et dans les pires conditions (ex. : batterie faible, température élevée). Si vos calculs de conception montrent que vous avez besoin d'au moins 18 mW/sr, vous devez sélectionner le Bin Q (Min 21,0) ou le Bin R (Min 30,0). Le Bin N (Min 11,0) ne serait pas garanti de fonctionner. Sélectionner un bin supérieur offre une marge de conception plus grande.

10.3 Pourquoi la distance de soudure (3mm de l'ampoule) est-elle si importante ?

La résine époxy qui forme la lentille a un coefficient de dilatation thermique différent de celui des broches métalliques. Appliquer une chaleur de soudure élevée trop près de l'époxy peut causer une contrainte thermique, potentiellement conduisant à des microfissures dans l'époxy ou des dommages à la fixation interne de la puce. Ces fissures peuvent permettre l'infiltration d'humidité plus tard, conduisant à une défaillance prématurée. La distance de 3mm permet à la chaleur de se dissiper le long de la broche avant d'atteindre le boîtier sensible.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

11.1 Cas : Amélioration de la portée d'une télécommande IR grand public

Scénario :Un concepteur crée une télécommande universelle qui doit fonctionner de manière fiable jusqu'à 10 mètres de distance, même avec de légers angles, dans un salon typique.

Choix de conception utilisant le HIR204C/H0 :

1. Courant de commande :Au lieu d'utiliser le 20mA continu typique, le concepteur utilise un circuit de commande pulsé. Il pulse la LED à 100mA avec un rapport cyclique très court (ex. : 0,5%) pour générer des salves de haute intensité, en tirant parti de la spécification IFP. Cela augmente significativement la puissance optique de crête et donc la portée effective.
2. Sélection du bin :Pour assurer des performances constantes sur toutes les unités fabriquées et tenir compte de la chute de tension de la batterie, le concepteur spécifie des LED de Bin R. Cela garantit une sortie minimale élevée même en fin de vie de la batterie.
3. Placement et lentille :Deux LED sont placées légèrement écartées et inclinées de quelques degrés l'une par rapport à l'autre pour créer un modèle de faisceau effectif plus large, améliorant les chances de toucher le récepteur sous différents angles. Un capot de lentille plastique simple et peu coûteux est utilisé sur les LED pour légèrement collimater le faisceau pour une meilleure directivité.
4. Considération thermique :Puisque le rapport cyclique est très faible (0,5%), la puissance moyenne est faible (100mA * 1,65V * 0,005 = 0,825mW), bien en dessous de la spécification Pd de 150mW. Aucun dissipateur thermique spécial n'est requis sur le PCB.

Cette approche démontre comment la compréhension des spécifications pulsées, du tri et des paramètres thermiques de la fiche technique permet une conception optimisée et rentable pour une application exigeante.

12. Principe de fonctionnement

Une Diode Émettrice de Lumière Infrarouge (LED IR) fonctionne sur le même principe fondamental qu'une LED visible standard mais utilise des matériaux semi-conducteurs différents pour produire de la lumière dans le spectre infrarouge. Le HIR204C/H0 utilise une puce d'Arséniure de Gallium-Aluminium (GaAlAs). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction P-N de la LED, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons. L'énergie de bande interdite spécifique du matériau GaAlAs détermine la longueur d'onde de ces photons, qui dans ce cas est centrée autour de 850 nanomètres, la plaçant dans la région du proche infrarouge, invisible à l'œil humain. Le boîtier en époxy incolore ne filtre ni ne teinte la lumière, permettant à la quantité maximale du rayonnement infrarouge généré de s'échapper.

13. Tendances technologiques

Le domaine des émetteurs infrarouges continue d'évoluer. Les tendances générales observables dans l'industrie incluent :

• Efficacité accrue :Développement de nouvelles structures épitaxiales de semi-conducteurs pour atteindre une intensité rayonnante plus élevée (mW/sr) pour le même courant d'entrée (mA), améliorant l'efficacité énergétique globale du système.
• Miniaturisation :Bien que les boîtiers traversants comme le 3mm restent populaires pour leur robustesse et leur facilité d'utilisation, il y a une forte tendance vers les boîtiers de dispositifs à montage en surface (CMS) (ex. : 0805, 0603) pour l'assemblage automatisé et les conceptions à espace restreint comme les smartphones (pour les capteurs de proximité) et les petits dispositifs IoT.
• Diversification des longueurs d'onde :Bien que 850nm et 940nm soient dominants, l'utilisation d'autres longueurs d'onde pour des applications spécifiques est croissante, comme 810nm pour les dispositifs médicaux ou des bandes étroites spécifiques pour la détection de gaz.
• Intégration :Combiner la LED IR avec un circuit de commande, un modulateur, ou même un photodétecteur dans un seul boîtier pour créer des "modules de capteur" plus intelligents et plus faciles à utiliser.
• Données de fiabilité améliorées :Les fiches techniques modernes fournissent de plus en plus de données détaillées sur la durée de vie et la fiabilité (ex. : chiffres L70, L50 sous diverses conditions de stress) pour soutenir les conceptions pour les applications automobiles, industrielles et médicales où la performance à long terme est critique.

Le HIR204C/H0 représente un composant mature, fiable et bien compris qui bénéficie de ces avancées continues en matériaux et fabrication, assurant sa pertinence continue dans un large éventail de conceptions électroniques.