Fiche technique IR95-21C/TR7 - LED infrarouge SMD ronde 1.9mm - 1.2V - 940nm - 130mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

L'IR95-21C/TR7 est une diode électroluminescente infrarouge subminiature pour montage en surface (SMD). Elle est logée dans un boîtier compact à deux extrémités avec une lentille sphérique en plastique transparent moulée. Ce composant est spécifiquement conçu pour un appariement spectral avec les photodiodes et phototransistors au silicium, ce qui en fait une source idéale pour diverses applications de détection infrarouge.

1.1 Avantages clés et marché cible

Ce composant offre plusieurs avantages majeurs, notamment un facteur de forme très réduit, une haute fiabilité et une tension de seuil basse. Ses marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, l'automatisation industrielle et les équipements de sécurité où une émission infrarouge fiable dans un espace confiné est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

La performance de l'IR95-21C/TR7 est définie par ses caractéristiques électriques, optiques et thermiques dans des conditions spécifiées.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées à un fonctionnement continu.

• Courant direct continu (I_F): 65 mA
• Tension inverse (V_R): 5 V
• Température de fonctionnement (T_opr): -25°C à +85°C
• Température de stockage (T_stg): -40°C à +85°C
• Dissipation de puissance (P_d): 130 mW (à 25°C ambiante ou moins)
• Température de soudage (T_sol): 260°C pendant ≤ 5 secondes

2.2 Caractéristiques électro-optiques (T_a=25°C)

Ces paramètres sont mesurés à un courant de test standard de 20 mA et représentent la performance typique du composant.

• Intensité rayonnante (I_e): 3,0 mW/sr (Min), 5,0 mW/sr (Typ)
• Longueur d'onde pic (λ_p): 940 nm (Typ)
• Largeur de bande spectrale (Δλ): 45 nm (Typ)
• Tension directe (V_F): 1,2 V (Typ), 1,5 V (Max)
• Courant inverse (I_R): 10 μA (Max) à V_R=5V
• Angle de vision (2θ_1/2): 25° (Typ)

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques cruciales pour les ingénieurs de conception.

3.1 Courant direct en fonction de la température ambiante

Cette courbe montre la dégradation du courant direct maximal autorisé lorsque la température ambiante augmente au-dessus de 25°C. Une gestion thermique appropriée est essentielle pour rester dans la zone de fonctionnement sûre.

3.2 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale est centrée autour de la longueur d'onde pic typique de 940 nm avec une largeur de bande d'environ 45 nm. Cela correspond bien à la sensibilité pic des photodétecteurs au silicium courants.

3.3 Intensité rayonnante relative en fonction du courant direct

Ce graphique illustre la relation non linéaire entre le courant d'attaque et la sortie optique. L'intensité rayonnante augmente avec le courant, mais les concepteurs doivent considérer l'efficacité et la génération de chaleur.

3.4 Courant direct en fonction de la tension directe

La courbe I-V démontre la caractéristique exponentielle de la diode. La tension directe typique est de 1,2V à 20mA, ce qui est relativement bas, facilitant la conception de circuits à faible consommation.

3.5 Intensité rayonnante relative en fonction du déplacement angulaire

Ce diagramme polaire définit le modèle d'émission spatiale de la LED. L'angle de vision de 25° indique un faisceau modérément directionnel, utile pour les applications de détection ciblée.

4. Informations mécaniques et de boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

L'IR95-21C/TR7 présente un corps rond de 1,9 mm avec des broches en "ailes de mouette" pour le montage en surface. Les dimensions clés incluent le diamètre du corps, la hauteur totale et l'espacement des broches. Toutes les dimensions critiques ont une tolérance de ±0,1 mm sauf indication contraire. La conception des broches en ailes de mouette assure une bonne stabilité mécanique pendant et après le processus de soudage.

4.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement indiquée par un marqueur visuel tel qu'une encoche, un bord plat ou une broche plus courte sur le boîtier. Consultez le dessin détaillé du boîtier pour la méthode d'identification spécifique utilisée sur ce composant.

5. Guide de soudage et d'assemblage

Une manipulation correcte est cruciale pour les composants SMD afin d'assurer la fiabilité.

5.1 Stockage et sensibilité à l'humidité

Ce composant est sensible à l'humidité. Il doit être stocké dans son sac d'origine étanche à l'humidité à ≤ 30°C et ≤ 90% HR avant ouverture. Après ouverture, il doit être stocké à ≤ 30°C et ≤ 60% HR et utilisé dans les 168 heures (7 jours). Si ces conditions sont dépassées, un traitement de séchage à 60 ± 5°C pendant 24 heures est requis avant utilisation.

5.2 Profil de soudage par refusion

La fiche technique spécifie un profil de température de soudage sans plomb. Le soudage par refusion ne doit pas être effectué plus de deux fois. Pendant le chauffage, aucune contrainte mécanique ne doit être appliquée sur le corps de la LED, et le PCB ne doit pas être déformé après soudage.

5.3 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, un fer à souder avec une température de panne<≤ 350°C et une puissance ≤ 25W doit être utilisé. Le temps de contact par broche doit être ≤ 3 secondes. La retouche est fortement déconseillée. Si elle est inévitable, un fer à souder spécialisé à double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux broches, évitant ainsi les contraintes thermiques sur le corps en époxy.

6. Conditionnement et informations de commande

6.1 Conditionnement en bande porteuse

Les composants sont fournis sur une bande porteuse embossée pour l'assemblage automatisé. La quantité standard chargée est de 1000 pièces par bobine. Les dimensions détaillées de la bande et de la bobine sont fournies pour la compatibilité avec les chargeurs.

6.2 Spécification de l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations essentielles, notamment le numéro de pièce (P/N), le numéro de production du client (CPN), la quantité (QTY), le rang (CAT), la longueur d'onde pic (HUE), la référence (REF) et le numéro de lot (LOT No.).

7. Suggestions d'application

7.1 Circuits d'application typiques

L'application principale est en tant que source infrarouge couplée à un photodétecteur au silicium. Une résistance limitant le courant est absolument obligatoire en série avec la LED. La valeur de la résistance (R) est calculée à l'aide de la formule : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Étant donné que V_Fest basse (~1,2V), même de petites augmentations de la tension d'alimentation peuvent provoquer de fortes surintensités, nécessitant un calcul précis de la résistance ou l'utilisation d'un pilote à courant constant pour les applications critiques.

7.2 Considérations de conception

• Alignement optique: L'angle de vision de 25° nécessite un alignement mécanique minutieux avec le capteur récepteur pour une force de signal optimale.
• Gestion thermique: Bien que la dissipation de puissance soit faible, la disposition du PCB doit éviter de placer des composants générateurs de chaleur à proximité, surtout en fonctionnement à haute température ambiante ou près du courant maximal.
• Bruit électrique: Dans les circuits de détection analogique sensibles, envisagez un blindage ou un filtrage pour empêcher le courant d'attaque pulsé de la LED d'introduire du bruit.

8. Comparaison et différenciation technique

L'IR95-21C/TR7 se différencie par sa combinaison d'un boîtier rond très compact de 1,9 mm, de broches en ailes de mouette pour un soudage robuste et d'une sortie spectrale parfaitement adaptée aux détecteurs au silicium. Comparée aux LED IR traversantes plus grandes, elle économise un espace de carte significatif. Comparée à d'autres boîtiers SMD, la lentille sphérique et l'angle de vision spécifique peuvent offrir un meilleur couplage optique pour certaines conceptions de capteurs de barrière ou de proximité.

9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

9.1 Que se passe-t-il si je dépasse le courant direct de 65 mA ?

Dépasser la valeur maximale absolue pour le courant direct peut provoquer une défaillance catastrophique immédiate due à la surchauffe de la jonction semi-conductrice, ou réduire significativement la fiabilité à long terme et la sortie lumineuse du composant.

9.2 Puis-je l'utiliser en fonctionnement continu ?

Oui, mais vous devez vous assurer que le point de fonctionnement (I_F, T_a) se situe dans la zone de fonctionnement sûre définie par la courbe de dissipation de puissance maximale. À 25°C, la puissance continue maximale est de 130mW. À des températures ambiantes plus élevées, le courant maximal autorisé doit être déclassé.

9.3 Pourquoi le temps de stockage et d'utilisation après ouverture est-il si critique ?

Le matériau d'encapsulation en époxy peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de soudage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, provoquant un délaminage interne, des fissures ou un "effet pop-corn", ce qui détruit le composant. Les conditions de stockage spécifiées et la durée de vie en atelier contrôlent ce risque.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un capteur de présence de papier compact dans une imprimante.L'IR95-21C/TR7 est un excellent choix. Sa petite taille lui permet de s'intégrer dans des assemblages mécaniques serrés. Le concepteur le couplerait avec un phototransistor placé à quelques millimètres, créant un capteur de type transmission. Un microcontrôleur pulsé la LED avec un courant de 20mA (en utilisant une résistance série appropriée) et lirait la sortie du phototransistor. La longueur d'onde de 940nm est invisible et n'interférera pas avec l'expérience utilisateur. Les broches en ailes de mouette fournissent une soudure solide résistante aux vibrations dans le mécanisme de l'imprimante. Le respect strict du profil de refusion et des procédures de manipulation de l'humidité est essentiel pour un rendement de fabrication élevé.

11. Principe de fonctionnement

Une diode électroluminescente infrarouge (LED IR) est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons de la région n se recombinent avec les trous de la région p dans la région active. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons. Le matériau spécifique utilisé (Arséniure de Gallium-Aluminium - GaAlAs dans ce cas) détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit directement la longueur d'onde de la lumière émise, ici dans le spectre infrarouge autour de 940nm.

12. Tendances de l'industrie

La tendance en optoélectronique continue vers la miniaturisation, une efficacité plus élevée et l'intégration. Les boîtiers SMD comme celui-ci ont largement remplacé les composants traversants dans l'assemblage automatisé. Les développements futurs pourraient inclure des boîtiers encore plus petits à l'échelle de la puce (CSP), des circuits pilotes intégrés dans le boîtier et des composants conçus pour une modulation à plus haute vitesse pour les applications de communication de données. Il y a également un intérêt soutenu pour améliorer la fiabilité et simplifier les processus d'assemblage, comme la réduction des niveaux de sensibilité à l'humidité.