Scheda Tecnica LED Infrarosso HIR204C/H0 da 3mm - Dimensioni 3.0mm - Lunghezza d'Onda di Picco 850nm - Tensione Diretta 1.45V - Documento Tecnico in Italiano

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per mantenere l'affidabilità e le prestazioni del dispositivo.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve essere effettuata in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo epossidico.
• Formare sempre i terminaliprimadi saldare il componente.
• Evitare di applicare stress al package del LED o alla sua base durante la formatura, poiché ciò può danneggiare le connessioni interne o crepare l'epossidico.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente. Il taglio ad alta temperatura può indurre guasti.
• Assicurarsi che i fori PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per evitare stress di montaggio.

6.2 Condizioni di Magazzinaggio

• Magazzinaggio consigliato dopo la ricezione: ≤ 30°C e ≤ 70% Umidità Relativa.
• La durata di conservazione in queste condizioni è di 3 mesi.
• Per un magazzinaggio più lungo (fino a 1 anno), posizionare in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e essiccante.
• Una volta aperta la confezione originale, utilizzare i componenti entro 24 ore.
• Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

6.3 Raccomandazioni per la Saldatura

Il giunto di saldatura deve essere ad almeno 3mm di distanza dal bulbo epossidico.

• Saldatura Manuale:Temperatura della punta del saldatore ≤ 300°C (per un saldatore max 30W). Tempo di saldatura ≤ 3 secondi per terminale.
• Saldatura a Onda/Per Immersione:Temperatura di preriscaldamento ≤ 100°C per ≤ 60 secondi. Temperatura del bagno di saldatura ≤ 260°C per ≤ 5 secondi.
• Regole Generali:
  • Evitare stress sui terminali durante e immediatamente dopo la saldatura mentre il dispositivo è caldo.
  • Non eseguire la saldatura a immersione/manuale più di una volta.
  • Proteggere il LED da urti/vibrazioni meccanici fino a quando non si raffredda a temperatura ambiente dopo la saldatura.
  • Evitare processi di raffreddamento rapido.
  • Utilizzare sempre la temperatura e il tempo di saldatura efficaci più bassi.

6.4 Pulizia

• Se la pulizia è necessaria, utilizzare alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto. Asciugare all'aria a temperatura ambiente.
• Evitare la pulizia a ultrasuoni.Se assolutamente necessario, è necessaria una prequalifica estensiva per garantire che la specifica potenza ultrasonica e le condizioni di assemblaggio non danneggino il die del LED o i bonding dei fili.

6.5 Gestione Termica

Sebbene non dettagliata con valori specifici di resistenza termica in questa scheda tecnica, la gestione del calore è enfatizzata. Il valore di dissipazione di potenza (Pd) di 150mW è per aria libera a 25°C. Nelle applicazioni reali, specialmente quando pilotato a correnti più elevate o in spazi chiusi, la temperatura di giunzione del LED aumenterà. Ciò può ridurre l'efficienza luminosa e la durata. I progettisti devono considerare il dissipatore di calore, l'area di rame del PCB e le condizioni ambientali durante la fase di progettazione dell'applicazione per garantire che il LED operi entro limiti di temperatura sicuri.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche dell'Etichetta

L'etichetta sulla confezione contiene informazioni chiave per la tracciabilità e l'identificazione:

• CPN:Numero di Prodotto del Cliente
• P/N:Numero di Prodotto (es. HIR204C/H0)
• QTY:Quantità nella confezione
• CAT:Classe di Intensità Luminosa (Codice bin, es. N, P, Q, R)
• HUE:Classe di Lunghezza d'Onda Dominante
• REF:Classe di Tensione Diretta
• LOT No:Numero di Lotto di Produzione
• X:Mese di produzione
• REF:Numero di riferimento dell'etichetta

7.2 Specifiche di Imballaggio

• Imballaggio Primario:Sacchetti antistatici.
• Imballaggio Secondario:Scatole interne.
• Imballaggio Terziario:Scatole esterne principali.
• Quantità di Imballaggio Standard:
  • Da 200 a 1000 pezzi per sacchetto antistatico.
  • 5 sacchetti sono confezionati in 1 scatola interna.
  • 10 scatole interne sono confezionate in 1 scatola esterna.

8. Considerazioni per la Progettazione Applicativa

8.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

Per far funzionare il LED, è obbligatorio un circuito limitatore di corrente. Una semplice resistenza in serie è spesso sufficiente per applicazioni di base. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vsupply - Vf) / If. Ad esempio, con un'alimentazione di 5V, una Vf di 1.45V e una If desiderata di 20mA: R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5Ω. Una resistenza standard da 180Ω sarebbe adatta. Per un funzionamento impulsivo a correnti più elevate (es. 100mA), è consigliato un transistor o un IC driver LED dedicato per fornire l'impulso di corrente necessario.

8.2 Progettazione Ottica e Allineamento

L'angolo di visione di 40 gradi fornisce un fascio ragionevolmente ampio. Per applicazioni a più lunga portata o focalizzate, può essere aggiunta una lente davanti al LED. Al contrario, per una copertura molto ampia, potrebbero essere necessari più LED. Un preciso allineamento meccanico con il sensore ricevitore (fototransistor, modulo ricevitore IR) è cruciale per prestazioni ottimali del sistema. La curva del modello di emissione spaziale dovrebbe essere consultata per comprendere la forza del segnale ad angoli fuori asse.

8.3 Interferenze e Immunità al Rumore

I sistemi a infrarossi possono essere suscettibili al rumore della luce ambientale, in particolare dalla luce solare e dalle lampade a incandescenza che contengono componenti IR. Le strategie per mitigare ciò includono:

• Utilizzare segnali IR modulati (es. portante a 38kHz) e un ricevitore sintonizzato sulla stessa frequenza.
• Aggiungere un filtro ottico che blocchi la luce visibile ma passi l'IR a 850nm sul lato ricevitore.
• Schermare fisicamente la coppia LED e ricevitore dalle fonti di luce ambientale diretta.

9. Confronto Tecnico e Posizionamento

L'HIR204C/H0 occupa una posizione specifica nel mercato dei LED infrarossi. Rispetto ai più piccoli LED IR SMD, offre una potenziale uscita radiante più elevata grazie alle dimensioni del die e al package più grandi, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono più potenza. Rispetto a emettitori IR ad alta potenza dedicati e più grandi, è più compatto e più facile da pilotare con circuiti semplici. La sua lunghezza d'onda di 850nm è la più comune, garantendo un'ampia compatibilità con i ricevitori. I differenziatori chiave includono il suo package trasparente (senza tinta), il passo standard dei terminali di 2.54mm per una facile prototipazione e una struttura di binning ben definita per la coerenza dell'output.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

10.1 Qual è la differenza tra Corrente Continua (IF) e Corrente di Picco (IFP)?

Corrente Diretta Continua (IF=100mA)è la massima corrente continua che può passare attraverso il LED indefinitamente senza causare danni, assumendo che i limiti termici siano rispettati.Corrente Diretta di Picco (IFP=1.0A)è la massima corrente consentita solo in condizioni di impulso molto breve (≤100μs larghezza impulso, ≤1% ciclo di lavoro). Ciò consente brevi lampi di luce ad alta intensità per applicazioni come telecomandi a lunga portata, ma la potenza media deve rimanere entro i limiti di dissipazione del dispositivo.

10.2 Come seleziono il Bin corretto (N, P, Q, R)?

Scegliere in base all'intensità radiante minima richiesta dalla tua applicazione alla distanza operativa e nelle condizioni peggiori (es. batteria scarica, alta temperatura). Se i tuoi calcoli di progetto mostrano che hai bisogno di almeno 18 mW/sr, devi selezionare il Bin Q (Min 21.0) o il Bin R (Min 30.0). Il Bin N (Min 11.0) non sarebbe garantito per funzionare. Selezionare un bin più alto fornisce un maggiore margine di progetto.

10.3 Perché la distanza di saldatura (3mm dal bulbo) è così importante?

La resina epossidica che forma la lente ha un coefficiente di espansione termica diverso dai terminali metallici. Applicare il calore della saldatura troppo vicino all'epossidico può causare stress termico, potenzialmente portando a micro-crepe nell'epossidico o danni all'attacco interno del die. Queste crepe possono permettere l'ingresso di umidità in seguito, portando a guasti prematuri. La distanza di 3mm permette al calore di dissiparsi lungo il terminale prima di raggiungere il package sensibile.

11. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo

11.1 Caso: Migliorare la Portata di un Telecomando IR Consumer

Scenario:Un progettista sta creando un telecomando universale che deve funzionare in modo affidabile fino a 10 metri di distanza, anche con leggeri angoli, in un tipico soggiorno.

Scelte di Progettazione con HIR204C/H0:

1. Corrente di Pilotaggio:Invece di utilizzare i tipici 20mA continui, il progettista utilizza un circuito di pilotaggio impulsivo. Impulsa il LED a 100mA con un ciclo di lavoro molto breve (es. 0.5%) per generare lampi ad alta intensità, sfruttando la specifica IFP. Ciò aumenta significativamente la potenza ottica di picco e quindi la portata effettiva.
2. Selezione del Bin:Per garantire prestazioni consistenti in tutte le unità prodotte e tenere conto del calo di tensione della batteria, il progettista specifica LED del Bin R. Ciò garantisce un'uscita minima elevata anche alla fine della vita della batteria.
3. Posizionamento e Lente:Due LED sono posizionati leggermente distanziati e angolati di pochi gradi l'uno dall'altro per creare un modello di fascio effettivo più ampio, migliorando la possibilità di colpire il ricevitore da vari angoli. Un semplice cappuccio di lente plastica a basso costo è utilizzato sopra i LED per collimare leggermente il fascio per una migliore direzionalità.
4. Considerazione Termica:Poiché il ciclo di lavoro è molto basso (0.5%), la potenza media è piccola (100mA * 1.65V * 0.005 = 0.825mW), ben al di sotto del valore Pd di 150mW. Non è richiesto alcun dissipatore di calore speciale sul PCB.

Questo approccio dimostra come comprendere le specifiche impulsive, il binning e i parametri termici della scheda tecnica consenta un design ottimizzato e conveniente per un'applicazione impegnativa.

12. Principio di Funzionamento

Un Diodo Emettitore di Luce Infrarossa (IR LED) opera sullo stesso principio fondamentale di un LED visibile standard ma utilizza materiali semiconduttori diversi per produrre luce nello spettro infrarosso. L'HIR204C/H0 utilizza un chip di Arseniuro di Gallio e Alluminio (GaAlAs). Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione P-N del LED, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore. Questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni. La specifica energia del bandgap del materiale GaAlAs determina la lunghezza d'onda di questi fotoni, che in questo caso è centrata attorno a 850 nanometri, collocandola nella regione del vicino infrarosso, invisibile all'occhio umano. Il package epossidico trasparente non filtra o tinge la luce, permettendo alla massima quantità della radiazione infrarossa generata di uscire.

13. Tendenze Tecnologiche

Il campo degli emettitori infrarossi continua a evolversi. Le tendenze generali osservabili nel settore includono:

• Aumento dell'Efficienza:Sviluppo di nuove strutture epitassiali di semiconduttori per ottenere un'intensità radiante più elevata (mW/sr) per la stessa corrente di ingresso (mA), migliorando l'efficienza energetica complessiva del sistema.
• Miniaturizzazione:Sebbene i package through-hole come il 3mm rimangano popolari per robustezza e facilità d'uso, c'è una forte tendenza verso i package a montaggio superficiale (SMD) (es. 0805, 0603) per l'assemblaggio automatizzato e design con vincoli di spazio come smartphone (per sensori di prossimità) e piccoli dispositivi IoT.
• Diversificazione della Lunghezza d'Onda:Sebbene 850nm e 940nm siano dominanti, c'è un uso crescente di altre lunghezze d'onda per applicazioni specifiche, come 810nm per dispositivi medici o bande strette specifiche per il rilevamento di gas.
• Integrazione:Combinare il LED IR con un circuito di pilotaggio, un modulatore o persino un fotodetettore in un unico package per creare "moduli sensore" più intelligenti e facili da usare.
• Dati di Affidabilità Migliorati:Le moderne schede tecniche forniscono sempre più dati dettagliati sulla durata e l'affidabilità (es. figure L70, L50 in varie condizioni di stress) per supportare progetti per applicazioni automobilistiche, industriali e mediche dove le prestazioni a lungo termine sono critiche.

L'HIR204C/H0 rappresenta un componente maturo, affidabile e ben compreso che beneficia di questi continui progressi nei materiali e nella produzione, garantendo la sua continua rilevanza in un'ampia gamma di progetti elettronici.