5mm赤外線LED SIR383C データシート - 5mmパッケージ - 順電圧1.6V - 波長875nm - 電力150mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

SIR383Cは、高輝度5mm赤外線（IR）発光ダイオードです。ウォータークリアプラスチックパッケージに封止され、ピーク波長875ナノメートル（nm）で光を放射するように設計されています。このデバイスは、一般的なシリコンフォトトランジスタ、フォトダイオード、および赤外線受信モジュールとスペクトル的に整合しており、様々なIRセンシングおよび伝送アプリケーションに理想的な光源です。

この部品の主な利点は、高信頼性、高放射強度出力、および低順電圧要件です。鉛フリー（Pb-Free）材料を使用して構築されており、RoHS、EU REACH、およびハロゲンフリー規格（Br < 900ppm、Cl < 900ppm、Br+Cl < 1500ppm）を含む関連環境規制に準拠しています。標準的な2.54mmリード間隔により、標準プリント基板（PCB）への容易な統合が可能です。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 連続順電流 (I_F): 100 mA
• ピーク順電流 (I_FP): 1.0 A (パルス幅 ≤ 100μs、デューティサイクル ≤ 1%)
• 逆電圧 (V_R): 5 V
• 動作温度 (T_opr): -40°C から +85°C
• 保管温度 (T_stg): -40°C から +100°C
• はんだ付け温度 (T_sol): 260°C (≤ 5秒間)
• 電力損失 (P_d): 150 mW (25°C以下の自由空気温度時)

2.2 電気・光学特性 (T_a= 25°C)

これらは、指定された試験条件下での代表的な性能パラメータです。

• 放射強度 (I_e): I_F= 20mA時、代表値20 mW/sr。パルス条件下（I_F= 100mA、パルス ≤ 100μs、デューティ ≤ 1%）では95 mW/srに達し、同じパルス制約でI_F= 1A時には最大950 mW/srに達します。
• ピーク波長 (λ_p): 875 nm (I_F= 20mA時)
• スペクトル帯域幅 (Δλ): 80 nm (I_F= 20mA時)
• 順電圧 (V_F): 1.3 V (代表値)、1.6 V (最大値) (I_F= 20mA時)
• 逆電流 (I_R): 10 μA (最大値) (V_R= 5V時)
• 指向角 (2θ_1/2): 20度 (I_F= 20mA時)

注: 測定不確かさは、V_Fに対して±0.1V、I_eに対して±10%、λ_p.

に対して±1.0nmです。

3. 性能曲線分析

データシートには、設計エンジニアにとって不可欠ないくつかの特性曲線が提供されています。

3.1 順電流 vs. 周囲温度

このデレーティング曲線は、周囲温度が25°Cを超えて上昇するにつれて、許容される最大連続順電流がどのように減少するかを示しています。適切な熱管理には、過熱を防止し長期信頼性を確保するために、このグラフを参照する必要があります。

3.2 スペクトル分布

このグラフは、875nmピークを中心とした波長スペクトル全体での相対放射パワー出力を示しています。80nmの帯域幅は、放射される波長の範囲を示しており、受信センサの感度曲線との整合にとって重要です。

3.3 ピーク発光波長 vs. 周囲温度_pこの曲線は、周囲温度の変化に伴うピーク波長（λ

）のシフトを示しています。この熱ドリフトを理解することは、正確な波長整合を必要とするアプリケーションにとって重要です。

3.4 順電流 vs. 順電圧 (I-V曲線)

I-V曲線は回路設計の基礎であり、LEDを流れる電流とその両端の電圧との非線形関係を示しています。これは、適切な電流制限抵抗と電源要件の選択に役立ちます。

3.5 放射強度 vs. 順電流

このグラフは、駆動電流の関数としての光出力（放射強度）を示しています。高電流では熱的および効率効果により一般的にサブリニアになり、LEDを最適範囲内で駆動することの重要性を強調しています。

3.6 相対放射強度 vs. 角度変位

この極座標プロットは、LEDの空間放射パターンまたは指向角を定義します。20度の指向角は比較的集光されたビームを示しており、指向性IRアプリケーションに適しています。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法

SIR383Cは、標準的な5mm丸型LEDパッケージに収められています。主な寸法には、本体直径5.0mm、代表的なリード間隔2.54mm、および全長が含まれます。カソードは通常、LEDレンズの縁にある平らな面および/または短いリードによって識別されます。特に指定がない限り、すべての寸法の公差は±0.25mmです。エンジニアは、正確な配置とフットプリント設計のために、データシートの詳細な機械図面を参照する必要があります。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

適切な取り扱いは、デバイスの完全性と性能を維持するために重要です。

• 5.1 リード成形
• 曲げは、エポキシバルブの基部から少なくとも3mm離れた場所で行ってください。
• はんだ付け前にリードを成形し、パッケージにストレスをかけないようにしてください。
• リードは高温時ではなく、室温で切断してください。

PCBの穴がLEDリードと完全に一致するようにし、実装ストレスを避けてください。

• 5.2 保管
• 30°C以下、相対湿度（RH）70%以下で保管してください。これらの条件下での保管寿命は3ヶ月です。
• 長期保管（最大1年）の場合は、乾燥剤を入れた窒素雰囲気の密閉容器を使用してください。

湿気の多い環境での急激な温度変化を避け、結露を防止してください。

5.3 はんだ付け

• はんだ接合部からエポキシバルブまでの最小距離を3mm確保してください。手はんだ
• : はんだごて先温度 ≤ 300°C（最大30Wのごて）、はんだ付け時間 ≤ 3秒。フロー/ディップはんだ付け
• : 予熱 ≤ 100°C（最大60秒）、はんだ浴 ≤ 260°C、≤ 5秒。
• はんだ付け中および直後、デバイスが高温の間はリードにストレスをかけないでください。
• ディップ/手はんだ付けを複数回行わないでください。

LEDを徐々に室温まで冷却し、冷却中の衝撃や振動から保護してください。

• 5.4 洗浄
• 必要に応じて、室温のイソプロピルアルコールで1分以内にのみ洗浄してください。風乾してください。

超音波洗浄は避けてください。絶対に必要な場合は、損傷が発生しないことを確認するためにプロセスパラメータを事前に評価してください。

5.5 熱管理

熱管理は、アプリケーション設計段階で考慮する必要があります。動作電流は、順電流 vs. 周囲温度曲線に従ってデレーティングし、性能と寿命を劣化させる可能性のある過度の接合温度を防止する必要があります。

6. 梱包および注文情報

6.1 ラベル仕様

製品ラベルには、顧客部品番号（CPN）、製品番号（P/N）、梱包数量（QTY）、および各種性能ランク（強度用CAT、波長用HUE、電圧用REF）、ロット番号、日付コードなどの情報が含まれます。

6.2 梱包数量

標準梱包は、1袋あたり500個、内箱あたり5袋です。標準段ボール箱には内箱が10箱入り、合計5000個です。

7. アプリケーション提案

• 7.1 代表的なアプリケーションシナリオ赤外線リモコンユニット
• : 特にパルス動作時の高い放射強度により、長距離または高出力リモコンに適しています。煙感知器
• : 煙粒子によってIRビームが受信機に散乱される光電式煙感知器で使用されます。赤外線応用システム

: データリンク、近接センサー、物体カウンター、産業オートメーションのための汎用IR伝送。

• 7.2 設計上の考慮点電流駆動
• : LEDと直列に定電流源または電流制限抵抗を使用してください。I-V曲線およびデレーティング曲線を参照してください。高出力のためのパルス駆動_FP: 非常に高い瞬間強度（例：長距離伝送）を必要とするアプリケーションでは、パルス駆動仕様（I
• 最大1A、厳格なデューティサイクル制限）を使用してください。スペクトル整合
• : 受信機（フォトトランジスタ、フォトダイオード、またはIRモジュール）が875nm付近でピーク感度を持つようにし、最適な信号強度を確保してください。光学設計
• : 20度の指向角では、所望のビームパターンを達成するためにレンズまたは反射器が必要になる場合があります。PCBレイアウト

: 機械的寸法を正確に守り、はんだ付け部から本体までの最小3mmの距離ルールに従ってください。

8. 技術比較と差別化

• 一般的な5mm IR LEDと比較して、SIR383Cは以下の特徴のバランスの取れた組み合わせを提供します：高強度
• : 20mA時の代表的な放射強度20 mW/srは、標準的な5mmパッケージにおいて競争力があります。正確な波長
• : 875nmピークは一般的な標準であり、受信機との幅広い互換性を確保します。堅牢な仕様
• : 明確に定義されたパルス動作定格（最大1A）は、高バーストアプリケーションに対して設計の柔軟性を提供します。包括的な準拠
• : RoHS、REACH、およびハロゲンフリー準拠により、グローバル市場向けの設計が将来にわたって有効です。詳細なアプリケーションノート

: データシートは、取り扱い、はんだ付け、保管に関する広範なガイダンスを提供しており、製造歩留まりと製品信頼性にとって重要です。

9. よくある質問 (FAQ)

9.1 連続順電流定格とパルス順電流定格の違いは何ですか？

連続順電流（100mA）は、熱的限界を考慮して、LEDが損傷なく無期限に扱える最大DC電流です。ピーク順電流（1A）は、非常に短いパルス（≤100μs）で低デューティサイクル（≤1%）でのみ許容されるはるかに高い電流です。これにより、LEDダイを過熱させることなく、短時間の高強度の光バーストが可能になります。

9.2 カソード（負極リード）はどのように識別しますか？

カソードは通常、2つの特徴によって示されます：1）丸型LEDレンズの縁にある平らな面、および2）カソードリードは通常アノードリードよりも短いです。はんだ付け前に必ず極性を確認し、逆バイアスを避けてください。

9.3 このLEDを3.3Vまたは5Vのマイコン端子から直接駆動できますか？_{いいえ、直接接続すべきではありません。LEDの順電圧は約1.3-1.6Vです。電流制限抵抗なしでより高い電圧源に直接接続すると、過剰な電流が流れ、LEDを瞬時に破壊する可能性があります。常に、R = (V}supply_F- V_F.

) / I

として計算された直列抵抗を使用してください。

9.4 保管条件が3ヶ月に制限されているのはなぜですか？

プラスチックパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。その後のはんだ付けのような高温プロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に膨張し、内部剥離やクラック（"ポップコーン現象"）を引き起こす可能性があります。3ヶ月の制限は、標準的な工場環境を想定しています。長期保管の場合は、湿気吸収を防ぐために乾燥袋（乾燥剤入り窒素）方法が規定されています。

10. 実践的設計事例シナリオ: 長距離IRリモコン送信機の設計

目標:

1. : 一般的なリビングルーム環境で30メートル以上の到達距離を達成する。設計ステップ_FP駆動方法の選択
2. : 到達距離を最大化するために、高い瞬間光パワーが必要です。したがって、最大定格I= 1Aでのパルス駆動を使用します。
3. パルスパラメータ: パルス幅を100μs、デューティサイクルを1%（例：100μs ON、9900μs OFF）に設定します。これにより、絶対最大定格内に留まることが保証されます。
4. 回路設計: マイコンGPIOピンで制御される単純なトランジスタスイッチ（例：NPNまたはNチャネルMOSFET）を使用できます。小さなベース/ゲート抵抗で制御電流を制限します。トランジスタの飽和電圧を考慮して、正確な1Aパルス電流を設定するために、電源とLEDの間に直列抵抗がまだ必要になる場合があります。_F電源
5. : 供給電圧は、V（高電流時≈1.5V）にトランジスタおよび任意の直列抵抗の両端の電圧降下を加えたものを克服するのに十分な高さでなければなりません。5V電源が通常十分です。
6. 変調: IRパルスは、意図した受信機と互換性のある搬送波周波数（例：38kHz）で変調する必要があります。これは、100μsのエンベロープ内で1Aパルスを38kHzの速度でオン/オフすることによって行われます。_熱的考慮: デューティサイクルは非常に低いですが、平均電力（P_Favg_{= V}* I_{F_avg}）が150mW定格内であることを確認してください。1%デューティで1Aパルスの場合、I_{F_avg}= 10mA。P

avg

≈ 1.5V * 0.01A = 15mWであり、これは十分に制限内です。

このアプローチは、LEDのパルス能力を活用して、連続20mA駆動では達成できないはるかに高い到達距離を実現します。

11. 原理紹介

赤外線発光ダイオード（IR LED）は、順方向に電気的にバイアスされたときに不可視の赤外線を放射する半導体p-n接合ダイオードです。デバイス内で電子が正孔と再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。放射される光の特定の波長（例：875nm）は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定され、この場合はガリウムアルミニウムヒ素（GaAlAs）です。ウォータークリアエポキシレンズはIR光をフィルタリングしないため、高い伝送効率が得られます。放射強度は、単位立体角あたりの放射される光パワーの尺度であり、放射ビームがどれだけ集光され強力であるかを示します。

• 12. 開発動向赤外線LEDの分野は進化を続けています。業界で観察可能な一般的な動向には以下が含まれます：
• 効率向上: 同じまたはより小さなパッケージサイズから、より高い放射強度と壁プラグ効率（光出力/電気入力）を達成するための新しい半導体材料およびチップ構造（例：フリップチップ、薄膜）の開発。
• 小型化: よりコンパクトな電子機器、特に民生電子機器やウェアラブルを可能にするためのより小さなパッケージフットプリント（例：0402、0603 SMD）への需要。
• 信頼性向上: より高いはんだ付け温度（鉛フリー要件に対応）、過酷な環境条件、およびより長い動作寿命に耐えるためのパッケージ材料およびプロセスの改善。
• 統合ソリューション: エミッタ-センサーモジュールおよびドライバ、変調器、ロジックを含むアプリケーション固有集積回路（ASIC）の組み合わせの成長により、エンドユーザーのシステム設計が簡素化されます。