サイドルッカー赤外線LED IR908-7C-F データシート - サイド発光パッケージ - ピーク波長940nm - 順方向電圧1.25V - 指向角40度 - 日本語技術文書

1. 製品概要

IR908-7C-Fは、サイド向きプラスチックパッケージに収められた高輝度赤外線発光ダイオードです。この設計は、透明なエポキシ樹脂レンズの側面から放射を発するチップを特徴としており、横方向の発光プロファイルを必要とするアプリケーションに適しています。本デバイスは、高い信頼性と放射強度を特徴とし、ピーク波長は940nmです。

1.1 主な利点

• 高い信頼性と放射強度。
• 低い順方向電圧での動作。
• 鉛フリー、RoHS準拠、EU REACHおよびハロゲンフリー規格（Br < 900ppm、Cl < 900ppm、Br+Cl < 1500ppm）に準拠。
• 標準的な2.54mmリード間隔により、PCBへの実装が容易。

1.2 対象アプリケーション

• 光学式トラッキング用コンピューターマウス。
• 光電スイッチおよびセンサー。
• 一般的な赤外線応用システム。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

以下の定格は、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。すべての値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 連続順方向電流（IF）：50 mA
• 逆電圧（VR）：5 V
• 動作温度（Topr）：-25 ～ +85 °C
• 保存温度（Tstg）：-40 ～ +85 °C
• はんだ付け温度（Tsol）：260 °C、5秒未満
• 電力損失（Pd）：75 mW（周囲温度25°C以下）

2.2 電気光学特性

代表的な性能パラメータはTa=25°Cで測定されます。光電流（IC(ON)）は、特定の試験条件（IF=4mA、VCE=3.5V）で測定される重要なパラメータです。

• ピーク波長（λp）：940 nm（代表値）、IF=20mA時
• スペクトル帯域幅（Δλ）：50 nm（代表値）、IF=20mA時
• 順方向電圧（VF）：1.25 V（代表値）、1.60 V（最大値）、IF=20mA時
• 逆電流（IR）：10 µA（最大値）、VR=5V時
• 指向角（2θ1/2）：40 度（代表値）、IF=20mA時

3. ビニングシステムの説明

IR908-7C-Fは、その光電流（IC(ON)）に基づいて異なる性能ランクで提供されています。これにより、設計者はアプリケーションに適した一貫した光出力を持つデバイスを選択できます。

3.1 詳細ランク（E1 ～ E11）

これらのランクは、光電流の細かい選択を提供します。例えば、ランクE1は143～255 µAをカバーし、ランクE11は857～1137 µAをカバーします。すべてIF=4mA、VCE=3.5Vで測定された値です。

3.2 大まかなランク（7-2、7-1、6-2、6-1）

これらはより広い範囲のカテゴリです。例えば、ランク6-1は650～1274 µAの光電流範囲をカバーします。このビンテーブルは参考用であり、特定のビン出荷を保証するものではないことに注意することが重要です。

4. 性能曲線分析

データシートには、回路設計と熱管理に不可欠ないくつかの代表的な特性曲線が含まれています。

4.1 順方向電流 vs. 周囲温度

この曲線は、周囲温度が上昇するにつれて最大許容順方向電流が減少する様子を示しており、長期信頼性を確保するために重要です。

4.2 スペクトル分布

940nmのピークを中心とした、波長の関数としての放射パワー出力を示します。

4.3 順方向電流 vs. 順方向電圧（IV曲線）

ダイオードを流れる電流とその両端の電圧降下の関係を定義し、駆動回路設計に不可欠です。

4.4 相対放射強度 vs. 角度変位

この極座標プロットは40度の指向角を視覚的に表し、中心軸から離れた角度で放射強度がどのように低下するかを示しています。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本デバイスは特定のサイドルッキングパッケージで提供されます。特に明記されていない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、一般的な公差は±0.3mmです。詳細な寸法図はオリジナルのデータシートに記載されており、本体サイズ、リード長、間隔を示しています。

5.2 極性識別

アノードとカソードは明確にマークされています。回路組立時には損傷を防ぐため、正しい極性を守る必要があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リード成形

• 曲げ加工は、エポキシ樹脂本体の底面から3mm以上離れた位置で行う必要があります。
• 曲げ加工時にはリードフレームを固定し、エポキシ樹脂本体にストレスがかからないようにする必要があります。
• リード成形は常にはんだ付け工程の前に行うべきです。
• リードの切断は室温で行うべきです。
• PCBの穴はLEDのリードと完全に一致させ、実装ストレスを避ける必要があります。

6.2 はんだ付けパラメータ

はんだ接合部をエポキシ樹脂バルブから少なくとも3mm離すように注意する必要があります。

• 手はんだ：はんだごて先端温度最大300°C（最大30W）、はんだ付け時間3秒未満。
• ディップはんだ付け：予熱温度最大100°C（60秒未満）、はんだ浴温度最大260°C、5秒未満。
• 熱衝撃を最小限に抑えるための推奨はんだ付け温度プロファイルが提供されています。
• はんだ付けでLEDが熱くなっている間は、機械的衝撃や振動を避けてください。
• ディップはんだ付けまたは手はんだ付けは、複数回行わないでください。

6.3 洗浄

超音波洗浄は本デバイスには推奨されません。

6.4 保管条件

• 出荷後は、10-30°C、相対湿度70%以下の環境で最大3ヶ月間保管可能です。
• 長期保管（3ヶ月超～1年）の場合は、窒素雰囲気の密閉容器を10-25°C、相対湿度20-60%で使用してください。
• オリジナルパッケージを開封後は、可能であれば24時間以内にデバイスを使用し、残りは10-25°C、相対湿度20-60%で保管し、袋はすぐに再密封してください。
• 結露を防ぐため、高湿度環境での急激な温度変化を避けてください。

7. 梱包および注文情報

7.1 梱包仕様

標準梱包数量は、袋あたり1000個、箱あたり8袋、カートンあたり10箱です。

7.2 ラベル仕様

製品ラベルには、顧客部品番号（CPN）、部品番号（P/N）、数量（QTY）、ランク（CAT）、参照（REF）、ロット番号（LOT No）の各フィールドが含まれます。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

駆動回路を設計する際、低い順方向電圧（代表値1.25V）により、低電源電圧での動作が可能です。順方向電流を絶対最大定格50mA以内に維持するためには、電流制限抵抗が不可欠です。パルス動作の場合は、明示的には示されていませんが、電力損失定格によって暗示されている減衰曲線を参照してください。

8.2 熱管理

適切な熱管理は非常に重要です。電力損失定格は25°Cで75mWです。周囲温度が上昇すると、最大許容電力および順方向電流はそれに応じて減衰させる必要があります。設計者は、最大定格付近または高温環境で動作させる場合、十分なPCBの銅面積または他の放熱方法を確保する必要があります。

8.3 光学的アライメント

このLEDのサイド発光特性は、発光面をターゲットセンサーまたは光路に正確に合わせるために、慎重な機械設計を必要とします。40度の指向角がビームの広がりを定義します。

9. 技術比較および差別化

IR908-7C-Fの主な差別化要因は、そのサイドルッキング（サイドルッカー）パッケージです。上面発光LEDとは異なり、このパッケージは部品の側面から赤外線を発光します。これは、LEDとセンサーを追跡対象の表面と平行に配置する必要がある光学式コンピューターマウスや、スロット型光遮断器などのスペース制約のあるアプリケーションにおいて大きな利点です。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

10.1 Eランクと大まかなランクの違いは何ですか？

Eランク（E1～E11）は、厳密な一貫性を必要とするアプリケーション向けに、より細かく詳細な光出力の選択を提供します。大まかなランク（例：7-2、6-1）はより広い範囲をカバーし、通常、正確な光電流がそれほど重要でないアプリケーションに使用されます。データシートでは、ビンテーブルは参考用のみであると明記されています。

10.2 はんだ付け距離（エポキシ樹脂から3mm）がなぜそれほど重要ですか？

LEDのレンズと本体を形成するエポキシ樹脂は高温に敏感です。はんだ付け中の過度の熱は、内部応力、ひび割れ、または光学特性の劣化を引き起こし、早期故障や光出力の低下につながる可能性があります。

10.3 このLEDを最大連続電流50mAで駆動できますか？

可能ではありますが、特に高い周囲温度では、信頼性の高い長期動作には推奨されません。50mAおよび代表的なVf 1.25Vでの電力損失は62.5mWとなり、25°Cでの定格75mWに近い値です。堅牢な設計のためには、順方向電流 vs. 周囲温度曲線に従った良好な放熱と電流の減衰が不可欠です。

11. 実践的な設計および使用事例

事例：光電スイッチ（スロットセンサー）への統合

典型的なU字型スロットセンサーでは、IR908-7C-Fはスロットの片側に取り付けられ、反対側のフォトトランジスタまたはフォトダイオードに向かって配置されます。サイド発光プロファイルはこの形状に最適で、光を水平方向にギャップを横切って照射します。スロットを通過する物体がビームを遮断し、センサーをトリガーします。設計手順には以下が含まれます：1）十分な信号マージンのために適切なランク（例：E5）を選択。2）最適な性能のために20mAに設定された定電流駆動回路を設計。3）機械的筐体がLEDの発光面を受光器と正確に合わせることを確保。4）PCB組立時の損傷を防ぐため、すべてのはんだ付けガイドラインに従う。

12. 原理紹介

赤外線発光ダイオード（IR LED）は、可視光LEDと同じ基本原理、すなわち半導体材料におけるエレクトロルミネセンスで動作します。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。発光の波長（色）は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。本デバイスでは、ヒ化ガリウム（GaAs）を使用して近赤外スペクトル、具体的にはピーク940nmの光子を生成します。これは人間の目には見えませんが、シリコン光検出器で容易に検出できます。

13. 開発動向

赤外線LED技術の動向は、より高い効率（入力電力あたりのより多くの放射出力）、信頼性の向上、小型パッケージ化に向かって進んでいます。また、顔認識（850nm、940nm）やガス検知などのアプリケーション向けに特定の波長最適化も進められています。IR908-7C-Fに見られるサイド発光パッケージスタイルは、特定の光路設計にとって重要なフォームファクターであり、小型化されたセンサーモジュールでの継続的な使用と改良が見込まれます。