SMD 적외선 LED 0.8mm 초박형 플랫탑 - 1.6V - 875nm - 110mW - 한국어 기술 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 초소형 표면 실장 적외선(IR) 발광 다이오드의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 실리콘 포토디텍터와 매칭되는 컴팩트하고 신뢰할 수 있는 적외선 광원이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다.

1.1 핵심 특징 및 포지셔닝

이 LED는 0.8mm의 매우 낮은 프로파일을 특징으로 하여 공간이 제한된 PCB 설계에 적합합니다. 투명 플라스틱으로 성형된 플랫탑 렌즈를 장착하여 특정한 방사 패턴을 제공합니다. 소자는 적외선 방출에 최적화된 GaAlAs(갈륨 알루미늄 비소) 칩 재료를 사용하여 제작됩니다. 주요 설계 장점은 일반적인 실리콘 포토다이오드 및 포토트랜지스터의 감도 곡선과 밀접하게 일치하는 스펙트럼 출력으로, 센서 시스템에서 검출 효율을 극대화합니다.

1.2 규격 준수 및 환경 사양

본 부품은 주요 환경 및 안전 지침을 준수합니다. 무연(Pb-free) 제품으로 제조됩니다. 또한 할로겐 프리 요구사항을 준수하며, 특히 브롬(Br)과 염소(Cl) 함량을 각각 900 ppm 미만, 합계 1500 ppm 미만으로 제한합니다. 본 제품은 RoHS(유해물질 제한) 지침의 매개변수 내에 있도록 설계되었습니다.

2. 기술 파라미터 분석

이 섹션에서는 적외선 LED의 절대 한계 및 표준 동작 특성을 상세히 설명합니다. 별도로 명시하지 않는 한 모든 파라미터는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 연속 순방향 전류(I_F):65 mA
• 역방향 전압(V_R):5 V
• 동작 온도(T_opr):-25°C ~ +85°C
• 보관 온도(T_stg):-40°C ~ +85°C
• 솔더링 온도(T_sol):5초를 초과하지 않는 기간 동안 260°C.
• 전력 소산(P_d):110 mW (자유 공기 온도 25°C 이하에서).

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 표준 테스트 조건(I_F= 20mA, Ta=25°C)에서 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 복사 강도(I_e):0.2 mW/sr (최소), 0.5 mW/sr (일반). 이는 단위 입체각당 방출되는 광학 파워를 측정합니다.
• 피크 파장(λ_p):875 nm (일반). 이는 광학 출력이 가장 강한 파장입니다.
• 스펙트럼 대역폭(Δλ):80 nm (일반). 이는 방출되는 파장의 범위를 나타내며, 일반적으로 피크 강도의 절반(FWHM)에서 측정됩니다.
• 순방향 전압(V_F):1.3 V (일반), 1.6 V (최대). 20mA를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(I_R):10 µA (최대). 5V가 역방향 바이어스로 인가될 때의 누설 전류입니다.
• 시야각(2θ_1/2):145° (일반). 복사 강도가 피크 강도(0°에서)의 절반이 되는 전체 각도입니다. 플랫탑 렌즈가 이 넓은 시야각에 기여합니다.

3. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 다양한 조건에서 소자의 동작을 설명하는 여러 그래프가 포함되어 있습니다. 이 곡선들은 설계 엔지니어가 실제 응용 분야에서의 성능을 예측하는 데 필수적입니다.

3.1 순방향 전류 대 주변 온도

이 곡선은 주변 온도가 증가함에 따라 허용 가능한 최대 순방향 전류의 디레이팅을 보여줍니다. 열 손상을 방지하기 위해 25°C 이상에서 동작할 때 순방향 전류를 감소시켜야 합니다. 110mW의 전력 소산 정격은 이 디레이팅 계산에서 중요한 요소입니다.

3.2 스펙트럼 분포

이 그래프는 파장 스펙트럼 전체에 걸친 상대 광학 파워 출력을 나타냅니다. 약 875nm에서의 피크 방출과 약 80nm의 스펙트럼 대역폭을 확인하며, 실리콘 검출기 감도(약 800-900nm에서 피크)와의 일치를 강조합니다.

3.3 상대 강도 대 순방향 전류

이 플롯은 구동 전류와 광 출력 사이의 관계를 설명합니다. 일반적으로 비선형적인 경향을 보이며, 특히 열 효과가 중요해짐에 따라 전류를 증가시켜도 복사 강도가 점점 덜 증가하는 현상을 보입니다. 이는 원하는 출력 대 효율 및 소자 수명에 대한 구동 전류 결정에 정보를 제공합니다.

3.4 순방향 전류 대 순방향 전압

IV(전류-전압) 곡선은 회로 설계의 기본입니다. 지수 관계를 보여주어 설계자가 주어진 공급 전압에 대해 목표 구동 전류(예: 20mA)를 달성하기 위한 필요한 직렬 저항을 계산할 수 있게 합니다. 일반적인 V_F값인 1.3V는 이러한 계산을 위한 핵심 값입니다.

3.5 상대 복사 강도 대 각도 변위

이 극좌표 플롯은 방사 패턴 또는 시야각을 시각적으로 나타냅니다. 145° 시야각이 여기서 확인되며, 중심축(0°)에서 각도가 증가함에 따라 강도가 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이는 센서 응용 분야에서 LED와 검출기를 정렬하는 데 중요합니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 패키지 치수

소자는 매우 컴팩트한 표면 실장 패키지에 장착되어 있습니다. 주요 치수로는 약 1.6mm x 1.2mm의 본체 크기와 총 높이 0.8mm가 포함됩니다. 애노드와 캐소드 패드는 패키지 하단에 위치합니다. 데이터시트의 상세한 기계 도면은 별도로 명시하지 않는 한 표준 공차 ±0.1mm로 모든 중요 치수를 제공합니다. PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 참조용으로 제공되지만, 설계자는 특정 조립 공정 및 신뢰성 요구사항에 따라 이를 수정할 것을 권장합니다.

4.2 극성 식별

패키지에는 일반적으로 한쪽 끝에 노치나 표시가 있는 극성 표시기가 포함되어 있어 애노드와 캐소드를 구분합니다. 올바른 방향은 회로 동작에 매우 중요합니다.

4.3 조립용 포장

부품들은 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 테이프 너비는 8mm이며, 표준 7인치 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 피더 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 캐리어 테이프 치수가 제공됩니다.

5. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급은 소자의 신뢰성과 성능을 유지하는 데 중요합니다.

5.1 보관 및 습도 민감도

LED는 건조제와 함께 방습 백에 포장되어 있습니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오. 개봉 전에는 10-30°C, 상대습도 ≤90%에서 보관하십시오. 개봉 후에는 10-30°C 및 ≤60% RH에서 보관할 때 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 사용하지 않은 부품은 건조제와 함께 다시 백에 넣어야 합니다. 플로어 라이프 또는 유통기한이 초과된 경우, 사용 전에 60°C ±5°C에서 96시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 솔더링 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

5.2 리플로우 솔더링 프로파일

권장 무연 리플로우 솔더링 온도 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터로는 예열 단계, 정의된 상승률, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 솔더 페이스트에 적합한 액상선 이상 시간(TAL)이 포함됩니다. 동일한 소자에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED 본체에 가해지는 응력과 솔더링 후 PCB의 뒤틀림을 피해야 합니다.

5.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우 각별한 주의가 필요합니다. 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C 이하로 유지하고, 각 단자에 3초를 초과하여 적용하지 마십시오. 저전력 아이언(≤25W)을 권장합니다. 두 단자를 솔더링하는 사이에는 최소 2초의 냉각 간격을 두어야 합니다. LED가 솔더링된 후 리워크는 강력히 권장하지 않습니다. 불가피한 경우, 기계적 응력을 가하지 않고 두 단자를 동시에 가열하여 소자를 들어 올릴 수 있는 전용 듀얼 팁 솔더링 아이언을 사용해야 합니다. 리워크가 소자 특성에 미치는 영향은 사전에 확인해야 합니다.

6. 응용 노트 및 설계 고려사항

6.1 주요 응용 시나리오

• PCB 장착 적외선 센서:근접 감지, 물체 감지, 라인 추적.
• 적외선 리모컨 유닛:확장된 범위를 위한 더 높은 출력 전력이 필요한 설계에 적합합니다.
• 스캐너:바코드 리더, 문서 스캐너.
• 일반 적외선 시스템:실리콘 검출기와 함께 사용되는 컴팩트하고 효율적인 IR 광원이 필요한 모든 응용 분야.

6.2 핵심 설계 고려사항

• 전류 제한:외부 직렬 저항이 필수입니다. LED의 지수적 IV 특성은 전압의 작은 증가가 파괴적인 큰 전류 증가를 초래할 수 있음을 의미합니다. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F.
• 열 관리:110mW 전력 소산 한계를 준수해야 합니다. 특히 더 높은 전류로 구동하거나 주변 온도가 높은 환경에서는 방열을 위한 PCB 구리 면적(열 패드)을 고려하십시오.
• 광학 정렬:넓은 145° 시야각은 정렬을 단순화하지만 특정 지점에서의 강도를 감소시킵니다. 집속된 빔의 경우 외부 광학 장치가 필요할 수 있습니다.
• 전기적 보호:낮은 역방향 전압 정격(5V)은 유도성 부하 또는 잘못된 PCB 레이아웃으로 인해 발생할 수 있는 역방향 바이어스 조건을 피해야 함을 의미합니다.

6.3 비교 및 선택 요소

IR LED를 선택할 때 주요 차별화 요소는 다음과 같습니다:
패키지 크기/높이:이 소자의 0.8mm 프로파일은 초박형 설계에 큰 장점입니다.
시야각:플랫탑, 광각 렌즈는 넓은 커버리지에 이상적이며, 돔형 렌즈는 더 집속된 빔을 제공합니다.
파장:875nm 피크는 실리콘과 매칭되는 표준입니다. 다른 파장(예: 940nm)은 가시성이 낮지만 검출기 응답이 약간 낮을 수 있습니다.
복사 강도:0.5mW/sr의 일반 출력은 많은 중거리 응용 분야에 적합합니다. 더 높은 출력의 소자도 있지만 크기나 시야각을 희생할 수 있습니다.

7. 라벨링 및 주문 정보

릴 라벨에는 추적성 및 생산 관리를 위한 필수 정보가 포함됩니다. 일반적으로 포함되는 필드: 고객 부품 번호(CPN), 제조사 부품 번호(P/N), 로트 번호(LOT No), 수량(QTY), 피크 파장(H.E.), 성능 등급(CAT), 참조 코드(REF), 습도 민감도 등급(MSL-X), 제조국(Made In)입니다. 이 소자의 특정 부품 번호는 SIR19-21C/TR8이며, 여기서 "TR8"은 8mm 테이프 릴 포장을 나타냅니다.

8. 기술 원리 및 트렌드

8.1 동작 원리

적외선 LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 바이어스가 인가되면, 활성 영역(GaAlAs 칩)에서 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. GaAlAs 재료의 특정 밴드갭 에너지는 광자 파장을 결정하여 약 875nm의 적외선을 생성합니다. 투명 에폭시 렌즈는 칩을 보호하고 방출된 광 패턴을 형성합니다.

8.2 산업 트렌드

SMD 광전자 소자의 트렌드는 소형화, 높은 효율, 더 큰 통합을 지속적으로 향하고 있습니다. 더 얇은 소비자 가전 제품을 가능하게 하기 위해 더 작은 패키지 풋프린트와 더 낮은 높이에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 칩 설계 및 패키징 재료의 발전은 신뢰성을 유지하거나 개선하면서 더 작은 소자에서 더 높은 복사 강도를 제공하는 것을 목표로 합니다. 드라이버 및 센서와의 멀티칩 모듈(MCM) 또는 시스템 인 패키지(SiP) 솔루션에서의 통합도 성장하는 분야로, 설계를 단순화하고 보드 공간을 절약합니다.