LTE-C9901 적외선 발광 다이오드 데이터시트 - 940nm 파장 - 5mm 패키지 - 1.4V 순방향 전압 - 100mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTE-C9901은 표면 실장(SMD) 응용 분야를 위해 설계된 개별 적외선 발광 소자입니다. 이 소자는 신뢰성 높은 고성능 적외선 방출이 필요한 응용 분야를 위한 광범위한 적외선 솔루션 라인업의 일부입니다. 이 장치는 940nm의 피크 파장에서 동작하며, 가시광선 간섭을 최소화하는 데 이상적이며, 일반적으로 가전제품 및 산업용 센싱에 사용됩니다.

이 소자의 핵심 장점은 자동화된 실장 장비 및 적외선 리플로우 솔더링 공정과의 호환성으로, 대량 생산에 적합합니다. 투명 렌즈가 적용된 탑뷰 설계는 넓은 방사 패턴을 제공합니다. 본 제품은 RoHS 및 친환경 제품 기준을 준수하여 환경적 책임을 다합니다.

이 적외선 발광 다이오드의 주요 시장은 가전제품(텔레비전, 오디오 시스템, 에어컨)용 리모컨 제조업체, 적외선 무선 데이터 전송 시스템, 보안 경보, 그리고 비가시광선 통신 또는 센싱이 필요한 다양한 PCB 실장 적외선 센서 응용 분야를 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 광학 특성

핵심 광학 파라미터는 복사 강도(I_E)는 I_F) 20mA에서 전형값 8.0 mW/sr, 최소 5.0, 최대 10.0 mW/sr로 규정됩니다. I_E의 측정에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다. 피크 방출 파장(λ_Peak)은 940nm로, 근적외선 스펙트럼에 위치합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 50nm로, 방출되는 빛의 대역폭을 정의합니다. 발광 각도(2θ_1/2)는 65도이며, 여기서 θ_1/2은 복사 강도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 축 이탈 각도입니다. 이 넓은 각도는 광범위한 커버리지가 필요한 응용 분야에 적합합니다.

2.2 전기적 특성

The forward voltage (V_F= 20mA에서 전형적으로 1.4V입니다. 역전류(I_F)는 역전압(V_R) 5V가 인가될 때 최대 10 μA로 규정됩니다. 이러한 파라미터는 회로 설계, 특히 직렬 저항 값 계산과 적절한 바이어스 확보에 매우 중요합니다._R2.3 절대 최대 정격 및 열 관리

이 장치의 최대 소비 전력은 100 mW입니다. DC 순방향 전류는 60 mA를 초과해서는 안 됩니다. 펄스 동작의 경우, 특정 조건(초당 300 펄스, 10 μs 펄스 폭)에서 최대 600 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 최대 역전압은 5V입니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위는 -55°C에서 +100°C입니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 이 장치는 최대 10초 동안 260°C의 피크 온도로 무연(Pb-free) 조립 공정에 표준인 적외선 리플로우 솔더링을 견딜 수 있습니다.

3. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계 엔지니어에게 필수적인 여러 전형적인 특성 곡선을 제공합니다. 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V) 곡선은 지수 관계를 보여주며, 동작점과 열 효과를 결정하는 데 중요합니다. 상대 복사 강도 대 순방향 전류 곡선은 빛 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주어, 원하는 출력을 위한 구동 전류 최적화에 도움을 줍니다. 상대 복사 강도 대 주변 온도 곡선은 출력의 온도 의존성을 보여주며, 다양한 환경 조건에서 동작하는 응용 분야에 매우 중요합니다. 방사 다이어그램은 방출된 적외선의 공간적 분포를 그래픽으로 나타내어 65도 발광 각도를 확인시켜 줍니다. 마지막으로, 스펙트럼 분포 곡선은 940nm 피크 파장 주변에 집중된 방출 전력을 설명합니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 외형 치수

이 소자는 표준 EIA 패키지에 실장되어 있습니다. 본체 크기, 리드 간격, 전체 높이를 포함한 모든 핵심 치수는 외형도에 제공됩니다. 달리 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. 이 패키지는 탑뷰 방출을 위해 설계되었습니다.

4.2 솔더 패드 레이아웃 및 극성

신뢰할 수 있는 솔더 접합과 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 치수가 제공됩니다. 애노드와 캐소드는 풋프린트 다이어그램에 명확하게 표시되어 있습니다. 이러한 패드 치수를 준수하는 것은 툼스토닝을 방지하고 우수한 열적 및 전기적 연결을 보장하는 데 중요합니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정에 적합한 IR 리플로우 프로파일에 대한 상세한 제안이 포함되어 있습니다. 주요 파라미터에는 예열 구간(150-200°C), 예열 시간(최대 120초), 피크 온도(최대 260°C), 액상선 이상 시간(최대 10초)이 포함됩니다. 이 프로파일은 소자 신뢰성을 보장하기 위해 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 실제 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용된 오븐에 맞게 특성화되어야 함을 강조합니다.

5.2 수동 솔더링 및 세척

수동 솔더링이 필요한 경우, 솔더링 아이언 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 패드당 접촉 시간은 3초로 제한해야 합니다. 세척의 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용매만 사용하는 것이 권장됩니다.

5.3 보관 및 취급 주의사항

습기 제거제가 들어 있는 미개봉 방습 포장의 경우, 이 장치는 상대 습도(RH) 90% 이하, 온도 30°C 이하에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 원래 포장을 개봉한 후에는 보관 조건을 상대 습도 60% 이하, 온도 30°C 이하로 유지해야 합니다. 주변 환경에 1주일 이상 노출된 부품은 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

6. 포장 및 주문 정보

이 장치는 자동 픽 앤 플레이스 장치와 호환되는 7인치 직경 릴에 8mm 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 포장은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 사양을 따릅니다. 빈 부품 포켓은 탑 커버 테이프로 밀봉됩니다. 테이프에서 허용되는 연속 누락 부품의 최대 개수는 2개입니다.

7. 응용 노트 및 설계 고려사항

7.1 전형적인 응용 회로

적외선 발광 다이오드는 전류 구동 장치입니다. 여러 LED를 병렬로 구동할 때 균일한 강도를 보장하기 위해, 여러 LED가 단일 저항을 공유하는 방식(회로 B)보다는 각 LED마다 개별적인 직렬 전류 제한 저항을 사용하는 방식(회로 A)을 강력히 권장합니다. 이는 개별 발광기의 순방향 전압(V

)의 미세한 변동을 보상합니다. 직렬 저항 값(R_F)은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_S= (V_S- V_CC) / I_F, 여기서 V_F는 공급 전압, V_CC는 원하는 전류 I_F에서 LED의 순방향 전압입니다._F.

7.2 응용 범위 및 제한사항

이 소자는 사무 기기, 통신 장치, 가전제품과 같은 일반적인 전자 장비용으로 제작되었습니다. 이 소자는 사전 협의 및 특정 자격 없이는 생명이나 안전에 중요한 고신뢰성 응용 분야(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 교통 안전 시스템)를 위해 설계되거나 적격 처리되지 않았습니다.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 가시광선 LED와 비교하여, 940nm 파장은 인간의 눈에 보이지 않아 은밀한 동작에 이상적입니다. 65도 발광 각도는 빔 집중과 커버리지 영역 사이에서 좋은 균형을 제공합니다. SMD 패키지와 리플로우 솔더링 호환성은 현대의 자동화 조립 라인에서 스루홀 적외선 LED에 비해 상당한 이점을 제공하여 제조 비용과 보드 공간을 줄입니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 940nm 파장의 목적은 무엇인가요?

A: 940nm는 근적외선 스펙트럼에 있습니다. 인간의 눈에는 거의 보이지 않아 응용 분야에서 광공해를 줄입니다. 또한 일반적으로 수신기로 사용되는 실리콘 포토다이오드 및 포토트랜지스터의 감도와 잘 일치합니다.

Q: 마이크로컨트롤러 핀에서 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 마이크로컨트롤러 핀은 일반적으로 충분한 전류(이 LED의 경우 최대 60mA DC)를 공급하거나 흡수할 수 없으며, 전압 여유도 부족합니다. 응용 노트에 설명된 대로 직렬 전류 제한 저항과 함께 트랜지스터 스위치와 같은 구동 회로를 사용해야 합니다.

Q: 패키지를 개봉한 지 일주일이 넘었을 때 베이킹이 필요한 이유는 무엇인가요?

A: 플라스틱 SMD 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 급격히 기화하여 내부 박리, 균열 또는 "팝콘 현상"을 일으켜 소자를 파괴할 수 있습니다. 베이킹은 이 흡수된 수분을 제거합니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 간단한 리모컨 송신기.LTE-C9901은 IR 리모컨의 송신 소자로 사용될 수 있습니다. 마이크로컨트롤러는 변조된 신호(예: 38kHz 반송파)를 생성하며, 이 신호는 LED를 구동하는 트랜지스터를 스위칭합니다. 직렬 저항은 배터리 전압(예: 3V)과 원하는 펄스 전류(예: 50mA)를 기반으로 계산되며, 전형적인 V_F값 1.4V를 사용합니다.

예시 2: 근접 센서.포토트랜지스터와 함께 사용하면, 이 발광기는 반사식 물체 센서를 구성할 수 있습니다. 발광기는 적외선을 비추고, 근처의 물체가 일부 빛을 포토트랜지스터로 반사합니다. 포토트랜지스터 출력의 변화는 물체의 존재를 나타냅니다. 발광기의 65도 발광 각도는 합리적인 감지 영역을 커버하는 데 도움을 줍니다.

11. 동작 원리

적외선 발광 다이오드는 반도체 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, 활성 영역(GaAs 또는 AlGaAs와 같은 재료로 구성)에서 전자와 정공이 재결합하며, 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 특정 재료 구성(이 경우 940nm 피크를 생성함)이 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 복사 강도는 정상 동작 범위 내에서 순방향 전류에 정비례합니다.

12. 산업 동향

적외선 소자의 동향은 더 높은 효율(단위 전기 입력당 더 많은 복사 출력), 더 조밀한 PCB 레이아웃을 위한 더 작은 패키지 크기, 그리고 증가하는 통합화를 향하고 있습니다. 여기에는 내장 드라이버, 변조 출력, 또는 단일 패키지 내 결합된 발광기-센서 쌍을 갖춘 장치가 포함됩니다. 또한 자동차 및 산업 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해 더 넓은 온도 범위에서 개선된 신뢰성과 성능을 위한 지속적인 노력이 있습니다. 이 소자에서 볼 수 있는 무연 및 RoHS 준수 제조로의 전환은 전자 산업의 보편적인 표준입니다.