IR95-21C/TR7 적외선 LED 데이터시트 - 1.9mm 원형 SMD - 1.2V - 940nm - 130mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

IR95-21C/TR7은 초소형 표면 실장 장치(SMD) 적외선 발광 다이오드입니다. 투명 플라스틱으로 성형된 구형 탑 뷰 렌즈가 있는 컴팩트한 양단 패키지에 장착되어 있습니다. 이 장치는 실리콘 포토다이오드 및 포토트랜지스터와의 스펙트럼 정합을 위해 특별히 설계되어 다양한 적외선 감지 응용 분야에 이상적인 광원입니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 부품은 매우 작은 폼 팩터, 높은 신뢰성 및 낮은 순방향 전압 작동을 포함한 여러 주요 장점을 제공합니다. 주요 목표 시장은 제한된 공간에서 신뢰할 수 있는 적외선 방출이 필요한 소비자 가전, 산업 자동화 및 안전 장비를 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

IR95-21C/TR7의 성능은 지정된 조건에서의 전기적, 광학적 및 열적 특성에 의해 정의됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 연속 순방향 전류 (I_F)): 65 mA
• 역방향 전압 (V_R)): 5 V
• 작동 온도 (T_opr)): -25°C ~ +85°C
• 보관 온도 (T_stg)): -40°C ~ +85°C
• 전력 소산 (P_d)): 130 mW (주변 온도 25°C 이하에서)
• 솔더링 온도 (T_sol)): 260°C, ≤ 5초

2.2 전기-광학 특성 (T_a=25°C)

이 파라미터는 표준 테스트 전류 20 mA에서 측정되며 장치의 일반적인 성능을 나타냅니다.

• 복사 세기 (I_e)): 3.0 mW/sr (최소), 5.0 mW/sr (일반)
• 피크 파장 (λ_p)): 940 nm (일반)
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ)): 45 nm (일반)
• 순방향 전압 (V_F)): 1.2 V (일반), 1.5 V (최대)
• 역방향 전류 (I_R)): 10 μA (최대), V_R=5V 조건에서
• 시야각 (2θ_1/2)): 25° (일반)

3. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계 엔지니어에게 중요한 여러 특성 곡선을 제공합니다.

3.1 순방향 전류 대 주변 온도

이 곡선은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 허용 최대 순방향 전류의 디레이팅을 보여줍니다. 안전 작동 영역 내에 있도록 적절한 열 관리가 필수적입니다.

3.2 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 일반적인 피크 파장 940 nm를 중심으로 약 45 nm의 대역폭을 가집니다. 이는 일반적인 실리콘 광검출기의 최대 감도와 잘 일치합니다.

3.3 상대 복사 세기 대 순방향 전류

이 그래프는 구동 전류와 광 출력 사이의 비선형 관계를 설명합니다. 복사 세기는 전류와 함께 증가하지만 설계자는 효율성과 발열을 고려해야 합니다.

3.4 순방향 전류 대 순방향 전압

I-V 곡선은 다이오드의 지수 특성을 보여줍니다. 일반적인 순방향 전압은 20mA에서 1.2V로, 상대적으로 낮아 저전력 회로 설계에 도움이 됩니다.

3.5 상대 복사 세기 대 각도 변위

이 극좌표 플롯은 LED의 공간 방출 패턴을 정의합니다. 25° 시야각은 중간 정도의 방향성을 가진 빔을 나타내며, 표적 감지 응용 분야에 유용합니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 패키지 치수

IR95-21C/TR7은 표면 실장을 위한 "갈윙" 리드가 있는 1.9mm 원형 본체를 특징으로 합니다. 주요 치수에는 본체 직경, 전체 높이 및 리드 간격이 포함됩니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 중요 치수는 ±0.1mm의 공차를 가집니다. 갈윙 리드 설계는 솔더링 과정 중 및 이후에 우수한 기계적 안정성을 제공합니다.

4.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 노치, 평평한 가장자리 또는 패키지의 짧은 리드와 같은 시각적 표시자로 표시됩니다. 이 부품에 사용된 특정 식별 방법에 대해서는 상세 패키지 도면을 참조하십시오.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

신뢰성을 보장하기 위해 SMD 부품의 적절한 취급이 중요합니다.

5.1 보관 및 습기 민감도

이 장치는 습기에 민감합니다. 개봉 전에는 원래의 방습 백에 ≤ 30°C 및 ≤ 90% RH 조건으로 보관해야 합니다. 개봉 후에는 ≤ 30°C 및 ≤ 60% RH 조건으로 보관하고 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 이러한 조건을 초과할 경우 사용 전 60 ± 5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

5.2 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 무연 솔더링 온도 프로파일을 지정합니다. 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중에는 LED 본체에 기계적 응력을 가하지 말아야 하며, 솔더링 후 PCB가 휘지 않아야 합니다.

5.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우, 팁 온도<350°C 이하 및 용량 ≤ 25W의 솔더링 아이언을 사용해야 합니다. 리드당 접촉 시간은 ≤ 3초여야 합니다. 리워크는 강력히 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 에폭시 본체에 열 응력을 방지하기 위해 양쪽 리드를 동시에 가열하는 전문 이중 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 합니다.

6. 포장 및 주문 정보

6.1 캐리어 테이핑

부품은 자동화 조립을 위해 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급됩니다. 표준 적재 수량은 릴당 1000개입니다. 피더 호환성을 위한 상세 테이프 및 릴 치수가 제공됩니다.

6.2 라벨 사양

릴 라벨에는 부품 번호(P/N), 고객 생산 번호(CPN), 수량(QTY), 등급(CAT), 피크 파장(HUE), 참조(REF) 및 로트 번호(LOT No.)와 같은 필수 정보가 포함됩니다.

7. 응용 제안

7.1 대표적인 응용 회로

주요 응용 분야는 실리콘 광검출기와 짝을 이루는 적외선 광원입니다. LED와 직렬로 전류 제한 저항이 절대적으로 필수입니다. 저항 값(R)은 공식 R = (V_공급- V_F) / I_F을 사용하여 계산됩니다. V_F가 낮기 때문에(~1.2V), 공급 전압의 작은 증가도 큰 전류 서지를 유발할 수 있어 정밀한 저항 계산 또는 중요한 응용 분야의 경우 정전류 드라이버 사용이 필요합니다.

7.2 설계 고려사항

• 광학 정렬: 25° 시야각은 최적의 신호 강도를 위해 수신 센서와의 세심한 기계적 정렬이 필요합니다.
• 열 관리: 전력 소산은 낮지만, PCB 레이아웃은 발열 부품을 가까이 배치하지 않도록 해야 하며, 특히 고주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동할 때 더욱 그렇습니다.
• 전기적 노이즈: 민감한 아날로그 감지 회로에서는 펄스 LED 구동 전류가 노이즈를 유입하지 않도록 차폐 또는 필터링을 고려해야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

IR95-21C/TR7은 매우 컴팩트한 1.9mm 원형 패키지, 견고한 솔더링을 위한 갈윙 리드, 그리고 실리콘 검출기에 정확히 맞춰진 스펙트럼 출력의 조합을 통해 차별화됩니다. 더 큰 스루홀 IR LED와 비교하여 상당한 보드 공간을 절약합니다. 다른 SMD 패키지와 비교하여 구형 렌즈와 특정 시야각은 특정 베리어 또는 근접 센서 설계에 대해 더 나은 광학 커플링을 제공할 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

9.1 65mA 순방향 전류를 초과하면 어떻게 되나요?

순방향 전류에 대한 절대 최대 정격을 초과하면 반도체 접합부의 과열로 인한 즉각적인 치명적인 고장이 발생하거나 장치의 장기 신뢰성 및 발광 출력이 크게 저하될 수 있습니다.

9.2 연속 작동에 사용할 수 있나요?

예, 하지만 작동 지점(I_F, T_a)이 최대 전력 소산 곡선에 의해 정의된 안전 작동 영역 내에 있어야 합니다. 25°C에서 최대 연속 전력은 130mW입니다. 더 높은 주변 온도에서는 허용 최대 전류를 디레이팅해야 합니다.

9.3 개봉 후 보관 및 사용 시간이 왜 그렇게 중요한가요?

에폭시 포장 재료는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 과정에서 갇힌 이 습기가 급격히 증발하여 내부 박리, 균열 또는 "팝콘 현상"을 일으켜 부품을 파괴할 수 있습니다. 지정된 보관 조건 및 플로어 라이프는 이 위험을 통제합니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 프린터 내 컴팩트한 용지 감지 센서 설계IR95-21C/TR7은 탁월한 선택입니다. 작은 크기로 인해 좁은 기계적 조립체에 맞출 수 있습니다. 설계자는 몇 밀리미터 떨어진 곳에 포토트랜지스터를 배치하여 투과형 센서를 만들 것입니다. 마이크로컨트롤러는 LED에 20mA 전류(적절한 직렬 저항 사용)로 펄스를 주고 포토트랜지스터의 출력을 읽을 것입니다. 940nm 파장은 보이지 않아 사용자 경험을 방해하지 않습니다. 갈윙 리드는 프린터 메커니즘 내 진동에 강한 강력한 솔더 접합을 제공합니다. 높은 제조 수율을 위해 리플로우 프로파일 및 습기 처리 절차를 엄격히 준수하는 것이 필수적입니다.

11. 작동 원리

적외선 발광 다이오드(IR LED)는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 바이어스가 가해지면 n 영역의 전자가 활성 영역에서 p 영역의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 사용된 특정 재료(이 경우 갈륨 알루미늄 비소 - GaAlAs)는 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장, 여기서는 940nm 근처의 적외선 스펙트럼을 정의합니다.

12. 산업 동향

광전자 산업의 동향은 소형화, 높은 효율성 및 통합을 지속적으로 향하고 있습니다. 이러한 SMD 패키지는 자동화 조립에서 스루홀 부품을 대체했습니다. 미래 발전에는 더 작은 칩 스케일 패키지(CSP), 패키지 내 통합 구동 회로 및 데이터 통신 응용 분야를 위한 고속 변조용으로 설계된 부품이 포함될 수 있습니다. 신뢰성 향상 및 습기 민감도 수준 감소와 같은 조립 공정 단순화에도 지속적인 초점이 맞춰져 있습니다.