IRR15-22C/L491/TR8 SMD LED 데이터시트 - 패키지 3.0x1.6x1.1mm - 순방향 전압 1.3V(적외선)/1.9V(적색) - 출력 100mW(적외선)/130mW(적색)

1. 제품 개요

IRR15-22C/L491/TR8은 단일의 미니어처 탑뷰 플랫 패키지 내에 적외선(IR) 발광 다이오드와 적색 발광 다이오드를 통합한 듀얼-에미터 표면 실장 장치(SMD)입니다. 본 장치는 투명 플라스틱으로 캡슐화되어 있어 두 파장 모두에 대해 효율적인 광 투과를 가능하게 합니다. 주요 설계 특징은 적외선 에미터의 스펙트럼이 실리콘 포토다이오드 및 포토트랜지스터에 맞춰져 있어 감지 및 검출 애플리케이션에 최적화되었다는 점입니다. 본 제품은 현대적인 환경 규정을 준수하며, 무연(Pb-free), RoHS 적합, EU REACH 적합 및 할로겐 프리입니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

• 낮은 순방향 전압:회로에서 더 높은 에너지 효율과 감소된 전력 소비를 보장합니다.
• 스펙트럼 정합:적외선 다이오드의 출력은 실리콘 기반 광검출기의 응답 곡선에 특별히 맞춰져 있어 광학 감지 시스템에서 신호 대 잡음비를 향상시킵니다.
• 이중 발광:적외선(감지, 리모컨용)과 적색(상태 표시, 단순 디스플레이용) 기능을 하나의 컴팩트한 공간에 결합하여 보드 공간을 절약합니다.
• 환경 규정 준수:무연, RoHS, REACH 및 할로겐 프리 요구사항을 충족하여 다양한 글로벌 시장과 환경을 고려한 설계에 적합합니다.
• 미니어처 SMD 패키지:탑뷰 플랫 패키지(3.0mm x 1.6mm x 1.1mm)는 자동화 조립 및 고밀도 PCB 설계에 이상적입니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 부품은 주로 감지 및 표시를 위한 신뢰할 수 있는 저전력 광원이 필요한 애플리케이션을 대상으로 합니다. 주요 적용 분야는적외선 응용 시스템이며, 이에는 다음이 포함되지만 이에 국한되지 않습니다:

• 근접 및 존재 센서
• 물체 감지 및 계수 시스템
• 광학 인코더
• 비접촉식 스위치 및 인터페이스
• 단순 데이터 전송 링크 (예: 리모컨 수신기)
• 적외선 기능과 함께 적색 표시등이 필요한 장치

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 연속 순방향 전류 (I_F):적외선 및 적색 칩 모두 50 mA. 이 전류를 초과하면 과도한 발열과 빠른 성능 저하를 초래합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. LED는 제한된 역방향 전압 내성을 가지므로, 적절한 회로 설계로 역방향 바이어스 조건을 방지해야 합니다.
• 전력 소산 (P_c):자유 공기 온도 25°C 이하에서 적외선 칩 100 mW, 적색 칩 130 mW. 이 파라미터는 열 관리에 매우 중요합니다.
• 동작 및 보관 온도:-25°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +100°C (보관).
• 솔더링 온도:최대 5초 동안 260°C, 일반적인 무연 리플로우 프로파일에 적합합니다.

2.2 전기-광학 특성 (Ta=25°C)

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 복사 강도 (I_E):mW/sr(밀리와트 매 스테라디안)로 측정됩니다. I_F=20mA에서 전형적인 값은 2.1 mW/sr(적외선) 및 2.3 mW/sr(적색)입니다. 이는 특정 입체각으로 방출되는 광 출력을 나타냅니다.
• 피크 파장 (λ_p):적외선 940 nm(전형적), 적색 660 nm(전형적). 적외선 파장은 피크 감도가 약 900-1000 nm 부근인 실리콘 광검출기에 이상적입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):적외선 약 30 nm, 적색 약 20 nm으로, 방출되는 빛의 스펙트럼 순도를 정의합니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 전형적인 값은 적외선 1.30 V, 적색 1.90 V입니다. 적색 칩은 서로 다른 반도체 재료(AlGaInP 대 GaAlAs)로 인해 더 높은 V_F를 가집니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이 넓은 시야각은 렌즈가 없는 투명 탑뷰 패키지의 특징으로, 넓은 방출 패턴을 제공합니다.

3. 성능 곡선 분석

3.1 적외선(IR) 칩 특성

제공된 적외선 칩의 곡선은 중요한 설계 통찰력을 제공합니다:

• 스펙트럼 분포:곡선은 940 nm에서 반치폭(FWHM) 약 30 nm의 날카로운 피크를 보여주며, 실리콘 검출기에 대한 우수한 스펙트럼 정합을 확인시켜 줍니다.
• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):이 지수 곡선은 전류 제한 저항 선택에 필수적입니다. 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화로 이어지므로, 정전류 구동 또는 잘 계산된 직렬 저항의 필요성을 강조합니다.
• 상대 강도 대 순방향 전류:복사 강도가 최대 정격까지 전류에 따라 선형적으로 증가함을 보여주어, 전류 제어를 통한 밝기 변조를 가능하게 합니다.
• 순방향 전류 대 주변 온도:디레이팅 요구사항을 보여줍니다. 최대 허용 순방향 전류는 주변 온도가 증가함에 따라 감소하여 전력 소산 한계를 초과하는 것을 방지합니다.

3.2 적색 칩 특성

적색 칩의 곡선은 유사한 원칙을 따르지만 재료 특유의 차이가 있습니다:

• 스펙트럼 분포:더 좁은 대역폭(~20 nm)으로 660 nm(진한 적색)에 중심을 두고 있어 포화된 적색을 나타냅니다.
• I-V 곡선, 강도 대 전류, 및 열 디레이팅:이 곡선들은 적외선 칩의 것과 유사하지만, 절대 최대 정격 및 전기-광학 특성 표에 명시된 것과 같이 다른 전압 및 전력 소산 값을 가집니다.

3.3 각도 특성

상대 광전류 대 각도 변위곡선(쌍을 이루는 검출기에서 추정)은 공간 방출 패턴을 설명합니다. 120도의 시야각은 0°(발광 표면에 수직)에서 강도가 가장 높고 ±60°에서 절반으로 감소하는 람베르시안(Lambertian) 유사 분포를 초래합니다. 이는 광학 경로 설계 및 수신기에서 충분한 신호 강도를 보장하는 데 중요합니다.4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 패키지 치수

장치는 미니어처 SMD 패키지로 제공됩니다. 주요 치수(mm)는 본체 크기 약 3.0 x 1.6, 높이 1.1을 포함합니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 표시 또는 노치로 식별됩니다. 치수 도면은 리드 간격 및 PCB 풋프린트 설계를 위한 랜드 패턴 권장사항을 보여주며, 이는 신뢰할 수 있는 솔더링 및 기계적 안정성에 중요합니다.

4.2 극성 식별

올바른 극성 연결은 매우 중요합니다. 데이터시트의 패키지 다이어그램은 애노드 및 캐소드 단자를 나타냅니다. 5V 역방향 전압 정격을 초과하는 역방향 극성을 인가하면 다이오드 접합이 즉시 손상될 수 있습니다.

5. 솔더링, 조립 및 취급 지침

5.1 중요한 주의사항

과전류 보호:

• 외부 전류 제한 저항은필수적입니다. 가파른 I-V 곡선은 작은 전압 증가조차도 파괴적인 전류 서지를 일으킬 수 있음을 의미합니다.보관 및 습기 민감도:
• 장치는 습기에 민감합니다(MSL). 건조제와 함께 원래의 방습 봉지에 보관해야 합니다. 개봉 후에는 재건조(60°C, 24시간)하지 않는 한 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다.5.2 솔더링 조건

리플로우 솔더링:

• 피크 온도 260°C, 최대 5초의 무연 온도 프로파일을 권장합니다. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.핸드 솔더링:
• 필요한 경우, 팁 온도 <350°C의 솔더링 아이언을 사용하여 각 단자에 <3초 동안 열을 가하고 저출력 아이언(<25W)을 사용하십시오. 접합부 사이에 냉각 시간을 두십시오.수리:
• 권장하지 않습니다. 불가피한 경우, 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 사용하여 두 단자를 동시에 가열하고 솔더 접합부에 기계적 스트레스를 피하십시오.6. 포장 및 주문 정보

6.1 포장 사양

장치는 엠보싱된 캐리어 테이프에 실장되어 릴에 감겨 공급됩니다. 표준 포장 수량은 릴당 2000개입니다. 캐리어 테이프 치수는 표준 SMD 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장합니다.

6.2 라벨 및 추적성

포장에는 방습 봉지와 릴에 라벨이 포함됩니다. 이 라벨에는 부품 번호(P/N), 로트 번호(LOT No.), 수량(QTY) 및 생산지와 같은 추적 정보가 포함됩니다. 이는 품질 관리 및 공급망 관리에 필수적입니다.

7. 애플리케이션 설계 고려사항

7.1 회로 설계

구동 회로를 설계할 때:

직렬 저항 (R

1. ) 계산:_s공식 R= (V_s공급_{- V}) / I_F를 사용하십시오. 모든 조건에서 충분한 전류를 보장하기 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오. 예를 들어, 5V 공급, 20mA에서 적색 LED의 경우: R_F= (5V - 2.5V) / 0.02A = 125Ω. 다음 표준 값(예: 130Ω 또는 150Ω)을 사용하십시오._s디밍을 위한 PWM 고려:
2. 강도 제어를 위해 아날로그 전류 감소보다는 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하십시오. 이는 일관된 색상(적색의 경우)과 파장을 유지합니다.열 관리:
3. 최대 전류 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 경우, 특히 PCB 레이아웃이 방열을 위한 충분한 구리 면적을 제공하는지 확인하십시오.7.2 광학 설계

감지(적외선)용:

• 적외선 에미터와 광검출기를 광학적으로 정렬하십시오. 감지 영역을 정의하고 주변광 간섭을 차단하기 위해 조리개, 렌즈 또는 도광판을 사용하십시오. 넓은 120° 각도는 장거리 감지를 위해 더 지향성 있는 빔을 만들기 위해 차폐가 필요할 수 있습니다.표시(적색)용:
• 투명 렌즈와 넓은 각도는 좋은 가시성을 제공합니다. 더 부드럽고 균일한 표시를 원한다면 확산판 사용을 고려하십시오.8. 기술 비교 및 차별화

IRR15-22C/L491/TR8의 주요 차별화 요소는

이중 파장, 단일 패키지설계에 있습니다. 두 개의 별도 LED를 사용하는 것과 비교하여 다음과 같은 이점을 제공합니다:공간 절약:

• PCB 풋프린트를 50% 줄입니다.조립 단순화:
• 두 번이 아닌 한 번의 피크 앤 플레이스 작업.비용 효율성:
• 총 부품 및 조립 비용이 잠재적으로 낮아집니다.최적화된 IR 성능:
• 특정 940nm GaAlAs 칩은 실리콘 검출기와의 최적 성능을 위해 선택되어, 일반적인 IR LED에 비해 더 나은 감도와 범위를 제공할 수 있습니다.9. 자주 묻는 질문(FAQ)

9.1 적외선과 적색 LED를 동시에 구동할 수 있나요?

예, 하지만 별도의 전류 제한 회로(저항 또는 드라이버)로 구동해야 합니다. 그들은 공통 패키지를 공유하지만 독립적인 반도체 칩과 전기적 연결을 가지고 있습니다.

9.2 전류 제한 저항이 절대적으로 필요한 이유는 무엇인가요?

LED는 전류 구동 장치입니다. 그들의 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며 개체마다 다릅니다. 직렬 저항이 없는 전압원은 제어되지 않는 전류 흐름을 일으켜 즉각적인 열 폭주와 파괴로 이어집니다.

9.3 이 LED의 일반적인 수명은 얼마인가요?

LED 수명은 일반적으로 광 출력이 초기 값의 50%로 저하되는 지점(L70/L50)으로 정의됩니다. 이 데이터시트에 명시적으로 명시되지는 않았지만, 정격 내에서 적절하게 작동되고 우수한 열 관리를 갖춘 SMD LED는 종종 50,000시간을 초과하는 수명을 가집니다.

9.4 센서 설계를 위해 복사 강도(mW/sr) 값을 어떻게 해석해야 하나요?

복사 강도는 단위 입체각당 광 출력을 설명합니다. 검출기가 수신하는 출력(mW)을 추정하려면 검출기의 활성 영역과 LED로부터의 거리/각도를 알아야 합니다. 각도 변위 곡선은 축 이외 정렬에 대한 이 계산에 도움이 됩니다.

10. 실용적인 애플리케이션 예시

10.1 간단한 근접 센서

시나리오:

물체가 장치로부터 5 cm 이내로 접근할 때 감지합니다.구현:
IRR15-22C/L491/TR8을 PCB에 실장합니다. 3.3V 공급 전압에서 계산된 저항을 사용하여 적외선 에미터를 20mA 정전류로 구동합니다. 실리콘 포토트랜지스터를 반대편에 배치하고, 직접적인 광학 결합을 방지하기 위해 작은 장벽을 둡니다. 물체가 간격에 들어오면, 에미터에서 나온 적외선을 검출기로 반사시킵니다. 검출기의 출력 전류가 증가하며, 이는 부하 저항에 의해 전압으로 변환되어 마이크로컨트롤러의 ADC 또는 비교기에 의해 읽힐 수 있습니다. 적색 LED는 GPIO 핀에 연결되어 시각적인 "감지 활성" 또는 "물체 존재" 표시등 역할을 할 수 있습니다.11. 동작 원리

발광 다이오드(LED)는 반도체 p-n 접합 장치입니다. 순방향 전압이 인가되면, n 영역의 전자와 p 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. IRR15-22C/L491/TR8은 적외선 에미터(940nm)에는

GaAlAs (갈륨 알루미늄 비소)를, 적색 에미터(660nm)에는AlGaInP (알루미늄 갈륨 인듐 인화물)를 사용합니다. 투명 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 광 출력 패턴을 형성합니다.12. 기술 동향

이와 같은 SMD LED의 개발은 몇 가지 주요 산업 동향을 따릅니다:

소형화:

• 더 작은 최종 제품을 가능하게 하기 위한 패키지 크기의 지속적인 축소(예: 0603에서 0402, 0201로).멀티 칩 패키지(MCPs):
• 이 이중 파장 장치에서 볼 수 있듯이, 더 높은 출력, 색상 혼합 또는 다기능성을 위해 하나의 패키지에 여러 LED 칩(다른 색상 또는 동일 색상)을 통합합니다.더 높은 효율:
• 내부 양자 효율(IQE) 및 광 추출 효율의 지속적인 개선으로 동일한 입력 전류에 대해 더 높은 복사 강도를 달성하여 시스템 전력 예산을 개선합니다.향상된 신뢰성:
• 패키징 재료(에폭시, 실리콘) 및 다이 부착 기술의 발전으로 고온 및 고습 조건에서의 성능이 향상되어 동작 수명이 연장됩니다.스마트 통합:
• LED 패키지 내에 제어 IC(드라이버, 센서)를 통합하여 시스템 설계를 단순화하는 "스마트 LED" 모듈을 만드는 것이 증가하는 추세입니다.A growing trend is the integration of control ICs (drivers, sensors) within the LED package, creating "smart LED" modules that simplify system design.