SMD 적외선 LED RE30AX 사양서 - 치수 3.00x3.00x2.10mm - 전압 1.7V - 전력 0.9W - 850nm 피크 파장

1. 제품 개요

이 기술 문서는 고출력 표면 실장 적외선 발광 다이오드(LED)의 사양 및 적용 지침을 상세히 설명합니다. 해당 장치는 EMC(에폭시 몰딩 컴파운드) 패키지를 채택하여 가혹한 작동 환경에서도 우수한 기계적 강도, 열 안정성 및 신뢰성을 제공합니다.

핵심 장점:이 부품의 주요 이점은 소형 SMD 패키지(3.0mm x 3.0mm), 높은 전체 복사 플럭스 출력, 그리고 100도의 넓은 시야각을 포함하여 광범위한 영역을 균일하게 조명할 수 있습니다. 표준 무연 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되었습니다.

주요 시장:이 적외선 LED의 주요 적용 분야는 야간 투시 카메라용 투명 조명원으로 활용되는 보안 및 감시 시스템입니다. 또한 산업 자동화의 머신 비전 시스템에서 저조도 조건에서도 신뢰할 수 있는 물체 감지 및 위치 결정을 가능하게 하여 매우 적합합니다.

1.1 패키지 치수

이 부품은 길이 3.00mm, 너비 3.00mm, 높이 2.10mm의 소형 직사각형 패키지로 구성됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 치수 허용 오차는 일반적으로 ±0.2mm입니다. 패키지는 PCB 조립 시 올바른 방향을 보장하기 위해 명확한 극성 표시를 포함합니다. 최적의 열 및 전기적 성능과 인쇄 회로 기판에 대한 신뢰할 수 있는 기계적 부착을 용이하게 하기 위해 권장 솔더링 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다.

2. 심층 기술 매개변수 분석

다음 섹션에서는 장치의 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 전기적 및 광학적 특성

모든 측정값은 표준 솔더 접점 온도(Ts) 25°C에서 명시됩니다.

• 순방향 전압(V_F):순방향 전류(I_F) 500 mA가 인가될 때, LED의 일반적인 전압 강하는 1.7V이며 최소 1.4V입니다. 이 낮은 순방향 전압은 시스템 효율성 향상에 기여합니다.
• 피크 파장(λ_p):방출되는 적외선의 주요 파장은 850nm로, 많은 실리콘 기반 이미지 센서의 최대 감도 근처에 위치하며 인간의 눈에는 보이지 않습니다.
• 스펙트럼 대역폭(Δλ):최대 강도의 절반에서의 스펙트럼 폭은 일반적으로 30nm로, 방출되는 적외선의 순도를 정의합니다.
• 전체 복사 플럭스(Φ_e):이 매개변수는 밀리와트 단위의 전체 광 출력을 측정합니다. I_F= 500 mA에서, 일반값은 350 mW이며 범위는 280 mW(최소)에서 450 mW(최대)입니다.
• 시야각(2θ_1/2):복사 강도가 최대 강도의 절반이 되는 각도는 100도로, 넓은 빔 패턴을 제공합니다.
• 열 저항(R_θJ-S):접합부에서 솔더 접점까지의 열 저항은 16 °C/W입니다. 이 값은 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 작동 중 접합 온도를 계산하는 데 중요합니다.

2.2 절대 최대 정격

이는 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계입니다. 이러한 한계에서 장기간 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• 최대 전력 소산(P_D):0.9 W.
• 최대 연속 순방향 전류(I_F):500 mA.
• 최대 역방향 전압(V_R):5 V. 이를 초과하면 즉시 항복이 발생할 수 있습니다.
• 정전기 방전(ESD) 허용치:인체 모델(HBM) 정격은 2000 V입니다. 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 온도 범위:작동 온도: -40°C ~ +85°C. 보관 온도: -40°C ~ +100°C.
• 최대 접합 온도(T_J):105°C. 작동 전류는 T_J를 이 한계 아래로 유지하기 위해 감액되어야 합니다.

3. 성능 곡선 분석

3.1 순방향 전압 대 순방향 전류 (IV 곡선)

IV 곡선은 반도체 다이오드의 전형적인 비선형 관계를 보여줍니다. 전류가 0에서 600 mA로 증가함에 따라 순방향 전압은 약 1.3 V에서 1.7 V로 상승합니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 회로 선택 및 전력 소산 이해에 필수적입니다.

3.2 상대 강도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력(상대 강도)이 정격 최대치까지 구동 전류와 거의 선형적으로 증가함을 보여줍니다. 이 예측 가능한 관계를 통해 설계자는 구동 전류를 조정하여 밝기를 조절할 수 있습니다.

3.3 상대 강도 대 주변 온도

그래프는 주변 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소함을 나타냅니다. 25°C에서 85°C로 갈 때, 상대 강도는 실온 값의 약 85-90%로 떨어집니다. 이 열적 감소는 작동 온도 범위 전반에 걸쳐 안정적인 성능을 위한 설계 시 고려되어야 합니다.

3.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 그래프는 일반적인 실리콘 센서 응답 피크를 중심으로 비교적 좁은 대역폭을 가진 850nm에서 피크 방출을 확인합니다. 이 형태는 AlGaAs 기반 LED 구조의 특징입니다.

3.5 방사 패턴

극좌표도는 100도 시야각을 시각화하며, 중심 시야 원뿔에서 강도가 상당히 균일한 근-램버시안 방출 패턴을 보여주며 더 넓은 각도에서 감소합니다.

3.6 솔더 접점 온도 대 순방향 전류

이 곡선은 LED 접합부와 솔더 접점 사이의 열 결합을 설명합니다. 주어진 순방향 전류에 대해 솔더 접점 온도가 상승합니다. 이 데이터는 열 저항과 결합하여 정확한 열 관리 설계에 사용됩니다.

4. 패키징 및 SMT 조립 정보

4.1 패키징 사양

제품은 자동 SMT 조립을 위해 테이프 및 릴 패키징으로 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 포함됩니다. 캐리어 테이프 치수(포켓 피치, 너비, 깊이) 및 릴 치수(직경, 허브 크기)는 표준 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장하기 위해 EIA 표준 사양을 준수합니다.

4.2 SMT 리플로우 솔더링 지침

이 부품은 무연 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다:

• 습기 민감도 수준(MSL):레벨 3. 패키징이 개봉되고 지정된 보관 기간을 초과하여 주변 조건에 노출된 경우 IPC/JEDEC 표준에 따라 베이킹해야 합니다.
• 프로파일 매개변수:최대 온도가 260°C를 초과하지 않는 표준 무연 리플로우 프로파일이 권장됩니다. 액상선 온도(일반적으로 217°C) 이상에서의 시간은 EMC 패키지 및 반도체 다이에 대한 열 응력을 최소화하기 위해 제어되어야 합니다.
• 취급 주의사항:패키지에 기계적 스트레스를 가하지 마십시오. 적절한 크기의 진공 피크업 노즐을 사용하십시오. ECD 안전 작업 환경 및 장비를 유지하십시오.

5. 적용 및 설계 권장사항

5.1 전형적인 적용 시나리오

• 감시 및 보안 카메라:CCTV, 대시캠, 도어벨 카메라의 야간 투시 기능을 위한 은밀한 조명을 제공합니다.
• 머신 비전 및 산업 자동화:바코드 리더, 광학 센서, 로봇 가이던스 및 품질 검사 시스템을 위한 일관된 조명을 가능하게 합니다.
• 생체 인식 센서:얼굴 인식 또는 홍채 스캔 시스템용 IR 조명 모듈에 사용될 수 있습니다.

5.2 설계 고려사항

• 열 관리:높은 전력 소산(최대 0.9W)으로 인해 효과적인 방열이 중요합니다. LED 패드 아래에 접지면 또는 전용 방열판에 연결된 충분한 열 비아를 가진 PCB를 사용하십시오. 예상 접합 온도를 T_J= T_S+ (P_D* R_θJ-S) 공식을 사용하여 계산하고 105°C 이하로 유지되도록 하십시오.
• 구동 회로:안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전압원보다 정전류 드라이버를 강력히 권장합니다. 드라이버는 최대 500 mA를 공급할 수 있어야 합니다.
• 광학 설계:넓은 100도 시야각은 일반적인 범용 조명에 적합합니다. 집중 빔의 경우 보조 광학 요소(렌즈)가 필요합니다.

5.3 비교 분석

표준 스루홀 IR LED와 비교할 때, 이 SMD 버전은 현대 제조 공정에 상당한 이점을 제공합니다: 더 작은 풋프린트, 자동화 조립 적합성, PCB에 직접 부착으로 인한 더 나은 열 성능. 다른 SMD IR LED와 비교할 때, 500mA에서 350 mW 출력과 3.0mm x 3.0mm 패키지 내 100도 각도의 조합은 고출력, 광범위 적용 분야를 위한 균형 잡힌 솔루션을 나타냅니다.

6. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: 이 LED를 3.3V 전원으로 구동할 수 있나요?

A: 예, 하지만 정전류 드라이버를 사용해야 합니다. 500mA에서 일반 순방향 전압은 1.7V이므로, 3.3V 레일에서 전류를 제한하기 위해 직렬 저항 또는 능동 드라이버 회로가 필요합니다.

Q: 얼마나 많은 LED를 직렬로 연결할 수 있나요?

A: 이는 구동 전압에 따라 다릅니다. 12V 드라이버의 경우 이론적으로 최대 7개의 LED를 직렬로 연결할 수 있습니다(12V / 1.7V ≈ 7). 그러나 전압 허용 오차 및 드라이버 오버헤드를 고려해야 합니다. 개별 전류 균형 없이 LED를 병렬로 연결하는 것은 권장되지 않습니다.

Q: 예상 수명은 얼마인가요?

A: LED 수명은 주로 작동 접합 온도에 의해 결정됩니다. 지정된 절대 최대 정격 내에서, 특히 T_J를 105°C보다 훨씬 낮게 유지할 때, 장치는 수만 시간의 작동을 달성할 수 있습니다. 고온은 광속 감가를 가속화합니다.

Q: 카메라에 IR 필터가 필요한가요?

A: 대부분의 주간 카메라는 색상 왜곡을 방지하기 위해 IR-컷 필터를 갖추고 있습니다. 효과적인 IR 야간 투시를 위해 이 필터를 기계적으로 옮기거나 영구적 IR-컷 필터가 없는 카메라를 사용해야 합니다.

7. 기술 원리 및 동향

7.1 작동 원리

적외선 LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이 광자의 파장(이 경우 850nm)은 사용된 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 일반적으로 이 파장 범위에는 알루미늄 갈륨 비소(AlGaAs)가 사용됩니다.

7.2 산업 동향

이미징 애플리케이션용 IR LED의 동향은 더 높은 효율성(mA당 더 많은 mW), 더 밀집한 어레이를 위한 더 작은 패키지 크기, 그리고 향상된 신뢰성 쪽으로 발전하고 있습니다. 또한 특정 센서 유형 및 안전성을 요구하는 애플리케이션에 최적화된 파장에 대한 지속적인 개발이 진행 중입니다. 드라이버 IC와 LED를 단일 패키지에 통합하는 것은 시스템 설계를 단순화하기 위한 또 다른 성장 동향입니다.