Spesifikasi Teknikal LED Inframerah Subminiatur Bulat 1.6mm HIR26-21C/L289/TR8 - Saiz 1.6mm - Panjang Gelombang 850nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

HIR26-21C/L289/TR8 ialah diod pemancar inframerah peranti permukaan-mount (SMD) subminiatur. Ia direka untuk aplikasi yang memerlukan sumber inframerah padat dan boleh dipercayai yang serasi dengan proses pemasangan automatik moden. Peranti ini mempunyai pakej bulat 1.6mm dengan enkapsulasi plastik jernih air dan kanta atas sfera, mengoptimumkan output optiknya.

Kelebihan terasnya terletak pada padanan spektrum dengan fotopengesan silikon (fotodiod dan fototransistor), menjadikannya sangat cekap untuk sistem penderiaan. Peranti ini dibina menggunakan bahan cip GaAlAs (Gallium Aluminum Arsenide), yang merupakan piawaian untuk pemancar inframerah berprestasi tinggi dalam julat panjang gelombang ini.

Pasaran sasaran termasuk pereka dan pengeluar elektronik pengguna, sensor industri, dan peralatan automasi di mana ruang adalah terhad dan isyarat atau penderiaan inframerah yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di luar had ini tidak disyorkan.

• Arus Hadapan Berterusan (I_F): 65 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan pada suhu persekitaran (T_a) 25°C.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP): 1.0 A. Arus tinggi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan lebar denyut ≤100μs dan kitar tugas ≤1%. Ini adalah tipikal untuk aplikasi kawalan jauh di mana letupan kuasa tinggi yang singkat digunakan.
• Voltan Songsang (V_R): 5 V. Melebihi voltan pincang songsang ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Suhu Operasi (T_opr): -40°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk julat suhu industri.
• Suhu Penyimpanan (T_stg): -40°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri (T_sol): 260°C untuk tempoh tidak melebihi 5 saat, serasi dengan proses refluks bebas plumbum.
• Pelesapan Kuasa (P_d): 130 mW pada atau di bawah suhu udara bebas 25°C. Penarafan ini mengambil kira kedua-dua penukaran kuasa elektrik dan keupayaan peranti untuk meleraikan haba.

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada T_a=25°C dan mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa.

• Keamatan Sinaran (I_e): Output kuasa optik per sudut pepejal (steradian). Pada arus hadapan 20mA, nilai tipikal ialah 17 mW/sr (minimum 10 mW/sr). Di bawah keadaan berdenyut (100mA, ≤100μs, kitar tugas ≤1%), keamatan sinaran tipikal meningkat dengan ketara kepada 85 mW/sr, menyerlahkan manfaat operasi berdenyut untuk output puncak.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p): 850 nm (tipikal). Ini adalah dalam spektrum inframerah dekat, yang sesuai untuk pengesan berasaskan silikon dan kurang kelihatan kepada mata manusia berbanding panjang gelombang lebih pendek seperti 940nm, sambil masih menawarkan penghantaran atmosfera yang baik.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ): 30 nm (tipikal). Ini mentakrifkan julat panjang gelombang yang dipancarkan, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak.
• Voltan Hadapan (V_F): Pada 20mA, voltan hadapan tipikal ialah 1.40V (julat 1.20V hingga 1.70V). Pada arus berdenyut 100mA, V_Fmeningkat kepada tipikal 1.60V (julat 1.40V hingga 2.20V). Maklumat ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar pemacu dan pemilihan bekalan kuasa.
• Arus Songsang (I_R): Maksimum 10 μA pada voltan songsang 5V, menunjukkan kualiti simpang yang baik.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2): 25 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya (paksi). Sudut 25° memberikan pancaran yang agak fokus, sesuai untuk penderiaan atau pensinyalan terarah.

3. Analisis Keluk Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa graf utama untuk memahami tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

3.1 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Keluk ini menunjukkan penurunan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan apabila suhu persekitaran meningkat melebihi 25°C. Untuk mengelakkan terlalu panas, arus mesti dikurangkan secara linear apabila suhu meningkat ke arah had operasi maksimum 85°C. Pereka mesti menggunakan graf ini untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai dalam persekitaran terma aplikasi mereka.

3.2 Taburan Spektrum

Graf ini memplot keamatan sinaran relatif terhadap panjang gelombang, mengesahkan secara visual puncak 850nm dan lebar jalur spektrum kira-kira 30nm. Ia menunjukkan peranti memancarkan cahaya inframerah yang agak tulen berpusat pada panjang gelombang yang ditentukan.

3.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V)

Keluk ciri asas ini menunjukkan hubungan eksponen antara arus dan voltan untuk diod. Ia adalah penting untuk menentukan titik operasi dan untuk mereka bentuk litar had arus. Keluk akan berubah dengan suhu.

3.4 Keamatan Sinaran vs. Arus Hadapan

Graf ini menggambarkan output optik sebagai fungsi arus pemacu. Ia biasanya menunjukkan hubungan sub-linear, di mana kecekapan (keamatan sinaran per mA) mungkin berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh kesan haba dan lain-lain. Graf ini membantu mengoptimumkan arus pemacu untuk tahap output optik yang dikehendaki.

3.5 Keamatan Sinaran Relatif vs. Sesaran Sudut

Plot kutub ini mewakili secara visual sudut pandangan dan corak sinaran LED. Ia menunjukkan bagaimana keamatan berkurangan apabila sudut pemerhatian bergerak jauh dari paksi tengah (0°), jatuh kepada 50% pada kira-kira ±12.5° (mengesahkan sudut pandangan penuh 25°). Ini adalah penting untuk reka bentuk sistem optik, penjajaran, dan memahami kawasan liputan cahaya yang dipancarkan.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

Peranti ini adalah pakej SMD dua hujung dengan diameter badan 1.6mm. Lukisan mekanikal terperinci dalam spesifikasi menyediakan semua dimensi kritikal termasuk ketinggian keseluruhan, jarak lead, dan geometri kanta. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

4.2 Reka Bentuk Pad dan Cadangan Stensil

Untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan mengelakkan isu seperti bebola pateri, susun atur pad dan reka bentuk stensil yang dicadangkan disediakan. Cadangan utama termasuk:

• Pasta Pateri: Sn/Ag3.0/Cu0.5 (aloi bebas plumbum biasa).
• Ketebalan Stensil: 0.10mm.
• Lukisan bukaan stensil menunjukkan corak yang direka untuk mengawal isipadu pasta untuk pad kecil.

Nota Penting: Dimensi pad yang dicadangkan adalah untuk rujukan sahaja. Corak tanah PCB akhir harus diubah suai berdasarkan proses pembuatan khusus, keperluan terma, dan keperluan reka bentuk individu.

4.3 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditunjukkan oleh penanda visual pada pakej, seperti takuk, tepi rata, atau tanda hijau pada pangkal. Lukisan spesifikasi dengan jelas mengenal pasti sisi katod, yang penting untuk orientasi PCB yang betul.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

Peranti ini sensitif kepada kelembapan. Langkah berjaga-jaga mesti diambil untuk mengelakkan "popcorning" (retak pakej disebabkan oleh pengembangan wap pantas semasa refluks).

• Jangan buka beg kalis lembap sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, simpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif (RH).
• Gunakan dalam masa 168 jam (7 hari) selepas membuka beg.
• Jika masa penyimpanan dilebihi atau penyerap lembap menunjukkan kemasukan kelembapan, bakar komponen pada 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

5.2 Proses Pateri Refluks

Peranti ini serasi dengan proses refluks inframerah dan fasa wap. Profil suhu refluks bebas plumbum dicadangkan dalam spesifikasi. Parameter utama termasuk pemanasan awal, rendaman, suhu puncak refluks (tidak melebihi 260°C untuk ≤5 saat), dan kadar penyejukan. Pateri refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali untuk mengurangkan tekanan haba pada komponen.

5.3 Pateri Tangan dan Kerja Semula

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang melampau diperlukan:

• Gunakan besi pateri dengan suhu hujung <350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada ≤3 saat per terminal.Gunakan besi dengan kapasiti 25W atau kurang.
• Benarkan selang ≥2 saat antara pateri setiap terminal untuk mengelakkan pengumpulan haba.
• Pembaikan selepas pateri awal tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, gunakan besi pateri dua kepala untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak semasa penyingkiran untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada sendi pateri dan LED itu sendiri. Sentiasa sahkan fungsi peranti selepas sebarang kerja semula.

5.4 Pengendalian Papan Litar

Elakkan meletakkan tekanan mekanikal pada LED semasa pemanasan (pateri) dan jangan meledingkan papan litar selepas pateri, kerana ini boleh meretakkan komponen atau sendi paterinya.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti ini dibekalkan dalam pita pembawa timbul piawai industri pada gegelung diameter 7 inci. Lukisan terperinci dimensi pita pembawa (saiz poket, pic, dll.) disediakan. Setiap gegelung mengandungi 1500 keping.

6.2 Spesifikasi Label

Label gegelung termasuk maklumat piawai untuk kebolehjejakan dan pembuatan:

• CPN (Nombor Bahagian Pelanggan)
• P/N (Nombor Bahagian Pengilang: HIR26-21C/L289/TR8)
• QTY (Kuantiti)
• CAT (Pangkat/Pembin)
• HUE (Panjang Gelombang Puncak)
• REF (Rujukan)
• LOT No. (Nombor Lot)
• MSL-X (Tahap Kepekaan Kelembapan)
• Made In (Negara Pembuatan)

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Sensor Inframerah Dipasang PCB: Penderiaan jarak dekat, pengesanan objek, pengikut garisan dalam robotik.
• Unit Kawalan Jauh Inframerah: Sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kuasa output lebih tinggi daripada LED kawalan jauh standard, berpotensi membenarkan jarak lebih jauh atau prestasi lebih baik dalam persekitaran terang.
• Pembilang/Pengukur Gas: Sering digunakan dalam mekanisme penderiaan optik dalam meter utiliti.
• Sistem Inframerah Umum: Sebarang sistem terbenam yang memerlukan sumber IR padat dan boleh dipercayai untuk penghantaran data, pengekodan, atau penderiaan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus Adalah Wajib: Seperti yang dinyatakan secara eksplisit dalam "Langkah Berjaga-jaga," perintang had arus luaran (atau pemacu arus malar) MESTI digunakan secara bersiri dengan LED. Voltan hadapan mempunyai julat, dan peningkatan sedikit dalam voltan bekalan boleh menyebabkan peningkatan arus yang besar dan merosakkan jika tidak dihadkan dengan betul.
• Pengurusan Haba: Pertimbangkan pelesapan kuasa (P_d=V_F*I_F) dan penurunan arus maksimum dengan suhu. Pastikan tembaga PCB yang mencukupi atau cara lain untuk mengalirkan haba, terutamanya dalam aplikasi suhu persekitaran tinggi atau kitar tugas tinggi berdenyut.
• Reka Bentuk Optik: Sudut pandangan 25° memberikan arah. Untuk liputan yang lebih luas, optik sekunder (penyebar) mungkin diperlukan. Untuk jarak yang lebih jauh, kanta boleh digunakan untuk meluruskan pancaran.
• Litar Pemacu: Untuk operasi berdenyut pada 1A, suis transistor atau MOSFET diperlukan. Pastikan pemacu boleh mengendalikan arus puncak dan masa naik/turun pantas yang diperlukan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED inframerah lubang-lalu standard 5mm atau 3mm, HIR26-21C/L289/TR8 menawarkan kelebihan yang ketara:

• Saiz: Pakej SMD 1.6mm membolehkan pengecilan produk akhir dan serasi dengan pemasangan pick-and-place berkelajuan tinggi.
• Prestasi: Keamatan sinaran tipikal 17 mW/sr pada 20mA adalah kompetitif, dan 85 mW/sr di bawah keadaan berdenyut adalah ciri utama untuk keperluan output tinggi.
• Kebolehpercayaan: Pembinaan SMD dan keserasian dengan proses refluks piawai membawa kepada sendi pateri yang lebih kukuh dan konsisten berbanding dengan bahagian lubang-lalu yang dipateri tangan.
• Pematuhan: Peranti ini bebas plumbum, mematuhi RoHS, mematuhi REACH, dan bebas halogen (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), memenuhi peraturan alam sekitar yang ketat untuk pasaran global.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V atau 5V?

No.Voltan hadapan tipikal hanya 1.4V-1.6V. Menyambungkannya terus ke bekalan 3.3V atau 5V tanpa perintang had arus hampir pasti akan memusnahkan LED disebabkan oleh arus berlebihan. Sentiasa gunakan perintang siri yang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F.

9.2 Apakah perbezaan antara penarafan 20mA DC dan 100mA berdenyut?

Penarafan 20mA adalah untukoperasi berterusan. Penarafan 100mA adalah untukdenyutanyang sangat singkat (≤100μs) dengan kitar tugas rendah (≤1%). Ini membolehkan LED dipacu lebih kuat untuk seketika, menghasilkan kilauan yang lebih terang (85 mW/sr vs. 17 mW/sr) tanpa terlalu panas, kerana kuasa purata kekal rendah. Ini adalah sempurna untuk kawalan jauh.

9.3 Bagaimana saya mentafsir "Sudut Pandangan" 25 darjah?

Ini adalahsudut penuhdi mana keamatan cahaya adalah separuh daripada nilai maksimumnya (paksi). Fikirkannya sebagai lebar "pancaran" utama atau lobus cahaya. Cahaya masih dipancarkan di luar sudut ini tetapi pada keamatan yang lebih rendah. Sudut 25° adalah sederhana fokus.

9.4 Mengapakah kepekaan kelembapan dan pembakaran penting?

Pakej SMD plastik boleh menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses pateri refluks suhu tinggi, kelembapan ini bertukar menjadi wap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang boleh meretakkan pakej atau mengelupasnya dari cip ("popcorning"). Mengikuti garis panduan penyimpanan dan pembakaran menghalang mod kegagalan ini.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka Bentuk Suar Inframerah Jarak Jauh

Seorang pereka memerlukan suar berkuasa bateri yang padat yang boleh dikesan oleh sensor 20 meter jauhnya dalam persekitaran dalaman dengan beberapa bunyi IR ambien.

1. Pemilihan Kaedah Pemacu: Untuk memaksimumkan jarak pengesanan, pereka memilih operasi berdenyut untuk memanfaatkan keamatan sinaran berdenyut tinggi 85 mW/sr.
2. Reka Bentuk Litar: Pin GPIO mikropengawal mengawal MOSFET saluran-N. LED disambung secara bersiri dengan perintang had arus antara bekalan kuasa (contohnya, 3.3V) dan saliran MOSFET. Nilai perintang dikira untuk 100mA: R = (3.3V - 1.6V) / 0.1A = 17Ω (gunakan nilai piawai 18Ω). Mikropengawal menjana denyutan lebar 100μs dengan kitar tugas 1% (contohnya, 100μs hidup, 9900μs mati).
3. Susun Atur PCB: Susun atur pad yang dicadangkan digunakan sebagai titik permulaan. Pelepasan haba tambahan dan tuangan tembaga di sekitar pad ditambah untuk membantu pelesapan haba semasa denyutan arus tinggi.
4. Pemasangan: Komponen diletakkan pada PCB. Gegelung LED disimpan dengan betul, dan papan yang dipasang menjalani satu laluan refluks menggunakan profil bebas plumbum yang disyorkan.
5. Optik (Pilihan): Untuk melanjutkan jarak lagi, kanta pelurus plastik ringkas boleh diletakkan di atas LED untuk mengecilkan pancaran, memusatkan kuasa output ke kawasan yang lebih kecil pada jarak sasaran.

Kes ini menunjukkan bagaimana parameter utama spesifikasi—keamatan sinaran berdenyut, voltan hadapan, penarafan arus, dan saiz pakej—secara langsung memaklumkan reka bentuk praktikal.

11. Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya Inframerah (IR LED) beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari bahan jenis-n dan lubang dari bahan jenis-p disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam diod GaAlAs seperti ini, jurang jalur tenaga bahan semikonduktor direkayasa supaya tenaga yang dibebaskan ini sepadan dengan foton dalam spektrum inframerah, khususnya sekitar 850 nanometer. Pakej epoksi jernih air bertindak sebagai kanta, membentuk cahaya yang dipancarkan menjadi corak sinaran yang ditentukan (sudut pandangan 25°).

12. Trend dan Perkembangan Industri

Pasaran untuk LED inframerah subminiatur terus berkembang. Trend utama yang berkaitan dengan peranti seperti HIR26-21C/L289/TR8 termasuk:

• Integrasi Meningkat: Trend ke arah menggabungkan pemancar IR dengan IC pemacu atau bahkan fotopengesan dalam satu pakej untuk modul sensor yang lebih ringkas.
• Kecekapan Lebih Tinggi: Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan dinding-soket (kuasa optik keluar / kuasa elektrik masuk) LED IR, membawa kepada penggunaan kuasa yang lebih rendah atau output yang lebih tinggi dari pakej saiz yang sama.
• Panjang Gelombang Baru: Walaupun 850nm dan 940nm mendominasi, terdapat minat yang semakin meningkat terhadap panjang gelombang IR lain untuk aplikasi khusus seperti penderiaan gas atau keselamatan mata yang dipertingkatkan.
• Pembungkusan Termaju: Pembangunan pembungkusan skala-cip (CSP) dan pembungkusan peringkat wafer untuk mengurangkan saiz dan kos sambil meningkatkan prestasi terma.
• Pengembangan Aplikasi:
  • Biometrik dan Keselamatan: Pengenalan muka, pengimbasan iris.
  • Automotif: Penderiaan penghunian dalam kabin, sistem pemantauan pemandu.
  • Elektronik Pengguna: Penderiaan jarak dekat untuk telefon/tablet, pengiktirafan isyarat.
  • IoT Perindustrian: Penglihatan mesin, pemantauan keadaan.

Peranti seperti HIR26-21C/L289/TR8, dengan faktor bentuk kecil, prestasi boleh dipercayai, dan pematuhan dengan piawaian alam sekitar, berada dalam kedudukan yang baik untuk melayani pasaran yang berkembang ini di mana sumber inframerah padat dan cekap adalah keperluan asas.