Spesifikasi Teknikal LED Inframerah HIR25-21C/L423/TR8 dengan Ketinggian 0.8mm - Dimensi 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 1.35V - Kuasa 100mW - Kanta Jernih Air - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

HIR25-21C/L423/TR8 ialah diod pemancar inframerah peranti permukaan-pasang (SMD) miniatur. Ia dibungkus dalam pakej dua hujung yang padat dengan profil yang sangat rendah iaitu 0.8mm, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad. Peranti ini dicetak dalam plastik jernih air dengan kanta atas rata, yang memberikan corak sinaran tertentu. Bahan semikonduktor terasnya ialah Gallium Aluminium Arsenida (GaAlAs), direka untuk padanan spektrum optimum dengan fotodiod dan fototransistor silikon, memastikan kecekapan tinggi dalam sistem pengesanan.

Produk ini direka dengan ciri voltan hadapan rendah, menyumbang kepada kecekapan kuasa sistem keseluruhan. Ia mematuhi sepenuhnya piawaian alam sekitar dan keselamatan moden, termasuk bebas plumbum (Pb-free), mematuhi peraturan EU REACH, dan memenuhi keperluan bebas halogen (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Peranti ini dibekalkan pada pita 8mm yang dipasang pada gelendong berdiameter 7 inci, memudahkan proses pemasangan automatik.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan di bawah keadaan suhu persekitaran (Ta) 25°C. Melebihi penarafan ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Voltan songsang (V_R) ditentukan pada 5V. Arus hadapan (I_F) mempunyai penarafan maksimum 100mA. Penyerakan kuasa (P_D) dinilai pada 100mW. Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, manakala julat suhu penyimpanan meluas dari -40°C hingga +100°C. Suhu pateri mesti diurus dengan teliti, dengan puncak 260°C selama 10 saat mengikut profil alir semula bebas plumbum.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter prestasi utama biasanya diukur pada I_F=20mA dan Ta=25°C. Voltan hadapan (V_F) biasanya 1.35V. Keamatan sinaran (I_e) ditentukan dengan nilai minimum, mentakrifkan kuasa output optik. Panjang gelombang pancaran puncak (λ_p) berpusat dalam spektrum inframerah, biasanya sekitar 940nm, yang selaras sempurna dengan kepekaan puncak penerima berasaskan silikon biasa. Lebar jalur spektrum (separuh lebar) juga ditakrifkan, menunjukkan julat panjang gelombang yang dipancarkan. Sudut pandangan ditentukan oleh reka bentuk kanta atas rata, menyediakan corak sinaran tertentu yang sesuai untuk aplikasi yang disasarkan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Nombor bahagian HIR25-21C/L423/TR8 menggabungkan struktur binning untuk memastikan prestasi yang konsisten. Walaupun lembaran data menyediakan panduan pemilihan peranti umum yang menunjukkan bahan cip GaAlAs dan kanta jernih air, bin khusus untuk parameter seperti panjang gelombang puncak (HUE) dan keamatan sinaran (CAT) diuruskan semasa pengeluaran. Pelanggan menerima bahagian dalam julat toleransi yang ditentukan untuk parameter utama ini, menjamin peranti akan berprestasi seperti yang diperlukan dalam litar dan aplikasi khusus mereka. Kod 'L423' dan 'TR8' dalam nombor bahagian masing-masing berkaitan dengan bin prestasi khusus dan spesifikasi pembungkusan pita/gelendong.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data termasuk beberapa keluk ciri yang memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di luar data jadual.

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

Keluk ini menggambarkan hubungan antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasi terminalnya. Ia biasanya menunjukkan hubungan eksponen, dengan voltan "lutut" yang ditakrifkan. Ciri voltan hadapan rendah LED ini disahkan secara visual di sini, menunjukkan bahawa ia mula mengalir dengan ketara pada voltan yang lebih rendah berbanding dengan beberapa alternatif, yang bermanfaat untuk reka bentuk litar voltan rendah.

4.2 Keamatan Sinaran vs. Arus Hadapan

Graf ini menunjukkan output optik (keamatan sinaran) sebagai fungsi arus pacuan. Ia biasanya menunjukkan hubungan linear dalam julat arus operasi yang disyorkan, mengesahkan bahawa output cahaya adalah berkadar terus dengan arus. Lineariti ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan isyarat termodulasi, seperti dalam penghantaran data inframerah.

4.3 Keamatan Sinaran vs. Suhu Persekitaran

Keluk ini menggambarkan bagaimana kuasa output optik berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Seperti semua LED, kecekapan pemancar inframerah ini menurun dengan peningkatan suhu. Memahami penurunan nilai ini adalah kritikal untuk mereka bentuk sistem yang beroperasi dengan boleh dipercayai sepanjang julat suhu penuh, terutamanya dalam persekitaran suhu tinggi. Pengurusan haba yang mencukupi mungkin diperlukan dalam aplikasi kuasa tinggi atau suhu tinggi untuk mengekalkan output yang konsisten.

4.4 Taburan Spektrum

Graf taburan spektrum menunjukkan kuasa sinaran relatif yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Ia akan memaparkan puncak yang jelas pada panjang gelombang nominal (contohnya, 940nm) dengan bentuk dan separuh lebar ciri. Visual ini mengesahkan padanan spektrum yang baik dengan pengesan foto silikon, yang keluk responsiviti puncaknya berada di rantau inframerah dekat yang sama.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED mempunyai tapak yang sangat padat. Dimensi pakej ialah 2.0mm panjang, 1.25mm lebar, dan 0.8mm tinggi (nilai nominal). Lukisan mekanikal terperinci menyediakan semua dimensi kritikal termasuk jarak lead, kedudukan pad, dan geometri kanta. Toleransi untuk kebanyakan dimensi adalah ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Anod dan katod ditanda dengan jelas pada pakej untuk pengenalpastian polariti yang betul semasa pemasangan.

5.2 Susun Atur Pad Disyorkan

Corak land (footprint) yang dicadangkan untuk reka bentuk PCB disediakan. Ini termasuk cadangan saiz dan jarak pad untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal. Lembaran data secara jelas menyatakan bahawa ini adalah untuk rujukan sahaja, dan pereka harus mengubah suai dimensi pad berdasarkan keupayaan pembuatan PCB khusus mereka dan keperluan aplikasi, seperti pertimbangan tekanan haba atau mekanikal.

5.3 Dimensi Pita Pembawa

Peranti dibekalkan dalam pita pembawa timbul untuk pemasangan pick-and-place automatik. Lebar pita ialah 8mm. Dimensi terperinci untuk rongga poket yang memegang LED, jarak antara poket (pitch), dan kedudukan lubang sproket disediakan. Setiap gelendong mengandungi 2000 keping (PCS).

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

LED dibungkus dalam beg kalis lembap dengan penyerap lembapan. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Selepas dibuka, LED harus disimpan pada 30°C atau kurang dan kelembapan relatif 60% atau kurang. Ia mesti digunakan dalam masa 168 jam (7 hari) selepas membuka beg. Jika masa penyimpanan dilebihi atau penyerap lembapan menunjukkan penyerapan lembapan, rawatan pembakaran pada 60 ± 5°C selama 24 jam diperlukan sebelum digunakan untuk mengelakkan "popcorning" semasa pateri alir semula.

6.2 Profil Pateri Alir Semula

Profil suhu pateri alir semula bebas plumbum disyorkan. Parameter utama termasuk peringkat pemanasan awal, peningkatan beransur-ansur, suhu puncak tidak melebihi 260°C, dan masa di atas likuidus (biasanya 217°C) selama 30-60 saat. Suhu puncak harus dikekalkan selama maksimum 10 saat. Pateri alir semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan die semikonduktor.

6.3 Pateri Tangan dan Kerja Semula

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil. Suhu hujung besi pateri harus di bawah 350°C, dan masa sentuhan setiap terminal harus dihadkan kepada 3 saat atau kurang. Besi pateri berkuasa rendah (25W atau kurang) disyorkan. Selang penyejukan sekurang-kurangnya 2 saat harus dibenarkan antara pateri dua terminal. Pembaikan selepas pateri sangat tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pateri berkepala dua khusus harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak, mencegah tekanan haba daripada mengangkat satu pad manakala yang lain masih dipateri. Potensi kerosakan semasa kerja semula adalah tinggi dan harus dinilai terlebih dahulu.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Pembungkusan standard ialah 2000 keping setiap gelendong 7 inci pada pita pembawa lebar 8mm. Nombor bahagian HIR25-21C/L423/TR8 merangkumi siri produk, bin prestasi khusus, dan jenis pembungkusan. Label pada gelendong akan termasuk Nombor Bahagian (P/N), Nombor Lot (LOT No), Kuantiti (QTY), Panjang Gelombang Puncak (HUE), Pangkat (CAT), dan Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL-X).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Pengesan Inframerah Dipasang PCB:LED digunakan sebagai sumber cahaya dalam pengesan jarak, pengesanan objek, dan robot pengikut garisan. Ia sering dipasangkan dengan fototransistor atau fotodiod. Perintang pembatas arus adalah wajib secara bersiri dengan LED untuk mengelakkan kerosakan arus berlebihan, kerana voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan bukan pembatas arus yang boleh dipercayai.

Kawalan Jauh Inframerah:Untuk kawalan jauh yang memerlukan kuasa tinggi, LED ini boleh memberikan keamatan sinaran yang mencukupi untuk jarak yang lebih jauh atau melalui halangan. Ia biasanya didorong dengan arus denyut yang lebih tinggi daripada penarafan DC berterusan (contohnya, denyut 100mA) untuk mencapai letupan cahaya yang terang untuk penghantaran data.

Pengimbas dan Sistem Gunaan Inframerah:Digunakan dalam pengimbas kod bar, sistem pengecaman isyarat tangan, dan penyandi optik.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pacuan Arus:Sentiasa gunakan perintang bersiri atau pemacu arus malar. Nilai perintang dikira sebagai R = (V_bekalan- V_F) / I_F.

Pengurusan Haba:Walaupun pakejnya kecil, operasi berterusan pada arus tinggi dalam suhu persekitaran tinggi boleh menyebabkan terlalu panas dan mengurangkan jangka hayat. Pastikan kawasan kuprum PCB atau laluan haba yang mencukupi jika perlu.

Penjajaran Optik:Kanta atas rata menyediakan corak pancaran tertentu. Untuk gandingan optimum dengan penerima, pertimbangkan penempatan relatif dan sebarang kanta atau apertur yang diperlukan.

Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas sebagai sensitif dalam lembaran data ini, mengendalikan semua peranti semikonduktor dengan langkah berjaga-jaga ESD adalah amalan yang baik.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama HIR25-21C/L423/TR8 ialahprofil ultra rendah 0.8mm, yang lebih nipis daripada banyak LED SMD standard, dankanta atas rata jernih air. Berbanding dengan kanta berbentuk kubah, kanta atas rata mungkin menawarkan corak sinaran yang lebih fokus atau berbentuk berbeza, yang boleh bermanfaat dalam aplikasi pengesan tertentu di mana cahaya perlu diarahkan dengan cara tertentu. Voltan hadapan rendah menyumbang kepada kecekapan tenaga. Penggunaan bahan GaAlAs dan binning yang tepat memastikan padanan yang sangat baik dan konsisten dengan pengesan silikon, yang boleh meningkatkan nisbah isyarat-ke-hingar dalam sistem pengesan berbanding dengan LED yang mempunyai spektrum yang lebih luas atau tidak sepadan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Mengapa perintang bersiri adalah wajib?

J: Keluk I-V LED adalah eksponen. Peningkatan kecil dalam voltan melebihi titik lutut menyebabkan peningkatan arus yang sangat besar, berpotensi merosakkan. Perintang memberikan hubungan linear antara voltan bekalan dan arus, menstabilkan titik operasi.

S: Bolehkah saya mendorong LED ini dengan denyutan lebih tinggi daripada 100mA?

J: Mungkin, tetapi hanya di bawah keadaan denyutan khusus (kitar tugas rendah, lebar denyutan pendek) seperti yang ditakrifkan oleh keluk penurunan nilai, yang tidak disediakan dalam petikan ini. Melebihi penarafan maksimum mutlak dalam sebarang keadaan berisiko kerosakan serta-merta.

S: Apakah maksud "padanan spektrum dengan pengesan foto Si"?

J: Ia bermaksud panjang gelombang puncak dan lebar spektrum cahaya yang dipancarkan oleh LED selaras rapat dengan rantau kepekaan puncak fotodiod atau fototransistor silikon standard. Ini memaksimumkan isyarat elektrik yang dihasilkan oleh pengesan untuk kuasa optik tertentu, meningkatkan kecekapan dan jarak sistem.

S: Betapa kritikalnya jangka hayat lantai 7 hari selepas membuka beg?

J: Sangat kritikal jika peranti akan menjalani pateri alir semula. Kelembapan yang diserap boleh mengewap semasa proses alir semula suhu tinggi, menyebabkan delaminasi dalaman atau retakan ("popcorning"). Jika jangka hayat lantai dilebihi, pembakaran diperlukan.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Kes 1: Suis Pengesanan Objek Tanpa Sentuh.LED dipasang di satu sisi jurang, dan fototransistor dipasang bertentangan. Objek yang melalui jurang mengganggu pancaran inframerah, menyebabkan output fototransistor berubah. Profil rendah membolehkan pengesan ini disepadukan ke dalam peranti yang sangat nipis. Panjang gelombang yang konsisten memastikan pencetus yang boleh dipercayai merentasi variasi suhu.

Kes 2: Kawalan Jauh TV Dipertingkatkan.Seorang pereka memerlukan kawalan jauh yang berfungsi dari sudut yang lebih luas atau melalui halangan kecil. Menggunakan LED ini dengan pacuan arus denyutan yang lebih tinggi boleh memberikan keamatan sinaran yang lebih besar daripada LED IR standard, meningkatkan prestasi. Kanta rata juga mungkin membantu menyebarkan cahaya sedikit berbeza untuk liputan yang lebih luas.

Kes 3: Penyandi Optik Miniatur.Dalam penyandi putaran kecil, LED dan pengesan diletakkan di kedua-dua belah cakera berkod. Pakej nipis 0.8mm adalah penting untuk muat ke dalam pemasangan mekanikal penyandi yang ketat. Padanan spektrum yang baik memastikan isyarat digital yang bersih dari pengesan semasa cakera berputar.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya Inframerah (IR LED) ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan. Dalam bahan GaAlAs yang digunakan di sini, tenaga ini sepadan dengan foton dalam spektrum inframerah (biasanya sekitar panjang gelombang 940nm). Komposisi khusus atom Gallium, Aluminium, dan Arsenida menentukan tenaga jurang jalur dan seterusnya panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Pakej epoksi jernih air membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan permukaan atas rata bertindak sebagai kanta utama untuk membentuk corak sinaran cahaya yang dipancarkan.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Trend dalam LED inframerah SMD terus ke arahkecekapan lebih tinggi(lebih banyak output sinaran per watt elektrik input),saiz pakej lebih keciluntuk peranti yang semakin padat, dankebolehpercayaan meningkatdi bawah keadaan yang sukar. Terdapat juga perkembangan dalam mencipta LED dengan output spektrum khusus dan sempit untuk aplikasi pengesan maju dan menyepadukan berbilang pemancar (contohnya, panjang gelombang berbeza) ke dalam satu pakej tunggal. Dorongan untuk penggunaan kuasa yang lebih rendah dalam peranti IoT beroperasi bateri mendorong voltan hadapan yang lebih rendah dan kecekapan yang lebih tinggi. Tambahan pula, kemajuan dalam bahan pembungkusan bertujuan untuk meningkatkan prestasi haba dan rintangan kelembapan, berpotensi melonggarkan beberapa keperluan pengendalian yang ketat.