Lembaran Data LED IR 0402 SMD - Saiz 1.0x0.5x0.5mm - Voltan Hadapan 1.5V - Panjang Gelombang Puncak 940nm - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk diod pemancar inframerah permukaan-pasang mini yang berketahanan tinggi. Peranti ini dibungkus dalam pakej 0402 yang padat, dicetak dalam epoksi jernih air, dan dipadankan secara spektrum dengan fotodiod dan fototransistor silikon, menjadikannya sesuai untuk aplikasi penderiaan.

1.1 Kelebihan Teras

• Ketahanan Tinggi:Direka untuk prestasi konsisten dalam aplikasi yang mencabar.
• Tapak Kaki Mini:Pakej 0402 dua hujung membolehkan pemasangan PCB berketumpatan tinggi.
• Keserasian Proses:Sesuai untuk kedua-dua proses pematerian semula inframerah dan fasa wap.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas Pb, mematuhi RoHS, mematuhi EU REACH, dan memenuhi piawaian bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplikasi Sasaran

• Penderia inframerah dipasang PCB
• Unit kawalan jauh inframerah yang memerlukan keluaran kuasa tinggi
• Pengimbas optik
• Pelbagai sistem aplikasi inframerah

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

Parameter	Simbol	Penarafan	Unit	Nota
Arus Hadapan Berterusan	IF	50	mA
Voltan Songsang	VR	5	V
Suhu Operasi	Topr	-40 hingga +100	°C
Suhu Penyimpanan	Tstg	-40 hingga +100	°C
Suhu Pematerian	Tsol	260	°C	Masa pematerian ≤ 5 saat.
Pelesapan Kuasa (Ta=25°C)	Pd	100	mW

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik (Ta=25°C)

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (IF=20mA melainkan dinyatakan).

Parameter	Simbol	Min.	Typ.	Max.	Unit	Keadaan
Keamatan Sinaran	Ie	0.5	2.35	--	mW/sr	IF=20mA
Panjang Gelombang Puncak	λp	--	940	--	nm	IF=20mA
Lebar Jalur Spektrum (FWHM)	Δλ	--	45	--	nm	IF=20mA
Voltan Hadapan	VF	--	1.5	1.9	V	IF=20mA
Arus Songsang	IR	--	--	10	μA	VR=5V
Sudut Pandangan (Sudut Separuh)	2θ1/2	--	120	--	darjah	IF=20mA

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk jurutera reka bentuk.

3.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung IV)

Lengkung menunjukkan hubungan eksponen antara arus hadapan (IF) dan voltan hadapan (VF). Pada titik operasi tipikal 20mA, voltan hadapan adalah kira-kira 1.5V. Pereka bentuk mesti menggunakan perintang had arus bersiri untuk mengelakkan melebihi arus hadapan maksimum, kerana peningkatan kecil dalam voltan boleh menyebabkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan.

3.2 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Lengkung penyahkadaratan ini menggambarkan bagaimana arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Peranti boleh mengendalikan arus penarafan penuhnya sehingga kira-kira 25°C. Selepas ini, arus maksimum mesti dikurangkan secara linear kepada sifar pada suhu simpang maksimum (diimplikasikan oleh had operasi 100°C). Ini adalah kritikal untuk memastikan ketahanan jangka panjang dalam persekitaran suhu tinggi.

3.3 Taburan Spektrum

Graf keluaran spektrum mengesahkan panjang gelombang pancaran puncak pada 940nm dengan lebar jalur spektrum tipikal (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum) 45nm. Panjang gelombang ini hampir optimum untuk pengesan foto berasaskan silikon, yang mempunyai sensitiviti tinggi di rantau ini, memaksimumkan nisbah isyarat-ke-bunyi dalam aplikasi penderiaan.

3.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa keluaran sinaran hampir linear dengan arus hadapan dalam julat operasi tipikal (sehingga kira-kira 40-50mA). Hubungan yang boleh diramal ini memudahkan reka bentuk sistem optik.

3.5 Keamatan Sinaran Relatif vs. Anjakan Sudut

Plot kutub menggambarkan corak pancaran, dicirikan oleh sudut separuh lebar 120 darjah. Ini menyediakan pancaran inframerah yang luas dan meresap, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan liputan kawasan luas atau penderiaan jarak dekat di mana penjajaran tidak kritikal.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej (0402)

Peranti ini mematuhi tapak kaki piawai 0402 (Imperial) / 1005 (Metrik). Dimensi utama termasuk panjang badan kira-kira 1.0mm, lebar 0.5mm, dan ketinggian 0.5mm. Dimensi dan jarak terminal disediakan untuk reka bentuk corak tanah PCB. Semua toleransi dimensi biasanya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Pakej ini adalah dua hujung. Polarity biasanya ditunjukkan oleh tanda pada sisi katod (-) atau oleh struktur cip dalaman yang boleh dilihat melalui lensa jernih. Lukisan lembaran data harus dirujuk untuk skim penandaan yang tepat.

5. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

5.1 Penyimpanan dan Sensitiviti Kelembapan

Peranti ini sensitif kepada kelembapan. Langkah berjaga-jaga mesti diambil untuk mengelakkan 'popcorning' atau delaminasi semasa pematerian semula:

• Simpan dalam beg kalis lembapan asal pada ≤30°C / ≤90% RH.
• Gunakan dalam tempoh satu tahun selepas penghantaran.
• Selepas membuka beg, simpan pada ≤30°C / ≤60% RH dan gunakan dalam 168 jam (7 hari).
• Jika masa penyimpanan terlampaui atau penyerap lembap menunjukkan kelembapan, bakar pada 60±5°C selama minimum 24 jam sebelum digunakan.

5.2 Profil Suhu Pematerian Semula

Profil suhu pematerian semula bebas Pb yang disyorkan disediakan. Parameter utama termasuk:

• Zon pemanasan awal dan rendaman.
Kadar kenaikan suhu maksimum.
• Suhu badan puncak tidak melebihi 260°C.
• Masa di atas likuidus (contohnya, 217°C).
• Kadar penyejukan.

Pematerian semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

5.3 Pematerian Tangan dan Kerja Semula

Jika pematerian tangan diperlukan:

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung <350°C.
• Hadkan kuasa besi kepada 25W atau kurang.
• Masa sentuhan setiap terminal hendaklah ≤3 saat.
• Benarkan selang minimum 2 saat antara pematerian setiap terminal.

Kerja semula sangat tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pemateri berkepala dua mesti digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal pada pakej. Kesan kerja semula pada ciri peranti mesti disahkan terlebih dahulu.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung. Gegelung piawai mengandungi 3000 keping. Dimensi pita pembawa terperinci (saiz poket, pic, lebar pita) dan spesifikasi gegelung disediakan untuk persediaan mesin pick-and-place automatik.

6.2 Prosedur Pembungkusan

Gegelung dibungkus dalam beg penghalang lembapan aluminium tertutup dengan penyerap lembap dan kad penunjuk kelembapan untuk mengekalkan keadaan penyimpanan kering.

6.3 Maklumat Label

Label pakej termasuk maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan pengesahan:

• CPN (Nombor Bahagian Pelanggan)
• P/N (Nombor Bahagian Pengilang: IR16-213C/L510/TR8)
• QTY (Kuantiti)
• CAT (Kod Pembin/Rank)
• HUE (Panjang Gelombang Puncak)
• No. LOT (Nombor Lot Pembuatan)
• Negara Asal

7. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

7.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

Aspek reka bentuk yang paling kritikal adalah had arus. LED adalah peranti berkuasa arus. Perintang bersiri (R_s) mesti dikira berdasarkan voltan bekalan (V_cc), arus hadapan yang dikehendaki (I_F), dan voltan hadapan LED (V_F): R_s= (V_cc- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V dan arus sasaran 20mA: R_s≈ (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω. Perintang piawai 180Ω akan sesuai. Sentiasa sahkan arus sebenar di bawah kes terburuk V_F(min) untuk memastikan ia tidak melebihi penarafan maksimum.

7.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakej 0402 mempunyai jisim terma yang terhad, perhatian harus diberikan kepada pelesapan kuasa, terutamanya dalam aplikasi arus tinggi atau suhu persekitaran tinggi. Pastikan PCB menyediakan kawasan kuprum yang mencukupi di sekitar pad pateri untuk bertindak sebagai penyerap haba dan ikuti garis panduan penyahkadaratan arus dengan suhu.

7.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan lebar 120 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas. Untuk pancaran jarak lebih jauh atau lebih diarahkan, optik sekunder (lensa) mungkin diperlukan. Lensa jernih air memastikan penyerapan cahaya inframerah yang dipancarkan adalah minimum.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED inframerah lain, peranti 0402 ini menawarkan keseimbangan utama:

• vs. Pakej Lebih Besar (contohnya, 5mm):Tapak kaki jauh lebih kecil dan profil lebih rendah, membolehkan pengecilan. Biasanya mempunyai keluaran kuasa sinaran total yang lebih rendah tetapi kesesuaian yang lebih tinggi untuk tatasusunan atau penempatan padat.
• vs. LED IR SMD Lain (contohnya, 0603):Pakej 0402 membolehkan ketumpatan komponen tertinggi yang mungkin pada PCB, satu kelebihan kritikal dalam elektronik moden yang terhad ruang seperti kawalan jauh ultra-padat atau penderia.
• vs. Peranti Tidak Mematuhi:Pematuhan penuh dengan piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen adalah keperluan mandatori untuk kebanyakan produk komersial dan perindustrian hari ini, memudahkan rantaian bekalan dan pensijilan produk akhir.

9. Soalan Lazim (FAQ)

9.1 Apakah tujuan panjang gelombang 940nm?

940nm berada dalam spektrum inframerah dekat. Ia tidak kelihatan oleh mata manusia tetapi sejajar dengan sensitiviti puncak fotodiod dan fototransistor silikon yang murah. Ia juga mengalami kurang gangguan daripada cahaya tampak persekitaran berbanding LED merah tampak, meningkatkan integriti isyarat dalam aplikasi penderiaan.

9.2 Mengapa perintang had arus mutlak diperlukan?

Ciri I-V LED adalah eksponen. Melepasi voltan lutut, peningkatan kecil dalam voltan menyebabkan peningkatan arus yang sangat besar. Tanpa perintang bersiri untuk mengawal arus, menyambungkan LED terus ke sumber voltan (walaupun bateri kecil) hampir pasti akan memandunya melebihi penarafan arus maksimum, menyebabkan pemanasan berlebihan serta-merta dan kegagalan.

9.3 Bolehkah saya menggunakan ini untuk penghantaran data (seperti kawalan jauh IR)?

Ya, ini adalah aplikasi utama. Kelajuan pensuisan pantasnya (diimplikasikan oleh bahan GaAlAs) dan keserasian dengan denyutan arus tinggi menjadikannya sesuai untuk penghantaran data termodulat dalam kawalan jauh, sistem persatuan data IR (IrDA), dan pengasingan optik.

9.4 Bagaimana saya mentafsir spesifikasi \"Keamatan Sinaran\"?

Keamatan Sinaran (I_e) 2.35 mW/sr (tipikal) bermaksud LED memancarkan 2.35 miliwatt kuasa optik per steradian (unit sudut pepejal) di sepanjang paksi pusatnya. Ini adalah ukuran betapa \"terang\" sumber IR dalam arah utamanya. Fluks sinaran total (kuasa dalam mW) boleh dianggarkan dengan mendarabkan keamatan dengan sudut pepejal pancaran.

10. Contoh Reka Bentuk dan Kes Penggunaan

10.1 Penderia Jarak Dekat Mudah

Aplikasi biasa adalah penderia jarak dekat berasaskan pantulan. LED IR diletakkan bersebelahan dengan fototransistor pada PCB. Mikropengawal memandu LED dengan arus berdenyut (contohnya, denyutan 20mA). Fototransistor mengesan cahaya IR yang dipantulkan daripada objek. Kekuatan isyarat yang dikesan berkorelasi dengan jarak dan kerefleksian objek. Sudut pandangan lebar LED ini memastikan liputan yang baik untuk mengesan objek yang mungkin tidak sejajar dengan sempurna.

11. Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya Inframerah (IR LED) adalah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila pincang hadapan, elektron dari rantau-n bergabung semula dengan lubang dari rantau-p dalam rantau aktif (cip GaAlAs). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus foton yang dipancarkan (940nm dalam kes ini) ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan. Pakej epoksi jernih air merangkumi dan melindungi cip sambil membenarkan cahaya inframerah melalui dengan kehilangan minimum.

12. Trend Industri

Trend dalam optoelektronik, seperti dalam semua elektronik, adalah ke arah pengecilan, integrasi lebih tinggi, dan kecekapan yang lebih baik. Pakej 0402 mewakili usaha berterusan untuk komponen pasif dan aktif yang lebih kecil. Perkembangan masa depan mungkin termasuk:

• Ketumpatan Kuasa Meningkat:Meningkatkan keberkesanan bercahaya (kuasa sinaran keluaran per input elektrik) cip yang semakin kecil.
• Penyelesaian Bersepadu:Menggabungkan pemancar IR, pemacu, dan pengesan ke dalam satu modul atau pakej untuk memudahkan reka bentuk dan meningkatkan prestasi.
• Panjang Gelombang Baru:Pembangunan pemancar pada panjang gelombang IR lain (contohnya, 850nm, 1050nm) untuk aplikasi khusus seperti sistem selamat mata atau pengoptimuman penderia yang berbeza.
• Pembungkusan Termaju:Penggunaan bahan dengan kekonduksian terma yang lebih baik untuk menguruskan haba dalam peranti miniatur berkuasa tinggi.