Spesifikasi Teknikal LED Inframerah Sisi Pandang IR928-6C-F - Jarak Pin 2.54mm - Panjang Gelombang 940nm - Arus 50mA - Kuasa 75mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

IR928-6C-F ialah diod pemancar cahaya (LED) inframerah berkeamatan tinggi yang memancar dari sisi. Ia direka untuk aplikasi yang memerlukan sumber sinaran inframerah padat yang menghadap ke sisi. Peranti ini dibentuk dalam pakej plastik jernih, membolehkan sinaran inframerah dari cip GaAs dipancarkan dari sisi komponen. Gaya pakej ini amat berguna dalam reka bentuk yang mempunyai ruang terhad di mana LED yang memancar dari atas tidak sesuai digunakan.

Kelebihan utama peranti ini termasuk keamatan sinaran yang tinggi, voltan hadapan yang rendah, dan kebolehpercayaan yang tinggi. Ia dihasilkan tanpa plumbum (Pb-free), mematuhi RoHS, EU REACH, dan sekatan bahan tanpa halogen (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Jarak pin standard 2.54mm menjadikannya serasi dengan susun atur PCB lubang tembus yang biasa.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini tidak boleh dikendalikan melebihi had ini untuk mengelakkan kerosakan kekal. Arus hadapan berterusan (IF) dinilai pada 50 mA. Voltan songsang maksimum (VR) yang boleh dikenakan ialah 5 V. Peranti boleh beroperasi dalam julat suhu persekitaran (Topr) -25°C hingga +85°C dan boleh disimpan (Tstg) dari -40°C hingga +85°C. Suhu pateri maksimum (Tsol) ialah 260°C untuk kurang daripada 5 saat. Disipasi kuasa maksimum (Pd) pada atau di bawah suhu udara bebas 25°C ialah 75 mW.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini ditentukan pada keadaan ujian standard Ta=25°C. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 940nm, dengan lebar jalur spektrum (Δλ) 50nm, menjadikannya sesuai untuk aplikasi dalam spektrum inframerah dekat. Voltan hadapan (VF) biasanya 1.25V pada arus hadapan 20mA, dengan maksimum 1.60V, menunjukkan kecekapan elektrik yang baik. Arus songsang (IR) adalah maksimum 10 µA pada bias songsang penuh 5V. Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 20 darjah, mentakrifkan pancaran cahaya inframerah yang agak sempit yang dipancarkan dari sisi pakej.

Parameter kritikal ialah arus cahaya (IC(ON)), iaitu fotokarus yang dijana dalam fototransistor ujian di bawah keadaan yang ditentukan (IF=4mA, VCE=3.5V). Parameter ini digunakan untuk mengelaskan LED ke dalam pangkat keamatan yang berbeza.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

IR928-6C-F disusun ke dalam pangkat yang berbeza berdasarkan keamatan sinarannya, yang diukur sebagai IC(ON). Ini memastikan konsistensi prestasi untuk aplikasi akhir. Jadual pengelasan memberikan nilai minimum dan maksimum untuk setiap kod pangkat. Sebagai contoh, pangkat 5-2 mempunyai julat IC(ON) 1053 hingga 1870 µA, manakala pangkat 7-2 mempunyai julat 306 hingga 441 µA. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa jadual pengelasan ini adalah untuk rujukan sahaja, dan penghantaran pengelasan khusus tidak dijamin melainkan dinyatakan semasa membuat pesanan. Pereka bentuk harus mengambil kira kemungkinan variasi dalam output dalam pangkat yang dipilih.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini merangkumi beberapa lengkung ciri tipikal yang penting untuk reka bentuk litar dan pengurusan haba.

4.1 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Lengkung penurunan nilai ini menunjukkan bagaimana arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat melebihi 25°C. Ini adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan mencegah pelarian haba.

4.2 Taburan Spektrum

Graf ini menggambarkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang, berpusat di sekitar puncak 940nm. Lebar jalur 50nm boleh dilihat, menunjukkan penyebaran panjang gelombang yang dipancarkan.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan

Lengkung IV menunjukkan hubungan antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Ia adalah tidak linear, tipikal untuk diod. Lengkung ini diperlukan untuk mereka bentuk litar penghad arus.

4.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Sesaran Sudut

Plot kutub ini mewakili secara visual sudut pandangan 20 darjah, menunjukkan bagaimana keamatan cahaya inframerah yang dipancarkan berkurangan apabila anda bergerak menjauhi paksi pusat yang berserenjang dengan sisi pakej.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Pakej ini adalah reka bentuk pandangan sisi, lubang tembus. Anod dan katod dikenal pasti dengan jelas dalam lukisan pakej. Lukisan berdimensi terperinci disediakan, dengan semua unit dalam milimeter dan toleransi standard ±0.3mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pin mempunyai jarak standard 2.54mm (0.1 inci). Lukisan tersebut menentukan jarak kritikal, seperti jarak minimum yang disyorkan (3mm) dari mentol epoksi ke mana-mana titik lenturan atau pateri pin untuk mengelakkan tekanan mekanikal dan haba pada pakej.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Pembentukan Pin

Pin mesti dibentuk sebelum dipateri. Lenturan mesti berlaku sekurang-kurangnya 3mm dari bahagian bawah mentol resin epoksi. Bingkai pin mesti dipegang dengan selamat semasa lenturan untuk mengelakkan tekanan pada epoksi, yang boleh menyebabkan LED retak atau merosakkan ikatan wayar dalaman. Pemotongan pin harus dilakukan pada suhu bilik.

6.2 Proses Pateri

Parameter pateri tangan dan pateri celup/gelombang ditentukan. Untuk pateri tangan, suhu hujung besi maksimum 300°C (30W maksimum) dengan masa pateri maksimum 3 saat adalah disyorkan. Untuk pateri gelombang, pra-pemanasan maksimum 100°C selama 60 saat maksimum, diikuti oleh rendaman pateri pada 260°C maksimum selama 5 saat maksimum ditentukan. Dalam semua kes, sambungan pateri mestilah sekurang-kurangnya 3mm dari mentol epoksi. Gambarajah profil pateri disediakan, menunjukkan hubungan suhu vs. masa yang disyorkan untuk pateri gelombang. Pateri tidak boleh dilakukan lebih daripada sekali. Selepas pateri, LED mesti dilindungi daripada kejutan mekanikal sehingga ia sejuk ke suhu bilik.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Selepas penghantaran, LED harus disimpan pada 10-30°C dan ≤70% kelembapan relatif (RH) sehingga 3 bulan. Untuk penyimpanan lebih lama (sehingga satu tahun), ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan atmosfera nitrogen pada 10-25°C dan 20-60% RH. Sebaik sahaja pakej asal dibuka, peranti harus digunakan dalam masa 24 jam atau secepat mungkin, dan disimpan pada 10-25°C dan 20-60% RH. Perubahan suhu yang cepat dalam kelembapan tinggi harus dielakkan untuk mencegah kondensasi.

6.4 Pembersihan dan ESD

Pembersihan ultrasonik tidak disyorkan kerana ia boleh merosakkan pakej. Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Langkah berjaga-jaga ESD yang betul, seperti menggunakan stesen kerja dan gelang tangan yang dibumikan, amat disyorkan semasa pengendalian.

6.5 Pengurusan Haba

Reka bentuk terma yang betul adalah penting. Arus operasi mesti diturunkan nilainya mengikut lengkung penurunan nilai apabila suhu persekitaran melebihi 25°C. Suhu di sekitar LED dalam aplikasi akhir mesti dikawal untuk mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Kuantiti pembungkusan standard ialah 1000 keping setiap beg, 8 beg setiap kotak, dan 10 kotak setiap karton, menjumlahkan 80,000 keping setiap karton. Spesifikasi label disediakan, memperincikan maklumat yang dicetak pada pembungkusan, termasuk medan untuk Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Bahagian (P/N), Kuantiti (QTY), Pangkat (CAT), Rujukan (REF), dan Nombor Lot (LOT No.).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

IR928-6C-F adalah sesuai untuk aplikasi yang memerlukan sumber inframerah padat yang memancar dari sisi. Kegunaan biasa termasuk tetikus komputer optik, di mana pancaran sisi memantul dari permukaan ke sensor. Ia juga digunakan dalam suis optoelektronik, sistem pengesanan objek, sensor jarak, dan pelbagai sistem kawalan jauh inframerah atau penghantaran data di mana panjang gelombang dan faktor bentuk khususnya memberikan kelebihan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mereka bentuk dengan LED ini, pertimbangkan perkara berikut: Pastikan penjajaran lubang PCB sepadan dengan sempurna dengan pin LED untuk mengelakkan tekanan mekanikal. Laksanakan perintang penghad arus yang sesuai berdasarkan voltan hadapan dan arus operasi yang dikehendaki (kekal dalam had maksimum 50mA). Gunakan lengkung penurunan nilai untuk memilih arus operasi yang selamat untuk suhu persekitaran maksimum yang dijangkakan. Letakkan LED supaya muka pancaran sisinya diorientasikan dengan betul ke arah sasaran atau sensor. Ambil kira variasi keamatan yang ditakrifkan oleh sistem pengelasan dalam kepekaan litar penerima (contohnya, fototransistor atau fotodiod).

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama IR928-6C-F terletak pada geometri pakej sisi pandangnya, yang tidak biasa di kalangan LED inframerah standard. Berbanding dengan LED yang memancar dari atas, ia membolehkan pemasangan profil rendah apabila sinaran perlu diarahkan secara mendatar. Panjang gelombang 940nmnya adalah standard biasa, menawarkan keserasian yang baik dengan pengesan foto berasaskan silikon yang mempunyai kepekaan tinggi dalam julat ini. Gabungan keamatan sinaran yang agak tinggi (seperti yang ditakrifkan oleh pengelasannya) dan sudut pandangan sempit 20 darjah memberikan pancaran yang lebih terarah berbanding LED dengan sudut pandangan yang lebih luas, berpotensi meningkatkan kekuatan isyarat dalam sistem yang sejajar.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan parameter IC(ON) dan sistem pengelasan?

J: IC(ON) adalah ukuran output sinaran LED di bawah keadaan ujian piawai. Sistem pengelasan mengumpulkan LED dengan tahap output yang serupa. Ini membolehkan pereka bentuk memilih tahap konsistensi untuk aplikasi mereka; untuk aplikasi kritikal, pengelasan yang lebih ketat (contohnya, 6-1) boleh ditentukan untuk memastikan prestasi seragam merentasi semua unit dalam satu pengeluaran.

S: Mengapakah jarak 3mm untuk lenturan dan pateri pin begitu penting?

J: Mentol resin epoksi dan sambungan dalaman (ikatan wayar) dari cip ke pin adalah sensitif kepada haba dan tekanan mekanikal. Mengenakan haba atau daya terlalu dekat dengan mentol boleh mencairkan epoksi, meretakkannya, atau memutuskan ikatan wayar halus, membawa kepada kegagalan serta-merta atau terpendam LED.

S: Bolehkah saya mengendalikan LED ini dengan sumber voltan malar?

J: Ia tidak disyorkan. LED adalah peranti yang didorong oleh arus. Voltan hadapannya mempunyai toleransi dan berubah dengan suhu. Mengendalikan dengan voltan malar boleh membawa kepada variasi arus yang besar dan tidak terkawal, berpotensi melebihi penarafan maksimum dan memusnahkan LED. Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau perintang siri ringkas dengan sumber voltan untuk menetapkan arus.

S: Apakah maksud "Pb-free" dan "Halogen-Free" untuk aplikasi saya?

J: Ini adalah pernyataan pematuhan alam sekitar dan peraturan. Pb-free bermaksud peranti tidak mengandungi plumbum, mematuhi peraturan seperti RoHS. Halogen-free bermaksud ia mengandungi tahap bromin (Br) dan klorin (Cl) yang sangat rendah, yang merupakan bahan yang menjadi perhatian dalam beberapa peraturan alam sekitar dan untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi atau suhu tinggi tertentu di mana hasil sampingan halogen boleh menjadi masalah.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Sensor Pengesanan Objek

Dalam sensor pancaran terputus ringkas, IR928-6C-F boleh dipasangkan dengan fototransistor yang diletakkan bertentangan dengannya. LED didorong dengan arus malar, contohnya, 20mA. Apabila objek melintas di antara LED dan fototransistor, ia mengganggu pancaran inframerah 940nm. Output fototransistor berubah, yang boleh dikesan oleh pembanding atau mikropengawal untuk mencetuskan tindakan. Pakej pancaran sisi membolehkan kedua-dua LED dan sensor dipasang rata pada PCB yang sama, dengan sisi aktif mereka saling menghadap merentasi jurang, mencipta pemasangan sensor yang sangat padat. Sudut pandangan 20 darjah membantu menumpukan cahaya ke arah penerima, meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi. Pereka bentuk mesti memilih pengelasan IC(ON) yang sesuai untuk memastikan kekuatan isyarat yang mencukupi sampai ke fototransistor pada jarak pengesanan yang dikehendaki.

12. Prinsip Operasi

LED inframerah ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambangnya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif bahan semikonduktor (Gallium Arsenide, GaAs, dalam kes ini). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus 940nm ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan GaAs. Pakej epoksi jernih bertindak sebagai kanta, membentuk cahaya yang dipancarkan ke sudut pandangan 20 darjah yang ditentukan dari sisi komponen. Reka bentuk "sidelooker" dicapai dengan memasang cip semikonduktor secara menegak dalam pakej supaya permukaan pemancar cahayanya menghadap dinding sisi.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend dalam LED inframerah, termasuk jenis pancaran sisi, adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output sinaran per watt elektrik input), yang mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba. Terdapat juga dorongan untuk meningkatkan kebolehpercayaan dan jangka hayat, terutamanya untuk aplikasi automotif dan perindustrian. Pengecilan saiz berterusan, walaupun pakej lubang tembus seperti IR928-6C-F kekal popular untuk prototaip, kegunaan penggemar, dan aplikasi di mana pemasangan manual atau kekuatan mekanikal yang lebih tinggi diperlukan. Versi peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk LED IR pancaran sisi menjadi lebih biasa untuk pengeluaran automatik volum tinggi. Panjang gelombang 940nm kekal sebagai standard industri kerana padanan yang baik dengan pengesan silikon dan ketidakjelasan relatifnya berbanding cahaya IR kelihatan atau 850nm, yang boleh mempunyai cahaya merah samar.