Техническая документация на боковой инфракрасный светодиод IR908-7C-F - Корпус с боковым излучением - Пиковая длина волны 940 нм - Прямое напряжение 1.25 В - Угол обзора 40°

1. Обзор продукта

IR908-7C-F — это мощный инфракрасный излучающий диод в пластиковом корпусе с боковым излучением. Конструкция предусматривает расположение кристалла, излучающего свет через боковую поверхность прозрачной эпоксидной линзы, что делает его подходящим для применений, требующих бокового профиля излучения. Устройство характеризуется высокой надёжностью и силой излучения с пиковой длиной волны 940 нм.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая надёжность и сила излучения.
• Низкое прямое напряжение при работе.
• Не содержит свинца, соответствует директиве RoHS, а также стандартам EU REACH и Halogen Free (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).
• Стандартный шаг выводов 2.54 мм для удобного монтажа на печатную плату.

1.2 Целевые области применения

• Компьютерные мыши для оптического отслеживания.
• Оптоэлектронные переключатели и датчики.
• Общие инфракрасные системы.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Следующие параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Постоянный прямой ток (IF):50 мА
• Обратное напряжение (VR):5 В
• Рабочая температура (Topr):от -25 до +85 °C
• Температура хранения (Tstg):от -40 до +85 °C
• Температура пайки (Tsol):260 °C в течение < 5 секунд
• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт при температуре окружающего воздуха 25°C или ниже

2.2 Электрооптические характеристики

Типичные рабочие параметры измерены при Ta=25°C. Световой ток (IC(ON)) — ключевой параметр, измеряемый в специфических тестовых условиях (IF=4мА, VCE=3.5В).

• Пиковая длина волны (λp):940 нм (Тип.) при IF=20мА
• Спектральная ширина (Δλ):50 нм (Тип.) при IF=20мА
• Прямое напряжение (VF):1.25 В (Тип.), 1.60 В (Макс.) при IF=20мА
• Обратный ток (IR):10 мкА (Макс.) при VR=5В
• Угол обзора (2θ1/2):40 градусов (Тип.) при IF=20мА

3. Объяснение системы сортировки

IR908-7C-F доступен в различных классах производительности на основе его светового тока (IC(ON)). Это позволяет разработчикам выбирать устройства с согласованным оптическим выходом для своего применения.

3.1 Детальные классы (от E1 до E11)

Эти классы обеспечивают точный подбор светового тока. Например, класс E1 охватывает диапазон от 143 до 255 мкА, а класс E11 — от 857 до 1137 мкА, все измерения при IF=4мА, VCE=3.5В.

3.2 Грубые классы (7-2, 7-1, 6-2, 6-1)

Это более широкие категории. Например, класс 6-1 охватывает диапазон светового тока от 650 до 1274 мкА. Важно отметить, что данная таблица сортировки приведена только для справки и не гарантирует поставку конкретного класса.

4. Анализ характеристических кривых

В технической документации приведены несколько типичных характеристических кривых, которые имеют решающее значение для проектирования схем и управления температурным режимом.

4.1 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая показывает, как максимально допустимый прямой ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды, что критически важно для обеспечения долгосрочной надёжности.

4.2 Спектральное распределение

Иллюстрирует выходную мощность излучения в зависимости от длины волны с пиком около 940 нм.

4.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (IV-кривая)

Определяет взаимосвязь между током, протекающим через диод, и падением напряжения на нём, что важно для проектирования схемы управления.

4.4 Относительная сила излучения в зависимости от углового смещения

Эта полярная диаграмма наглядно представляет угол обзора 40 градусов, показывая, как интенсивность излучения уменьшается при отклонении от центральной оси.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство поставляется в специальном корпусе с боковым излучением. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.3 мм, если не указано иное. В оригинальной документации приведён подробный чертёж с размерами, показывающий размеры корпуса, длину и шаг выводов.

5.2 Идентификация полярности

Анод и катод чётко обозначены. При сборке схемы необходимо соблюдать правильную полярность, чтобы предотвратить повреждение.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Формовка выводов

• Изгиб должен выполняться на расстоянии более 3 мм от нижней части эпоксидного корпуса.
• При изгибе выводная рамка должна быть зафиксирована, необходимо избегать нагрузки на эпоксидный корпус.
• Формовку выводов всегда следует выполнятьдопроцесса пайки.
• Обрезку выводов следует проводить при комнатной температуре.
• Отверстия в печатной плате должны идеально совпадать с выводами светодиода, чтобы избежать монтажных напряжений.

6.2 Параметры пайки

Необходимо следить за тем, чтобы паяное соединение находилось на расстоянии не менее 3 мм от эпоксидной линзы.

• Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (макс. 30Вт), время пайки < 3 секунды.
• Волновая пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C (<60 сек), температура ванны припоя макс. 260°C в течение < 5 секунд.
• Предоставлен рекомендуемый температурный профиль пайки для минимизации термического удара.
• Избегайте механических ударов или вибраций, пока светодиод горячий после пайки.
• Волновую или ручную пайку не следует выполнять более одного раза.

6.3 Очистка

Ультразвуковая очисткане рекомендуетсядля данного устройства.

6.4 Условия хранения

• После отгрузки хранить при температуре 10-30°C и влажности 70% или менее до 3 месяцев.
• Для длительного хранения (>3 месяцев до 1 года) использовать герметичный контейнер с азотной атмосферой при температуре 10-25°C и влажности 20-60%.
• После вскрытия оригинальной упаковки использовать устройства в течение 24 часов, если возможно, а остаток хранить при 10-25°C и влажности 20-60%, оперативно запечатывая пакет.
• Избегайте резких перепадов температуры при высокой влажности, чтобы предотвратить образование конденсата.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Стандартное количество в упаковке: 1000 штук в пакете, 8 пакетов в коробке, 10 коробок в картонной коробке.

7.2 Спецификация этикетки

Этикетка продукта включает поля для номера детали заказчика (CPN), номера детали (P/N), количества (QTY), классов (CAT), ссылки (REF) и номера партии (LOT No).

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовые схемы включения

При проектировании схемы управления низкое прямое напряжение (типично 1.25 В) позволяет работать от низковольтных источников питания. Ограничительный резистор необходим для поддержания прямого тока в пределах абсолютного максимального параметра 50 мА. Для импульсного режима работы обратитесь к кривым снижения номинальных характеристик, которые явно не показаны, но подразумеваются номинальной рассеиваемой мощностью.

8.2 Тепловой режим

Правильное управление температурным режимом критически важно. Рассеиваемая мощность составляет 75 мВт при 25°C. По мере роста температуры окружающей среды максимально допустимая мощность и прямой ток должны быть соответственно снижены. Разработчикам следует обеспечить достаточную площадь медной фольги на печатной плате или другие методы отвода тепла, если работа ведётся вблизи максимальных параметров или в условиях повышенной температуры.

8.3 Оптическое выравнивание

Боковое излучение этого светодиода требует тщательной механической конструкции для правильного совмещения излучающей поверхности с целевым датчиком или оптическим трактом. Угол обзора 40 градусов определяет ширину луча.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличительным фактором IR908-7C-F является егобоковой (sidelooker)корпус. В отличие от светодиодов с верхним излучением, этот корпус излучает инфракрасный свет сбоку компонента. Это значительное преимущество в приложениях с ограниченным пространством, таких как оптические компьютерные мыши, где светодиод и датчик должны быть размещены параллельно отслеживаемой поверхности, или в щелевых оптопрерывателях.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чём разница между E-классами и Грубыми классами?

E-классы (от E1 до E11) предлагают более точный, детальный выбор светового выхода для применений, требующих высокой согласованности. Грубые классы (например, 7-2, 6-1) охватывают более широкие диапазоны и обычно используются в приложениях, где точное значение светового тока менее критично. В документации явно указано, что таблица сортировки приведена только для справки.

10.2 Почему расстояние пайки (3 мм от эпоксидки) так важно?

Эпоксидная смола, формирующая линзу и корпус светодиода, чувствительна к высоким температурам. Чрезмерный нагрев во время пайки может вызвать внутренние напряжения, растрескивание или ухудшение оптических свойств, что приведёт к преждевременному отказу или снижению светового выхода.

10.3 Могу ли я питать этот светодиод его максимальным постоянным током 50 мА?

Хотя это возможно, для надёжной долгосрочной работы это не рекомендуется, особенно при более высоких температурах окружающей среды. Рассеиваемая мощность при 50 мА и типичном Vf 1.25 В составит 62.5 мВт, что близко к номиналу 75 мВт при 25°C. Для надёжной конструкции необходимы хороший теплоотвод и снижение тока в соответствии с кривой зависимости прямого тока от температуры окружающей среды.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Интеграция в оптоэлектронный переключатель (щелевой датчик)

В типичном U-образном щелевом датчике IR908-7C-F устанавливается с одной стороны щели, напротив фототранзистора или фотодиода на противоположной стороне. Боковой профиль излучения идеально подходит для этой геометрии, направляя свет горизонтально через зазор. Объект, проходящий через щель, прерывает луч, активируя датчик. Этапы проектирования включают: 1) Выбор подходящего класса (например, E5) для достаточного запаса по сигналу. 2) Проектирование схемы источника постоянного тока, установленного на 20 мА для оптимальной производительности. 3) Обеспечение точного механического совмещения излучающей стороны светодиода с приёмником в корпусе. 4) Следование всем рекомендациям по пайке для предотвращения повреждений во время сборки печатной платы.

12. Введение в принцип работы

Инфракрасные светоизлучающие диоды (ИК-светодиоды) работают по тому же фундаментальному принципу, что и видимые светодиоды: электролюминесценция в полупроводниковом материале. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещённой зоны полупроводникового материала. В данном устройстве используется арсенид галлия (GaAs) для генерации фотонов в ближнем инфракрасном спектре, в частности с пиком 940 нм, который невидим для человеческого глаза, но легко обнаруживается кремниевыми фотодетекторами.

13. Тенденции развития

Тенденция в технологии инфракрасных светодиодов продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше излучаемой мощности на ватт электрической мощности), улучшения надёжности и уменьшения размеров корпусов. Также наблюдается стремление к оптимизации под конкретные длины волн для применений, таких как распознавание лиц (850 нм, 940 нм) и детектирование газов. Конструкция корпуса с боковым излучением, как у IR908-7C-F, остаётся критически важным форм-фактором для специфических оптических схем и, вероятно, будет продолжать использоваться и совершенствоваться в миниатюрных сенсорных модулях.