HIR16-213C/L423/TR8 Mini-Top Infrared LED Datasheet - SMD Package - 850nm Peak Wavelength - 145° View Angle - English Technical Document

1. Mchakato wa Bidhaa

The HIR16-213C/L423/TR8 is a high-reliability, miniature surface-mount device (SMD) infrared (IR) emitting diode. It is designed for applications requiring a compact, efficient infrared source compatible with modern automated assembly processes. The device is molded in water-clear epoxy, providing a robust package while allowing optimal transmission of the infrared light.

Faida Kuu: The primary advantages of this component include its small double-ended package footprint, high reliability, and full compliance with environmental regulations such as RoHS, EU REACH, and halogen-free requirements (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). It is specifically spectrally matched with silicon photodiodes and phototransistors, making it ideal for sensing systems.

Target Market & Applications: IR LED hii inalenga wabunifu na wazalishaji wa mifumo ya elektroniki inayohitaji utendakazi wa infrared. Maeneo muhimu ya matumizi ni pamoja na vihisi vya infrared vilivyowekwa kwenye PCB kwa ajili ya kugundua ukaribu au kitu, vitengo vya udhibiti wa mbali vya infrared ambapo ukubwa wa mnururisho wa juu unahitajika, aina mbalimbali za vichanganuzi vya macho, na mifumo mingine inayotumika kwa infrared.

2. Uchunguzi wa kina wa Vipimo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinaeleza mipaka ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji nje ya mipaka hii haupendekezwi.

• Sasa ya Mbele ya Endelevu (I_F): 50 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa DC unaoweza kutumiwa kwa mfululizo.
• Voltage ya Kinyume (V_R): 5 V. Kuzidi voltage hii kwa upande wa kinyume kunaweza kuvunja makutano ya diode.
• Operating & Storage Temperature (T_opr, T_stg): -40°C to +100°C. This wide range ensures suitability for industrial and automotive environments.
• Soldering Temperature (T_sol): 260°C for a maximum of 5 seconds, compatible with lead-free reflow profiles.
• Power Dissipation (P_c): 100 mW kwenye au chini ya joto la mazingira la 25°C. Kupunguza nguvu ni muhimu kwenye joto la juu zaidi.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi vinapimwa chini ya hali ya kawaida ya majaribio ya joto la mazingira la 25°C na mkondo wa mbele wa 20 mA, isipokuwa ikitajwa vinginevyo.

• Radiant Intensity (I_E): Thamani ya kawaida ni 1.50 mW/sr, na kiwango cha chini ni 0.50 mW/sr. Hii hupima nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe thabiti.
• Peak Wavelength (λ_p): 850 nm (kawaida), kuanzia 840 nm hadi 870 nm. Urefu huu wa wimbi uko karibu na bora kwa vichunguzi vya msingi wa silicon.
• Spectral Bandwidth (Δλ): Kwa kawaida ni nm 30. Hii inafafanua upana wa wigo kwa nusu ya ukubwa wa juu zaidi.
• Voltage ya Mbele (V_F): Kwa kawaida ni 1.45V, na upeo wa 1.65V kwa I_F=20mA. Kwa mkondo wa msukumo wa 100mA (upana wa msukumo ≤100μs, wajibu ≤1%), V_F max inafikia 2.00V.
• Reverse Current (I_R): Maximum 10 μA at V_R=5V, inayoonyesha ubora mzuri wa junction.
• View Angle (2θ_1/2): 145 degrees (typical). Pembe hii pana sana ya kutazama ni sifa ya muundo wa lenzi, ikitoa utoaji mpana.

3. Binning System Explanation

Kifaa kinapatikana katika viwango tofauti vya utendaji, hasa kulingana na nguvu ya mionzi. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua daraja linalofaa kwa mahitaji yao maalum ya usikivu au masafa.

• Daraja F: Nguvu ya Mionzi kati ya 0.50 na 1.50 mW/sr kwa I_F=20mA.
• Rank G: Radiant Intensity between 1.00 and 2.50 mW/sr.
• Rank H: Mnururio wa Mwanga kati ya 2.00 na 3.50 mW/sr.
• Daraja J: Mnururio wa Mwanga kati ya 3.00 na 4.50 mW/sr.

Hakuna binning iliyoonyeshwa kwa voltage ya mbele au urefu wa wimbi la kilele katika utoaji wa kawaida, ingawa vigezo hivi vina maadili maalum ya chini/ya kawaida/ya juu.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

4.1 Radiant Intensity vs. Forward Current

Grafu iliyotolewa inaonyesha uhusiano usio wa mstari. Ukali wa mnururishaji huongezeka kwa mkondo wa mbele lakini hatimaye utashibishwa kwa sababu ya mipaka ya joto na ufanisi. Mkunjo huu ni muhimu sana kwa kubaini mkondo wa uendeshaji unaohitajika kufikisha pato la macho linalotakikana.

4.2 Forward Current vs. Forward Voltage

Mkunjo huu wa IV unaonyesha sifa ya kawaida ya kielelezo ya diode. V ya kawaida_F ya 1.45V kwenye 20mA ni kigezo muhimu kwa muundo wa saketi ya kuendesha (mfano, hesabu ya kipingamizi mfululizo).

4.3 Forward Current vs. Ambient Temperature

Mkunjo wa kupunguza thamani unaonyesha kuwa mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele unaoendelea hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Hii ni muhimu kwa kuhakikisha uimara wa muda mrefu, hasa katika matumizi ya joto la juu. Kifaa hakiwezi kufanya kazi kwa kiwango chake kamili cha 50mA katika anuwai nzima ya joto.

4.4 Spectral Distribution

Pato la wigo linalenga katikati ya 850nm na upana wa kawaida wa wigo wa 30nm. Hii inalingana na eneo la upeo la usikivu wa vichunguzi vya kawaida vya mwanga vya silikoni, na kuongeza kiwango cha juu cha uwiano wa ishara-kwa-kelele wa mfumo.

4.5 Relative Radiant Intensity vs. Angular Displacement

The polar plot confirms the 145° viewing angle, where the intensity drops to half its peak value at ±72.5° from the central axis. The emission pattern appears close to Lambertian, suitable for broad-area illumination.

5. Mechanical and Package Information

The device uses a compact "Mini-Top" SMD package. Key dimensional notes from the datasheet include:

• All dimensions are in millimeters.
• Toleleo ya kawaida kwa vipimo visivyobainishwa ni ±0.1mm.
• Kifurushi kina muundo wa ncha mbili kwa utulivu wa kiufundi wakati wa kuuza.
• Lensi ya epoksi ya uwazi kama maji ni sehemu muhimu ya mwili wa kifurushi.

Utambulisho wa Ubaguzi wa Umeme: Kathodi kawaida huwa alama kwenye kifurushi, mara nyingi kwa nukta ya kijani, mwanya, au pini fupi. Mchoro wa datasheet lazima utazamwe kwa mpango halisi wa kuweka alama.

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 Storage and Moisture Sensitivity

Kifaa hiki kina usikivu kwa unyevu (MSL). Tahadhari ni muhimu sana:

• Usifungue mfuko wa kinga ya unyevu hadi utakapokuwa tayari kutumia.
• Uhifadhi kabla ya kufungua: ≤30°C / ≤90% RH. Tumia ndani ya mwaka 1.
• Uhifadhi baada ya kufungua: ≤30°C / ≤60% RH. Tumia ndani ya masaa 168 (siku 7).
• Ikiwa muda wa uhifadhi umepitishwa au dawa ya kukausha inaonyesha unyevunyevu, inahitajika kuokwa kwa 60±5°C kwa angalau saa 24 kabla ya reflow.

6.2 Uuzaji wa Reflow

Sehemu hiyo inafaa na michakato ya reflow ya infrared na awamu ya mvuke.

• Profaili ya joto isiyo na risasi yenye kilele cha 260°C imebainishwa.
• Reflow haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili.
• Epuka mkazo wa mitambo kwenye kifurushi wakati wa kupokanzwa na kupoa.
• Usipinde PCB baada ya kuuza.

6.3 Hand Soldering and Rework

Ikiwa ununuzi wa mkono ni muhimu:

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C.
• Punguza muda wa mguso hadi ≤ sekunde 3 kwa kila terminal.
• Tumia chuma cha umeme ≤25W.
• Allow a cooling interval of >2 seconds between terminals.
• Kwa kurekebisha tena, chuma cha kuuza chenye vichwa viwili kinapendekezwa ili kuwasha vituo vyote viwili kwa wakati mmoja na kuepuka kuharibu kifurushi. Daima thibitisha utendaji wa kifaa baada ya urekebishaji wowote.

6.4 Circuit Protection

Muhimu: Resistor ya kikomo ya nje ya mkondo INA PASWA kutumiwa kwa mfululizo na LED. Voltage ya mbele ina mgawo hasi wa joto, ikimaanisha mkondo unaweza kuongezeka kwa kukimbia ikiwa haujadhibitiwa ipasavyo. Ongezeko dogo la voltage linaweza kusababisha mabadiliko makubwa ya mkondo, na kusababisha kuchomeka mara moja.

7. Habari ya Ufungaji na Kuagiza

7.1 Vipimo vya Tape na Reel

Kifaa kinatolewa kwenye mkanda wa usafirishaji wa 8mm uliowekwa kwenye makorokoro yenye kipenyo cha inchi 7. Kila korokoro ina vipande 3000. Vipimo vya mkanda wa usafirishaji vinahakikisha utangamano na vifaa vya kawaida vya SMD pick-and-place.

7.2 Packing Procedure and Labels

Makorokoro hufungwa kwenye mifuko ya alumini ya kinga ya unyevu yenye dawa ya kukaushia. Lebo kwenye mfuko huo zinajumuisha maelezo muhimu ya kufuatilia na utumiaji sahihi:

• CPN (Customer's Part Number)
• P/N (Production Part Number: HIR16-213C/L423/TR8)
• QTY (Quantity)
• CAT (Rank/Bin Code, e.g., F, G, H, J)
• HUE (Peak Wavelength)
• LOT No. (Manufacturing Lot Number)
• Asili ya Uzalishaji

7.3 Mwongozo wa Uchaguzi wa Kifaa

Nambari ya mfano HIR16-213C/L423/TR8 inafafanuliwa kama ifuatavyo: Nyenzo ya chip ni AlGaAs (Aluminum Gallium Arsenide), na rangi ya lenzi ni Water Clear. Kiambishi awali "TR8" kinaonyesha ufungaji wa mkanda na reel wa milimita 8.

8. Mapendekezo ya Ubunifu wa Matumizi

8.1 Saketi za Kawaida za Programu

Katika mzunguko wa kawaida wa kuendesha, LED imeunganishwa kwa mfululizo na kipingamizi cha kuzuia mkondo hadi kwenye usambazaji wa voltage (V_CC). Thamani ya kipingamizi huhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_CC - V_F) / I_F. Kwa mfano, kwa V_CC=5V, V_F=1.45V, na I_F=20mA, R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5 Ω. Kipingamizi cha kawaida cha 180 Ω kingekuwa kifaa kinachofaa. Kwa uendeshaji wa mfululizo kwa mikondo ya juu zaidi (mfano, 100mA), hakikisha kichocheo (mara nyingi transistor) kinaweza kushughulikia kilele cha mkondo na kwamba mzunguko wa wajibu umewekwa chini sana (≤1%) ili kuepuka joto la kupita kiasi.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Mwanga

Pembea ya kuona yenye upana wa digrii 145 hufanya LED hii kuwa bora kwa matumizi yanayohitaji mwanga mpana na uliosambaa, kama vile vihisi vya ukaribu vinavyohitaji kufunika eneo pana. Kwa matumizi ya masafa marefu au yenye mwelekeo maalum zaidi, optics za sekondari (lensi) zinaweza kuhitajika ili kusawazisha mwale. Lensi ya uwazi kama maji ni bora zaidi kwa usambazaji wa karibu-infra-red na unyonyaji mdogo zaidi.

8.3 Thermal Management

Ingawa kifurushi ni kidogo, upotezaji wa nguvu lazima uzingatiwe, haswa kwenye mikondo ya juu au katika halijoto ya mazingira ya juu. Hakikisha mpangilio wa pedi ya PCB unatoa uokoaji wa joto wa kutosha na kwamba halijoto ya juu ya makutano haizidi. Mkunjo wa kupunguza kwa mkondo wa mbele dhidi ya halijoto ndio mwongozo mkuu.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za IR za kawaida za 5mm au 3mm zenye shimo la kupita, kifaa hiki cha SMD kinatoa faida kubwa:

• Size & Automation: Kifurushi kidogo cha SMD kinawezesha miundo ndogo ya PCB na inaendana kabisa na mchakato wa kuchukua-na-kuweka na kuuza kwa joto kwa kasi, na hivyo kupunguza gharama za usakinishaji.
• Pembe ya Kuona: Pembe ya kuona ya 145° ni pana sana kwa LED ya IR ya SMD, na hutoa usambazaji sawa zaidi kuliko wadogo wengi wenye mihimili nyembamba.
• Uzingatifu: Uzingatifu kamili wa viwango vya RoHS, REACH, na visivyo na halojeni ni kipengele muhimu cha kutofautisha kwa bidhaa zinazolenga masoko ya kimataifa yenye kanuni kali za kimazingira.
• Ulinganifu wa Wigo: Kilele cha 850nm kimeunganishwa kwa makusudi na vigunduzi vya silikoni, hali ambayo inaweza kukosekana uboreshaji katika LED zote za jeneriki za IR.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

10.1 Kuna tofauti gani kati ya Radiant Intensity (mW/sr) na Radiant Power (mW)?

Radiant Intensity ni nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe thabiti (steradian). Radiant Power ni jumla ya nguvu ya mwanga inayotolewa kwa pande zote. Kwa LED yenye muundo unaojulikana wa ukali na pembe ya kutazama, nguvu ya jumla inaweza kuhesabiwa kwa kuunganisha ukali juu ya tufe nzima ya utoaji. Datasheet hutoa ukali, ambao ni muhimu zaidi kwa kuhesabu mnururisho kwenye kigunduzi katika umbali na pembe maalum.

10.2 Je, naweza kuendesha LED hii kwa 50mA kwa muda mrefu?

Unaweza kuendesha tu kwa 50mA DC ikiwa halijoto ya mazingira iko au chini ya 25°C na una usimamizi wa kutosha wa joto. Mkunjo wa kupunguza thamani unaonyesha mkondo unaoruhusiwa wa juu unaoendelea hupungua kadri halijoto inavyopanda. Kwa uendeshaji wa kuaminika katika anuwai nzima ya halijoto, mkondo wa chini au uendeshaji wa mipigo unapendekezwa.

10.3 Kwa nini kizuizi cha sasa ni muhimu kabisa?

LED ni vifaa vinavyotumia mkondo, si voltage. Mkunjo wao wa V-I ni mwinuko sana. Ongezeko dogo la voltage ya mbele (kutokana na joto au tofauti ya usambazaji) linaweza kusababisha ongezeko kubwa sana, linaloweza kuharibu, la mkondo. Upinzani wa mfululizo hutoa maoni hasi, ukistabilisha sehemu ya uendeshaji.

10.4 Je kuelewa vipi "Rank" (F, G, H, J)?

Rank ni msimbo wa kuweka kwenye makundi kwa nguvu ya mnururisho. Inakuruhusu kuchagua kifaa chenye pato la chini la kihalisi lililohakikishiwa kwa matumizi yako. Kwa mfano, ikiwa sensor yako inahitaji angalau 2.0 mW/sr, unapaswa kubainisha Rank H au J. Kutumia rank ya chini (F au G) kunaweza kusababisha kifaa kisikidhi mahitaji ya usikivu wa mfumo wako.

11. Mfano wa Utumizi wa Vitendo

Kesi ya Ubunifu: Sensor Rahisi ya Ujirani

Lengo: Gundua wakati kitu kikikaribia sensor kwa umbali wa sentimita 10.

Muundo: Weka LED ya IR ya HIR16-213C/L423/TR8 na phototransistor ya silikoni inayolingana kwa upande mmoja kwenye PCB, zikielekea upande ule ule. Endesha LED kwa mkondo wa mara kwa mara wa 20mA (kwa kutumia resistor ya mfululizo iliyohesabiwa). Wakati hakuna kitu, mwanga wa IR unaelekea mbali na phototransistor haioni mwanga wa kurudishwa sana. Wakati kitu kinapoingia kwenye eneo la kugundua, mwanga fulani wa IR hurudi nyuma kwenye phototransistor, na kusababisha mkondo wa kolekta kuongezeka. Mabadiliko haya ya mkondo yanaweza kuongezwa na kubadilishwa kuwa ishara ya dijiti na comparator.

Sababu za Uchaguzi wa Vipengele: Pembe ya kuona ya LED yenye upana wa 145° inahakikisha uwanja mpana wa kugundua. Urefu wa wimbi wa 850nm unahakikisha usikivu wa juu zaidi kutoka kwa fototransistor. Kuchagua LED ya Rank H au J hutoa mwanga mkali zaidi, na kuongeza kiwango cha mwanga unaoakisiwa na uwezekano wa masafa ya kugundua au uaminifu.

Hesabu Muhimu: Thamani ya kipingamizi kinachosukumia (kama ilivyohesabiwa katika sehemu ya 8.1). Kiwango cha ishara kinachotarajiwa kwenye fototransista kitategemea uakisi wa kitu na kitahitaji kubainishwa kwa njia ya majaribio ili kuweka kizingiti cha kulinganisha kwa usahihi.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Infrared Light Emitting Diode (IR LED) ni diode ya makutano ya nusu-uwasha p-n. Unapotumia voltage ya mbele, elektroni kutoka kwenye nusu-uwasha wa aina-n na mashimo kutoka kwenye nusu-uwasha wa aina-p huingizwa kuvuka makutano. Wakati vibeba malipo hivi vinapounganishwa tena katika eneo linalotumika (AlGaAs chip katika hali hii), nishati hutolewa kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa nyenzo (AlGaAs) huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inafafanua moja kwa moja urefu wa wimbi la fotoni zinazotolewa—katika hali hii, katika wigo wa karibu na infrared karibu na manomita 850. Kifurushi cha epoksi kilicho wazi kama maji hufunga chip, hutoa ulinzi wa kiufundi, na hufanya kazi kama lenzi ya msingi kuunda usambazaji wa pembe ya mwanga uliotolewa.

13. Mienendo ya Teknolojia

Infrared LED technology continues to evolve alongside broader optoelectronics trends. Key directions include:

• Increased Efficiency: Development of new semiconductor materials and epitaxial structures aims to produce more optical power (higher radiant intensity) for the same electrical input, reducing system power consumption and heat generation.
• Ufinyaji: Hamu ya vifaa vidogo vya matumizi ya kawaida na vifaa vya IoT inasukuma kwa misingi ya kifurushi kidogo zaidi huku kudumisha au kuboresha utendaji wa macho.
• Suluhisho Zilizounganishwa: Kuna mwelekeo wa kuunganisha kituo cha mionzi ya IR, kigunduzi, na wakati mwingine mantiki ya udhibiti katika moduli au kifurushi kimoja, kurahisisha muundo na kuboresha utendaji kwa matumizi maalum kama vile kuhisi ishara au uchambuzi wa picha 3D unaoendelea.
• Utofautishaji wa Urefu wa Mawimbi: Ingawa 850nm na 940nm ni ya kawaida, urefu mwingine wa mawimbi unatengenezwa kwa matumizi maalum, kama vile spectroscopy au mifumo salama kwa macho.
• Enhanced Reliability & Uzingatifu: Kadiri kanuni zinavyokazwa na maisha ya bidhaa yanavyopanuliwa, umakini kwenye ufungaji thabiti, uboreshaji wa kinga dhidi ya unyevunyevu, na uhakikisho wa kufuata viwango vya kimataifa vya mazingira na usalama bado ni muhimu zaidi.

Tangazo la Kukataa Madai: Taarifa iliyowasilishwa hapa inatokana na inawakilisha yaliyomo ya kiufundi ya karatasi ya data iliyotolewa. Thamani za kawaida hazihakikishiwi. Wabunifu lazima wakagalie karatasi rasmi ya data kwa viwango kamili vya juu zaidi na maagizo ya utumiaji. Mtengenezaji hachukui uwajibikaji wowote kwa uharibifu unaotokana na matumizi nje ya hali maalum. Vipimo vyote viko chini ya mabadiliko na mtengenezaji.