HIR26-21C/L289/TR8 1.6mm Yuvarlak Ultra Mini Kızılötesi LED Veri Sayfası - Boyut 1.6mm - Dalga Boyu 850nm - Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

HIR26-21C/L289/TR8, ultra küçük bir yüzey montaj cihazı (SMD) kızılötesi yayıcı diyottur. Kompakt, güvenilir kızılötesi ışık kaynağı gerektiren uygulamalar için tasarlanmış olup, modern otomatik montaj süreçleriyle uyumludur. Cihaz, ışık çıkışını optimize etmek için şeffaf plastik kılıf ve küresel üst lens ile 1.6 mm dairesel paket kullanır.

Temel avantajı, spektrumunun silikon fotodedektörlerle (fotodiyotlar ve fototransistörler) eşleşmesidir, bu da onu algılama sistemlerinde yüksek verimli kılar. Cihaz, bu dalga boyu aralığında yüksek performanslı kızılötesi yayıcılar için standart malzeme olan GaAlAs (galyum alüminyum arsenür) çip malzemesi kullanılarak üretilmiştir.

Hedef pazar, alanın kısıtlı olduğu ve güvenilir kızılötesi sinyal iletimi veya algılama gerektiren tüketici elektroniği, endüstriyel sensörler ve otomasyon ekipmanları için tasarımcılar ve üreticileri içerir.

2. Teknik Parametrelerin Detaylı Açıklaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek limitleri tanımlar. Bu limitlerin ötesinde çalıştırılması önerilmez.

• Sürekli İleri Yön Akımı (I_F)): 65 mA. Bu, ortam sıcaklığının (T_a) 25°C olduğu durumda sürekli olarak uygulanabilecek maksimum doğru akımdır.
• Tepe İleri Yön Akımı (I_FP)): 1.0 A. Bu yüksek akım yalnızca darbe genişliği ≤100μs ve görev döngüsü ≤%1 olan darbe koşullarında izin verilir. Bu genellikle kısa, yüksek güçlü darbeler gerektiren uzaktan kumanda uygulamalarında kullanılır.
• Ters Gerilim (V_R)): 5 V. Bu ters öngerilim voltajının aşılması, eklem delinmesine neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr)): -40°C ila +85°C. Bu cihaz endüstriyel sıcaklık aralığı için uygundur.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg)): -40°C ila +100°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol)）：260°C, süresi 5 saniyeyi geçmemek üzere, kurşunsuz geri akış işlemiyle uyumludur.
• Güç Tüketimi (P_d)）：25°C veya altındaki serbest hava sıcaklığında 130 mW. Bu değer, elektrik gücü dönüşümünü ve cihazın ısı dağıtma kapasitesini dikkate alır.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler T_a=25°C'de ölçülmüş olup, cihazın tipik çalışma koşullarındaki performansını tanımlar.

• Radyasyon Yoğunluğu (I_e)）：Birim katı açı (steradyan) başına ışık gücü çıkışı. 20mA ileri akımda tipik değer 17 mW/sr'dir (minimum 10 mW/sr). Darbe koşullarında (100mA, ≤100μs, görev döngüsü ≤%1), tipik radyasyon yoğunluğu önemli ölçüde artarak 85 mW/sr'ye ulaşır ve darbe işleminin tepe çıkışı üzerindeki avantajını vurgular.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p)): 850 nm (tipik değer). Bu, kızılötesi spektrumun yakın bölgesine aittir, silikon tabanlı dedektörler için çok uygundur ve 940 nm gibi daha kısa dalga boylarına kıyasla insan gözü için daha az görünürken, hala iyi bir atmosferik geçirgenliğe sahiptir.
• Spektral bant genişliği (Δλ)): 30 nm (tipik değer). Bu, tepe dalga boyu merkezli olarak yayılan dalga boyu aralığını tanımlar.
• İleri yönlü voltaj (V_F)): 20mA'de, tipik ileri voltaj 1.40V'dir (aralık 1.20V ila 1.70V). 100mA darbe akımında, V_Ftipik olarak 1.60V'ye yükselir (aralık 1.40V ila 2.20V). Bu bilgi, sürücü devre tasarımı ve güç kaynağı seçimi için çok önemlidir.
• Ters yönlü akım (I_R)): 5V ters voltajda maksimum 10 μA, iyi bir eklem kalitesini gösterir.
• Görüş açısı (2θ_1/2)): 25 derece (tipik değer). Bu, radyasyon yoğunluğunun tepe (eksenel) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 25° açı, yönlü algılama veya sinyal iletimi için uygun nispeten odaklanmış bir ışın sağlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, bileşenin farklı koşullar altındaki davranışını anlamak için birkaç önemli grafik sağlar.

3.1 İleri Akım ile Ortam Sıcaklığı Arasındaki İlişki

Bu eğri, maksimum izin verilen sürekli ileri akımın, ortam sıcaklığı 25°C'yi aştıkça nasıl azaldığını gösterir. Aşırı ısınmayı önlemek için, sıcaklık maksimum çalışma sınırı olan 85°C'ye yaklaştıkça akım doğrusal olarak azaltılmalıdır. Tasarımcılar, uygulamalarının termal ortamında güvenilir çalışmayı sağlamak için bu grafiği kullanmalıdır.

3.2 Spektral Dağılım

Bu grafik, göreceli radyasyon yoğunluğunu dalga boyuna karşı çizerek, 850nm tepe noktasını ve yaklaşık 30nm'lik spektral bant genişliğini görsel olarak doğrular. Cihazın, belirtilen dalga boyu merkezli nispeten saf bir kızılötesi ışık yaydığını gösterir.

3.3 İleri Akım ile İleri Gerilim Arasındaki İlişki (I-V Eğrisi)

Bu temel karakteristik eğrisi, diyottaki akım ile voltaj arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Çalışma noktasını belirlemek ve akım sınırlama devreleri tasarlamak için çok önemlidir. Bu eğri sıcaklıkla birlikte kayar.

3.4 Radyasyon Şiddeti ile İleri Akım Arasındaki İlişki

Bu grafik, ışık çıkışını sürücü akımının bir fonksiyonu olarak gösterir. Genellikle doğrusal altı bir ilişki sergiler; çok yüksek akımlarda, termal etkiler ve diğer etkiler nedeniyle verimlilik (mA başına radyasyon yoğunluğu) düşebilir. Bu grafik, istenen ışık çıkış seviyesi için sürücü akımını optimize etmeye yardımcı olur.

3.5 Bağıl Radyasyon Şiddeti ile Açısal Yer Değiştirme İlişkisi

Bu kutupsal grafik, LED'in görüş açısını ve radyasyon modelini görsel olarak temsil eder. Gözlem açısı merkez eksenden (0°) saptıkça yoğunluğun, yaklaşık ±12.5°'de %50'ye düşerek (25° tam görüş açısını doğrulayarak) nasıl azaldığını gösterir. Bu, optik sistem tasarımı, hizalama ve yayılan ışığın kapsama alanını anlamak için çok önemlidir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

Bu cihaz, çift uçlu bir SMD paketidir ve gövde çapı 1.6 mm'dir. Veri sayfasındaki detaylı mekanik çizim, toplam yükseklik, bacak aralığı ve lens geometrisi dahil tüm kritik boyutları sağlar. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.1 mm'dir.

4.2 Pad Tasarımı ve Stencil Önerileri

Güvenilir lehimleme ve lehim topu gibi sorunlardan kaçınmak için önerilen pad yerleşimi ve stencil tasarımı sağlanmıştır. Temel öneriler şunları içerir:

• Lehim Pastası: Sn/Ag3.0/Cu0.5 (yaygın bir kurşunsuz alaşım).
• Şablon Kalınlığı: 0.10mm.
• Şablon açıklık deseni, küçük pedlerdeki lehim pastası hacmini kontrol etmek için tasarlanmış bir desen göstermektedir.

Önemli Not: Önerilen ped boyutları yalnızca referans içindir. Nihai PCB ped deseni, spesifik üretim sürecine, termal gereksinimlere ve bireysel tasarım ihtiyaçlarına göre değiştirilmelidir.

4.3 Polarite İşareti

Katot genellikle paket üzerindeki bir çentik, düz kenar veya tabandaki yeşil işaret gibi görsel işaretlerle belirtilir. Veri sayfası çizimleri, doğru PCB yönlendirmesi için kritik olan katot tarafını açıkça tanımlar.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

5.1 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Bu cihaz neme karşı hassastır. "Patlamış mısır" etkisini (reflow sırasında buharın hızlı genleşmesi nedeniyle paket çatlaması) önlemek için önlemler alınmalıdır.

• Kullanıma hazır olana kadar nem koruma torbasını açmayın.
• Açıldıktan sonra, ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%60 bağıl nemde (RH) saklayın.
• Torba açıldıktan sonraki 168 saat (7 gün) içinde kullanın.
• Depolama süresi aşılırsa veya nem göstergesi nem girişini işaret ederse, bileşeni kullanmadan önce 60 ±5°C'de 24 saat boyunca ısıtın.

5.2 Reflow Lehimleme Süreci

Bu cihaz, kızılötesi ve buhar fazı reflow işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz reflow sıcaklık profili veri sayfasında önerilmiştir. Kritik parametreler ön ısıtma, ısı dengeleme, reflow tepe sıcaklığı (260°C'yi aşmamalı, süre ≤5 saniye) ve soğutma hızını içerir. Bileşenlere uygulanan termal stresi en aza indirmek için reflow işlemi iki defadan fazla uygulanmamalıdır.

5.3 El Lehimleme ve Tamir

El lehimleme yapılması gerekiyorsa, son derece dikkatli olunmalıdır:

• 使用烙铁头温度<350°C的烙铁。
• 每个端子接触时间限制在≤3秒。Gücü 25W veya daha düşük olan bir havya kullanın.
• Isı birikimini önlemek için her bir terminalin lehimlenmesi arasında ≥2 saniye ara verin.
• İlk lehimlemeden sonra onarım yapılması önerilmez. Kaçınılmazsa, lehim noktalarının ve LED'in kendisinin mekanik gerilime maruz kalmasını önlemek için çıkarma işleminde her iki terminali aynı anda ısıtmak için çift uçlu bir havya kullanın. Herhangi bir onarım işleminden sonra mutlaka cihaz fonksiyonunu doğrulayın.

5.4 Devre Kartı İşleme

Isıtma (lehimleme) işlemi sırasında LED'e mekanik stres uygulamaktan kaçının, lehimlemeden sonra devre kartını bükmeyin, çünkü bu bileşenin veya lehim bağlantılarının çatlamasına neden olabilir.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Şeritleme ve Makara Özellikleri

Bu cihaz, endüstri standardı 7 inç çapındaki makaralarda, embosslu taşıyıcı şerit formunda sunulmaktadır. Taşıyıcı şerit boyutlarına (cep boyutu, aralık vb.) ilişkin detaylı çizimler sağlanmıştır. Her makara 1500 adet içerir.

6.2 Etiket Özellikleri

Makara etiketi, izlenebilirlik ve üretim için standart bilgileri içerir:

• CPN (Müşteri Parça Numarası)
• P/N (Üretici Parça Numarası: HIR26-21C/L289/TR8)
• ADET (Miktar)
• KAT (Sınıf/Kademe)
• RENK (Tepe Dalga Boyu)
• REF (Referans)
• LOT No. (Parti Numarası)
• MSL-X (Nem Duyarlılık Seviyesi)
• Made In (Üretildiği Ülke)

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• PCB'ye Monte Kızılötesi Sensör: Yakınlık Algılama, Nesne Tespiti, Robotlarda Hat Takibi.
• Kızılötesi Uzaktan Kumanda ÜnitesiStandart uzaktan kumanda LED'lerinden daha yüksek çıkış gücü gerektiren, parlak ortamlarda daha uzun mesafe veya daha iyi performans sağlaması muhtemel uygulamalar için uygundur.
• Gaz Sayacı/SayaçGenellikle kamu hizmeti sayaçları içindeki optik algılama mekanizmalarında kullanılır.
• Genel Amaçlı Kızılötesi SistemVeri iletimi, kodlama veya algılama için kompakt, güvenilir bir kızılötesi ışık kaynağı gerektiren herhangi bir gömülü sistem.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım sınırlandırılmalıdır"Önemli Hususlar" bölümünde açıkça belirtildiği gibi, LED ile seri olarak harici bir akım sınırlama direnci (veya sabit akım sürücüsü) kullanılmalıdır. İleri voltajın bir aralığı vardır ve doğru şekilde sınırlanmazsa, güç kaynağı voltajındaki hafif bir artış, akımda büyük ve yıkıcı bir artışa neden olabilir.
• Termal YönetimGüç tüketimini (P_d=V_F*I_F) ve maksimum akımın sıcaklıkla azaltılmasını (derating) göz önünde bulundurun. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek görev döngülü darbe uygulamalarında, yeterli PCB bakır alanı veya başka soğutma yöntemleri olduğundan emin olun.
• Optik Tasarım25° görüş açısı yönlülük sağlar. Daha geniş bir kapsama alanı için ikincil optik elemanlara (difüzör) ihtiyaç duyulabilir. Daha uzun mesafeler için ışın hüzmelerini paralel hale getirmek (kollime etmek) üzere lensler kullanılabilir.
• Sürücü Devresi1A'lik darbe işlemi için transistör veya MOSFET anahtarı gereklidir. Sürücünün tepe akımını ve gerekli hızlı yükselme/düşme sürelerini işleyebildiğinden emin olun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

Standart 5mm veya 3mm delikli kızılötesi LED'lere kıyasla, HIR26-21C/L289/TR8 belirgin avantajlara sahiptir:

• Boyut1.6mm SMD paketi, nihai ürünün küçültülmesini sağlar ve yüksek hızlı yüzey montajı ile uyumludur.
• Performans20mA'de tipik 17 mW/sr ışınım şiddeti rekabetçiyken, darbe koşullarında 85 mW/sr yüksek çıkış gereksinimleri için kritik bir özelliktir.
• Güvenilirlik: SMD yapısı ve standart reflow işlemiyle uyumluluğu, elle lehimlenmiş delikli bileşenlere kıyasla daha sağlam ve tutarlı lehim bağlantıları sağlar.
• Uygunluk：该器件无铅，符合RoHS、REACH标准，且无卤素（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl <1500ppm），满足全球市场的严格环保法规。

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mikrodenetleyici pini ile sürebilir miyim?

Hayır.Tipik ileri voltajı sadece 1.4V-1.6V'dir. Akım sınırlayıcı direnç kullanmadan doğrudan 3.3V veya 5V güç kaynağına bağlanırsa, aşırı akım nedeniyle LED neredeyse kesinlikle hasar görür. Seri bir direnç kullanmak şarttır ve bu direnç Ohm Kanunu'na göre hesaplanmalıdır: R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F.

9.2 20mA DC anma değeri ile 100mA darbe anma değeri arasındaki fark nedir?

20mA anma değeri,sürekliçalışma için geçerlidir. 100mA anma değeri çok kısa sürelidarbe(≤100μs) ve düşük görev döngüsünde (≤%1). Bu, LED'in ortalama güç hala düşük olduğu için aşırı ısınmadan, daha kısa sürede daha güçlü sürülerek daha parlak bir flaş (85 mW/sr'ye karşı 17 mW/sr) üretmesini sağlar. Bu, uzaktan kumandalar için çok uygundur.

9.3 25 derecelik "görüş açısı" nasıl anlaşılır?

Bu, ışık şiddetinin maksimum değerinin (eksenel) yarısına düştüğü全açıdır. Bunu ana "ışın" veya ışık lobunun genişliği olarak düşünebilirsiniz. Bu açının ötesinde hala ışık yayılımı vardır, ancak şiddeti daha düşüktür. 25° açı orta derecede odaklanmıştır.

9.4 Nem hassasiyeti ve kızartma neden önemlidir?

Plastik SMD paketleri havadan nem emer. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında bu nem hızla buhara dönüşerek iç basınç oluşturur ve paketin çatlamasına veya çip ile tabakalaşmasına ("patlamış mısır" efekti) yol açabilir. Depolama ve ön ısıtma kurallarına uymak bu arıza modunu önler.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Senaryo: Uzun Mesafeli Bir Kızılötesi İşaretçi (Beacon) Tasarımı

Tasarımcı, kapalı mekan ortamında ve bir miktar ortam kızılötesi gürültüsü varlığında, 20 metre uzaktaki bir sensör tarafından tespit edilebilen, kompakt, pil ile çalışan bir işaretçiye ihtiyaç duymaktadır.

1. Sürüş yöntemi seçimi: Maksimum tespit mesafesi için, tasarımcı 85 mW/sr'ye varan darbe ışınım şiddetinden yararlanmak üzere darbe modu çalışmayı seçmiştir.
2. Devre tasarımı: Mikrodenetleyici GPIO pini, bir N-kanal MOSFET'i kontrol eder. LED, bir güç kaynağı (örneğin 3.3V) ile MOSFET'in drenaj ucu arasına bir akım sınırlama direnci ile seri olarak bağlanır. Direnç değeri 100mA için hesaplanır: R = (3.3V - 1.6V) / 0.1A = 17Ω (18Ω standart değeri kullanılır). Mikrodenetleyici, genişliği 100μs ve görev döngüsü %1 olan (örneğin, 100μs açık, 9900μs kapalı) darbe üretir.
3. PCB yerleşimiÖnerilen pad yerleşimini başlangıç noktası olarak alın. Yüksek akım darbeleri sırasında ısı dağılımına yardımcı olmak için padlerin etrafına ek termal padler ve bakır döküm (copper pour) ekleyin.
4. MontajBileşenleri PCB üzerine yerleştirin. LED makaralarını uygun şekilde depolayın, monte edilmiş kartı önerilen kurşunsuz profil ile bir kez reflow lehimleyin.
5. Optik (İsteğe Bağlı)Mesafeyi daha da artırmak için, LED'in üzerine ışın hüzmesini daraltmak ve çıkış gücünü hedef mesafedeki daha küçük bir alana yoğunlaştırmak için basit bir plastik kolimatör lens yerleştirilebilir.

Bu vaka çalışması, kilit veri sayfası parametrelerinin – darbe ışınım şiddeti, ileri yönlü voltaj, akım değerleri ve paket boyutları – pratik tasarımı nasıl doğrudan yönlendirdiğini göstermektedir.

11. Çalışma Prensibi

Kızılötesi Işık Yayan Diyot (IR LED), bir yarı iletken p-n eklemindeki elektrolüminesans prensibiyle çalışır. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden elektronlar ve p-tipi malzemeden delikler (hole'lar) eklem bölgesine enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. GaAlAs diyotlarında olduğu gibi, yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı, açığa çıkan enerjinin kızılötesi spektrumda, yaklaşık 850 nanometre gibi belirli bir dalga boyuna karşılık gelen fotonlara denk gelmesi için tasarlanmıştır. Şeffaf epoksi kılıf, yayılan ışığı belirtilen ışınım modeline (25° yarı güç açısı) şekillendiren bir lens görevi görür.

12. Sektör Eğilimleri ve Gelişmeler

Ultra küçük kızılötesi LED pazarı gelişmeye devam ediyor. HIR26-21C/L289/TR8 gibi cihazlarla ilişkili temel trendler şunları içerir:

• Artan Entegrasyon: Trend, sensör modüllerini basitleştirmek için kızılötesi vericileri sürücü IC'leri ve hatta fotodedektörlerle tek bir pakette entegre etmektir.
• Daha Yüksek Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi araştırmaları, kızılötesi LED'lerin duvar verimliliğini (ışık güç çıkışı / elektrik güç girişi) artırmayı, böylece aynı boyuttaki paketlerde daha düşük güç tüketimi veya daha yüksek çıkış elde etmeyi amaçlamaktadır.
• Yeni Dalga Boyları: 850nm ve 940nm baskın olsa da, gaz algılama veya göz güvenliğinin artırılması gibi belirli uygulamalar için diğer kızılötesi dalga boylarına olan ilgi artıyor.
• Gelişmiş Paketleme: Boyut ve maliyeti daha da azaltırken termal performansı artırmak için Çip Ölçekli Paketleme (CSP) ve Wafer Seviyesi Paketleme geliştirilmesi.
• Uygulama Genişlemesi:
  • Biyometrik ve Güvenlik: Yüz tanıma, iris tarama.
  • OtomotivAraç içi yolcu algılama, sürücü izleme sistemi.
  • Tüketici ElektroniğiTelefon/tablet yakınlık algılama, hareket tanıma.
  • Endüstriyel Nesnelerin İnternetiMakine görüşü, durum izleme.

HIR26-21C/L289/TR8 gibi bileşenler, küçük boyutları, güvenilir performansları ve çevre dostu standartlara uyumları sayesinde, kompakt ve verimli kızılötesi ışık kaynaklarının temel bir gereklilik olduğu bu genişleyen pazarlara hizmet etmek için ideal bir seçenektir.