SMD Kızılötesi LED 0.8mm Yükseklik Düz Üst - 1.6V - 875nm - 110mW - Türkçe Teknik Veri Sayfası

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, minyatür, yüzey montajlı bir kızılötesi (IR) ışık yayan diyotun tam teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, silikon fotodedektörlerle eşleşen kompakt, güvenilir bir kızılötesi ışık kaynağı gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Konumlandırma

LED, 0.8mm'lik son derece düşük profili ile karakterize edilir ve bu da alan kısıtlı PCB tasarımları için uygun kılar. Belirli bir ışıma deseni sağlayan, şeffaf plastikten kalıplanmış düz üst bir lense sahiptir. Cihaz, kızılötesi yayılım için optimize edilmiş GaAlAs (Galmiyum Alüminyum Arsenür) çip malzemesi kullanılarak üretilmiştir. Temel bir tasarım avantajı, spektral çıkışının yaygın silikon fotodiyotların ve fototransistörlerin hassasiyet eğrisiyle yakından eşleşmesidir; bu da sensör sistemlerinde algılama verimliliğini maksimize eder.

1.2 Uyumluluk ve Çevresel Özellikler

Bileşen, önemli çevresel ve güvenlik direktiflerine uygundur. Kurşunsuz (Pb-free) bir ürün olarak üretilmiştir. Ayrıca halojensiz gereksinimlerine uyar; özellikle Brom (Br) ve Klor (Cl) içeriğini her biri için 900 ppm'in altında ve toplamda 1500 ppm'in altında sınırlar. Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifinin parametreleri dahilinde kalacak şekilde tasarlanmıştır.

2. Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, kızılötesi LED'in mutlak limitlerini ve standart çalışma karakteristiklerini detaylandırır. Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitler altında veya bu limitlerde çalışma garanti edilmez.

• Sürekli İleri Akım (I_F):65 mA
• Ters Voltaj (V_R):5 V
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-25°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +85°C
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):260°C, süresi 5 saniyeyi aşmamak üzere.
• Güç Dağılımı (P_d):110 mW (25°C veya altındaki serbest hava sıcaklığında).

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, cihazın standart test koşulları altındaki (I_F= 20mA, Ta=25°C) tipik performansını tanımlar.

• Işıma Yoğunluğu (I_e):0.2 mW/sr (Minimum), 0.5 mW/sr (Tipik). Bu, birim katı açı başına yayılan optik gücü ölçer.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):875 nm (Tipik). Bu, optik çıkışın en güçlü olduğu dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):80 nm (Tipik). Bu, yayılan dalga boyları aralığını gösterir, tipik olarak tepe yoğunluğun yarısında (FWHM) ölçülür.
• İleri Voltaj (V_F):1.3 V (Tipik), 1.6 V (Maksimum). LED 20mA iletime geçtiğinde üzerindeki voltaj düşümü.
• Ters Akım (I_R):10 µA (Maksimum). 5V ters öngerilim uygulandığında oluşan sızıntı akımı.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):145° (Tipik). Işıma yoğunluğunun tepe yoğunluğunun (0°'de) yarısı olduğu tam açı. Düz üst lens, bu geniş görüş açısına katkıda bulunur.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli grafikler içerir. Bu eğriler, tasarım mühendislerinin gerçek dünya uygulamalarındaki performansı tahmin etmesi için esastır.

3.1 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu eğri, ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum ileri akımın düşürülmesini (derating) gösterir. Termal hasarı önlemek için, 25°C üzerinde çalışırken ileri akım azaltılmalıdır. 110mW'lık güç dağılımı derecesi, bu düşürme hesaplamasında kritik bir faktördür.

3.2 Spektral Dağılım

Grafik, dalga boyu spektrumu boyunca bağıl optik güç çıkışını tasvir eder. Yaklaşık 875nm'de tepe yayılımını ve ~80nm spektral bant genişliğini doğrular; silikon dedektör hassasiyeti (yaklaşık 800-900nm'de tepe yapar) ile eşleşmesini vurgular.

3.3 Bağıl Yoğunluk - İleri Akım İlişkisi

Bu çizim, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki ilişkiyi gösterir. Tipik olarak doğrusal altı bir eğilim gösterir; akım arttıkça, özellikle termal etkiler önemli hale geldiğinde, ışıma yoğunluğunda azalan getiriler elde edilir. Bu, istenen çıkış için sürücü akımı kararlarını verimlilik ve cihaz ömrüne karşı bilgilendirir.

3.4 İleri Akım - İleri Voltaj İlişkisi

IV (Akım-Voltaj) eğrisi, devre tasarımı için temeldir. Üstel ilişkiyi gösterir ve tasarımcıların hedef sürücü akımını (örn. 20mA) elde etmek için belirli bir besleme voltajı için gerekli seri direnci hesaplamasına olanak tanır. 1.3V'luk tipik V_F değeri, bu hesaplamalar için kilit bir değerdir.

3.5 Bağıl Işıma Yoğunluğu - Açısal Yer Değiştirme İlişkisi

Bu kutupsal çizim, ışıma desenini veya görüş açısını görsel olarak temsil eder. 145°'lik görüş açısı burada doğrulanır; yoğunluğun merkez eksenden (0°) uzaklaştıkça nasıl azaldığını gösterir. Bu, sensör uygulamalarında LED'i bir dedektörle hizalamak için çok önemlidir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

Cihaz, çok kompakt bir yüzey montaj paketinde bulunur. Anahtar boyutlar yaklaşık 1.6mm x 1.2mm gövde boyutu ve toplam 0.8mm yükseklik içerir. Anot ve katot pedleri paketin altında bulunur. Veri sayfasındaki detaylı mekanik çizimler, aksi belirtilmedikçe standart ±0.1mm toleransla tüm kritik boyutları sağlar. PCB tasarımı için önerilen bir lehim yatağı deseni (footprint) referans olarak verilmiştir, ancak tasarımcıların kendi spesifik montaj süreçlerine ve güvenilirlik gereksinimlerine göre değiştirmeleri önerilir.

4.2 Polarite Tanımlama

Paket, anodu katottan ayırt etmek için tipik olarak bir çentik veya bir uçta bir işaret içerir. Doğru yönlendirme, devre çalışması için hayati önem taşır.

4.3 Montaj İçin Paketleme

Bileşenler, otomatik pick-and-place montaj ekipmanlarıyla uyumluluk için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Şerit genişliği 8mm'dir ve standart 7 inç çapında bir makaraya sarılıdır. Her makara 3000 adet içerir. Besleyici sistemlerle uyumluluğu sağlamak için taşıyıcı şerit boyutları sağlanmıştır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun kullanım, cihaz güvenilirliğini ve performansını korumak için kritiktir.

5.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bir torbada nem alıcı ile paketlenmiştir. Torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Açmadan önce, 10-30°C sıcaklıkta ve ≤%90 bağıl nemde (RH) saklayın. Açıldıktan sonra, 10-30°C ve ≤%60 RH'de saklandığında "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün). Kullanılmayan parçalar nem alıcı ile yeniden torbalanmalıdır. Zemin ömrü veya raf ömrü aşılırsa, kullanımdan önce emilen nemi gidermek ve reflow lehimleme sırasında "patlamayı" önlemek için 60°C ±5°C'de 96 saat boyunca kurutma (baking) gereklidir.

5.2 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen bir kurşunsuz reflow lehimleme sıcaklık profili sağlanmıştır. Anahtar parametreler bir ön ısıtma aşaması, tanımlanmış bir ısınma hızı, 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı ve lehim pastası için uygun bir sıvılaşma üstü süresini (TAL) içerir. Aynı cihazda reflow lehimleme iki kereden fazla yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED gövdesi üzerindeki stres ve lehimleme sonrası PCB'nin eğilmesinden kaçınılmalıdır.

5.3 El Lehimleme ve Tamir

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gereklidir. Lehim havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her terminale 3 saniyeden fazla uygulanmamalıdır. Düşük güçlü bir havya (≤25W) önerilir. İki terminali lehimleme arasında en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakılmalıdır. LED lehimlendikten sonra tamir kesinlikle tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, mekanik stres uygulamadan her iki terminali aynı anda ısıtmak ve bileşeni kaldırmak için özel bir çift uçlu lehim havya kullanılmalıdır. Tamirin cihaz karakteristikleri üzerindeki etkisi önceden doğrulanmalıdır.

6. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

6.1 Birincil Uygulama Senaryoları

• PCB'ye Monte Kızılötesi Sensörler:Yakınlık algılama, nesne tespiti, çizgi takibi.
• Kızılötesi Uzaktan Kumanda Üniteleri:Genişletilmiş menzil için daha yüksek çıkış gücü gerektiren tasarımlar için uygundur.
• Tarayıcılar:Barkod okuyucular, belge tarayıcıları.
• Genel Kızılötesi Sistemler:Silikon bir dedektörle eşleştirilmiş kompakt, verimli bir IR kaynağı gerektiren herhangi bir uygulama.

6.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Harici bir seri direnç ZORUNLUDUR. LED'in üstel IV karakteristiği, voltajdaki küçük bir artışın büyük, yıkıcı bir akım artışına neden olabileceği anlamına gelir. Direnç değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F.
• formülü kullanılarak hesaplanır.Termal Yönetim:
• 110mW'lık güç dağılımı limitine uyulmalıdır. Özellikle daha yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında sürüş yaparken, ısı emici için PCB bakır alanını (termal pedler) göz önünde bulundurun.Optik Hizalama:
• Geniş 145°'lik görüş açısı hizalamayı basitleştirir ancak belirli bir noktadaki yoğunluğu azaltır. Odaklanmış ışınlar için harici optikler gerekli olabilir.Elektriksel Koruma:

Düşük ters voltaj derecesi (5V), endüktif yükler veya yanlış PCB düzeni nedeniyle oluşabilecek ters öngerilim koşullarından kaçınılması gerektiği anlamına gelir.

6.3 Karşılaştırma ve Seçim Faktörleri
Bir IR LED seçerken, temel farklılaştırıcı faktörler şunları içerir:Paket Boyutu/Yüksekliği:
Bu cihazın 0.8mm profili, ultra ince tasarımlar için büyük bir avantajdır.Görüş Açısı:
Düz üst, geniş açılı lens geniş kapsama için idealdir, oysa kubbe lensler daha odaklanmış ışınlar sunar.Dalga Boyu:
875nm tepe değeri, silikonla eşleşen bir standarttır. Diğer dalga boyları (örn. 940nm) daha düşük görünürlük sunar ancak dedektör tepkisi biraz daha düşük olabilir.Işıma Yoğunluğu:

0.5mW/sr tipik çıkış, birçok orta menzilli uygulama için uygundur. Daha yüksek çıkışlı cihazlar mevcuttur ancak boyut veya görüş açısından ödün verebilir.

7. Etiketleme ve Sipariş Bilgileri

Makara etiketi, izlenebilirlik ve üretim kontrolü için temel bilgileri içerir. Alanlar tipik olarak şunları içerir: Müşteri Parça Numarası (CPN), Üretici Parça Numarası (P/N), Parti Numarası (LOT No), Miktar (QTY), Tepe Dalga Boyu (H.E.), Performans Sınıfı (CAT), Referans Kodu (REF), Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL-X) ve Üretim Ülkesi (Made In). Bu cihaz için spesifik parça numarası SIR19-21C/TR8'dir; burada "TR8", 8mm şeritli makara paketlemesini belirtir.

8. Teknik Prensipler ve Trendler

8.1 Çalışma Prensibi

Bir kızılötesi LED, yarı iletken bir p-n eklem diyotudur. İleri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (GaAlAs çipi) yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. GaAlAs malzemesinin spesifik bant aralığı enerjisi, foton dalga boyunu belirleyerek yaklaşık 875nm civarında kızılötesi ışık üretir. Şeffaf epoksi lens, çipi korur ve yayılan ışık desenini şekillendirir.

8.2 Sektör Trendleri