BR15-22C/L586/R/TR8 SMD LED Teknik Veri Sayfası - 3.2x1.6x1.1mm Paket - 1.3-2.6V Gerilim - 100-125mW Güç - 905nm Kızılötesi & 660nm Kırmızı

1. Ürün Genel Bakışı

BR15-22C/L586/R/TR8, tek bir minyatür üstten görünümlü düz paket içinde hem bir kızılötesi (IR) hem de bir kırmızı ışık yayan diyot (LED) entegre eden, çift ışık yayan yüzey montajlı (SMD) bir LED'dir. Cihaz, verimli ışık iletimi sağlayan su berraklığında plastik ile kapsüllenmiştir. Temel bir tasarım özelliği, spektral çıkışının özellikle silikon fotodiyotların ve fototransistörlerin hassasiyetine uygun olmasıdır; bu da onu optik algılama ve tespit sistemleri için ideal bir ışık kaynağı yapar.

Bu bileşenin temel avantajları, devre tasarımlarında daha yüksek enerji verimliliğine katkıda bulunan düşük bir ileri gerilimi içerir. Kurşunsuz (Pb-free) olarak üretilmiştir ve RoHS, EU REACH ve halojensiz standartları (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm) dahil olmak üzere başlıca çevre düzenlemelerine uyumludur; bu da modern, çevre bilincine sahip elektronik üretimi için uygunluğunu garanti eder.

Birincil hedef pazar ve uygulama alanı, yakınlık sensörleri, nesne tespiti, kodlayıcılar ve güvenilir ve uyumlu ışık yayımının kritik olduğu diğer optoelektronik arayüzler gibi kızılötesi uygulamalı sistemlerdir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi verilmez.

• Sürekli İleri Akım (IF): Hem IR hem de Kırmızı çip için 50 mA.
• Ters Gerilim (VR): 5 V. Bu değerin aşılması eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr): -40°C ila +85°C. Bu, güvenilir çalışma için ortam sıcaklığı aralığını tanımlar.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg): -40°C ila +100°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol): Maksimum 5 saniye için 260°C, reflow montaj işlemleri için kritiktir.
• Güç Dağılımı (Pc): IR yayıcı için 100 mW ve Kırmızı yayıcı için 125 mW (25°C veya altındaki serbest hava sıcaklığında). Bu parametre, termal yönetim tasarımı için çok önemlidir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bunlar, Ta=25°C'de ölçülen tipik performans parametreleridir ve normal çalışma koşulları altında beklenen davranışı sağlar.

• Işıma Şiddeti (IE): IR yayıcı (BR) için tipik değer IF=20mA'de 0.50 mW/sr'dir. Kırmızı yayıcı için aynı akımda 1.50 mW/sr'dir. Bu, birim katı açı başına yayılan optik gücü ölçer.
• Tepe Dalga Boyu (λp): IR yayıcı 905 nm'de tepe yapar, Kırmızı yayıcı ise 660 nm'de tepe yapar. Bu, yayılan ışığın baskın rengini tanımlar.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): Her iki yayıcı için yaklaşık 30 nm, tepe noktası etrafındaki dalga boylarının yayılımını gösterir.
• İleri Gerilim (VF): IR çipinin tipik VF'si 1.30V (maks. 1.80V), Kırmızı çipin tipik VF'si ise IF=20mA'de 1.80V (maks. 2.60V)'dir. Düşük VF, güç verimliliği için önemli bir özelliktir.
• Ters Akım (IR): Her iki çip için VR=5V'de maksimum 10 µA, kapalı durumdaki sızıntı akımını gösterir.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 140 derece. Bu geniş görüş açısı, üstten görünümlü, lenssiz paketin karakteristiğidir ve geniş bir yayılım sağlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 Kızılötesi Yayıcı (905nm) Karakteristikleri

Sağlanan grafikler, IR çipi için temel parametreler arasındaki ilişkiyi göstermektedir.Işıma Şiddeti - İleri Akımeğrisi, maksimum değere kadar akımla birlikte optik çıkışta neredeyse doğrusal bir artış gösterir.İleri Akım - İleri Gerilimeğrisi, akım sınırlama devreleri tasarlamak için kritik olan diyotun üstel IV ilişkisini gösterir.Spektral Dağılımgrafiği, tanımlanan bant genişliği ile 905nm'deki tepeyi doğrular.İleri Akım - Ortam Sıcaklığıeğrisi, güç azaltma gereksinimlerini anlamak için gereklidir; sıcaklık arttıkça, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum sürekli akım azalır.

3.2 Kırmızı Yayıcı (660nm) Karakteristikleri

Kırmızı yayıcı için benzer eğriler sağlanmıştır. Özellikle, belirli bir akım için ışıma şiddeti IR yayıcıya kıyasla daha yüksektir. Spektral grafik, görünür kırmızı spektrum içinde 660nm'de keskin bir tepe gösterir. Elektriksel karakteristikler (IV eğrisi) aynı diyot yasasını izler ancak daha yüksek tipik bir ileri gerilime sahiptir.

3.3 Açısal Karakteristikler

Başlıklı bir grafikBağıl Işık Akımı - Açısal Yer Değiştirmereferans verilmiştir. Bu eğri, uygulama tasarımı için hayati öneme sahiptir; bir dedektör tarafından algılanan şiddetin, LED ile dedektör arasındaki açıya göre nasıl değiştiğini gösterir. 140 derecelik görüş açısı, şiddetin eksen üzerindeki değerinin yarısına düştüğü açı olarak tanımlanır.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

4.1 Paket Boyutları

Cihaz, kompakt bir SMD paketinde gelir. Ana boyutlar (mm cinsinden) yaklaşık 3.2 gövde uzunluğu, 1.6 genişlik ve 1.1 yükseklik içerir. Detaylı çizimler, PCB ayak izi tasarımı için kritik olan pad düzenini, bileşen dış hatlarını ve toleransları (aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.1mm) belirtir.

4.2 Polarite Tanımlama

Paket, katodu belirtmek için işaretler veya belirli bir pad tasarımı (genellikle pahlı bir köşe veya bir nokta) içerir. Montaj sırasında ters polarma hasarını önlemek için doğru polariteye dikkat edilmelidir.

4.3 Taşıyıcı Bant ve Makara Özellikleri

Ürün, otomatik montaj için bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Taşıyıcı bant boyutları belirtilmiştir ve standart bir makara 2000 adet içerir. Bu bilgi, pick-and-place makinelerini kurmak için gereklidir.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

5.1 Depolama ve Taşıma

LED'ler nem hassasiyetine sahiptir. Alınacak önlemler şunlardır: kullanılana kadar kapalı nem geçirmez torbayı açmamak; açılmamış torbaları ≤30°C/%90 RH'de saklamak ve bir yıl içinde kullanmak; açtıktan sonra ≤30°C/%60 RH'de saklamak ve 168 saat (7 gün) içinde kullanmak. Depolama süresi aşılırsa, 60±5°C'de en az 24 saat pişirme (baking) işlemi gereklidir.

5.2 Reflow Lehimleme

Kurşunsuz lehim sıcaklık profili önerilir. Termal stresi önlemek için reflow lehimleme iki kereden fazla yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED gövdesine mekanik stres uygulanmamalıdır. PCB lehimleme sonrasında eğilmemelidir.

5.3 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, uç sıcaklığı 350°C'nin altında olan bir lehim havya kullanın, her bir terminale 3 saniyeden fazla ısı uygulamayın ve 25W veya daha düşük kapasiteli bir havya kullanın. Her terminali lehimledikten sonra 2 saniyeden fazla soğuma aralığı bırakın.

5.4 Yeniden İşleme ve Onarım

Lehimleme sonrası onarım önerilmez. Kaçınılmazsa, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve paket boyunca termal stresi en aza indirmek için çift uçlu bir lehim havya kullanılmalıdır. LED karakteristiklerine zarar verme potansiyeli önceden değerlendirilmelidir.

6. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

6.1 Tipik Uygulama Devreleri

En kritik tasarım kuralıaşırı akım korumasıdır. Harici bir akım sınırlama direnci zorunludur. Diyotun üstel IV karakteristiği nedeniyle, gerilimdeki küçük bir artış, akımda büyük ve yıkıcı bir artışa neden olabilir. Direnç değeri, besleme gerilimi (Vs), istenen ileri akım (If) ve LED'in ileri gerilimi (Vf) kullanılarak şu formülle hesaplanmalıdır: R = (Vs - Vf) / If. IR ve kırmızı yayıcılar bağımsız olarak sürülecekse ayrı dirençler gereklidir.

6.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da, uygun PCB düzeni ısı dağılımına yardımcı olabilir. Termal pad'lere (varsa) veya cihaz bacaklarına bağlı yeterli bakır alan sağlayın. Maksimum değerlerin ima ettiği güç azaltma kılavuzlarına uyun—yüksek ortam sıcaklıklarında çalışmak, ileri akımın azaltılmasını gerektirir.

6.3 Optik Tasarım

Geniş kapsama gerektiren uygulamalar için 140 derecelik geniş görüş açısını kullanın. Daha uzun menzilli veya daha yönlendirilmiş algılama için harici lensler veya reflektörler gerekebilir. Su berraklığındaki lens, renk filtrelemesi olmadan tam çip yayılım deseni istenen uygulamalar için uygundur.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

BR15-22C/L586/R/TR8'ın temel farklılaşması,tek bir kompakt SMD paket içindeki çift dalga boyu yeteneğindeyatmaktadır. Bu, iki ayrı LED kullanmaya kıyasla kart alanından tasarruf sağlar. Onunsilikon dedektörlere spektral uyumuoptimize edilmiştir, algılama uygulamalarında sinyal-gürültü oranını potansiyel olarak iyileştirir.Düşük ileri gerilim, özellikle IR yayıcı için, bir verimlilik avantajı sunar. Katı çevre standartlarına (RoHS, REACH, Halojensiz) uyumluluğu, onu geniş bir küresel pazar yelpazesi için uygun kılar.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: IR ve Kırmızı LED'leri aynı anda her biri için maksimum 50mA akımda sürebilir miyim?

C: Hayır. Sürekli İleri Akım için Mutlak Maksimum Değer, her çip için 50mA'dir. Her ikisini de aynı anda 50mA'de sürmek, muhtemelen toplam paket güç dağılımı limitlerini (Pc) aşar ve aşırı ısınmaya neden olur. Sürme akımları, toplam güç ve termal koşullara göre azaltılmalıdır.

S: Neden bir akım sınırlama direnci kesinlikle gereklidir?

C: Bir LED, akımla çalışan bir cihazdır. İleri gerilimi, akım ve sıcaklıkla hafifçe değişir. Onu doğrudan bir gerilim kaynağına (regüle edilmiş olsa bile) bağlamak, onu sınırlayacak dahili bir direnç olmadığından, cihaz arızalanana kadar akımın kontrolsüz bir şekilde yükselmesine neden olacaktır. Direnç, kararlı, öngörülebilir bir akım sağlar.

S: "Silikon fotodedektöre spektral olarak uyumlu" ne anlama gelir?

C: Silikon fotodiyotlar ve fototransistörler belirli bir spektral tepki eğrisine sahiptir; belirli dalga boylarına (tipik olarak yakın kızılötesi ve kırmızı bölge) en hassastırlar. Bu LED'in tepe dalga boyları (905nm IR ve 660nm Kırmızı), bu dedektörlerin yüksek hassasiyet bölgelerine düşecek şekilde seçilmiştir, böylece belirli bir optik güç için üretilen elektriksel sinyal maksimize edilir.

S: 140 derecelik "Görüş Açısı"nı nasıl yorumlamalıyım?

C: Bu, ışıma şiddetinin doğrudan eksen üzerinde (0 derece) ölçüldüğünde değerinin yarısına (%50) düştüğü tam açıdır. Dolayısıyla, yayılım merkezden çok geniş bir ±70 derecelik koni içinde etkili bir şekilde kullanılabilir.

9. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Mobil Bir Cihaz için Yakınlık Sensörü Tasarımı

BR15-22C/L586/R/TR8, bir nesnenin (örneğin, bir çağrı sırasında kullanıcının kulağı) telefona yakın olduğunu tespit etmek için bir yakınlık sensöründe kullanılabilir. IR yayıcı (905nm) palslenir. Yakındaki bir silikon fotodiyot, yansıyan IR ışığı algılar. Kırmızı yayıcı bu özel modda kullanılmaz ancak durum göstergesi gibi diğer işlevler için kullanılabilir. Tasarım adımları şunları içerir: 1) Sürücü IC'nin çıkış gerilimi ve istenen pals akımına (örneğin, iyi şiddet için 20mA) dayalı olarak IR LED için akım sınırlama direncini hesaplamak. 2) LED ve fotodiyotu, doğrudan çapraz konuşmayı önlemek için aralarında optik bir bariyer olacak şekilde PCB'ye yerleştirmek. 3) Nem hassas pakete zarar vermemek için reflow lehimleme profilini tam olarak takip etmek. 4) LED'i palsleyen ve fotodiyot sinyalini okuyan, bir eşik kullanarak "yakın" veya "uzak" durumu belirleyen firmware uygulamak.

10. Çalışma Prensibi Giriş

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. p-n eklemine bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgedeki elektronlar p-tipi bölgedeki deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. IR yayıcı, 905nm kızılötesi ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahip olan Galyum Alüminyum Arsenür (GaAlAs) kullanır. Kırmızı yayıcı, 660nm kırmızı ışık üreten Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür (AlGaInP) kullanır. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirir.

11. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

BR15-22C/L586/R/TR8 gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronikte küçülme, otomasyon ve çok işlevlilik trendleri tarafından yönlendirilmektedir. Kurşunsuz ve halojensiz üretime geçiş, çevresel olarak sürdürülebilir bileşenler için küresel itici gücü yansıtır. Algılama uygulamalarında, sistem performansını iyileştirmek ve güç tüketimini azaltmak için daha yüksek verimlilik (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) ve daha sıkı spektral uyum için sürekli bir talep vardır. Birden fazla dalga boyunu veya işlevi tek paketlerde entegre etmek, giderek karmaşıklaşan cihazlarda alan ve maliyetten tasarruf etmek için mantıklı bir adımdır. Ayrıca, paket malzemeleri ve tasarımındaki iyileştirmeler, otomotiv, endüstriyel ve tüketici uygulamaları için kritik olan termal stres ve nem maruziyeti altında güvenilirliği artırmayı amaçlamaktadır.