IR95-21C/TR7 红外LED规格书 - 1.9mm圆形贴片 - 1.2V - 940nm - 130mW

1. 产品概述
1.1 核心优势与目标市场
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
2.2 光电特性 (Ta=25°C)
3. 性能曲线分析
3.1 正向电流与环境温度关系
3.2 光谱分布
3.3 相对辐射强度与正向电流关系
3.4 正向电流与正向电压关系
3.5 相对辐射强度与角度位移关系
4. 机械与封装信息
4.1 封装尺寸
4.2 极性识别
5. 焊接与组装指南
5.1 存储与湿度敏感性
5.2 回流焊温度曲线
5.3 手工焊接与返修
6. 包装与订购信息
6.1 载带包装
6.2 标签规格
7. 应用建议
7.1 典型应用电路
7.2 设计注意事项
8. 技术对比与差异化
9. 常见问题解答 (基于技术参数)
9.1 如果正向电流超过65mA会怎样？
9.2 此器件能否用于连续工作？
9.3 为何开封后的存储和使用时间如此关键？
10. 实际设计与使用案例
11. 工作原理
12. 行业趋势

1. 产品概述

IR95-21C/TR7是一款超小型表面贴装器件（SMD）红外发射二极管。它采用紧凑的双端封装，顶部为透明塑料模压的球形透镜。该器件专为与硅光电二极管和光电晶体管进行光谱匹配而设计，是各种红外传感应用的理想光源。

1.1 核心优势与目标市场

该元件具有多项关键优势，包括极小的外形尺寸、高可靠性以及低正向电压工作特性。其主要目标市场包括消费电子、工业自动化以及安全设备等领域，这些应用需要在有限空间内实现可靠的红外发射。

2. 深入技术参数分析

IR95-21C/TR7的性能由其特定条件下的电气、光学和热特性定义。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限条件，不适用于连续工作。

连续正向电流 (I_F)): 65 mA
反向电压 (V_R)): 5 V
工作温度 (T_opr)): -25°C 至 +85°C
存储温度 (T_stg)): -40°C 至 +85°C
功耗 (P_d)): 130 mW (环境温度≤25°C时)
焊接温度 (T_sol)): 260°C，持续时间≤5秒

2.2 光电特性 (T_a=25°C)

这些参数在20mA标准测试电流下测得，代表器件的典型性能。

辐射强度 (I_e)): 3.0 mW/sr (最小值), 5.0 mW/sr (典型值)
峰值波长 (λ_p)): 940 nm (典型值)
光谱带宽 (Δλ)): 45 nm (典型值)
正向电压 (V_F)): 1.2 V (典型值), 1.5 V (最大值)
反向电流 (I_R)): 10 μA (最大值)，条件为 V_R=5V
视角 (2θ_1/2)): 25° (典型值)

3. 性能曲线分析

规格书提供了多条对设计工程师至关重要的特性曲线。

3.1 正向电流与环境温度关系

该曲线显示了当环境温度超过25°C时，最大允许正向电流的降额情况。适当的热管理对于保持在安全工作区内至关重要。

3.2 光谱分布

光谱输出曲线以940nm的典型峰值波长为中心，带宽约为45nm。这与常见硅光电探测器的峰值灵敏度匹配良好。

3.3 相对辐射强度与正向电流关系

此图说明了驱动电流与光输出之间的非线性关系。辐射强度随电流增加而增加，但设计者必须考虑效率和发热问题。

3.4 正向电流与正向电压关系

I-V曲线展示了二极管的指数特性。在20mA电流下，典型正向电压为1.2V，相对较低，有助于低功耗电路设计。

3.5 相对辐射强度与角度位移关系

此极坐标图定义了LED的空间发射模式。25°的视角表明光束具有中等方向性，适用于目标传感应用。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

IR95-21C/TR7采用1.9mm圆形主体，带有用于表面贴装的“鸥翼”式引脚。关键尺寸包括主体直径、总高度和引脚间距。除非另有说明，所有关键尺寸公差为±0.1mm。鸥翼引脚设计在焊接过程中和焊接后提供了良好的机械稳定性。

4.2 极性识别

阴极通常通过封装上的视觉标记来指示，例如凹口、平边或较短的引脚。请查阅详细的封装图纸以了解此元件使用的具体识别方法。

5. 焊接与组装指南

正确处理对于SMD元件的可靠性至关重要。

5.1 存储与湿度敏感性

此器件对湿度敏感。开封前，必须将其存放在原装防潮袋中，环境条件为温度≤30°C，相对湿度≤90%。开封后，应存储在温度≤30°C，相对湿度≤60%的环境中，并在168小时（7天）内使用。如果超出这些条件，使用前需要在60±5°C下烘烤24小时。

5.2 回流焊温度曲线

规格书规定了无铅焊接温度曲线。回流焊次数不应超过两次。加热过程中，不应对LED主体施加机械应力，且焊接后PCB不应翘曲。

5.3 手工焊接与返修

如果必须进行手工焊接，应使用烙铁头温度<≤350°C且功率≤25W的烙铁。每个引脚的接触时间应≤3秒。强烈不建议进行返修。如果不可避免，必须使用专用的双头烙铁同时加热两个引脚，以防止环氧树脂主体承受热应力。

6. 包装与订购信息

6.1 载带包装

元件以凸纹载带形式提供，用于自动组装。标准每卷装载数量为1000片。提供了详细的载带和卷盘尺寸，以确保与送料器的兼容性。

6.2 标签规格

卷盘标签包含基本信息，包括零件号（P/N）、客户生产编号（CPN）、数量（QTY）、等级（CAT）、峰值波长（HUE）、参考号（REF）和批号（LOT No.）。

7. 应用建议

7.1 典型应用电路

主要应用是作为红外光源与硅光电探测器配对使用。必须串联一个限流电阻。电阻值（R）的计算公式为：R = (V_电源- V_F) / I_F。由于 V_F较低（约1.2V），即使电源电压的小幅增加也可能导致大电流浪涌，因此需要精确计算电阻值，或在关键应用中使用恒流驱动器。

7.2 设计注意事项

光学对准：25°的视角要求与接收传感器进行精心的机械对准，以获得最佳信号强度。
热管理：虽然功耗较低，但PCB布局应避免在附近放置发热元件，尤其是在高环境温度或接近最大电流下工作时。
电气噪声：在敏感的模拟传感电路中，应考虑屏蔽或滤波，以防止脉冲LED驱动电流引入噪声。

8. 技术对比与差异化

IR95-21C/TR7通过其极紧凑的1.9mm圆形封装、用于稳固焊接的鸥翼引脚以及与硅探测器精确匹配的光谱输出实现了差异化。与较大的通孔式红外LED相比，它显著节省了电路板空间。与其他SMD封装相比，其球形透镜和特定视角可能为某些屏障或接近传感器设计提供更好的光耦合效果。

9. 常见问题解答 (基于技术参数)

9.1 如果正向电流超过65mA会怎样？

超过正向电流的绝对最大额定值可能导致半导体结过热而立即发生灾难性故障，或显著降低器件的长期可靠性和发光输出。

9.2 此器件能否用于连续工作？

可以，但必须确保工作点 (I_F, T_a) 位于由最大功耗曲线定义的安全工作区内。在25°C时，最大连续功耗为130mW。在更高的环境温度下，最大允许电流必须降额使用。

9.3 为何开封后的存储和使用时间如此关键？

环氧树脂封装材料会吸收空气中的水分。在高温回流焊过程中，这些被吸收的水分会迅速汽化，导致内部分层、开裂或“爆米花”现象，从而损坏元件。指定的存储条件和车间寿命正是为了控制此风险。

10. 实际设计与使用案例

案例：在打印机中设计紧凑型纸张存在传感器。IR95-21C/TR7是一个绝佳选择。其小巧尺寸使其能够安装在紧凑的机械组件中。设计者会将其与放置在几毫米外的光电晶体管配对，构成透射式传感器。微控制器将以20mA电流（使用合适的串联电阻）脉冲驱动LED，并读取光电晶体管的输出。940nm波长不可见，不会干扰用户体验。鸥翼引脚提供了牢固的焊点，能够抵抗打印机机构内的振动。严格遵守回流焊温度曲线和湿度处理程序对于实现高制造良率至关重要。

11. 工作原理

红外发光二极管（IR LED）是一种半导体p-n结二极管。当正向偏置时，来自n区的电子与来自p区的空穴在有源区复合。此复合过程以光子的形式释放能量。所使用的特定材料（本例中为砷化镓铝 - GaAlAs）决定了带隙能量，从而直接定义了发射光的波长，此处为940nm左右的红外光谱。

12. 行业趋势

光电行业的趋势持续朝着小型化、更高效率和集成化方向发展。此类SMD封装已在自动组装中很大程度上取代了通孔元件。未来的发展可能包括更小的芯片级封装（CSP）、封装内集成驱动电路，以及为数据通信应用而设计的更高速度调制元件。同时，业界也持续关注提高可靠性和简化组装工艺，例如降低湿度敏感等级。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语	单位/表示	通俗解释	为什么重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦电能发出的光通量，越高越节能。	直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源发出的总光量，俗称"亮度"。	决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。	影响光照范围与均匀度。
色温（CCT）	K（开尔文），如2700K/6500K	光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra）	无单位，0–100	光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM）	麦克亚当椭圆步数，如"5-step"	颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。	保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength）	nm（纳米），如620nm（红）	彩色LED颜色对应的波长值。	决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution）	波长 vs. 强度曲线	显示LED发出的光在各波长的强度分布。	影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语	符号	通俗解释	设计注意事项
正向电压（Forward Voltage）	Vf	LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。	驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current）	If	使LED正常发光的电流值。	常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current）	Ifp	短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。	脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。	电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。	高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。	生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语	关键指标	通俗解释	影响
结温（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需时间。	直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段时间后剩余亮度的百分比。	表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中颜色的变化程度。	影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因长期高温导致的封装材料劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语	常见类型	通俗解释	特点与应用
封装类型	EMC、PPA、陶瓷	保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。	EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构	正装、倒装（Flip Chip）	芯片电极布置方式。	倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层	YAG、硅酸盐、氮化物	覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。	不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计	平面、微透镜、全反射	封装表面的光学结构，控制光线分布。	决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语	分档内容	通俗解释	目的
光通量分档	代码如 2G、2H	按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。	确保同一批产品亮度一致。
电压分档	代码如 6W、6X	按正向电压范围分组。	便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档	5-step MacAdam椭圆	按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。	保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档	2700K、3000K等	按色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语	标准/测试	通俗解释	意义
LM-80	流明维持测试	在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。	用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命推演标准	基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA标准	照明工程学会标准	涵盖光学、电气、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环保认证	确保产品不含有害物质（如铅、汞）。	进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	针对照明产品的能效与性能认证。	常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。

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