目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 正向電流 vs. 環境溫度
- 3.2 光譜分佈
- 3.3 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
- 3.4 輻射強度 vs. 正向電流
- 3.5 相對輻射強度 vs. 角度位移
- 4. 機械及封裝資料
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 焊盤設計同鋼網建議
- 4.3 極性識別
- 5. 焊接同組裝指引
- 5.1 濕度敏感性同儲存
- 5.2 回流焊接製程
- 5.3 手動焊接同返修
- 5.4 電路板處理
- 6. 包裝同訂購資料
- 6.1 載帶同捲盤規格
- 6.2 標籤規格
- 7. 應用建議
- 7.1 典型應用場景
- 7.2 設計考慮因素
- 8. 技術比較同差異
- 9. 常見問題 (基於技術參數)
- 9.1 我可唔可以直接用3.3V或5V微控制器引腳驅動呢個LED？
- 9.2 20mA直流同100mA脈衝額定值有咩分別？
- 9.3 點樣理解視角25度？
- 9.4 點解濕度敏感性同烘烤咁重要？
- 10. 實用設計同使用案例
- 11. 工作原理
- 12. 行業趨勢同發展
1. 產品概覽
HIR26-21C/L289/TR8 係一款超微型表面貼裝 (SMD) 紅外線發射二極管。佢專為需要緊湊、可靠紅外線光源，並兼容現代自動化組裝製程嘅應用而設計。呢款器件採用1.6mm圓形封裝，配備透明塑料封裝同球形頂部透鏡，以優化其光學輸出。
佢嘅核心優勢在於其光譜同矽光電探測器（光電二極管同光電晶體管）匹配，令佢喺感測系統中效率極高。器件採用GaAlAs（鎵鋁砷）晶片材料製造，呢種材料係呢個波長範圍內高性能紅外線發射器嘅標準。
目標市場包括消費電子產品、工業感測器同自動化設備嘅設計師同製造商，呢啲應用通常空間有限，並且需要可靠嘅紅外線信號傳輸或感測。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅極限。唔建議喺呢啲極限之外操作。
- 連續正向電流 (IF): 65 mA。呢個係喺環境溫度 (Ta) 25°C下可以連續施加嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流 (IFP): 1.0 A。呢個高電流只允許喺脈衝條件下使用，脈衝寬度 ≤100μs，佔空比 ≤1%。呢個係遙控應用中嘅典型情況，使用短暫嘅高功率脈衝。
- 反向電壓 (VR): 5 V。超過呢個反向偏壓可能會導致結擊穿。
- 工作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C。器件額定用於工業溫度範圍。
- 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +100°C。
- 焊接溫度 (Tsol): 260°C，持續時間唔超過5秒，兼容無鉛回流製程。
- 功耗 (Pd): 喺25°C或以下自由空氣溫度時為130 mW。呢個額定值考慮咗電功率轉換同器件嘅散熱能力。
2.2 電光特性
呢啲參數喺 Ta=25°C 下測量，定義咗器件喺典型工作條件下嘅性能。
- 輻射強度 (Ie): 每立體角（球面度）嘅光功率輸出。喺正向電流20mA時，典型值為17 mW/sr（最小值10 mW/sr）。喺脈衝條件下（100mA，≤100μs，佔空比≤1%），典型輻射強度顯著上升到85 mW/sr，突顯咗脈衝操作對峰值輸出嘅好處。
- 峰值波長 (λp): 850 nm（典型）。呢個屬於近紅外光譜，非常適合矽基探測器，相比940nm等較短波長，對人眼嘅可見度更低，同時仍然提供良好嘅大氣傳輸。
- 光譜帶寬 (Δλ): 30 nm（典型）。呢個定義咗圍繞峰值波長發射嘅波長範圍。
- 正向電壓 (VF): 喺20mA時，典型正向電壓為1.40V（範圍1.20V至1.70V）。喺100mA脈衝電流下，VF增加到典型值1.60V（範圍1.40V至2.20V）。呢個資訊對於驅動電路設計同電源選擇至關重要。
- 反向電流 (IR): 喺5V反向電壓下最大為10 μA，表明結質量良好。
- 視角 (2θ1/2): 25度（典型）。呢個係輻射強度下降到其峰值（軸上）值一半時嘅全角。25°角提供相對聚焦嘅光束，適合定向感測或信號傳輸。
3. 性能曲線分析
規格書提供咗幾個關鍵圖表，用於理解器件喺不同條件下嘅行為。
3.1 正向電流 vs. 環境溫度
呢條曲線顯示咗最大允許連續正向電流隨環境溫度升高超過25°C而降低嘅情況。為防止過熱，當溫度上升到最高工作限值85°C時，電流必須線性降低。設計師必須使用呢個圖表，以確保喺其應用嘅熱環境中可靠運行。
3.2 光譜分佈
呢個圖表繪製咗相對輻射強度對波長嘅關係，直觀確認咗850nm峰值同大約30nm嘅光譜帶寬。佢顯示器件發射出相對純淨、以指定波長為中心嘅紅外光。
3.3 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
呢個基本特性曲線顯示咗二極管電流同電壓之間嘅指數關係。對於確定工作點同設計限流電路至關重要。條曲線會隨溫度而偏移。
3.4 輻射強度 vs. 正向電流
呢個圖表說明咗光學輸出作為驅動電流嘅函數。佢通常顯示亞線性關係，即效率（每mA嘅輻射強度）喺極高電流下可能會因熱效應同其他效應而降低。呢個圖表有助於優化驅動電流，以達到所需嘅光學輸出水平。
3.5 相對輻射強度 vs. 角度位移
呢個極坐標圖直觀表示咗LED嘅視角同輻射模式。佢顯示咗強度如何隨觀察角度偏離中心軸（0°）而減弱，喺大約±12.5°時下降到50%（確認25°全視角）。呢個對於光學系統設計、對準同理解發射光嘅覆蓋範圍至關重要。
4. 機械及封裝資料
4.1 封裝尺寸
器件係一款雙端SMD封裝，主體直徑1.6mm。規格書中嘅詳細機械圖紙提供咗所有關鍵尺寸，包括總高度、引腳間距同透鏡幾何形狀。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.1mm。
4.2 焊盤設計同鋼網建議
為確保可靠焊接並避免焊球等問題，提供咗建議嘅焊盤佈局同鋼網設計。主要建議包括：
- 焊錫膏: Sn/Ag3.0/Cu0.5（一種常見嘅無鉛合金）。
- 鋼網厚度: 0.10mm。
- 鋼網開孔圖顯示咗一個為控制細小焊盤嘅錫膏量而設計嘅圖案。
重要提示: 建議嘅焊盤尺寸僅供參考。最終PCB焊盤圖案應根據特定製造工藝、熱要求同個別設計需求進行修改。
4.3 極性識別
陰極通常由封裝上嘅視覺標記指示，例如凹口、平邊或底座上嘅綠色標記。規格書圖紙清楚標示咗陰極側，呢個對於正確嘅PCB方向至關重要。
5. 焊接同組裝指引
5.1 濕度敏感性同儲存
器件對濕度敏感。必須採取預防措施以防止爆米花現象（因回流焊接期間水汽快速膨脹導致封裝開裂）。
- 準備使用前請勿打開防潮袋。
- 打開後，請儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度 (RH) 嘅環境中。
- 請喺打開包裝袋後168小時（7日）內使用。
- 如果超過儲存時間或乾燥劑顯示濕氣進入，請喺使用前將元件喺60 ±5°C下烘烤24小時。
5.2 回流焊接製程
器件兼容紅外線同氣相回流製程。規格書中建議咗無鉛回流溫度曲線。關鍵參數包括預熱、保溫、回流峰值溫度（唔超過260°C，持續≤5秒）同冷卻速率。回流焊接唔應該進行超過兩次，以盡量減少對元件嘅熱應力。
5.3 手動焊接同返修
如果需要手動焊接，需要極度小心：
- 使用烙鐵頭溫度<350°C嘅烙鐵。
- 每個端子嘅接觸時間限制喺≤3秒。使用容量為25W或更低嘅烙鐵。
- 焊接每個端子之間留出≥2秒嘅間隔，以防止熱量積聚。
- 唔鼓勵喺初次焊接後進行維修。如果無法避免，請使用雙頭烙鐵喺移除期間同時加熱兩個端子，以防止焊點同LED本身受到機械應力。任何返修後都必須驗證器件功能。
5.4 電路板處理
加熱（焊接）期間避免對LED施加機械應力，並且焊接後唔好扭曲電路板，因為咁樣可能會導致元件或其焊點開裂。
6. 包裝同訂購資料
6.1 載帶同捲盤規格
器件以行業標準嘅凸起載帶形式供應，安裝喺直徑7英寸嘅捲盤上。提供咗載帶尺寸（凹槽尺寸、間距等）嘅詳細圖紙。每捲包含1500件。
6.2 標籤規格
捲盤標籤包含用於追溯同製造嘅標準資訊：
- CPN (客戶部件編號)
- P/N (製造商部件編號: HIR26-21C/L289/TR8)
- QTY (數量)
- CAT (等級/分檔)
- HUE (峰值波長)
- REF (參考)
- LOT No. (批次編號)
- MSL-X (濕度敏感等級)
- Made In (製造國家)
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
- PCB安裝紅外線感測器: 接近感測、物體檢測、機械人巡線。
- 紅外線遙控器: 非常適合需要比標準遙控LED更高輸出功率嘅應用，可能實現更長距離或喺明亮環境中更好嘅性能。
- 氣體計數器/儀錶: 通常用於公用事業儀錶內嘅光學感測機制。
- 通用紅外線系統: 任何需要緊湊、可靠紅外線光源進行數據傳輸、編碼或感測嘅嵌入式系統。
7.2 設計考慮因素
- 必須限流: 正如注意事項中明確指出，必須使用一個外部限流電阻（或恆流驅動器）同LED串聯。正向電壓有一個範圍，如果唔適當限制，電源電壓嘅輕微增加可能會導致電流大幅增加，造成損壞。
- 熱管理: 考慮功耗 (Pd=VF*IF) 同最大電流隨溫度降低嘅情況。確保有足夠嘅PCB銅箔或其他方法將熱量帶走，特別係喺高環境溫度或高佔空比脈衝應用中。
- 光學設計: 25°視角提供方向性。為咗更廣嘅覆蓋範圍，可能需要二次光學元件（擴散器）。為咗更長距離，可以使用透鏡來準直光束。
- 驅動電路: 對於1A嘅脈衝操作，需要晶體管或MOSFET開關。確保驅動器能夠處理峰值電流同所需嘅快速上升/下降時間。
8. 技術比較同差異
同標準5mm或3mm通孔紅外線LED相比，HIR26-21C/L289/TR8提供顯著優勢：
- 尺寸: 1.6mm SMD封裝實現終端產品嘅小型化，並兼容高速貼片組裝。
- 性能: 20mA下典型17 mW/sr嘅輻射強度具有競爭力，而脈衝條件下85 mW/sr係高輸出需求嘅關鍵特性。
- 可靠性: SMD結構同標準回流製程兼容，相比手焊通孔零件，焊點更堅固同一致。
- 合規性: 器件無鉛，符合RoHS、REACH，並且無鹵素（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl <1500ppm），符合全球市場嚴格嘅環保法規。
9. 常見問題 (基於技術參數)
9.1 我可唔可以直接用3.3V或5V微控制器引腳驅動呢個LED？
No.典型正向電壓只有1.4V-1.6V。如果唔使用限流電阻直接連接到3.3V或5V電源，幾乎肯定會因電流過大而損壞LED。務必使用根據歐姆定律計算嘅串聯電阻：R = (V電源- VF) / IF.
9.2 20mA直流同100mA脈衝額定值有咩分別？
20mA額定值適用於連續操作。100mA額定值適用於非常短嘅脈衝(≤100μs)，佔空比低 (≤1%)。咁樣允許LED喺短時間內以更大電流驅動，產生更亮嘅閃光（85 mW/sr vs. 17 mW/sr）而唔會過熱，因為平均功率仍然很低。呢個非常適合遙控器。
9.3 點樣理解視角25度？
呢個係光強度下降到其最大值（軸上）一半時嘅全角。可以將佢理解為主光束或波瓣嘅寬度。光線仍然會喺呢個角度之外發射，但強度較低。25°角屬於中等聚焦。
9.4 點解濕度敏感性同烘烤咁重要？
塑料SMD封裝會從空氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中，呢啲濕氣會迅速變成蒸汽，產生內部壓力，可能導致封裝開裂或同晶片分層（爆米花現象）。遵循儲存同烘烤指引可以防止呢種故障模式。
10. 實用設計同使用案例
場景：設計一個長距離紅外線信標
設計師需要一個緊湊、電池供電嘅信標，能夠喺室內環境中，喺存在一定環境紅外線噪音嘅情況下，被20米外嘅感測器檢測到。
- 驅動方法選擇: 為最大化檢測距離，設計師選擇脈衝操作，以利用高達85 mW/sr嘅脈衝輻射強度。
- 電路設計: 微控制器GPIO引腳控制一個N溝道MOSFET。LED同一個限流電阻串聯喺電源（例如3.3V）同MOSFET漏極之間。電阻值按100mA計算：R = (3.3V - 1.6V) / 0.1A = 17Ω（使用18Ω標準值）。微控制器產生寬度100μs、佔空比1%嘅脈衝（例如，開100μs，關9900μs）。
- PCB佈局: 使用建議嘅焊盤佈局作為起點。喺焊盤周圍添加額外嘅散熱焊盤同鋪銅，以幫助喺高電流脈衝期間散熱。
- 組裝: 將元件放置喺PCB上。LED捲盤妥善儲存，組裝好嘅電路板使用建議嘅無鉛曲線進行單次回流焊接。
- 光學（可選）: 為進一步延長距離，可以喺LED上方放置一個簡單嘅塑料準直透鏡來收窄光束，將輸出功率集中到目標距離上更小嘅區域。
呢個案例展示咗關鍵規格書參數——脈衝輻射強度、正向電壓、電流額定值同封裝尺寸——如何直接指導實際設計。
11. 工作原理
紅外線發光二極管 (IR LED) 基於半導體p-n結中嘅電致發光原理工作。當施加正向電壓時，來自n型材料嘅電子同來自p型材料嘅空穴被注入到結區。當呢啲電荷載流子復合時，會釋放能量。喺呢款GaAlAs二極管中，半導體材料嘅能帶隙經過設計，使釋放嘅能量對應於紅外光譜中嘅光子，具體波長約為850納米。透明環氧樹脂封裝充當透鏡，將發射光塑造成指定嘅輻射模式（25°視角）。
12. 行業趨勢同發展
超微型紅外線LED市場持續發展。與HIR26-21C/L289/TR8等器件相關嘅主要趨勢包括：
- 集成度提高: 趨勢係將紅外線發射器同驅動IC甚至光電探測器結合喺單一封裝中，以實現更簡單嘅感測器模組。
- 效率更高: 持續嘅材料科學研究旨在提高IR LED嘅電光轉換效率（光功率輸出 / 電功率輸入），從而喺相同尺寸封裝下實現更低功耗或更高輸出。
- 新波長: 雖然850nm同940nm佔主導地位，但對於氣體感測或增強眼睛安全等特定應用，其他紅外線波長嘅興趣日益增長。
- 先進封裝: 開發晶片級封裝 (CSP) 同晶圓級封裝，以進一步減小尺寸同成本，同時提高熱性能。
- 應用擴展:
- 生物識別同安全: 人臉識別、虹膜掃描。
- 汽車: 車內佔用感測、駕駛員監控系統。
- 消費電子: 手機/平板電腦嘅接近感測、手勢識別。
- 工業物聯網: 機器視覺、狀態監測。
像HIR26-21C/L289/TR8咁樣嘅器件，憑藉其細小外形、可靠性能同符合環保標準，喺呢啲不斷擴展嘅市場中具有良好定位，呢啲市場對緊湊、高效嘅紅外線光源係基本要求。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |