目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深度客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統解釋 型號 HIR25-21C/L423/TR8 包含咗一個分級結構，以確保性能一致。雖然規格書提供咗一般器件選擇指南，指明咗GaAlAs晶片材料同透明透鏡，但對於峰值波長（HUE）同輻射強度（CAT）等參數嘅具體分級，係喺生產過程中進行管理嘅。客戶會收到呢啲關鍵參數喺指定公差範圍內嘅部件，保證器件能夠喺佢哋特定嘅電路同應用中按要求運作。型號中嘅 'L423' 同 'TR8' 代碼分別對應特定嘅性能分級同載帶/捲盤包裝規格。 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）
- 4.2 輻射強度 vs. 正向電流
- 4.3 輻射強度 vs. 環境溫度
- 4.4 光譜分佈
- 5. 機械及包裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 建議焊盤佈局
- 5.3 載帶尺寸
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 濕度敏感性及儲存
- 6.2 回流焊接溫度曲線
- 6.3 手動焊接及返修
- 7. 包裝及訂購資料
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較及差異化
- 10. 常見問題（基於技術參數）
- 11. 實際應用案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢及發展
1. 產品概覽
HIR25-21C/L423/TR8 係一款微型表面貼裝器件（SMD）紅外線發射二極管。佢採用緊湊嘅雙端封裝，外形極薄，僅0.8mm，適合空間受限嘅應用。器件採用透明塑膠模壓成型，配備平頂透鏡，提供特定嘅輻射模式。其核心半導體材料係砷化鎵鋁（GaAlAs），專為同矽光電二極管同光電晶體管實現最佳光譜匹配而設計，確保喺檢測系統中具有高效率。
呢款產品設計具有低正向電壓特性，有助於提升整體系統嘅電源效率。佢完全符合現代環保同安全標準，包括無鉛（Pb-free）、遵守歐盟REACH法規，以及滿足無鹵素要求（Br<900 ppm，Cl<900 ppm，Br+Cl<1500 ppm）。器件以8mm載帶包裝，安裝喺7英吋直徑嘅捲盤上供應，方便自動化組裝流程。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作極限係喺環境溫度（Ta）為25°C嘅條件下定義嘅。超過呢啲額定值可能會導致永久性損壞。反向電壓（VR）規定為5V。正向電流（IF）嘅最大額定值為100mA。功耗（PD）額定為100mW。操作溫度範圍係由-40°C至+85°C，而儲存溫度範圍則由-40°C延伸至+100°C。焊接溫度必須小心控制，根據無鉛回流焊接曲線，峰值溫度為260°C，持續10秒。
2.2 電光特性
關鍵性能參數通常喺IF=20mA 同 Ta=25°C 嘅條件下測量。正向電壓（VF）典型值為1.35V。輻射強度（Ie）規定咗最小值，定義咗光學輸出功率。峰值發射波長（λp）集中喺紅外光譜，典型值約為940nm，呢個波長同常見矽基接收器嘅峰值靈敏度完美匹配。亦定義咗光譜帶寬（半高寬），表示發射嘅波長範圍。視角由平頂透鏡設計決定，提供適合目標應用嘅特定輻射模式。
3. 分級系統解釋
型號 HIR25-21C/L423/TR8 包含咗一個分級結構，以確保性能一致。雖然規格書提供咗一般器件選擇指南，指明咗GaAlAs晶片材料同透明透鏡，但對於峰值波長（HUE）同輻射強度（CAT）等參數嘅具體分級，係喺生產過程中進行管理嘅。客戶會收到呢啲關鍵參數喺指定公差範圍內嘅部件，保證器件能夠喺佢哋特定嘅電路同應用中按要求運作。型號中嘅 'L423' 同 'TR8' 代碼分別對應特定嘅性能分級同載帶/捲盤包裝規格。
4. 性能曲線分析
規格書包含多個特性曲線，提供咗超越表格數據嘅、對器件行為更深入嘅洞察。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）
呢條曲線說明咗流經LED嘅電流同其兩端電壓之間嘅關係。通常顯示出指數關係，並有一個定義嘅膝點電壓。呢款LED嘅低正向電壓特性可以喺呢度直觀確認，顯示佢喺相比其他替代品更低嘅電壓下就開始顯著導通，呢點對於低壓電路設計係有益嘅。
4.2 輻射強度 vs. 正向電流
呢個圖表顯示光學輸出（輻射強度）作為驅動電流嘅函數。通常喺建議嘅工作電流範圍內表現出線性關係，確認光輸出同電流成正比。呢種線性對於需要調製信號嘅應用（例如紅外線數據傳輸）至關重要。
4.3 輻射強度 vs. 環境溫度
呢條曲線描繪咗光學輸出功率如何隨環境溫度升高而下降。同所有LED一樣，呢款紅外線發射器嘅效率會隨溫度上升而下降。理解呢個降額對於設計喺整個溫度範圍內（特別係高溫環境下）可靠運作嘅系統至關重要。喺高功率或高溫應用中，可能需要足夠嘅熱管理以保持輸出穩定。
4.4 光譜分佈
光譜分佈圖顯示咗喺不同波長下發射嘅相對輻射功率。佢會喺標稱波長（例如940nm）處顯示出一個清晰嘅峰值，具有特定嘅形狀同半高寬。呢個視覺化確認咗同矽光電探測器嘅良好光譜匹配，後者嘅響應度曲線峰值同樣位於近紅外區域。
5. 機械及包裝資料
5.1 封裝尺寸
呢款LED佔用空間非常緊湊。封裝尺寸為長度2.0mm、寬度1.25mm、高度0.8mm（標稱值）。詳細嘅機械圖紙提供咗所有關鍵尺寸，包括引腳間距、焊盤位置同透鏡幾何形狀。除非另有說明，大多數尺寸嘅公差為±0.1mm。陽極同陰極喺封裝上清晰標記，以便組裝期間正確識別極性。
5.2 建議焊盤佈局
提供咗PCB設計嘅建議焊盤圖案（佔位面積）。包括焊盤尺寸同間距建議，以確保可靠焊接同機械穩定性。規格書明確指出呢個僅供參考，設計師應根據其特定嘅PCB製造能力同應用要求（例如熱或機械應力考量）修改焊盤尺寸。
5.3 載帶尺寸
器件以壓紋載帶包裝供應，用於自動拾放組裝。載帶寬度為8mm。提供咗用於容納LED嘅凹槽口袋、口袋之間嘅間距（節距）以及鏈輪孔位置嘅詳細尺寸。每捲包含2000件（PCS）。
6. 焊接及組裝指引
6.1 濕度敏感性及儲存
LED以防潮袋連乾燥劑包裝。喺準備使用組件之前，不應打開防潮袋。打開後，LED應儲存喺30°C或以下、相對濕度60%或以下嘅環境中。必須喺打開防潮袋後168小時（7日）內使用。如果超過儲存時間或乾燥劑顯示已吸濕，使用前需要喺60 ± 5°C下烘烤24小時，以防止回流焊接過程中出現爆米花現象。
6.2 回流焊接溫度曲線
建議採用無鉛回流焊接溫度曲線。關鍵參數包括預熱階段、逐漸升溫、峰值溫度不超過260°C，以及高於液相線（通常為217°C）嘅時間為30-60秒。峰值溫度應保持最多10秒。同一器件不應進行超過兩次回流焊接，以避免對塑膠封裝同半導體晶片造成熱損壞。
6.3 手動焊接及返修
如果需要手動焊接，必須極度小心。烙鐵頭溫度應低於350°C，每個引腳嘅接觸時間應限制喺3秒或更短。建議使用低功率烙鐵（25W或以下）。焊接兩個引腳之間應至少間隔2秒冷卻時間。強烈不建議焊接後進行修復。如果無法避免，應使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個引腳，以防止一個焊盤仍焊住時因熱應力而抬起另一個焊盤。返修期間造成損壞嘅可能性很高，應事先評估。
7. 包裝及訂購資料
標準包裝為每7英吋捲盤2000件，使用8mm寬載帶。型號 HIR25-21C/L423/TR8 包含咗產品系列、特定性能分級同包裝類型。捲盤標籤將包括部件編號（P/N）、批號（LOT No）、數量（QTY）、峰值波長（HUE）、等級（CAT）同濕度敏感等級（MSL-X）。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
PCB安裝紅外線感測器：LED用作接近感測器、物體檢測同循線機器人嘅光源。通常與光電晶體管或光電二極管配對使用。必須串聯一個限流電阻以防止過流損壞，因為LED嘅正向電壓具有負溫度係數，並非可靠嘅限流器。
紅外線遙控器：對於高功率要求嘅遙控器，呢款LED可以提供足夠嘅輻射強度，以實現更長距離或穿透障礙物。通常使用高於連續直流額定值（例如100mA脈衝）嘅脈衝電流驅動，以實現用於數據傳輸嘅明亮光脈衝。
掃描器及紅外線應用系統：用於條碼掃描器、手勢識別系統同光學編碼器。
8.2 設計考量
電流驅動：務必使用串聯電阻或恆流驅動器。電阻值計算為 R = (V電源- VF) / IF.
熱管理：雖然封裝細小，但喺高環境溫度下以高電流連續運行可能導致過熱同使用壽命縮短。如有必要，請確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔。
光學對準：平頂透鏡提供特定嘅光束模式。為實現與接收器嘅最佳耦合，請考慮相對位置以及任何必要嘅透鏡或光圈。
靜電放電（ESD）保護：雖然呢份規格書無明確指出對ESD敏感，但以ESD預防措施處理所有半導體器件係良好做法。
9. 技術比較及差異化
HIR25-21C/L423/TR8 嘅主要差異化因素係其超低0.8mm外形（比許多標準SMD LED更薄），以及其平頂透明透鏡。相比圓頂透鏡，平頂透鏡可能提供更集中或形狀不同嘅輻射模式，呢點對於需要以特定方式引導光線嘅特定感測應用有益。低正向電壓有助於能源效率。使用GaAlAs材料同精確分級確保咗同矽探測器嘅出色且一致嘅匹配，相比具有更寬或失配光譜嘅LED，可以提高感測器系統嘅信噪比。
10. 常見問題（基於技術參數）
問：點解必須串聯電阻？
答：LED嘅I-V曲線係指數型嘅。電壓稍微超過膝點就會導致電流極大（可能具有破壞性）地增加。電阻喺電源電壓同電流之間提供線性關係，穩定工作點。
問：我可以用高於100mA嘅脈衝驅動呢款LED嗎？
答：有可能，但僅限於特定脈衝條件下（低佔空比、短脈衝寬度），如降額曲線所定義（呢份摘錄中未提供）。喺任何情況下超過絕對最大額定值都有立即損壞嘅風險。
問：光譜同矽光電探測器匹配係咩意思？
答：意思係LED發射光嘅峰值波長同光譜寬度與標準矽光電二極管或光電晶體管嘅峰值靈敏度區域緊密對齊。呢樣可以最大化探測器對於給定光功率所產生嘅電信號，提高系統效率同範圍。
問：打開防潮袋後7日嘅車間壽命有幾關鍵？
答：如果器件將進行回流焊接，就非常關鍵。吸收嘅濕氣會喺高溫回流過程中汽化，導致內部分層或開裂（爆米花現象）。如果超過車間壽命，就需要烘烤。
11. 實際應用案例
案例1：非接觸式物體檢測開關。LED安裝喺間隙嘅一側，光電晶體管安裝喺對面。物體穿過間隙會中斷紅外線光束，導致光電晶體管輸出改變。超薄外形允許呢個感測器集成到非常薄嘅設備中。一致嘅波長確保咗喺溫度變化下可靠觸發。
案例2：增強型電視遙控器。設計師需要一個可以從更寬角度或穿透輕微障礙物工作嘅遙控器。使用呢款LED配合更高嘅脈衝電流驅動，可以提供比標準IR LED更大嘅輻射強度，從而提升性能。平頂透鏡亦可能有助於以略有不同嘅方式分散光線，實現更廣嘅覆蓋範圍。
案例3：微型光學編碼器。喺小型旋轉編碼器中，LED同探測器放置喺編碼盤嘅兩側。0.8mm嘅超薄封裝對於安裝到編碼器緊湊嘅機械組裝中至關重要。良好嘅光譜匹配確保咗編碼盤旋轉時探測器輸出清晰嘅數位信號。
12. 工作原理簡介
紅外線發光二極管（IR LED）係一種半導體p-n結二極管。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入到結區域。當呢啲電荷載子復合時，會釋放能量。喺呢度使用嘅GaAlAs材料中，呢種能量對應於紅外光譜中嘅光子（典型波長約為940nm）。鎵、鋁同砷原子嘅特定成分決定咗帶隙能量，從而決定發射光嘅波長。透明環氧樹脂封裝保護住晶片，提供機械保護，平頂表面充當主透鏡以塑造發射光嘅輻射模式。
13. 技術趨勢及發展
SMD紅外線LED嘅趨勢繼續朝向更高效率（每瓦電輸入產生更多輻射輸出）、更細封裝尺寸（用於更緊湊嘅設備），以及更高可靠性（喺惡劣條件下）。亦喺開發具有特定、窄光譜輸出嘅LED用於先進感測應用，以及將多個發射器（例如不同波長）集成到單一封裝中。電池供電物聯網設備對更低功耗嘅追求推動咗更低正向電壓同更高效率嘅發展。此外，封裝材料嘅進步旨在改善熱性能同防潮性，可能放寬某些嚴格嘅處理要求。
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。 |