紅外線LED 1206封裝規格書 - 尺寸3.2x1.6x1.1mm - 電壓1.7V - 功率110mW - 紅外線940nm - 粵語技術文件

1. 產品概覽

IR11-21C/L491/TR8係一款表面貼裝紅外線發光二極管，採用微型1206封裝。佢嘅設計採用透明塑料封裝，頂部有平面內置透鏡。呢個元件嘅主要功能係發射峰值波長為940nm嘅紅外光，其光譜經過優化，能夠同常見嘅矽基光電探測器同光電晶體管兼容。呢個特性令佢成為非接觸式感應同檢測應用嘅理想元件。

1.1 核心優勢

• 緊湊設計：細小嘅雙端1206 SMD佔位面積，允許高密度PCB安裝，慳返寶貴嘅電路板空間。
• 高可靠性：為咗喺各種操作條件下保持穩定性能同長期穩定性而設計。
• 光學效率：集成嘅內置透鏡提供80度嘅受控視角，增強咗光線嘅方向性。
• 環保合規：產品係無鉛設計，符合RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準 (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm)。
• 供應鏈友好：以8mm載帶包裝，捲喺7吋直徑嘅捲盤上，兼容自動化貼片組裝設備。

1.2 目標應用

呢款紅外線LED主要用作PCB安裝紅外線感測器系統嘅光源。典型應用包括接近感測器、物體檢測、非接觸式開關同光學編碼器，呢啲應用都需要可靠嘅紅外線發射。

2. 技術規格

2.1 絕對最大額定值

以下額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 連續正向電流 (I_F)：65 mA
• 反向電壓 (V_R)：5 V
• 操作溫度 (T_opr)：-25°C 至 +85°C
• 儲存溫度 (T_stg)：-40°C 至 +85°C
• 焊接溫度 (T_sol)：260°C，持續 ≤ 5 秒
• 功耗 (P_d)：110 mW（喺或低於25°C自由空氣溫度時）

2.2 電光特性 (T_a= 25°C)

呢啲參數定義咗元件喺指定測試條件下嘅典型性能。

• 輻射強度 (I_e)：1.0 mW/sr (最小), 2.8 mW/sr (典型) @ I_F= 20mA
• 峰值波長 (λ_p)：940 nm (典型)
• 光譜帶寬 (Δλ)：30 nm (典型)
• 正向電壓 (V_F)：1.3 V (最小), 1.7 V (典型)
• 視角 (2θ_1/2)：80 度 (典型)
• 反向電流 (I_R)：10 µA (最大) @ V_R= 5V

3. 性能曲線分析

3.1 正向電流 vs. 環境溫度

圖1顯示咗最大允許正向電流隨環境溫度變化嘅降額曲線。元件只可以喺大約25°C或以下承受完整嘅65mA。隨住溫度升高，必須線性降低最大電流以防止過熱並確保可靠性，喺大約100°C時降至零。呢個圖表對於應用設計中嘅熱管理至關重要。

3.2 光譜分佈

圖2顯示咗相對輻射強度對波長嘅曲線。曲線以典型峰值波長940nm為中心，其特徵半高全寬 (FWHM) 約為30nm。呢個窄帶寬確保咗同矽探測器嘅高效耦合，因為矽探測器喺近紅外區域有峰值靈敏度。

3.3 相對強度 vs. 正向電流

圖3描繪咗相對輻射強度同正向電流之間嘅關係。喺建議嘅操作範圍內，輸出光強度隨電流增加以大致線性嘅方式增加。呢個特性允許喺感測系統中進行簡單嘅模擬或基於PWM嘅亮度控制。

3.4 正向電流 vs. 正向電壓

圖4係電流-電壓 (I-V) 特性曲線。佢顯示咗二極管典型嘅指數關係。正向電壓相對較低，喺20mA時約為1.7V，有助於降低系統功耗。

3.5 輻射模式

圖5展示咗相對輻射強度作為與中心軸（視角）角度位移嘅函數。模式大致係朗伯分佈，強度喺偏離中心約±40度時降至峰值嘅一半，確認咗80度嘅全視角。呢個模式對於確定發射紅外光嘅覆蓋範圍好重要。

4. 機械與封裝資料

4.1 封裝尺寸

元件符合標準1206 (3216公制) 封裝外形。主要尺寸如下：

• 長度 (L)：3.20 mm ± 0.10 mm
• 寬度 (W)：1.60 mm ± 0.10 mm
• 高度 (H)：1.10 mm ± 0.10 mm

規格書提供咗詳細嘅機械圖紙連焊盤圖案建議，供PCB佈局參考。建議嘅焊盤設計確保咗正確嘅焊接同機械穩定性。

4.2 極性識別

陰極通常會喺元件本體上標記。請參考封裝圖紙以獲取確切嘅標記方案，確保組裝時方向正確。

5. 焊接與組裝指引

5.1 儲存與處理

LED對濕度敏感。使用前必須儲存喺原裝防潮袋中，溫度10°C至30°C，相對濕度<90%。保存期限為一年。一旦打開包裝袋，喺10°C至30°C同≤60% RH條件下儲存時，"車間壽命"為168小時（7日）。超過時限嘅元件需要喺回流焊接前進行烘烤（例如，60°C ± 5°C，<5% RH下烘烤96小時）。

5.2 回流焊接溫度曲線

建議使用無鉛回流焊接溫度曲線。峰值溫度不應超過260°C，高於240°C嘅時間應受控制。同一元件不應進行超過兩次回流焊接。加熱期間避免對元件施加壓力，焊接後唔好令PCB彎曲。

5.3 手動焊接與返修

如果需要手動焊接，請使用烙鐵頭溫度低於350°C、額定功率低於25W嘅烙鐵。每個端子嘅接觸時間應限制喺3秒內。對於返修，建議使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以避免熱應力。返修對元件特性嘅影響應事先驗證。

6. 包裝與訂購資料

6.1 載帶與捲盤規格

元件以8mm寬嘅凸起載帶包裝，捲喺7吋直徑嘅捲盤上。每捲包含2000件。載帶尺寸（袋距、寬度等）有明確規定，以確保同標準SMD組裝設備兼容。

6.2 標籤資料

捲盤標籤包含關鍵資料，例如零件編號 (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)。

7. 應用設計考量

7.1 限流

關鍵：必須始終使用一個外部限流電阻同LED串聯。正向電壓具有負溫度係數，意味住佢會隨接面溫度升高而降低。如果冇電阻，電壓嘅微小增加會導致電流大幅增加（可能係破壞性嘅），即熱失控。電阻值應根據電源電壓 (V_CC)、所需正向電流 (I_F) 同典型正向電壓 (V_F)，使用歐姆定律計算：R = (V_CC- V_F) / I_F.

7.2 光學設計

為感測器系統設計透鏡、光圈或導光管時，要考慮80度視角。輻射模式會影響感測範圍同視場。對於更長距離嘅檢測，可能需要外部準直光學器件來聚焦發射光。

7.3 探測器配對

呢款LED嘅940nm輸出最適合同矽光電二極管同光電晶體管嘅光譜響應匹配。確保所選探測器喺呢個波長區域具有靈敏度，以獲得最大系統信噪比。

8. 技術比較與差異

同舊式通孔IR LED相比，呢款1206 SMD版本喺微型化同適合自動化製造方面具有顯著優勢。佢喺SMD IR LED類別中嘅主要區別在於，佢結合咗相對較高嘅輻射強度（典型值2.8 mW/sr）同標準、廣泛採用嘅1206佔位面積，並且符合嚴格嘅環保法規。同冇內置透鏡嘅器件相比，集成嘅平面透鏡提供咗一致嘅光學輸出。

9. 常見問題 (FAQ)

9.1 點解必須要有限流電阻？

LED係電流驅動器件，唔係電壓驅動。佢哋嘅I-V特性係指數性嘅。直接從電壓源（即使係接近其標稱V_F嘅電壓源）驅動佢哋，會導致電流不受控制、快速加熱同即時失效。串聯電阻提供咗一種線性、穩定嘅方法來設定工作電流。

9.2 如果唔跟濕度敏感指引會有咩後果？

吸收到塑料封裝內嘅水分會喺高溫回流焊接過程中迅速蒸發。呢個會導致內部分層、封裝開裂（"爆米花效應"）或損壞焊線，從而導致即時失效或降低長期可靠性。

9.3 呢款LED可唔可以用嚟做數據傳輸？

雖然佢可以發射調製光，但佢嘅主要設計係用於感測應用。佢嘅開關速度通常唔會喺呢份規格書中指定。對於高速數據傳輸（例如，紅外線遙控器），應選擇專門為快速響應時間而設計嘅LED。

10. 實用設計範例

場景：使用呢款IR LED同一個矽光電晶體管設計一個簡單嘅接近感測器。

1. 驅動電路：將LED陽極通過一個限流電阻連接到5V電源。對於目標I_F為20mA同V_F為1.7V，計算 R = (5V - 1.7V) / 0.02A = 165Ω。使用最接近嘅標準值（例如，160Ω或180Ω）。可以用晶體管或微控制器GPIO引腳來開關LED。
2. 檢測電路：將光電晶體管放喺附近。當物體將紅外光反射返探測器時，其集電極電流會增加。呢個電流可以使用負載電阻轉換為電壓，並輸入到比較器或微控制器ADC來檢測物體嘅存在。
3. 佈局：將LED同探測器放喺PCB上靠近嘅位置，但要確保使用物理屏障或光學隔離器，以防止直接串擾（LED嘅光未經反射直接進入探測器）。

11. 工作原理

紅外線LED係一種半導體p-n結二極管。當施加正向電壓時，來自n區嘅電子會同來自p區嘅電洞喺有源區複合。呢個複合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。特定嘅材料成分（呢度係GaAlAs）決定咗帶隙能量，從而定義咗發射光子嘅波長，呢度係940nm嘅紅外光譜。內置透鏡將發射光塑造成特定嘅輻射模式。

12. 技術趨勢

用於感測嘅紅外線元件趨勢繼續朝向更高集成度、更細封裝同更高效率發展。對於具有更窄光譜帶寬同更高輸出功率嘅IR LED需求不斷增長，以用於更長距離嘅應用，例如LiDAR同飛行時間 (ToF) 感測。此外，將紅外線發射器同探測器集成到單一模組中簡化咗系統設計。環保同法規合規性仍然係所有電子元件嘅關鍵驅動力。