LTE-S9511TS-R 紅外線發射器規格書 - 940nm 波長 - 18° 視角 - 1.6V 正向電壓

1. 產品概覽

LTE-S9511TS-R 係一款分立式紅外線發射器，專為需要可靠高效紅外線光源嘅應用而設計。佢採用砷化鎵（GaAs）技術，喺940nm峰值波長發光，呢個波長可以有效減少可見光干擾。器件採用側視封裝配備透明透鏡，提供聚焦嘅18度半強度視角。呢個特性令佢好適合需要定向紅外線信號傳輸嘅應用。產品符合RoHS同環保產品標準，封裝適合自動化組裝流程，並且兼容紅外線回流焊接。

1.1 核心特性同目標市場

呢款IR發射器嘅主要特性包括高輻射強度、緊湊嘅EIA標準封裝，以及適合自動化PCB組裝。佢嘅核心優勢係特定嘅940nm波長，由於低可見度同良好嘅矽光電探測器響應，常用於消費電子遙控器；另外佢嘅側視配置允許PCB上水平發射。目標市場主要係消費電子、工業自動化同安防系統。關鍵應用包括作為遙控裝置中嘅紅外線發射器，以及各種檢測同數據傳輸系統中嘅PCB安裝傳感器組件。

2. 技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅極限。喺環境溫度（TA）25°C下，最大功耗為140 mW。喺脈衝條件下（每秒300個脈衝，10μs脈衝寬度），佢可以處理1安培嘅峰值正向電流，而最大連續直流正向電流為70 mA。器件可以承受高達5伏特嘅反向電壓。工作溫度範圍係-40°C至+85°C，儲存溫度範圍係-55°C至+100°C。最大紅外線回流焊接溫度為260°C，持續10秒。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺TA=25°C下測量嘅典型性能參數。輻射強度（I_E）喺正向電流（I_F）為20mA時為24 mW/sr（典型值），測試公差為±15%。峰值發射波長（λ_Peak）係940nm。光譜帶寬（Δλ）代表發射波長嘅範圍，係50nm。正向電壓（V_F）典型值為1.3V，喺I_F=20mA時最大值為1.6V。反向電流（I_R）喺反向電壓（V_R）為5V時最大值為10 μA。視角（2θ_1/2），即強度下降到軸上值一半時嘅角度，為18度。

3. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條對設計工程師至關重要嘅特性曲線。光譜分佈曲線（圖1）顯示咗以940nm為中心嘅跨波長相對輻射強度。正向電流對環境溫度曲線（圖2）說明咗最大允許正向電流點樣隨環境溫度升高而降低，呢點對熱管理好重要。正向電流對正向電壓曲線（圖3）顯示咗二極管嘅IV特性。相對輻射強度對環境溫度曲線（圖4）展示咗光學輸出點樣隨溫度升高而下降。相對輻射強度對正向電流曲線（圖5）顯示咗驅動電流同光輸出之間嘅非線性關係。最後，輻射圖（圖6）係一個極座標圖，直觀展示咗18度視角。

4. 機械同封裝信息

4.1 外形同封裝尺寸

器件符合EIA標準封裝。外形圖提供咗PCB焊盤設計同機械集成嘅關鍵尺寸。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.15mm。側視方向有清晰標示。

4.2 焊盤佈局

提供咗推薦嘅焊盤佈局，以確保喺回流或波峰焊接期間形成可靠嘅焊點。尺寸針對封裝進行咗優化，有助於防止墓碑效應或潤濕不良。建議使用0.12mm（5密耳）嘅金屬鋼網厚度進行錫膏塗佈。

4.3 帶裝同捲盤包裝

組件以8mm載帶包裝，置於7英寸直徑捲盤上，兼容標準自動貼片設備。每捲包含1500件。包裝規格，包括凹槽尺寸、帶寬同捲盤軸心尺寸，遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994標準。載帶用封蓋膠帶密封，以保護組件免受濕氣同污染。

5. 組裝同處理指引

5.1 焊接流程

器件兼容紅外線回流焊接流程，特別係無鉛（Pb-free）焊料合金。提供咗詳細嘅回流焊溫度曲線建議，強調峰值溫度唔超過260°C，最多持續10秒。曲線包括預熱階段以減少熱衝擊。對於手動焊接，建議烙鐵溫度低於300°C，每隻引腳最多3秒。指引強調，最終溫度曲線應根據具體PCB設計、組件同所用錫膏進行特性分析。

5.2 儲存同濕度敏感性

組件嘅濕度敏感等級（MSL）為3級。當裝有乾燥劑嘅原裝防潮袋未開封時，應儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度下，並喺一年內使用。一旦開袋，組件應儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度下。如果暴露喺環境條件下超過一星期（168小時），焊接前需要喺60°C下烘烤至少20小時，以防止回流焊期間發生爆米花效應導致開裂。

5.3 清潔同驅動方法

如果焊接後需要清潔，只應使用酒精類溶劑，例如異丙醇。文件強調LED係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個LED時亮度均勻，應為每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻。咁樣可以補償個別器件之間正向電壓（V_F）嘅微小差異。

6. 應用備註同設計考慮

6.1 典型應用場景

主要應用係作為消費電子遙控器（例如電視、音響系統同機頂盒）中嘅紅外線發射器。其940nm波長幾乎對人眼不可見，減少咗感知嘅光污染。佢亦適用於短距離紅外線數據傳輸鏈路、安防系統傳感器（例如光束遮斷檢測器）以及需要非接觸式信號傳輸嘅工業自動化。當紅外線光束需要平行於PCB表面發射時，側視封裝具有優勢，例如喺邊緣感測應用或超薄設備內。

6.2 設計考慮

設計師必須考慮以下幾點：熱管理：必須遵循最大正向電流隨環境溫度升高而降額（圖2）嘅規定，以確保使用壽命。電流驅動：必須使用恆流源或帶串聯電阻嘅電壓源。用簡單電壓源驅動會導致熱失控同故障。光學對準：狹窄嘅18°視角要求與接收光電探測器或預期傳輸路徑精確對準。PCB佈局：遵循推薦嘅焊盤尺寸，以確保適當嘅機械穩定性同焊點可靠性。

6.3 比較同選擇

同標準5mm或3mm圓形IR LED相比，呢款側視SMT封裝節省垂直空間。同更寬視角嘅發射器相比，其窄光束提供更高嘅軸上強度，呢點對更長距離或更低功耗有益。940nm波長相比更常見嘅850nm波長，提供更少可見紅光，呢點喺消費應用中係理想嘅。當設計需要表面貼裝、側向發射、具有聚焦光束用於遙控或接近感測嘅紅外線光源時，設計師應選擇呢款組件。

7. 常見問題（FAQ）

問：峰值波長（λ_Peak）同主波長（λ_d）有咩分別？

答：峰值波長係發射光功率最大時嘅波長（呢款器件係940nm）。主波長係從顏色感知推導出來嘅，對於單色IR器件唔係咁相關；對於可見光LED就更關鍵。

問：我可唔可以直接用微控制器引腳驅動呢個LED？

答：唔可以。微控制器引腳通常無法安全或穩定地提供20mA電流。你必須使用由微控制器控制嘅晶體管開關（例如NPN或MOSFET）來處理LED電流，並且一定要包含一個串聯限流電阻。

問：點解開袋後嘅儲存條件咁嚴格？

答：塑膠封裝會吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中，呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發，導致內部分層或"爆米花"效應，令組件開裂並損壞。烘烤過程可以去除呢啲吸收嘅濕氣。

問：點樣計算串聯電阻值？

答：使用歐姆定律：R = (V_supply- V_F) / I_F。例如，使用5V電源，典型V_F為1.3V，目標I_F為20mA：R = (5 - 1.3) / 0.02 = 185 歐姆。使用下一個標準值（例如180或200歐姆），並確保電阻嘅額定功率足夠（P = I²* R）。

8. 技術原理同趨勢

8.1 工作原理

紅外線發光二極管（IRED）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區嘅電子同來自p區嘅空穴被注入結區。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會以光子形式釋放能量。呢啲光子嘅波長由半導體材料嘅帶隙能量決定。砷化鎵（GaAs）嘅帶隙對應於紅外輻射，具體喺呢款器件中約為940nm。側視封裝包含一個模製環氧樹脂透鏡，將發射光塑造成指定視角。

8.2 行業趨勢

分立IR組件嘅趨勢係朝向更高效率（每單位電輸入有更多輻射輸出）、更細封裝尺寸以實現終端設備小型化，以及提高與高速數據傳輸協議（例如IrDA）嘅兼容性。同時亦專注於提高汽車同工業市場嘅可靠性同一致性。將發射器同驅動電路或光電探測器集成到單一模組係另一個常見趨勢，可以簡化終端用戶嘅設計。轉向無鉛同符合RoHS標準嘅材料同工藝，正如呢款組件所見，係一個普遍嘅行業標準。

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。

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