LTE-C216R-14 紅外線發射器同接收器規格書 - 1206封裝 - 850nm波長 - 60mA電流 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTE-C216R-14係一款表面貼裝紅外線發射器同接收器元件，專為現代電子組裝而設計。佢嘅主要功能係發射同接收峰值波長為850納米嘅紅外線，適用於多種感應、數據傳輸同接近檢測應用。呢個元件採用緊湊嘅1206封裝，屬於標準EIA尺寸，確保咗同自動化生產流程同現有PCB佈局嘅廣泛兼容性。

呢個元件嘅核心優勢包括佢同大批量自動化貼片設備嘅兼容性，以及喺標準紅外線回流焊接過程中嘅穩健性。呢啲特點令佢成為高成本效益量產嘅理想選擇。此外，佢符合RoHS（有害物質限制）指令，屬於環保產品，對於全球市場准入同環保合規性嚟講越嚟越重要。

呢款元件嘅目標市場涵蓋消費電子、工業自動化、通訊設備同辦公機器。佢嘅可靠性同標準化封裝，令佢成為設計師需要可靠紅外線解決方案時嘅多功能基礎元件。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

喺環境溫度（T_A）為25°C時，定義咗以下絕對最大額定值。超過呢啲限制操作可能會導致永久損壞。

• 功耗（P_D）：100 mW。呢個係元件可以安全散發嘅最大熱功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：800 mA。呢個係最大允許瞬時電流，通常喺脈衝條件下（每秒300個脈衝，10 μs脈衝寬度）指定，以防止短時脈衝期間嘅熱過應力。
• 連續正向電流（I_F）：60 mA。呢個係可以連續施加而唔會降低性能或壽命嘅最大直流電流。
• 反向電壓（V_R）：5 V。施加高於此值嘅反向偏壓可能會擊穿半導體結。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。保證元件喺呢個環境溫度範圍內正常工作。
• 儲存溫度範圍：-55°C 至 +100°C。元件喺呢啲限制內儲存唔會退化。
• 紅外線焊接條件：可承受260°C持續10秒。呢個定義咗佢對無鉛回流焊接溫度曲線嘅耐受性。

2.2 電氣及光學特性

關鍵性能參數喺T_A=25°C及指定測試條件下測量，為設計計算提供基準。

• 輻射強度（I_E）：4（最小）至13（最大）mW/sr，並提供典型值。喺正向電流（I_F）為20 mA時測量。呢個參數量度每單位立體角（球面度）發射嘅光功率。
• 峰值發射波長（λ_Peak）：850 nm（典型）。呢個係發射器輸出最大光功率嘅波長。對於匹配光電探測器嘅光譜靈敏度嚟講係關鍵參數。
• 光譜線半寬度（Δλ）：50 nm（典型）。呢個表示發射光嘅頻寬，顯示波長圍繞峰值嘅擴散程度。
• 正向電壓（V_F）：1.6 V（典型），2.0 V（最大），喺I_F= 50 mA時。呢個係元件導通時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大），喺V_R= 5V時。呢個係元件反向偏置時流過嘅小漏電流。
• 上升/下降時間（T_r/T_f）：30 ns（典型）。呢個指定光輸出可以幾快開關（從輸出嘅10%到90%測量），決定咗數據傳輸嘅最大可能調製速度。
• 視角（2θ_1/2）：75度（典型）。呢個係輻射強度下降到最大值（軸上）一半時嘅全角。更闊嘅角度提供更廣嘅空間覆蓋，但喺任何特定點嘅強度較低。

3. 性能曲線分析

規格書參考咗典型嘅電氣同光學特性曲線。雖然具體圖表冇喺文字中複製，但佢哋嘅目的係提供視覺上對唔同條件下元件行為嘅洞察。

呢啲曲線通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電流同正向電壓之間嘅關係，對於LED嚟講係非線性嘅。呢個有助於確定動態電阻同目標電流所需嘅驅動電壓。
• 輻射強度 vs. 正向電流：說明光輸出功率點樣隨驅動電流增加。喺工作範圍內通常係線性嘅，但喺極高電流下可能會飽和。
• 峰值波長 vs. 溫度：展示發射波長點樣隨結溫變化而偏移，對於溫度敏感應用至關重要。
• 視角圖案：顯示發射光強度空間分佈嘅極坐標圖。

工程師利用呢啲曲線嚟優化設計，確保元件喺最高效同最可靠嘅區域運作，並預測非標準條件下嘅性能。

4. 機械及封裝資料

4.1 封裝尺寸

元件採用標準1206封裝尺寸。規格書提供咗詳細嘅機械圖紙，所有關鍵尺寸以毫米為單位。關鍵尺寸包括元件本體嘅總長度、寬度同高度，以及元件本身焊盤嘅位置同尺寸。除非另有說明，呢啲尺寸嘅公差通常為±0.10 mm。遵守呢啲尺寸對於成功嘅PCB焊盤圖案設計同自動化組裝至關重要。

4.2 建議焊接焊盤佈局

提供咗PCB嘅建議焊接焊盤圖案。呢個佈局經過設計，確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點，最大程度減少墓碑效應（元件直立）或焊錫不足等問題。遵循呢啲建議嘅焊盤尺寸（通常比元件端子稍大，以允許形成適當嘅焊錫圓角）係可製造性同長期可靠性嘅最佳實踐。

4.3 帶裝及捲盤包裝

為咗自動化組裝，元件以8mm帶裝喺7英寸直徑捲盤上供應。每捲包含3000件。帶裝同捲盤規格符合ANSI/EIA 481-1-A-1994標準，確保同標準貼片機兼容。備註指明空嘅元件袋用蓋帶密封，並且每捲最多允許連續兩個缺失元件（"燈"），呢啲係帶裝及捲盤包裝嘅標準質量保證。

5. 焊接及組裝指引

5.1 回流焊接溫度曲線

呢款元件適用於紅外線回流焊接工藝，特別係使用無鉛焊錫嘅工藝。提供咗建議嘅回流溫度曲線，關鍵參數包括預熱階段（150-200°C）、最高峰值溫度260°C，以及高於液相線（對於無鉛焊錫通常約217°C）嘅時間唔超過10秒。規格書強調，最佳溫度曲線取決於特定嘅PCB設計、元件、焊錫膏同爐，並建議使用JEDEC標準溫度曲線作為基準，同時遵守焊錫膏製造商嘅規格。

5.2 手動焊接

如果需要手動焊接，應使用烙鐵頭溫度唔超過300°C，並且接觸時間應限制喺最多3秒。呢個操作只應進行一次，以防止對塑料封裝同內部半導體芯片造成熱損壞。

5.3 清潔

如果需要焊後清潔，只應使用指定嘅清潔劑。規格書明確警告唔好使用未指定嘅化學液體，因為可能會損壞封裝材料。推薦嘅清潔方法包括將LED浸入常溫嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。

5.4 儲存及處理

濕度敏感性係表面貼裝器件嘅關鍵因素。LED以帶乾燥劑嘅防潮袋包裝出貨。密封時，應儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度（RH）嘅環境中，並喺一年內使用。一旦打開原裝袋，儲存環境唔應超過30°C同60% RH。從密封袋取出嘅元件，理想情況下應喺一週內進行回流焊接。對於喺原包裝外更長時間嘅儲存，必須將佢哋儲存喺帶乾燥劑嘅密封容器中或氮氣環境中。喺乾燥袋外儲存超過一週嘅元件，需要進行烘烤程序（約60°C至少20小時）以去除吸收嘅水分，然後先好焊接，以防止回流期間出現"爆米花"損壞。

6. 應用建議

6.1 典型應用場景

LTE-C216R-14適用於普通電子設備。常見應用包括：

• 接近傳感器：通過反射其紅外線嚟檢測物體嘅存在與否。
• 光學開關：中斷紅外線光束以檢測運動或位置。
• 數據傳輸：通過調製驅動電流實現簡單嘅紅外線數據鏈路（例如，遙控器、短距離串行通信）。
• 物件計數：用於物件阻斷光束嘅自動化生產線。
• 集成到辦公設備、通訊設備同家用電器中。

規格書包含一個重要警告：對於故障可能危及生命或健康嘅應用（航空、醫療設備、安全系統），喺設計採用前需要諮詢製造商。

6.2 驅動電路設計

強調咗使用LED嘅一個基本原則：佢哋係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個LED時亮度均勻，規格書強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻（電路模型A）。呢個可以補償唔同器件之間正向電壓（V_F）特性嘅微小差異。唔建議將LED直接並聯而冇獨立電阻（電路模型B），因為V_F稍低嘅LED會不成比例地汲取更多電流，導致亮度唔均勻同該器件可能過應力。

7. 技術比較及差異

雖然呢份獨立規格書冇提供同其他型號嘅直接並排比較，但可以推斷出LTE-C216R-14嘅關鍵差異化特點：

• 標準化尺寸（1206/EIA）：相比專有封裝，提供易於直接替換同設計熟悉度。
• 無鉛及符合RoHS：符合現代環保法規，呢點對於舊款或小眾元件可能唔成立。
• 適合自動化：佢嘅帶裝及捲盤包裝以及同貼片機同回流工藝嘅兼容性，令佢非常適合高成本效益嘅大批量製造。
• 平衡性能：具有75度視角、850nm波長同30ns速度，為通用紅外線應用提供一套全面嘅特性。

8. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個紅外線LED嗎？
A：唔可以。典型正向電壓喺50mA時為1.6V。直接連接到5V引腳會試圖迫使極高、具破壞性嘅電流通過佢。你必須使用串聯限流電阻。例如，要從5V電源實現20mA：R = (5V - 1.6V) / 0.02A = 170Ω（使用標準180Ω或150Ω電阻）。

Q2：呢個發射器嘅最大數據速率係幾多？
A：30 ns嘅上升/下降時間表明理論最大調製帶寬喺幾十MHz範圍內。然而，可靠通信嘅實際數據速率較低，通常喺幾百kbps到幾Mbps之間，取決於驅動電路、探測器同環境噪音。

Q3：點解打開袋後嘅儲存條件咁嚴格（≤60% RH）？
A：表面貼裝塑料封裝會從空氣中吸收水分。喺高溫回流焊接過程中，呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致封裝破裂或內部連接分層——呢種故障稱為"爆米花效應"。嚴格嘅儲存條件同烘烤要求就係針對呢個問題嘅預防措施。

Q4：我應該點樣理解輻射強度值（mW/sr）？
A：佢量度光功率密度。10 mW/sr嘅值表示器件向其指向方向嘅一球面度空間錐體發射10毫瓦嘅光功率。要搵總功率，你需要將呢個強度喺整個視角（75度，約~1.84 sr）上積分。

9. 設計實例分析

場景：為打印機設計紙張存在傳感器。
目標：檢測送紙盤中是否有紙。
實施：將LTE-C216R-14發射器放喺紙張路徑嘅一側，並將匹配嘅光電探測器（或使用類似元件嘅接收器部分）直接放喺對面。當冇紙時，紅外線光束到達探測器，產生信號（例如，邏輯高電平）。當有紙時，佢阻斷光束，導致探測器信號下降（邏輯低電平）。
設計考慮：

• 電流設定：使用串聯電阻以20mA驅動發射器，以獲得一致、長壽命嘅輸出。
• 對準：75度視角為機械對準誤差提供咗一定嘅容差。
• 抗環境光：由於佢使用調製嘅850nm光，通過添加簡單嘅調製/解調電路或使用帶日光濾光片嘅探測器，可以使系統抵抗環境光干擾。
• 焊接：遵循建議嘅回流溫度曲線，確保PCB上嘅可靠連接，同時唔損壞元件。

10. 工作原理

紅外線發光二極管（IR LED）基於半導體材料中嘅電致發光原理工作。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到結區域。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會釋放能量。喺IR LED中，半導體帶隙經過設計，使呢個釋放嘅能量對應於紅外光譜中嘅光子（呢個器件約為850nm）。產生嘅光子以光嘅形式發射。探測器功能（如果適用於配對元件）則以相反方式工作：具有足夠能量嘅入射紅外線光子喺光電二極管嘅半導體中產生電子-空穴對，當反向偏置時產生可測量嘅光電流。

11. 技術趨勢

光電子領域持續發展。與LTE-C216R-14等元件相關嘅趨勢包括：

• 集成度提高：趨向於將發射器、探測器同控制邏輯（如調製驅動器同信號調節器）結合到單一封裝中，以簡化系統設計。
• 更高效率：開發將更多電能輸入轉換為光輸出嘅半導體材料同結構，降低功耗同熱量產生。
• 小型化：雖然1206封裝係標準，但為咗喺日益緊湊嘅設備中節省PCB空間，正推動更細嘅尺寸（例如0805、0603）。
• 增強可靠性：改進封裝材料同工藝，以承受更高嘅回流溫度同更惡劣嘅環境條件，延長產品壽命。
• 智能感應：喺元件級別整合基本智能，例如環境光消除或數字輸出，以簡化同微控制器嘅接口。

呢啲趨勢旨在為下一代電子產品嘅設計師提供更強大、更可靠、更易用嘅基礎元件。