目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性 (Ta=25°C)
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 正向電流 vs. 正向電壓 (IV曲線)
- 3.2 正向電流 vs. 環境溫度
- 3.3 頻譜分佈
- 3.4 相對輻射強度 vs. 正向電流
- 3.5 相對輻射強度 vs. 角位移
- 4. 機械同封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸 (0402)
- 4.2 極性識別
- 5. 焊接同組裝指引
- 5.1 儲存同濕度敏感性
- 5.2 回流焊接溫度曲線
- 5.3 手動焊接同返工
- 6. 包裝同訂購資訊
- 6.1 載帶同捲盤規格
- 6.2 包裝程序
- 6.3 標籤資訊
- 7. 應用設計考慮因素
- 7.1 驅動電路設計
- F
- F
- S
- 8. 技術比較同差異化
- 同其他紅外線LED相比，呢款0402器件提供咗關鍵平衡：
- 佔位面積明顯更細，高度更低，實現微型化。通常總輻射功率輸出較低，但更適合陣列或密集放置。
- 0402封裝允許PCB上最高可能嘅元件密度，呢個係空間受限嘅現代電子產品（如超緊湊遙控器或感應器）嘅關鍵優勢。
- 完全符合RoHS、REACH同無鹵素標準係今日大多數商業同工業產品嘅強制要求，簡化咗供應鏈同最終產品認證。
- 940nm屬於近紅外線頻譜。佢對人眼係不可見嘅，但同廉價矽光電二極管同光電晶體管嘅峰值靈敏度匹配良好。同可見紅光LED相比，佢受到環境可見光嘅干擾較少，提高咗感應應用中嘅信號完整性。
- 9.2 點解限流電阻絕對必要？
- 9.3 我可以用佢嚟做數據傳輸（好似IR遙控器）嗎？
- 9.4 我點樣理解輻射強度規格？
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高可靠性、微型表面貼裝紅外線發光二極管嘅規格。器件採用緊湊嘅0402封裝，用透明環氧樹脂模塑，光譜同矽光電二極管同光電晶體管匹配，非常適合感應應用。
1.1 核心優勢
- 高可靠性：專為苛刻應用中嘅穩定性能而設計。
- 微型佔位面積：雙端0402封裝允許高密度PCB貼裝。
- 製程兼容性：適用於紅外線同氣相回流焊接製程。
- 環保合規：產品無鉛，符合RoHS，符合歐盟REACH，並達到無鹵素標準（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。
1.2 目標應用
- PCB貼裝紅外線感應器
- 需要高功率輸出嘅紅外線遙控器
- 光學掃描器
- 各種紅外線應用系統
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 | 備註 |
|---|---|---|---|---|
| 連續正向電流 | IF | 50 | mA | |
| 反向電壓 | VR | 5 | V | |
| 工作溫度 | Topr | -40 至 +100 | °C | |
| 儲存溫度 | Tstg | -40 至 +100 | °C | |
| 焊接溫度 | Tsol | 260 | °C | 焊接時間 ≤ 5 秒。 |
| 功耗 (Ta=25°C) | Pd | 100 | mW |
2.2 電光特性 (Ta=25°C)
呢啲係喺標準測試條件下測量嘅典型性能參數（除非註明，IF=20mA）。
| 參數 | 符號 | Min. | Typ. | Max. | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 輻射強度 | Ie | 0.5 | 2.35 | -- | mW/sr | IF=20mA |
| 峰值波長 | λp | -- | 940 | -- | nm | IF=20mA |
| 頻譜帶寬 (半高全寬) | Δλ | -- | 45 | -- | nm | IF=20mA |
| 正向電壓 | VF | -- | 1.5 | 1.9 | V | IF=20mA |
| 反向電流 | IR | -- | -- | 10 | μA | VR=5V |
| 視角 (半角) | 2θ1/2 | -- | 120 | -- | 度 | IF=20mA |
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。
3.1 正向電流 vs. 正向電壓 (IV曲線)
條曲線顯示正向電流 (IF) 同正向電壓 (VF) 之間嘅指數關係。喺20mA嘅典型工作點，正向電壓約為1.5V。設計師必須使用串聯限流電阻，以防止超過最大正向電流，因為即使電壓有少少增加，都會導致電流大幅增加，可能造成破壞。
3.2 正向電流 vs. 環境溫度
呢條降額曲線說明咗最大允許連續正向電流點樣隨環境溫度升高而降低。器件可以處理其全額定電流直到大約25°C。超過呢個溫度，最大電流必須線性降低到最高結溫（由100°C工作極限暗示）時為零。呢點對於確保高溫環境下嘅長期可靠性至關重要。
3.3 頻譜分佈
頻譜輸出圖確認咗峰值發射波長喺940nm，典型頻譜帶寬（半高全寬）為45nm。呢個波長對於矽基光電探測器近乎最佳，因為佢哋喺呢個區域有高靈敏度，可以最大化感應應用中嘅信噪比。
3.4 相對輻射強度 vs. 正向電流
呢條曲線顯示，喺典型工作範圍內（最高約40-50mA），輻射輸出同正向電流幾乎成線性關係。呢種可預測嘅關係簡化咗光學系統設計。
3.5 相對輻射強度 vs. 角位移
極坐標圖描繪咗發射模式，特徵係寬120度半角。呢個提供咗一個寬闊、漫射嘅紅外線光束，非常適合需要廣域覆蓋或對準唔係關鍵嘅接近感應應用。
4. 機械同封裝資訊
4.1 封裝尺寸 (0402)
器件符合標準0402（英制）/ 1005（公制）佔位面積。關鍵尺寸包括主體長度約1.0mm，寬度0.5mm，高度0.5mm。提供端子尺寸同間距用於PCB焊盤圖案設計。除非另有說明，所有尺寸公差通常為±0.1mm。
4.2 極性識別
封裝係雙端嘅。極性通常由陰極 (-) 側嘅標記或透過透明透鏡可見嘅內部晶片結構表示。應查閱規格書圖紙以獲取確切標記方案。
5. 焊接同組裝指引
5.1 儲存同濕度敏感性
器件對濕度敏感。必須採取預防措施以防止回流焊期間出現爆米花效應或分層：
- 儲存喺原裝防潮袋中，溫度≤30°C / 相對濕度≤90%。
- 喺出貨後一年內使用。
- 打開包裝袋後，儲存喺≤30°C / ≤60% RH環境，並喺168小時（7日）內使用。
- 如果超過儲存時間或乾燥劑顯示受潮，使用前應喺60±5°C下烘烤至少24小時。
5.2 回流焊接溫度曲線
提供咗建議嘅無鉛回流溫度曲線。關鍵參數包括：
- 預熱同保溫區。
- 主體最高溫度不得超過260°C。
- 液相線以上時間（例如，217°C）。
- 冷卻速率。 回流焊接不應進行超過兩次。
- 使用烙鐵頭溫度<350°C嘅烙鐵。
- 限制烙鐵功率為25W或更低。
- 每個端子嘅接觸時間應≤3秒。
- 焊接每個端子之間至少間隔2秒。
- CPN (客戶部件編號)
- P/N (製造商部件編號: IR16-213C/L510/TR8)
- QTY (數量)
- CAT (分檔/等級代碼)
- HUE (峰值波長)
- LOT No. (生產批號)
- 原產國
- F(min) 下驗證實際電流，以確保其唔超過最大額定值。
- 7.2 熱管理雖然0402封裝熱容量有限，但應注意功耗，特別係喺高電流或高環境溫度應用中。確保PCB喺焊盤周圍提供足夠嘅銅面積作為散熱器，並遵循隨溫度變化嘅電流降額指引。
- 7.3 光學設計寬120度視角令呢款LED適合需要廣闊照明嘅應用。對於更長距離或更定向嘅光束，可能需要二次光學元件（透鏡）。透明透鏡確保發射嘅紅外線光吸收最少。
- e) 為2.35 mW/sr（典型值）意味住LED沿其中心軸每立體弧度（立體角單位）發射2.35毫瓦光功率。呢個係衡量IR光源喺其主要方向上幾光嘅指標。總輻射通量（以mW為單位嘅功率）可以通過將強度乘以光束嘅立體角來估算。
- 10. 設計同使用案例示例10.1 簡單接近感應器
- 一個常見應用係基於反射嘅接近感應器。IR LED放置喺PCB上光電晶體管旁邊。微控制器用脈衝電流（例如，20mA脈衝）驅動LED。光電晶體管檢測從物體反射嘅IR光。檢測到嘅信號強度同物體嘅距離同反射率相關。呢款LED嘅寬視角確保咗良好嘅覆蓋範圍，用於檢測可能未完全對準嘅物體。11. 工作原理
- 紅外線發光二極管 (IR LED) 係一種半導體p-n結二極管。當正向偏置時，來自n區嘅電子同來自p區嘅空穴喺有源區（GaAlAs晶片）中復合。呢個復合過程以光子（光）形式釋放能量。發射光子嘅特定波長（呢個案例中係940nm）由所用半導體材料嘅帶隙能量決定。透明環氧樹脂封裝封裝並保護晶片，同時允許紅外線光以最小損耗通過。12. 行業趨勢
5.3 手動焊接同返工
如果需要手動焊接：
6. 包裝同訂購資訊
6.1 載帶同捲盤規格
器件以壓紋載帶形式供應，捲喺捲盤上。標準捲盤包含3000件。提供詳細嘅載帶尺寸（凹槽尺寸、間距、帶寬）同捲盤規格，用於自動貼片機設置。
6.2 包裝程序
捲盤包裝喺密封嘅鋁箔防潮袋中，內有乾燥劑同濕度指示卡，以保持乾燥儲存條件。
6.3 標籤資訊
包裝標籤包含用於追溯同驗證嘅關鍵資訊：
7. 應用設計考慮因素
7.1 驅動電路設計
最關鍵嘅設計方面係限流。LED係電流驅動器件。必須根據電源電壓 (Vscc)、所需正向電流 (IFF) 同LED嘅正向電壓 (VFFs) 計算串聯電阻 (RS)：RFSF = (VsccF - V
F
) / I
F
。對於5V電源同20mA目標電流：R
S
≈ (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω。標準180Ω電阻會係合適嘅。務必喺最壞情況V
8. 技術比較同差異化
同其他紅外線LED相比，呢款0402器件提供咗關鍵平衡：
對比更大封裝（例如，5mm）：
佔位面積明顯更細，高度更低，實現微型化。通常總輻射功率輸出較低，但更適合陣列或密集放置。
對比其他SMD IR LED（例如，0603）：
0402封裝允許PCB上最高可能嘅元件密度，呢個係空間受限嘅現代電子產品（如超緊湊遙控器或感應器）嘅關鍵優勢。
對比不合規器件：
完全符合RoHS、REACH同無鹵素標準係今日大多數商業同工業產品嘅強制要求，簡化咗供應鏈同最終產品認證。
9. 常見問題 (FAQ)e9.1 940nm波長有咩用途？
940nm屬於近紅外線頻譜。佢對人眼係不可見嘅，但同廉價矽光電二極管同光電晶體管嘅峰值靈敏度匹配良好。同可見紅光LED相比，佢受到環境可見光嘅干擾較少，提高咗感應應用中嘅信號完整性。
9.2 點解限流電阻絕對必要？
LED嘅I-V特性係指數性嘅。超過膝點電壓後，電壓嘅微小增加會導致電流極大增加。如果冇串聯電阻來控制電流，將LED直接連接到電壓源（即使係細電池）幾乎肯定會驅使其超過最大電流額定值，導致即時過熱同故障。
9.3 我可以用佢嚟做數據傳輸（好似IR遙控器）嗎？
可以，呢個係主要應用之一。其快速開關速度（由GaAlAs材料暗示）同高電流脈衝兼容性，令佢適合用於遙控器、紅外線數據協會 (IrDA) 系統同光電隔離中嘅調製數據傳輸。
9.4 我點樣理解輻射強度規格？
輻射強度 (I
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。 |