目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性 (Ta = 25°C)
- 3. 分級系統說明
- 3.1 輻射強度分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 環境溫度
- 4.2 光譜分佈
- 3.3 峰值發射波長 vs. 環境溫度
- 4.4 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
- 4.5 相對輻射強度 vs. 角度位移
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 儲存同濕度敏感性
- 6.2 回流焊接溫度曲線
- 6.3 手動焊接同返修
- 7. 包裝同訂購資料
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 7.2 包裝程序
- 8. 應用設計建議
- 8.1 必須使用限流電阻
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計考慮
- 9. 技術比較同差異
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 10.1 分級代碼 (E, F, G) 有咩用？
- 10.2 我可唔可以直接用3.3V或5V微控制器腳位驅動呢粒LED？
- 10.3 點解940nm波長咁重要？
- 10.4 呢個元件可以進行幾多次回流焊接？
- 11. 設計同使用案例研究
- 11.1 簡單接近感應器
- 11.2 紅外線遙控器發射器
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
IR19-315C/TR8 係一款微型表面貼裝紅外線發光二極管 (LED)，採用標準0603封裝。呢個元件設計喺峰值波長940納米 (nm) 發光，呢個波長同矽光電二極管同光電晶體管嘅光譜靈敏度完美匹配。佢嘅主要功能係喺各種感應同通訊系統中作為高效嘅紅外線光源。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個元件為現代電子設計提供咗幾個關鍵優勢。佢嘅微型SMD尺寸允許高密度PCB佈局，對於緊湊型消費電子產品同物聯網設備至關重要。元件採用AlGaAs (鋁鎵砷) 晶片材料製造，為紅外線發射提供可靠性能。佢封裝喺水清環氧樹脂透鏡內，確保發射出嘅紅外線光吸收最少。產品完全符合RoHS (有害物質限制)、歐盟REACH法規，並且係無鹵素製造，滿足嚴格嘅環保同安全標準。主要目標應用包括需要穩定輸出嘅紅外線遙控器、PCB安裝嘅接近或物體檢測感應器、條碼掃描器，以及各種其他基於紅外線嘅系統。
2. 深入技術參數分析
透徹理解元件嘅極限同工作特性，對於可靠嘅電路設計同確保長期性能至關重要。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗元件可能遭受永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或達到呢啲極限嘅操作唔保證安全。
- 連續正向電流 (IF): 65 mA。呢個係可以連續施加喺LED上嘅最大直流電流。
- 反向電壓 (VR): 5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會導致結擊穿。
- 工作溫度 (Topr): -25°C 至 +85°C。正常操作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +100°C。非操作狀態下嘅儲存溫度範圍。
- 功耗 (Pd): 喺25°C或以下自由空氣溫度時為130 mW。封裝可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 焊接溫度 (Tsol): 260°C，持續時間唔超過5秒，適用於回流焊接過程。
2.2 電光特性 (Ta= 25°C)
呢啲參數定義咗元件喺典型工作條件下嘅性能。所有數值都係喺環境溫度25°C下指定嘅。
- 輻射強度 (Ie): 呢個係每單位立體角發射嘅光功率，以毫瓦每球面度 (mW/sr) 為單位測量。喺正向電流 (IF) 為20 mA時，典型值為0.6 mW/sr。喺脈衝操作下 (IF=100mA，脈衝寬度 ≤100μs，佔空比 ≤1%)，輻射強度最高可達4.0 mW/sr。
- 峰值波長 (λp): 940 nm。呢個係光輸出功率最大嘅波長。
- 光譜帶寬 (Δλ): 大約45 nm。呢個表示發射嘅波長範圍，通常喺最大強度嘅一半處測量 (半高全寬 - FWHM)。
- 正向電壓 (VF): 當電流流動時，LED兩端嘅電壓降。喺 IF=20mA 時，典型 VF係1.2V，最大值為1.5V。喺脈衝條件下 IF=100mA 時，呢個值會增加到1.4V (典型) 同1.8V (最大)。
- 反向電流 (IR): 當施加5V反向電壓時，最大值為10 μA。
- 視角 (2θ1/2): 140度。呢個係輻射強度下降到0度 (軸上) 值一半時嘅全角。寬視角對於需要廣泛區域覆蓋嘅應用非常有益。
3. 分級系統說明
IR19-315C/TR8 採用分級系統，根據元件嘅輻射強度輸出進行分類。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇符合特定亮度要求嘅元件。
3.1 輻射強度分級
元件根據喺測試條件 IF= 20 mA 下測量到嘅輻射強度，被分為唔同嘅級別 (E, F, G)。
- E級: 輻射強度範圍從最小0.2 mW/sr到最大1.0 mW/sr。
- F級: 輻射強度範圍從最小0.5 mW/sr到最大1.5 mW/sr。
- G級: 輻射強度範圍從最小1.0 mW/sr到最大2.5 mW/sr。
呢種分級確保咗生產批次內嘅一致性，並允許最終產品具有可預測嘅光學性能。
4. 性能曲線分析
規格書提供咗幾條特性曲線，說明元件喺唔同條件下嘅行為。呢啲對於高級設計同理解非線性效應至關重要。
4.1 正向電流 vs. 環境溫度
呢條曲線顯示咗最大允許正向電流隨環境溫度升高而降低嘅情況。LED嘅散熱能力隨溫度升高而下降，以防止過熱。設計師喺高溫環境中操作元件時必須參考呢個圖表，以確保驅動電流唔超過安全工作區。
4.2 光譜分佈
光譜分佈圖說明咗唔同波長下嘅相對光功率輸出。佢確認咗940nm處嘅峰值同大約45nm嘅光譜帶寬。呢個對於確保同接收感應器嘅光譜響應兼容至關重要。
3.3 峰值發射波長 vs. 環境溫度
呢個圖表描繪咗峰值波長 (λp) 如何隨結溫變化而偏移。通常，波長會隨溫度輕微增加 (正係數)。喺接收器嘅濾波器或靈敏度被精確調諧嘅精密感應應用中，必須考慮呢種偏移。
4.4 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
I-V曲線係電路設計嘅基礎。佢顯示咗電流同電壓之間嘅指數關係。"膝點"電壓大約喺1.2V。正如注意事項中強調嘅，呢條曲線用於計算必要嘅串聯電阻值，以便喺用電壓源驅動時將電流限制喺所需水平。
4.5 相對輻射強度 vs. 角度位移
呢個極坐標圖直觀地表示咗視角。佢顯示咗強度如何隨觀察角度遠離中心軸 (0°) 而減弱，喺±70°時下降到50% (因此總視角為140°)。呢個信息對於設計系統中嘅光路同對準至關重要。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸
元件符合標準0603 (1608公制) SMD封裝尺寸。關鍵尺寸包括本體長度1.6 mm、寬度0.8 mm同高度0.6 mm。提供咗焊盤圖形 (推薦嘅PCB焊盤佈局) 同端子尺寸，以確保正確焊接同機械穩定性。除非另有說明，所有尺寸公差通常為±0.1 mm。
5.2 極性識別
陰極通常標記喺元件本體上。規格書圖表指示咗陰極側，必須根據推薦嘅焊盤圖形正確地喺PCB上定向。錯誤嘅極性會阻止元件發光並施加反向偏壓。
6. 焊接同組裝指引
正確嘅處理同焊接對於保持元件可靠性同性能至關重要。
6.1 儲存同濕度敏感性
LED包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮袋中。關鍵注意事項包括：
- 準備使用前請勿打開包裝袋。
- 將未開封嘅包裝袋儲存喺≤30°C同≤90% RH嘅環境中。
- 喺出貨後一年內使用。
- 開封後，儲存喺≤30°C同≤60% RH嘅環境中，並喺168小時 (7日) 內使用。
- 如果超過儲存時間或乾燥劑指示受潮，則需要喺焊接前進行烘烤處理，溫度為60 ±5°C，最少24小時。
6.2 回流焊接溫度曲線
元件兼容紅外線同氣相回流焊接過程。推薦使用無鉛焊接溫度曲線，峰值溫度為260°C，持續時間唔超過5秒。回流焊接唔應該進行超過兩次。必須避免加熱期間對LED本體造成應力同焊接後PCB翹曲。
6.3 手動焊接同返修
如果需要手動焊接，請使用烙鐵頭溫度低於350°C嘅烙鐵，對每個端子加熱唔超過3秒，並使用額定功率25W或以下嘅烙鐵。端子之間至少要有2秒嘅冷卻間隔。唔建議進行返修，但如果不可避免，應使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以防止焊點受到機械應力。返修對元件特性嘅影響應事先驗證。
7. 包裝同訂購資料
7.1 載帶同捲盤規格
元件以8mm寬嘅凸起載帶形式供應，捲喺標準7英寸直徑嘅捲盤上。每個捲盤包含4000件 (4k pcs/reel)。提供咗詳細嘅載帶尺寸，包括口袋尺寸、間距同鏈輪孔規格，以確保同自動貼片設備兼容。
7.2 包裝程序
捲盤連同乾燥劑密封喺鋁製防潮袋內。袋上嘅標籤提供關鍵信息，例如零件編號 (P/N)、客戶零件編號 (CPN)、數量 (QTY)、分級等級 (CAT)、峰值波長 (HUE)、批次號 (LOT No.) 同製造國家。
8. 應用設計建議
8.1 必須使用限流電阻
最關鍵嘅設計規則係必須使用串聯限流電阻。LED嘅正向電壓具有負溫度係數，並且喺唔同元件之間可能略有差異。電壓嘅微小增加會導致電流大幅增加，可能造成破壞性後果。電阻值 (R) 可以使用歐姆定律計算：R = (Vsupply- VF) / IF，其中 VF係喺所需電流 IF.
下嘅正向電壓。
8.2 熱管理
雖然0603封裝嘅熱容量有限，但應注意功耗，特別係喺較高電流或高環境溫度下驅動時。必須遵循降額曲線。確保有足夠嘅銅面積連接到散熱焊盤 (如果有) 或元件端子，可以幫助將熱量散發到PCB中。
8.3 光學設計考慮
140°寬視角使呢款LED適合需要廣泛照明嘅應用，例如接近感應器。對於更長距離或定向光束，可能需要二次光學元件 (透鏡)。940nm波長對人眼係不可見嘅，使其適合隱蔽操作，但要注意嘅係，某啲消費級數碼相機感應器可以檢測到佢，可能顯示為紫色光暈。
9. 技術比較同差異
IR19-315C/TR8 通過其AlGaAs材料同940nm峰值波長嘅特定組合，喺0603紅外線LED類別中脫穎而出。AlGaAs LED通常喺呢個波長下提供良好嘅效率同可靠性。同基於GaAs嘅LED相比，AlGaAs器件可能具有略微唔同嘅正向電壓同溫度特性。寬140°視角係一個顯著特點，相比某啲提供更窄光束嘅競爭對手，使其更適合區域感應應用。
10. 常見問題 (FAQ)
10.1 分級代碼 (E, F, G) 有咩用？
分級代碼根據LED測量到嘅輻射強度輸出對其進行分類。咁樣設計師就可以為佢哋嘅產品選擇一致嘅亮度水平。例如，需要更高光輸出嘅應用會指定G級元件。
10.2 我可唔可以直接用3.3V或5V微控制器腳位驅動呢粒LED？
唔可以，你絕對唔可以直接連接。LED嘅低正向電壓 (通常為1.2V) 意味住，如果冇限流電阻直接連接到3.3V或5V電源，會導致過大電流流過，立即損壞元件。始終需要串聯電阻。
10.3 點解940nm波長咁重要？
940nm係紅外線系統非常常見嘅波長，因為佢位於矽光電探測器 (光電二極管、光電晶體管) 具有高靈敏度嘅區域。同較短嘅紅外線波長 (如850nm) 相比，佢對環境光噪聲嘅可見度更低，並且對人眼係不可見嘅，呢點對於消費電子產品係理想嘅。
10.4 呢個元件可以進行幾多次回流焊接？
規格書規定回流焊接唔應該進行超過兩次。每次回流焊接週期都會使元件承受熱應力，可能會降低內部引線鍵合或環氧樹脂封裝嘅可靠性。
11. 設計同使用案例研究
11.1 簡單接近感應器
一個常見應用係基本反射式物體感應器。IR19-315C/TR8 放置喺PCB上嘅矽光電晶體管旁邊。LED通過電阻以脈衝電流驅動 (例如，20mA，1kHz，50%佔空比)。當物體靠近時，佢會將紅外線光反射到光電晶體管上，光電晶體管導通並產生信號。脈衝操作有助於將信號同環境紅外線光區分開來。LED嘅寬視角確保咗檢測區域嘅良好覆蓋。
11.2 紅外線遙控器發射器
對於需要更長距離或更高輸出嘅遙控器，可以喺更高電流下以脈衝模式驅動LED，例如100mA，佔空比非常低 (例如，≤1%)。咁樣可以利用更高嘅脈衝輻射強度 (高達4.0 mW/sr)，同時將平均功率同散熱保持喺限度內。信號通常喺載波頻率 (例如38kHz) 下調製，以允許接收器濾除噪聲。
12. 工作原理
IR19-315C/TR8 係一個半導體p-n結二極管。當施加超過其帶隙能量嘅正向電壓時，來自n型AlGaAs材料嘅電子會同來自p型材料嘅空穴喺有源區複合。呢個複合過程以光子 (光) 嘅形式釋放能量。AlGaAs半導體嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定咗發射光子嘅波長——喺呢個情況下，大約係940nm，屬於近紅外光譜。
13. 技術趨勢
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。 |