SMD LED BR15-22C/L586/R/TR8 規格書 - 封裝尺寸3.2x1.6x1.1mm - 電壓1.3-2.6V - 功率100-125mW - 紅外線905nm & 紅光660nm - 粵語技術文件

1. 產品概覽

BR15-22C/L586/R/TR8 係一款雙發射器表面貼裝器件（SMD）LED，將一個紅外線（IR）同一個紅光發光二極管集成喺單一微型頂視扁平封裝入面。器件用透明塑膠封裝，確保高效嘅光線傳輸。佢嘅一個關鍵設計特點係其光譜輸出，專門匹配矽光電二極管同光電晶體管嘅靈敏度，令佢成為光學感測同檢測系統嘅理想光源。

呢個元件嘅核心優勢包括低正向電壓，有助於電路設計中實現更高嘅能源效率。佢採用無鉛（Pb-free）製造，並符合主要環保法規，包括RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl <1500ppm），確保佢適合現代注重環保嘅電子產品製造。

主要目標市場同應用係紅外線應用系統，例如接近感測器、物體檢測、編碼器，以及其他需要可靠且匹配光發射嘅光電介面。

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。

• 連續正向電流（IF）：IR同紅光芯片都係50 mA。
• 反向電壓（VR）：5 V。超過呢個值可能導致結擊穿。
• 工作溫度（Topr）：-40°C 至 +85°C。呢個定義咗可靠操作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +100°C。
• 焊接溫度（Tsol）：最高260°C，持續時間唔超過5秒，對於回流焊接組裝過程至關重要。
• 功耗（Pc）：喺自由空氣溫度25°C或以下時，IR發射器為100 mW，紅光發射器為125 mW。呢個參數對於熱管理設計好緊要。

2.2 光電特性

呢啲係喺Ta=25°C下測量嘅典型性能參數，提供正常操作條件下嘅預期行為。

• 輻射強度（IE）：對於IR發射器（BR），典型值喺IF=20mA時為0.50 mW/sr。對於紅光發射器，喺相同電流下為1.50 mW/sr。呢個係測量每單位立體角發射嘅光功率。
• 峰值波長（λp）：IR發射器峰值喺905 nm，而紅光發射器峰值喺660 nm。呢個定義咗發射光嘅主導顏色。
• 光譜帶寬（Δλ）：兩個發射器都大約係30 nm，表示圍繞峰值嘅波長範圍。
• 正向電壓（VF）：IR芯片嘅典型VF為1.30V（最大1.80V），紅光芯片嘅典型VF為1.80V（最大2.60V），測試條件為IF=20mA。低VF係電源效率嘅一個關鍵特點。
• 反向電流（IR）：兩個芯片喺VR=5V時最大為10 µA，表示關斷狀態下嘅漏電流。
• 視角（2θ1/2）：140度。呢個寬視角係頂視、無透鏡封裝嘅特徵，提供廣闊嘅發射範圍。

3. 性能曲線分析

3.1 紅外線發射器（905nm）特性

提供嘅圖表說明咗IR芯片關鍵參數之間嘅關係。輻射強度 vs. 正向電流曲線顯示光輸出隨電流增加近乎線性上升，直至達到最大額定值。正向電流 vs. 正向電壓曲線展示咗二極管嘅指數IV關係，對於設計限流電路至關重要。光譜分佈圖確認咗峰值喺905nm，並具有定義嘅帶寬。正向電流 vs. 環境溫度曲線對於理解降額要求必不可少；隨著溫度升高，最大允許連續電流會降低，以防止過熱。

3.2 紅光發射器（660nm）特性

紅光發射器提供類似曲線。值得注意嘅係，相比IR發射器，喺給定電流下紅光嘅輻射強度更高。光譜圖顯示喺可見紅光譜內660nm處有一個尖銳嘅峰值。電氣特性（IV曲線）遵循相同嘅二極管定律，但典型正向電壓更高。

3.3 角度特性

參考咗一個標題為相對光電流 vs. 角位移嘅圖表。呢條曲線對於應用設計好重要，顯示檢測器感知到嘅強度如何隨LED同檢測器之間嘅角度而變化。140度視角定義為強度下降到軸上值一半時嘅角度。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

器件採用緊湊型SMD封裝。關鍵尺寸（單位：mm）包括主體長度約3.2，寬度1.6，高度1.1。詳細圖紙指定咗焊盤佈局、元件外形同公差（除非另有說明，通常為±0.1mm），呢啲對於PCB焊盤設計至關重要。

4.2 極性識別

封裝包括標記或特定焊盤設計（通常係切角或圓點）來指示陰極。組裝時必須遵守正確極性，以防止反向偏壓損壞。

4.3 載帶與捲盤規格

產品以載帶同捲盤形式供應，用於自動化組裝。指定咗載帶尺寸，標準捲盤包含2000件。呢個資訊對於設置貼片機係必要嘅。

5. 焊接與組裝指引

5.1 儲存與處理

LED對濕氣敏感。預防措施包括：使用前保持密封防潮袋未開封；未開封袋儲存於≤30°C/90%RH環境，並喺一年內使用；開封後，儲存於≤30°C/60%RH環境，並喺168小時（7日）內使用。如果超過儲存時間，需要喺60±5°C下烘烤至少24小時。

5.2 回流焊接

建議使用無鉛焊接溫度曲線。回流焊接不應進行超過兩次，以避免熱應力。加熱期間，不應對LED主體施加任何機械應力。焊接後PCB不應翹曲。

5.3 手工焊接

如果需要手工焊接，請使用烙鐵頭溫度低於350°C嘅烙鐵，對每個端子加熱不超過3秒，並使用容量為25W或更低嘅烙鐵。每個端子焊接之間要有超過2秒嘅冷卻間隔。

5.4 返工與維修

不建議焊接後進行維修。如果無法避免，應使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以最小化封裝上嘅熱應力。必須事先評估損壞LED特性嘅可能性。

6. 應用建議與設計考量

6.1 典型應用電路

最關鍵嘅設計規則是過流保護。必須使用外部限流電阻。由於二極管嘅指數IV特性，電壓嘅微小增加會導致電流大幅且具破壞性嘅增加。電阻值必須根據電源電壓（Vs）、所需正向電流（If）同LED嘅正向電壓（Vf）使用公式計算：R = (Vs - Vf) / If。如果IR同紅光發射器要獨立驅動，則需要單獨嘅電阻。

6.2 熱管理

雖然功耗低，但適當嘅PCB佈局有助於散熱。確保連接至散熱焊盤（如有）或器件引腳嘅銅面積足夠。遵守最大額定值所暗示嘅功率降額指引——喺高環境溫度下操作需要降低正向電流。

6.3 光學設計

利用140度寬視角於需要廣泛覆蓋嘅應用。對於更長距離或更定向嘅感測，可能需要外部透鏡或反射器。透明透鏡適合需要精確芯片發射模式而無需濾色嘅應用。

7. 技術比較與差異化

BR15-22C/L586/R/TR8 嘅主要差異在於其雙波長能力集成喺單一緊湊SMD封裝內。相比使用兩個獨立LED，呢個節省咗電路板空間。其與矽檢測器嘅光譜匹配經過優化，可能提高感測應用中嘅信噪比。低正向電壓，特別係對於IR發射器，提供效率優勢。符合嚴格嘅環保標準（RoHS、REACH、無鹵素）令佢適合廣泛嘅全球市場。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以同時以各自最大電流50mA驅動IR同紅光LED嗎？

答：唔可以。每個芯片嘅連續正向電流絕對最大額定值係50mA。同時以50mA驅動兩者很可能會超過封裝總功耗限制（Pc）並導致過熱。驅動電流必須根據總功率同熱條件進行降額。

問：點解限流電阻絕對必要？

答：LED係電流驅動器件。其正向電壓會隨電流同溫度輕微變化。將佢直接連接到電壓源（即使係穩壓源）會導致電流不受控制地上升，直至器件損壞，因為無內部電阻來限制佢。電阻提供穩定、可預測嘅電流。

問：光譜匹配矽光電檢測器係咩意思？

答：矽光電二極管同光電晶體管有特定嘅光譜響應曲線；佢哋對某些波長（通常喺近紅外同紅光區域）最敏感。呢款LED嘅峰值波長（905nm IR同660nm Red）被選擇喺呢啲檢測器嘅高靈敏度區域內，以最大化給定光功率下產生嘅電信號。

問：點樣理解140度嘅視角？

答：呢個係輻射強度下降到直接喺軸上（0度）測量值一半（50%）時嘅全角。所以，發射喺從中心起非常寬闊嘅±70度錐形範圍內都有效可用。

9. 實際設計與使用案例

案例：為移動設備設計接近感測器

BR15-22C/L586/R/TR8 可以用於接近感測器，檢測物體（例如通話時用戶嘅耳朵）係咪靠近手機。IR發射器（905nm）被脈衝驅動。附近嘅矽光電二極管檢測反射嘅IR光。紅光發射器喺呢個特定模式下唔使用，但可以用於其他功能，例如狀態指示燈。設計步驟包括：1) 根據驅動IC嘅輸出電壓同所需脈衝電流（例如，20mA以獲得良好強度）計算IR LED嘅限流電阻。2) 將LED同光電二極管放置喺PCB上，並喺佢哋之間設置光學屏障以防止直接串擾。3) 嚴格遵循回流焊接曲線，以避免損壞對濕氣敏感嘅封裝。4) 實現固件，脈衝驅動LED並讀取光電二極管信號，使用閾值來確定近或遠狀態。

10. 工作原理介紹

發光二極管（LED）係通過電致發光發光嘅半導體器件。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型區域嘅空穴複合。呢種複合以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長（顏色）由所用半導體材料嘅帶隙能量決定。IR發射器使用砷化鎵鋁（GaAlAs），其帶隙對應於905nm紅外光。紅光發射器使用磷化鋁鎵銦（AlGaInP），產生660nm紅光。透明環氧樹脂透鏡封裝芯片，提供機械保護，並塑造光輸出模式。

11. 技術趨勢與背景

像BR15-22C/L586/R/TR8呢類SMD LED嘅發展，係由電子產品微型化、自動化同多功能化嘅趨勢所驅動。轉向無鉛同無鹵素製造反映咗全球對環境可持續元件嘅推動。喺感測應用中，持續需求更高效率（每電瓦更多光輸出）同更緊密嘅光譜匹配，以提高系統性能並降低功耗。將多個波長或功能集成到單一封裝中，係喺日益複雜嘅設備中節省空間同成本嘅合理步驟。此外，封裝材料同設計嘅改進旨在增強熱應力同濕氣暴露下嘅可靠性，呢啲對於汽車、工業同消費類應用至關重要。