目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術規格詳解
- 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. 環境溫度
- 3.2 光譜分佈
- 3.3 峰值發射波長 vs. 溫度
- 3.4 正向電流 vs. 正向電壓
- 3.5 輻射強度 vs. 角度偏移
- 3.6 相對輻射強度 vs. 正向電流
- 4. 機械同封裝資料
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 焊接同組裝指引
- 5.1 儲存同濕度敏感度
- 5.2 迴流焊接溫度曲線
- 5.3 手動焊接同返修
- 5.4 電路板設計
- 6. 包裝同訂購資料
- 6.1 捲帶規格
- 7. 應用建議
- 7.1 典型應用場景
- 7.2 設計考慮因素
- 8. 可靠性測試
- 9. 常見問題 (FAQ)
- 9.1 點解一定要用串聯電阻？
- 9.2 點樣計算串聯電阻值？
- 9.3 呢款LED可唔可以用喺數據傳輸？
- 9.4 輻射強度同功率有咩分別？
- 10. 工作原理
- 11. 行業背景同趨勢
1. 產品概覽
HIR26-21C/L423/TR8 係一款高性能紅外線發光二極管，專為表面貼裝技術應用而設計。呢款器件屬於超小型反向封裝晶片LED類別，採用緊湊嘅1.6mm圓形外形。佢嘅核心功能係發射峰值波長為850納米嘅紅外光，呢個波長同矽光電探測器同光電晶體管嘅光譜靈敏度完美匹配。因此，佢係各種需要不可見光傳輸嘅感應同信號應用嘅理想光源。
呢款LED採用砷化鎵鋁材料製造，並封裝喺帶有球形透鏡嘅透明塑膠樹脂入面。呢個設計確保咗高效嘅光提取同一致嘅輻射模式。呢個元件嘅一個主要優勢係佢嘅低正向電壓，有助於實現節能運作。此外，產品符合無鉛同RoHS環保標準，符合現代製造對減少有害物質嘅要求。
2. 技術規格詳解
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下運作並唔保證。
- 連續正向電流 (IF): 65 mA
- 反向電壓 (VR): 5 V
- 功耗 (Pd) 喺 Ta≤ 25°C: 110 mW
- 工作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C
- 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +85°C
- 焊接溫度 (Tsol): 260°C (迴流焊接期間最多10秒)
2.2 電光特性 (Ta= 25°C)
呢啲參數定義咗器件喺典型工作條件下嘅性能，除非另有說明，否則喺20mA正向電流下測量。
- 輻射強度 (Ie): 14.0 mW/sr (最小), 16.0 mW/sr (典型)。呢個係測量每單位立體角發射嘅光功率，表示紅外光束嘅亮度。
- 峰值波長 (λp): 850 nm (典型)。光輸出功率最大嘅波長，非常適合矽基接收器。
- 光譜帶寬 (Δλ): 42 nm (典型)。發射嘅波長範圍，以峰值波長為中心。
- 正向電壓 (VF): 1.45 V (典型), 1.70 V (最大)。LED喺指定電流下工作時嘅壓降。典型值低係一個重要嘅效率優勢。
- 反向電流 (IR): 10 μA (最大) 喺 VR=5V。器件反向偏置時嘅小漏電流。
- 光學上升/下降時間 (tr/tf): 25/15 ns (典型), 35/35 ns (最大) 喺 IF=50mA。呢啲快速開關時間令佢能夠用於數據傳輸嘅高速脈衝操作。
- 視角 (2θ1/2): 20 度 (典型)。輻射強度為最大強度一半時嘅全角。呢個定義咗光束寬度。
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。
3.1 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。為防止熱損壞，當工作溫度高於25°C時，必須降低正向電流。110mW嘅功耗限制控制住呢個關係。
3.2 光譜分佈
呢個圖表顯示咗相對輻射強度隨波長變化嘅關係，確認咗850nm處嘅峰值同大約42nm嘅帶寬。呢個對於確保同接收器光譜響應嘅兼容性至關重要。
3.3 峰值發射波長 vs. 溫度
峰值波長有輕微嘅溫度係數，通常每°C偏移約0.1至0.3 nm。呢條曲線讓設計師能夠預測喺應用嘅預期溫度範圍內嘅工作波長偏移。
3.4 正向電流 vs. 正向電壓
呢條IV特性曲線對於設計限流電路至關重要。佢顯示咗電流同電壓之間嘅非線性關係，突顯咗使用串聯電阻或恆流驅動器來設定工作點嘅重要性。
3.5 輻射強度 vs. 角度偏移
呢個極坐標圖直觀地定義咗20度視角。喺呢個錐形範圍內，輻射模式近似朗伯分佈，呢個對於計算喺給定距離同角度下目標上嘅輻照度好重要。
3.6 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，光輸出同驅動電流幾乎成線性關係。佢有助於確定達到特定輻射強度水平所需嘅驅動電流。
4. 機械同封裝資料
4.1 封裝尺寸
器件採用圓形、超小型反向封裝。關鍵尺寸包括主體直徑1.6mm。規格書中嘅詳細機械圖紙指定咗所有關鍵尺寸，包括引腳間距、總高度同透鏡幾何形狀，除非另有說明，標準公差為±0.1mm。工程師必須參考呢啲圖紙來進行準確嘅PCB焊盤設計。
4.2 極性識別
陰極通常通過封裝上嘅標記或尺寸圖中所示嘅特定引腳配置來識別。組裝期間必須確保正確嘅極性方向，以防止器件故障。
5. 焊接同組裝指引
對於SMD元件，正確處理對於確保可靠性至關重要。
5.1 儲存同濕度敏感度
LED包裝喺防潮袋中。開袋後，喺30°C或以下同60%相對濕度或以下嘅條件下，可使用期限為1年。如果超過儲存時間或濕度指示劑發生變化，則需要喺迴流焊接前進行60 ±5°C烘烤24小時嘅處理，以防止"爆米花"損壞。
5.2 迴流焊接溫度曲線
建議使用無鉛迴流焊接溫度曲線。峰值焊接溫度不得超過260°C，高於250°C嘅時間應限制喺最多10秒。同一器件上不應進行超過兩次迴流焊接。
5.3 手動焊接同返修
如果必須進行手動焊接，則必須格外小心。烙鐵頭溫度應低於350°C，每個端子嘅接觸時間應限制喺3秒或更短。建議使用低功率烙鐵 (≤25W)。對於返修，建議使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以避免機械應力。應事先驗證返修對器件特性嘅影響。
5.4 電路板設計
焊接後，電路板不應翹曲或受到機械應力，因為咁樣會導致LED封裝破裂或損壞內部鍵合。
6. 包裝同訂購資料
6.1 捲帶規格
產品以行業標準嘅8mm載帶包裝，捲喺7英吋直徑嘅捲盤上。每捲包含1500件HIR26-21C/L423/TR8 LED。提供詳細嘅載帶尺寸，包括凹槽尺寸、間距同鏈輪孔規格，以確保同自動貼片組裝設備嘅兼容性。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
- PCB安裝紅外線感應器：用作接近感應器、物體檢測同循線機器人嘅光源。
- 紅外線遙控器單元：由於其良好嘅輻射強度，非常適合消費電子產品遙控器（電視、音響系統）中嘅高功率要求。
- 掃描器：可用於需要紅外線照明嘅條碼掃描器同文件掃描器。
- 通用紅外線系統：適合任何需要緊湊、高效同可靠嘅850nm紅外線光源嘅應用。
7.2 設計考慮因素
- 限流：外部串聯電阻係絕對必要嘅，用於設定工作電流。LED嘅低正向電壓意味住，即使電源電壓嘅微小增加，都會導致電流嘅大幅、破壞性增加。
- 熱管理：雖然封裝細小，但必須考慮功耗，特別係喺高環境溫度環境下或驅動電流接近最大值時。足夠嘅PCB銅面積有助於散熱。
- 光學設計：應將20度視角考慮到外殼設計中，以喺目標或接收器上實現所需嘅照明模式。
- 接收器匹配：將呢款LED同峰值靈敏度喺850nm附近嘅矽光電二極管或光電晶體管配對，以獲得最佳系統性能同信噪比。
8. 可靠性測試
器件經過一系列全面嘅可靠性測試，以確保喺各種應力下嘅長期性能。測試以90%置信水平同10%批容許不合格率進行。主要測試包括：
- 迴流焊接模擬 (260°C)
- 溫度循環 (-40°C 至 +100°C)
- 熱衝擊 (-10°C 至 +100°C)
- 高溫儲存 (+100°C)
- 低溫儲存 (-40°C)
- 直流工作壽命 (20mA下1000小時)
- 高溫/高濕工作壽命 (85°C/85% RH下1000小時)
環境測試嘅失效標準基於關鍵參數嘅變化，例如反向電流 (IR)、輻射強度 (Ie) 同正向電壓 (VF)。
9. 常見問題 (FAQ)
9.1 點解一定要用串聯電阻？
紅外線LED具有非常非線性同陡峭嘅電流-電壓特性。正向電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化。如果冇限流電阻，LED會從典型電源（例如3.3V或5V）汲取過多電流，導致立即過熱同災難性故障。電阻設定咗一個穩定嘅工作點。
9.2 點樣計算串聯電阻值？
使用歐姆定律：R = (V電源- VF) / IF。例如，使用5V電源，目標電流20mA，典型VF為1.45V：R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5 Ω。標準180 Ω電阻就啱用。為咗保守設計，確保電流唔超過所需限制，應始終使用規格書中嘅最大VF值 (1.70V) 進行計算。
9.3 呢款LED可唔可以用喺數據傳輸？
可以，佢嘅快速上升同下降時間（典型值25ns/15ns）令佢適合用於紅外線數據傳輸系統中嘅調製或脈衝操作，例如IrDA或簡單串行通信鏈路。驅動電路必須能夠以呢啲速度進行開關。
9.4 輻射強度同功率有咩分別？
輻射強度（以mW/sr為單位）係每單位立體角發射嘅光功率。佢描述咗光束嘅"聚焦"程度。總輻射通量（以mW為單位嘅功率）係強度喺所有角度上嘅積分。對於窄20度光束，高輻射強度值表示光束明亮、集中，適合定向應用。
10. 工作原理
HIR26-21C/L423/TR8 係一種半導體發光二極管。當施加超過其帶隙能量嘅正向電壓時，電子同空穴喺有源區（由GaAlAs製成）內複合，以光子形式釋放能量。GaAlAs材料嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而定義咗發射光嘅峰值波長——喺呢個情況下，係紅外光譜中嘅850nm。透明環氧樹脂封裝充當透鏡，將輸出光束塑造成指定嘅20度視角。
11. 行業背景同趨勢
850nm同940nm波長嘅紅外線LED係無數電子系統中嘅基本組件。趨勢係朝向更細嘅封裝尺寸、更高嘅效率（每瓦電輸入產生更多輻射輸出）同更高嘅集成度。對能夠以更高速度運作以支持LiDAR、3D感應同光通信等新興應用嘅器件需求亦日益增長。HIR26-21C/L423/TR8以其緊湊尺寸、良好性能同RoHS合規性，代表咗一種成熟嘅解決方案，適用於需要可靠表面貼裝光源嘅傳統同許多現代紅外線應用。
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。 |