HIR16-213C/L423/TR8 迷你頂裝紅外線LED規格書 - SMD封裝 - 850nm峰值波長 - 145°視角 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

HIR16-213C/L423/TR8係一款高可靠性、微型表面貼裝器件（SMD）紅外線（IR）發射二極管。佢專為需要緊湊、高效紅外光源，並兼容現代自動化組裝製程嘅應用而設計。器件採用水清環氧樹脂封裝，提供堅固保護，同時確保紅外光嘅最佳透射。

核心優勢：呢個元件嘅主要優勢包括其細小嘅雙端封裝尺寸、高可靠性，以及完全符合RoHS、歐盟REACH同無鹵素要求（Br <900 ppm、Cl <900 ppm、Br+Cl < 1500 ppm）等環保法規。佢嘅光譜特登同矽光電二極管同光電晶體管匹配，非常適合感測系統。

目標市場及應用：呢款IR LED主要針對需要紅外功能嘅電子系統設計師同製造商。主要應用領域包括用於接近或物體檢測嘅PCB安裝紅外線感應器、需要更高輻射強度嘅紅外線遙控器、各類光學掃描器，以及其他紅外線應用系統。

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。唔建議喺呢啲極限之外操作。

• 連續正向電流（I_F）：50 mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
• 反向電壓（V_R）：5 V。反向偏壓超過呢個電壓可能會擊穿二極管結。
• 工作及儲存溫度（T_opr、T_stg）：-40°C 至 +100°C。呢個寬廣範圍確保適用於工業同汽車環境。
• 焊接溫度（T_sol）：峰值260°C，最多5秒，兼容無鉛迴流焊溫度曲線。
• 功耗（P_c）：喺環境溫度25°C或以下時為100 mW。喺更高溫度下需要降額使用。

2.2 電光特性

除非另有說明，否則呢啲參數係喺標準測試條件（環境溫度25°C，正向電流20 mA）下測量。

• 輻射強度（I_E）：典型值為1.50 mW/sr，最小值為0.50 mW/sr。呢個係量度每單位立體角發射嘅光功率。
• 峰值波長（λ_p）：850 nm（典型），範圍由840 nm至870 nm。呢個波長對於矽基探測器近乎最佳。
• 光譜帶寬（Δλ）：典型值30 nm。呢個定義咗半峰強度處嘅光譜寬度。
• 正向電壓（V_F）：典型值1.45V，喺I_F=20mA時最大值為1.65V。喺100mA脈衝電流下（脈寬≤100μs，佔空比≤1%），V_F最大值會升至2.00V。
• 反向電流（I_R）：喺V_R=5V時最大值為10 μA，表示結質素良好。
• 視角（2θ_1/2）：145度（典型）。呢個極寬嘅視角係透鏡設計嘅特點，提供廣闊嘅發射範圍。

3. 分級系統說明

器件提供唔同性能等級，主要基於輻射強度。咁樣設計師就可以根據佢哋特定嘅靈敏度或距離要求選擇合適嘅等級。

• F級：輻射強度喺I_F=20mA時介乎0.50至1.50 mW/sr之間。
• G級：輻射強度介乎1.00至2.50 mW/sr之間。
• H級：輻射強度介乎2.00至3.50 mW/sr之間。
• J級：輻射強度介乎3.00至4.50 mW/sr之間。

標準產品中並無標明正向電壓或峰值波長嘅分級，但呢啲參數都有指定最小/典型/最大值。

4. 性能曲線分析

4.1 輻射強度 vs. 正向電流

提供嘅圖表顯示非線性關係。輻射強度隨正向電流增加而增加，但最終會因為熱力同效率限制而飽和。呢條曲線對於確定達到所需光輸出所需嘅工作電流至關重要。

4.2 正向電流 vs. 正向電壓

呢條IV曲線展示二極管嘅標準指數特性。喺20mA時典型V_F為1.45V，係驅動電路設計（例如串聯電阻計算）嘅關鍵參數。

4.3 正向電流 vs. 環境溫度

降額曲線顯示，最大允許連續正向電流隨環境溫度升高而降低。呢點對於確保長期可靠性至關重要，特別係喺高溫應用中。器件唔可以喺整個溫度範圍內都以全額50mA運行。

4.4 光譜分佈

光譜輸出以850nm為中心，典型帶寬為30nm。呢個同常見矽光電探測器嘅峰值響應區域匹配，最大化系統信噪比。

4.5 相對輻射強度 vs. 角度位移

5. 機械及封裝資料

器件採用緊湊嘅迷你頂裝SMD封裝。規格書中嘅關鍵尺寸註記包括：

所有尺寸單位為毫米。

• 未指定尺寸嘅標準公差為±0.1mm。
• 封裝採用雙端設計，以確保焊接時嘅機械穩定性。
• 水清環氧樹脂透鏡係封裝主體嘅一部分。
• 極性識別：

陰極通常喺封裝上標記，可能係綠點、凹口或較短嘅引腳。必須查閱規格書圖表以了解確切標記方式。6. 焊接及組裝指引

6.1 儲存及濕度敏感度

器件對濕度敏感（MSL）。預防措施至關重要：

準備使用前唔好打開防潮袋。

• 開封前儲存：≤30°C / ≤90% RH。請於1年內使用。
• 開封後儲存：≤30°C / ≤60% RH。請於168小時（7日）內使用。
• 如果儲存時間超過或乾燥劑顯示受潮，需要喺60±5°C下烘烤最少24小時先可以進行迴流焊。
• 6.2 迴流焊接

元件兼容紅外線同氣相迴流製程。

指定使用峰值260°C嘅無鉛溫度曲線。

• 迴流焊唔應該進行超過兩次。
• 加熱同冷卻期間避免對封裝施加機械應力。
• 焊接後唔好扭曲PCB。
• 6.3 手動焊接及返修

如果需要手動焊接：

使用烙鐵頭溫度<350°C嘅烙鐵。

• 每個端子嘅接觸時間限制喺≤3秒。
• 使用功率≤25W嘅烙鐵。
• 端子之間要有>2秒嘅冷卻間隔。
• 對於返修，建議使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，避免損壞封裝。任何返修後都必須驗證器件功能。
• 6.4 電路保護

關鍵：

必須使用外部限流電阻同LED串聯。正向電壓具有負溫度係數，意味住如果控制不當，電流可能會失控增加。電壓嘅輕微增加會導致電流大幅變化，引致立即燒毀。7. 包裝及訂購資料

7.1 載帶及捲盤規格

器件以8mm載帶包裝，捲盤直徑為7吋。每捲包含3000件。載帶尺寸確保兼容標準SMD貼片設備。

7.2 包裝程序及標籤

捲盤包裝喺帶有乾燥劑嘅鋁質防潮袋中。袋上標籤包含追溯同正確應用嘅關鍵資訊：

CPN（客戶部件編號）

• P/N（生產部件編號：HIR16-213C/L423/TR8）
• QTY（數量）
• CAT（等級/分級代碼，例如F、G、H、J）
• HUE（峰值波長）
• LOT No.（生產批次號）
• 生產地
• 7.3 器件選擇指南

型號HIR16-213C/L423/TR8解碼如下：晶片材料係AlGaAs（砷化鋁鎵），透鏡顏色係水清。後綴TR8表示8mm載帶同捲盤包裝。

8. 應用設計建議

8.1 典型應用電路

喺典型驅動電路中，LED通過一個限流電阻連接到電源（V

）。電阻值使用歐姆定律計算：R = (V_CC- V_CC) / I_F。例如，假設V_F=5V，V_CC=1.45V，I_F=20mA，則R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5 Ω。一個標準180 Ω電阻就啱用。對於更高電流（例如100mA）嘅脈衝操作，確保驅動器（通常係晶體管）可以處理峰值電流，並且佔空比保持非常低（≤1%）以避免過熱。_F8.2 光學設計考慮

145°寬視角令呢款LED非常適合需要廣闊、漫射照明嘅應用，例如需要覆蓋廣闊區域嘅接近感應器。對於更長距離或更定向嘅應用，可能需要二次光學元件（透鏡）來準直光束。水清透鏡對於近紅外光傳輸係最佳選擇，吸收極少。

8.3 熱管理

雖然封裝細小，但必須考慮功耗，特別係喺較高電流或高環境溫度下。確保PCB焊盤佈局提供足夠嘅散熱，並且唔好超過最高結溫。正向電流 vs. 溫度嘅降額曲線係主要指南。

9. 技術比較及差異

同標準5mm或3mm插件式IR LED相比，呢款SMD器件提供顯著優勢：

尺寸及自動化：

• 微型SMD封裝實現更細嘅PCB設計，並且完全兼容高速自動貼片同迴流焊接，降低組裝成本。視角：
• 對於SMD IR LED嚟講，145°視角異常寬廣，比許多光束較窄嘅競爭對手提供更均勻嘅覆蓋。合規性：
• 完全符合RoHS、REACH同無鹵素標準，係針對嚴格環保法規全球市場產品嘅關鍵差異點。光譜匹配：
• 850nm峰值特登同矽探測器匹配，呢個特點未必喺所有通用IR LED中得到優化。10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 輻射強度（mW/sr）同輻射功率（mW）有咩分別？

輻射強度係每單位立體角（球面度）發射嘅光功率。輻射功率係所有方向發射嘅總光功率。對於已知強度同視角分佈嘅LED，總功率可以通過對整個發射球體積分強度來計算。規格書提供強度，呢個對於計算特定距離同角度下探測器上嘅輻照度更有用。

10.2 我可唔可以連續用50mA驅動呢粒LED？

只有喺環境溫度等於或低於25°C，並且你有足夠熱管理嘅情況下，先可以用50mA直流驅動。降額曲線顯示，最大允許連續電流隨溫度升高而降低。為咗喺整個溫度範圍內可靠運行，建議使用較低電流或脈衝操作。

10.3 點解限流電阻係絕對必要嘅？

LED係電流驅動器件，唔係電壓驅動。佢哋嘅V-I曲線非常陡峭。正向電壓嘅輕微增加（由於溫度或電源變化）會導致電流極大、可能具破壞性嘅增加。串聯電阻提供負反饋，穩定工作點。

10.4 點樣解讀等級（F、G、H、J）？

等級係輻射強度嘅分級代碼。佢允許你為你嘅應用選擇一個保證最低光輸出嘅器件。例如，如果你嘅感應器需要至少2.0 mW/sr，你應該指定H級或J級。使用較低等級（F或G）可能會導致器件唔符合你系統嘅靈敏度要求。

11. 實際應用例子

設計案例：簡單接近感應器

目標：

檢測物體進入感應器10cm範圍內。設計：

將HIR16-213C/L423/TR8 IR LED同一個匹配嘅矽光電晶體管並排放置喺PCB上，面向同一方向。用20mA恆定電流驅動LED（使用計算出嘅串聯電阻）。當冇物體時，紅外線光束射走，光電晶體管接收到極少反射光。當物體進入檢測區域時，部分紅外線光反射返到光電晶體管上，導致其集電極電流增加。呢個電流變化可以通過比較器放大並轉換為數位信號。元件選擇理由：

LED嘅145°寬視角確保廣闊嘅檢測視場。850nm波長確保光電晶體管嘅最大響應度。選擇H級或J級LED提供更高輻射強度，增加反射光量，從而可能提高檢測範圍或可靠性。關鍵計算：

驅動電阻值（如第8.1節計算）。光電晶體管上嘅預期信號電平取決於物體嘅反射率，需要通過實驗來表徵，以便正確設定比較器嘅閾值。12. 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。當施加正向電壓時，來自n型半導體嘅電子同來自p型半導體嘅電洞被注入到結區。當呢啲電荷載流子喺有源區（呢個情況下係AlGaAs晶片）複合時，能量以光子（光）嘅形式釋放。特定材料成分（AlGaAs）決定咗帶隙能量，直接定義發射光子嘅波長——喺呢個情況下，係喺850納米附近嘅近紅外光譜。水清環氧樹脂封裝封裝住晶片，提供機械保護，並作為主透鏡塑造發射光嘅角度分佈。

13. 技術趨勢

紅外線LED技術隨住更廣泛嘅光電趨勢持續發展。主要方向包括：

效率提升：

• 新半導體材料同外延結構嘅開發，旨在用相同電輸入產生更多光功率（更高輻射強度），降低系統功耗同熱量產生。微型化：
• 對更細消費電子產品同IoT設備嘅推動，要求更細嘅封裝尺寸，同時保持或改善光學性能。集成化解決方案：
• 趨勢係將IR發射器、探測器，有時仲有控制邏輯整合到單一模組或封裝中，簡化設計並提高特定應用（如手勢感應或主動3D成像）嘅性能。波長多樣化：
• 雖然850nm同940nm好常見，但其他波長正為專業應用而開發，例如光譜分析或人眼安全系統。增強可靠性及合規性：
• 隨著法規收緊同產品壽命延長，關注點仍然係堅固封裝、改善防潮性，以及保證符合全球環境同安全標準。免責聲明：

此處提供嘅資訊源自並代表所提供規格書嘅技術內容。典型值並無保證。設計師必須查閱官方規格書以獲取絕對最大額定值同應用說明。製造商對喺指定條件外使用所造成嘅損壞概不負責。所有規格可能由製造商更改。The information presented here is derived from and represents the technical content of the provided datasheet. Typical values are not guaranteed. Designers must consult the official datasheet for absolute maximum ratings and application instructions. The manufacturer assumes no responsibility for damage resulting from use outside specified conditions. All specifications are subject to change by the manufacturer.