LTR-S951-TB 紅外線發射與接收器規格書 - 側視封裝 - Vce 30V

1. 產品概述

LTR-S951-TB 是一款將發射器與接收器整合於單一緊湊側視封裝內的獨立式紅外線元件。此元件專為需要透過紅外線進行非接觸式感測或偵測的應用而設計。其主要功能為發射器產生紅外線輻射，而接收器（此處為光電晶體）則透過調變其集極電流來響應入射的紅外光。其核心優勢包括節省空間的側視外型、與自動化組裝製程相容，以及適合紅外線迴焊的設計，使其成為大量PCB生產的理想選擇。目標市場涵蓋消費性電子產品、工業自動化、安防系統，以及任何運用遙控或近接感測原理的應用。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

此元件在環境溫度（TA）為25°C時，最大功耗額定值為100 mW。集極-射極電壓（V_CE）不得超過30 V，而射極-集極電壓（V_EC）不得超過5 V。這些額定值定義了可能導致永久損壞的絕對極限。工作溫度範圍指定為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍更寬，為-55°C至+100°C，確保其在各種環境條件下的可靠性。此元件亦適用於紅外線迴焊，峰值溫度為260°C，最長持續時間為10秒。

2.2 電氣與光學特性

關鍵電氣參數定義於TA=25°C。集極-射極崩潰電壓（V_(BR)CEO）最小值為30V，測量條件為反向電流（I_R）100µA且無輻照度（E_e=0）。集極暗電流（I_CEO），即無光照時的漏電流，在V_CE=20V時最大值為100 nA。此低暗電流對於在感測應用中實現高訊噪比至關重要。導通集極電流（I_C(ON)）表示光電晶體對紅外光的響應，在V_CE=5V且受到來自940nm光源、輻照度為0.5 mW/cm²的照射時，其典型值為5.5 mA。開關速度以典型上升與下降時間（t_r、t_f）15 µs為特徵，測試條件為V_CE=5V、I_C=1mA、R_L=1kΩ。此速度足以應對許多遙控與資料傳輸協定。

3. 性能曲線分析

規格書包含對電路設計至關重要的典型特性曲線。這些曲線以圖形方式呈現不同條件下關鍵參數之間的關係。雖然提供的文本未詳述具體圖表，但此類曲線通常包含針對不同輻照度等級的集極電流（I_C）對集極-射極電壓（V_CE）圖，顯示光電晶體的輸出特性。另一常見曲線是在固定V_e下，集極電流對輻照度（E_CE）圖，用以說明元件的靈敏度。這些圖表讓設計師能夠預測元件在其特定應用中的行為，確保電路在光電晶體性能的線性與安全區域內運作。

4. 機械與封裝資訊

LTR-S951-TB 採用帶有黑色圓頂透鏡的側視封裝。規格書中提供了詳細的外形尺寸圖，所有尺寸單位均為毫米。除非另有說明，公差通常為±0.1 mm。側視設計使紅外線光束能平行於PCB表面，這對於邊緣感測應用或垂直空間受限的情況非常有用。此封裝設計與自動貼裝設備相容，有助於高效組裝。獨立章節提供了PCB設計的建議焊墊佈局尺寸，以及用於自動化處理的捲帶包裝尺寸。

5. 焊接與組裝指南

5.1 儲存條件

對於未開封、帶有乾燥劑的防潮包裝，元件應儲存於≤30°C且相對濕度（RH）≤90%的環境中，並在一年內使用。一旦原包裝被打開，儲存環境不得超過30°C或60% RH。建議從原包裝取出的元件在一週內進行紅外線迴焊。若需在原包裝外長時間儲存，應將其置於帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。若未包裝儲存超過一週，則在焊接前需進行約60°C、至少20小時的烘烤，以去除吸收的水氣並防止迴焊過程中發生爆米花現象。

5.2 焊接製程

此元件相容於紅外線迴焊製程。建議條件包括預熱區150–200°C、預熱時間最長120秒、峰值溫度不超過260°C，以及溫度高於260°C的時間限制在最長10秒。迴焊最多應執行兩次。若使用烙鐵進行手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過300°C，且每個引腳的焊接時間應限制在3秒內。規格書參考JEDEC標準溫度曲線作為製程設定的基礎，強調需遵循錫膏製造商的規格並進行針對特定電路板的特性分析。

5.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用酒精類溶劑，例如異丙醇。應避免使用強烈或具腐蝕性的化學清潔劑，以防止損壞封裝或透鏡材料。

6. 包裝與訂購資訊

此元件以8mm寬度的捲帶包裝於直徑13英吋的捲盤上供應，符合EIA標準。每捲盤包含9000個元件。捲帶與捲盤規格遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994。此包裝確保與高速自動取放機相容。注意事項指明空元件袋以蓋帶密封，且每捲盤上最多允許連續兩個元件缺失。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

LTR-S951-TB 適用於諸如遙控系統中的紅外線接收器、PCB安裝的近接或物體偵測感測器，以及基本的紅外線無線資料傳輸鏈路等應用。其側視封裝使其特別適用於沿裝置邊緣或在槽縫中感測物體。

7.2 驅動電路設計

光電晶體接收器是一種電流輸出裝置。典型的應用電路涉及在集極與電源電壓（V_L）之間連接一個負載電阻（R_CC），並將射極接地。輸出訊號取自集極節點。R_L的值會影響增益、頻寬與輸出電壓擺幅。規格書提供了使用R_L=1kΩ的測試條件。對於紅外線發射器（若需主動驅動），為每個LED使用串聯的限流電阻至關重要，以確保發光強度均勻並防止電流不均，因為不同元件之間的正向電壓（V_f）可能有所差異。不建議在沒有個別電阻的情況下並聯驅動LED。

7.3 設計考量

設計師必須考量元件的視角（由圓頂透鏡決定）、對940nm波長的靈敏度，以及相對於其應用資料傳輸率的開關速度。抗環境光干擾可能是一個問題；雖然黑色透鏡有所幫助，但在高環境光環境中，可能需對紅外線光源進行光學濾波或調變。PCB上的放置位置必須與機械外形和建議的焊墊尺寸對齊，以確保正確的焊接和感測對準。

8. 注意事項與可靠性說明

本產品適用於標準電子設備。對於需要極高可靠性且故障可能危及生命或健康（例如醫療、航空、運輸）的應用，需進行特定諮詢與資格認證。為改進產品，規格與產品外觀可能隨時變更，恕不另行通知。

9. 工作原理

此元件基於半導體中的光電效應原理運作。紅外線發射器通常為砷化鎵（GaAs）或類似材料的發光二極體（LED），在正向偏壓時會發射峰值波長約940nm的光子。接收器則為矽光電晶體。當來自發射器（或其他紅外線光源）的光子撞擊光電晶體的基極區域時，會產生電子-電洞對。此光生電流充當基極電流，隨後被電晶體的電流增益（β）放大，從而產生大得多的集極電流。集極電流響應紅外光而產生的變化，即是基本的感測機制。整合式封裝使發射器與接收器在光學上對準，適用於反射式感測模式，即物體將發射的光反射回接收器。

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	為什麼重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦電能發出的光通量，越高越節能。	直接決定燈具的能效等級與電費成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源發出的總光量，俗稱"亮度"。	決定燈具夠不夠亮。
發光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。	影響光照範圍與均勻度。
色溫（CCT）	K（開爾文），如2700K/6500K	光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。	決定照明氛圍與適用場景。
顯色指數（CRI / Ra）	無單位，0–100	光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step"	顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。	保證同一批燈具顏色無差異。
主波長（Dominant Wavelength）	nm（奈米），如620nm（紅）	彩色LED顏色對應的波長值。	決定紅、黃、綠等單色LED的色相。
光譜分佈（Spectral Distribution）	波長 vs. 強度曲線	顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。	影響顯色性與顏色品質。

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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。	常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。
最大脈衝電流（Pulse Current）	Ifp	短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。	脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。
反向電壓（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向電壓，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）	熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。	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的"使用壽命"。
流明維持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段時間後剩餘亮度的百分比。	表徵長期使用後的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麥克亞當橢圓	使用過程中顏色的變化程度。	影響照明場景的顏色一致性。
熱老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因長期高溫導致的封裝材料劣化。	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	保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。	EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。
晶片結構	正裝、倒裝（Flip Chip）	晶片電極佈置方式。	倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。
螢光粉塗層	YAG、矽酸鹽、氮化物	覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。	不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。
透鏡/光學設計	平面、微透鏡、全反射	封裝表面的光學結構，控制光線分佈。	決定發光角度與配光曲線。

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，確保顏色落在極小範圍內。	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，每組有對應的坐標範圍。	滿足不同場景的色溫需求。

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	在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的壽命。	提供科學的壽命預測。
IESNA標準	照明工程學會標準	涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。	行業公認的測試依據。
RoHS / REACH	環保認證	確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。	進入國際市場的准入條件。
ENERGY STAR / DLC	能效認證	針對照明產品的能效與性能認證。	常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。

LTR-S951-TB 紅外線發射與接收器規格書 - 側視封裝 - Vce 30V - 繁體中文技術文件

目錄