目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 詳細等級（E1 至 E11）
- 3.2 粗略等級（7-2, 7-1, 6-2, 6-1）
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 環境溫度
- 4.2 頻譜分佈
- 4.3 順向電流 vs. 順向電壓（IV曲線）
- 4.4 相對輻射強度 vs. 角度位移
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 引腳成型
- 6.2 焊接參數
- 6.3 清潔
- 6.4 儲存條件
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤規格
- 8. 應用建議與設計考量
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學對準
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題（基於技術參數）
- 10.1 E等級與粗略等級有何不同？
- 10.2 為什麼焊接距離（距離環氧樹脂3mm）如此重要？
- 10.3 我可以在最大連續電流50mA下驅動此LED嗎？
- 11. 實務設計與使用案例
- 12. 原理介紹
- 13. 發展趨勢
1. 產品概述
IR908-7C-F 是一款高強度紅外線發光二極體，採用側向發光的塑膠封裝。此設計的特色在於晶片從透明環氧樹脂透鏡的側面發射輻射，使其非常適合需要橫向發光輪廓的應用。此元件以高可靠性和高輻射強度著稱，峰值波長為940nm。
1.1 核心優勢
- 高可靠性與高輻射強度。
- 低順向電壓操作。
- 無鉛、符合RoHS規範，並符合歐盟REACH與無鹵素標準（Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm）。
- 標準2.54mm引腳間距，易於PCB整合。
1.2 目標應用
- 光學追蹤用電腦滑鼠。
- 光電開關與感測器。
- 通用紅外線應用系統。
2. 技術參數深入解析
2.1 絕對最大額定值
以下額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。所有數值均在環境溫度（Ta）為25°C下指定。
- 連續順向電流（IF）：50 mA
- 逆向電壓（VR）：5 V
- 操作溫度（Topr）：-25 至 +85 °C
- 儲存溫度（Tstg）：-40 至 +85 °C
- 焊接溫度（Tsol）：260 °C，持續時間 < 5 秒
- 功率消耗（Pd）：75 mW（於25°C或以下之自由空氣溫度）
2.2 電光特性
典型性能參數在Ta=25°C下量測。光電流（IC(ON)）是在特定測試條件下（IF=4mA, VCE=3.5V）量測的關鍵參數。
- 峰值波長（λp）：940 nm（典型值），於 IF=20mA
- 頻譜頻寬（Δλ）：50 nm（典型值），於 IF=20mA
- 順向電壓（VF）：1.25 V（典型值），1.60 V（最大值），於 IF=20mA
- 逆向電流（IR）：10 µA（最大值），於 VR=5V
- 視角（2θ1/2）：40 度（典型值），於 IF=20mA
3. 分級系統說明
IR908-7C-F 根據其光電流（IC(ON)）提供不同的性能等級。這讓設計師能為其應用選擇具有一致光學輸出的元件。
3.1 詳細等級（E1 至 E11）
這些等級提供了光電流的精細選擇。例如，等級 E1 涵蓋 143 至 255 µA，而等級 E11 涵蓋 857 至 1137 µA，所有數值均在 IF=4mA, VCE=3.5V 下量測。
3.2 粗略等級（7-2, 7-1, 6-2, 6-1）
這些是較寬泛的分類。例如，等級 6-1 涵蓋的光電流範圍為 650 至 1274 µA。請務必注意，此分級表僅供參考，並非特定分級出貨的保證。
4. 性能曲線分析
規格書包含數條對電路設計與熱管理至關重要的典型特性曲線。
4.1 順向電流 vs. 環境溫度
此曲線顯示最大允許順向電流如何隨著環境溫度升高而降低，這對於確保長期可靠性至關重要。
4.2 頻譜分佈
說明輻射功率輸出作為波長的函數，以940nm峰值為中心。
4.3 順向電流 vs. 順向電壓（IV曲線）
定義流經二極體的電流與其兩端電壓降之間的關係，對於驅動電路設計至關重要。
4.4 相對輻射強度 vs. 角度位移
此極座標圖直觀地呈現了40度視角，顯示發射強度在偏離中心軸的角度下如何衰減。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
此元件採用特定的側視封裝。所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為±0.3mm。原始規格書中提供了詳細的尺寸圖，顯示本體尺寸、引腳長度與間距。
5.2 極性識別
陽極與陰極有明確標示。電路組裝時必須遵守正確的極性，以防止損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 引腳成型
- 彎折必須在距離環氧樹脂本體底部大於3mm的位置進行。
- 彎折時必須固定引線框架，並避免對環氧樹脂本體施加應力。
- 引腳成型應始終在焊接製程之前完成。
- 引腳切割應在室溫下進行。
- PCB孔位必須與LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。
6.2 焊接參數
必須注意保持焊點距離環氧樹脂燈泡至少3mm。
- 手工焊接：烙鐵頭最高溫度300°C（最大30W），焊接時間 < 3 秒。
- 浸焊：預熱最高溫度100°C（<60秒），焊錫槽最高溫度260°C，持續時間 < 5 秒。
- 提供了建議的焊接溫度曲線，以最小化熱衝擊。
- 避免在LED因焊接而處於高溫時施加機械衝擊或振動。
- 浸焊或手工焊接不應進行超過一次。
6.3 清潔
超音波清潔不建議用於此元件。
6.4 儲存條件
- 出貨後，請儲存於10-30°C、相對濕度70%或更低的環境中，最長可達3個月。
- 長期儲存（>3個月至1年），請使用氮氣環境的密封容器，溫度10-25°C，相對濕度20-60%。
- 打開原始包裝後，請盡可能在24小時內使用元件，並將其餘部分儲存於10-25°C、相對濕度20-60%的環境中，並迅速重新密封袋子。
- 避免在高濕度環境中溫度劇烈變化，以防止凝結。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
標準包裝數量為每袋1000顆，每箱8袋，每箱10盒。
7.2 標籤規格
產品標籤包含客戶料號（CPN）、料號（P/N）、數量（QTY）、等級（CAT）、參考（REF）與批號（LOT No）等欄位。
8. 應用建議與設計考量
8.1 典型應用電路
設計驅動電路時，低順向電壓（典型值1.25V）允許使用低電壓電源。限流電阻對於將順向電流維持在50mA的絕對最大額定值內至關重要。對於脈衝操作，請參考未明確顯示但由功率消耗額定值所暗示的降額曲線。
8.2 熱管理
適當的熱管理至關重要。功率消耗額定值為25°C時75mW。隨著環境溫度升高，最大允許功率與順向電流必須相應降額。若在接近最大額定值或高溫環境下操作，設計師應確保足夠的PCB銅箔面積或其他散熱方法。
8.3 光學對準
此LED的側向發光特性需要謹慎的機械設計，以正確地將發光面與目標感測器或光路對齊。40度的視角定義了光束的擴散範圍。
9. 技術比較與差異化
IR908-7C-F 的主要差異化因素是其側視（側發光）封裝。與頂部發光LED不同，此封裝從元件的側面發射紅外光。這在空間受限的應用中是一大優勢，例如光學電腦滑鼠，其中LED和感測器需要平行於被追蹤的表面放置，或是在槽型光遮斷器中。
10. 常見問題（基於技術參數）
10.1 E等級與粗略等級有何不同？
E等級（E1至E11）為需要嚴格一致性的應用提供了更精細、更細分的光輸出選擇。粗略等級（例如7-2, 6-1）涵蓋更寬的範圍，通常用於光電流精確度要求不高的應用。規格書明確指出分級表僅供參考。
10.2 為什麼焊接距離（距離環氧樹脂3mm）如此重要？
構成LED透鏡與本體的環氧樹脂對高溫敏感。焊接過程中過多的熱量可能導致內部應力、破裂或光學性能退化，從而導致早期失效或光輸出降低。
10.3 我可以在最大連續電流50mA下驅動此LED嗎？
雖然可行，但不建議用於可靠的長期操作，特別是在較高的環境溫度下。在50mA和典型Vf為1.25V時的功率消耗將為62.5mW，這接近25°C時的75mW額定值。根據順向電流 vs. 環境溫度曲線進行良好的散熱和電流降額，對於穩健的設計至關重要。
11. 實務設計與使用案例
案例：整合至光電開關（槽型感測器）
在典型的U型槽感測器中，IR908-7C-F安裝在槽的一側，面向另一側的光電晶體或光電二極體。側向發光輪廓非常適合此幾何結構，能將光線水平引導穿過間隙。物體通過槽時會中斷光束，觸發感測器。設計步驟包括：1) 選擇適當的等級（例如E5）以獲得足夠的信號餘裕。2) 設計設定為20mA的恆流驅動電路以獲得最佳性能。3) 確保機械外殼精確地將LED的發光側與接收器對齊。4) 遵循所有焊接指南，以防止PCB組裝期間損壞。
12. 原理介紹
紅外線發光二極體（IR LED）的基本運作原理與可見光LED相同：半導體材料中的電致發光。當順向電壓施加於p-n接面時，電子和電洞重新結合，以光子的形式釋放能量。發射光的波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。對於此元件，使用砷化鎵（GaAs）來產生近紅外光譜的光子，特別是峰值為940nm，人眼不可見，但易於被矽光電探測器偵測。
13. 發展趨勢
紅外線LED技術的趨勢持續朝向更高效率（每瓦電輸入產生更多輻射輸出）、更高的可靠性以及更小的封裝尺寸發展。同時也針對特定應用（如人臉辨識（850nm, 940nm）和氣體感測）進行特定波長優化。如IR908-7C-F所見的側向發光封裝樣式，對於特定的光路設計仍然是關鍵的外形因素，並可能在微型化感測器模組中持續使用和改進。
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。 |