IR928-6C-F 側發光紅外線LED 規格書 - 2.54mm 腳距 - 940nm 波長 - 50mA 電流 - 75mW 功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

IR928-6C-F 是一款高強度的側發光紅外線發光二極體（LED）。其設計用於需要緊湊、側向輻射光源的應用。元件採用透明塑膠封裝，使來自 GaAs 晶片的紅外線輻射能從元件的側面發射。這種封裝形式特別適用於空間受限的設計，其中頂部發光的 LED 並不適合。

此元件的關鍵優勢包括其高輻射強度、低順向電壓以及高可靠性。其製造符合無鉛（Pb-free）標準，並符合 RoHS、歐盟 REACH 以及無鹵素物質限制（溴<900ppm，氯<900ppm，溴+氯<1500ppm）。標準的 2.54mm 接腳間距使其與常見的穿孔式 PCB 佈局相容。

2. 技術規格深入解析

2.1 絕對最大額定值

為防止永久性損壞，不得在超出這些限制的條件下操作元件。連續順向電流（IF）額定值為 50 mA。可施加的最大反向電壓（VR）為 5 V。元件可在 -25°C 至 +85°C 的環境溫度（Topr）範圍內操作，並可在 -40°C 至 +85°C 的溫度下儲存（Tstg）。最大焊接溫度（Tsol）為 260°C，時間少於 5 秒。在自由空氣溫度等於或低於 25°C 時，最大功率消耗（Pd）為 75 mW。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在 Ta=25°C 的標準測試條件下指定的。峰值發射波長（λp）通常為 940nm，光譜頻寬（Δλ）為 50nm，使其適用於近紅外光譜的應用。在順向電流 20mA 下，順向電壓（VF）通常為 1.25V，最大值為 1.60V，顯示出良好的電氣效率。在完整的 5V 反向偏壓下，反向電流（IR）最大值為 10 µA。視角（2θ1/2）為 20 度，定義了從封裝側面發射的相對較窄的紅外線光束。

一個關鍵參數是光電流（IC(ON)），這是在指定條件下（IF=4mA，VCE=3.5V）測試光電晶體中產生的光電流。此參數用於將 LED 分級為不同的強度等級。

3. 分級系統說明

IR928-6C-F 根據其輻射強度（以 IC(ON) 測量）被分類為不同的等級。這確保了終端應用性能的一致性。分級表提供了每個等級代碼的最小值和最大值。例如，等級 5-2 的 IC(ON) 範圍為 1053 至 1870 µA，而等級 7-2 的範圍為 306 至 441 µA。請務必注意，此分級表僅供參考，除非在訂購時特別指定，否則不保證特定等級的出貨。設計師應考慮在所選等級內輸出可能存在的變異。

4. 性能曲線分析

規格書包含數個對於電路設計和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

此降額曲線顯示了當環境溫度超過 25°C 時，最大允許連續順向電流如何降低。這對於確保長期可靠性和防止熱失控至關重要。

4.2 光譜分佈圖

此圖表說明了相對輻射強度作為波長的函數，以 940nm 峰值為中心。可見 50nm 的頻寬，顯示了發射波長的分佈範圍。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓

IV 曲線顯示了流經 LED 的電流與其兩端電壓之間的關係。它是非線性的，這是二極體的典型特性。此曲線對於設計限流電路是必要的。

4.4 相對輻射強度 vs. 角度位移

此極座標圖直觀地呈現了 20 度的視角，顯示了當您偏離垂直於封裝側面的中心軸時，發射的紅外線強度如何衰減。

5. 機械結構與封裝資訊

封裝為側視、穿孔式設計。陽極和陰極在封裝圖中清晰標示。提供了詳細的尺寸圖，所有單位均為毫米，標準公差為 ±0.3mm，除非另有說明。接腳具有標準的 2.54mm（0.1 英吋）間距。圖紙指定了關鍵距離，例如從環氧樹脂燈泡到接腳彎曲或焊接點的最小建議距離（3mm），以避免對封裝造成機械和熱應力。

6. 焊接與組裝指南

6.1 接腳成型

接腳必須在焊接前成型。彎曲點必須距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm。彎曲時必須穩固地固定引線框架，以避免對環氧樹脂施加應力，這可能導致 LED 破裂或損壞內部接合線。接腳切割應在室溫下進行。

6.2 焊接製程

規格書指定了手動焊接和浸焊/波峰焊的參數。對於手動焊接，建議烙鐵頭溫度最高 300°C（最大功率 30W），焊接時間最長 3 秒。對於波峰焊，規定預熱最高 100°C，最長 60 秒，隨後在最高 260°C 的焊錫槽中進行最長 5 秒的焊接。在所有情況下，焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少 3mm。提供了焊接溫度曲線圖，顯示了波峰焊接建議的溫度與時間關係。焊接不應進行超過一次。焊接後，必須保護 LED 免受機械衝擊，直到其冷卻至室溫。

6.3 儲存條件

出貨後，LED 應儲存在 10-30°C 且相對濕度（RH）≤70% 的環境中，最長可達 3 個月。對於更長時間的儲存（最長一年），應將其保存在氮氣環境的密封容器中，溫度為 10-25°C，濕度為 20-60%。一旦打開原始包裝，元件應在 24 小時內或盡快使用，並儲存在 10-25°C 和 20-60% RH 的環境中。應避免在高濕度環境中發生快速溫度變化，以防止凝結。

6.4 清潔與靜電防護

不建議使用超音波清洗，因為它可能損壞封裝。此元件對靜電放電（ESD）敏感。強烈建議在處理過程中採取適當的 ESD 防護措施，例如使用接地的工作站和手腕帶。

6.5 熱管理

適當的熱設計至關重要。當環境溫度超過 25°C 時，必須根據降額曲線降低操作電流。最終應用中 LED 周圍的溫度必須加以控制，以維持性能和可靠性。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝數量為每袋 1000 個，每箱 8 袋，每箱 10 盒，總計每箱 80,000 個。提供了標籤規格，詳細說明了包裝上印刷的資訊，包括客戶料號（CPN）、料號（P/N）、數量（QTY）、等級（CAT）、參考（REF）和批號（LOT No.）等欄位。

8. 應用建議

8.1 典型應用情境

IR928-6C-F 非常適合需要緊湊、側發光紅外線光源的應用。常見用途包括光學滑鼠，其中側向發射的光從表面反射到感測器。它也用於光電開關、物體檢測系統、接近感測器以及各種紅外線遙控或數據傳輸系統，其特定的波長和外形尺寸具有優勢。

8.2 設計考量

使用此 LED 進行設計時，請考慮以下幾點：確保 PCB 孔位與 LED 接腳完美對齊，以避免機械應力。根據順向電壓和期望的操作電流（保持在 50mA 最大值內）實施適當的限流電阻。使用降額曲線為預期的最高環境溫度選擇安全的操作電流。將 LED 定位，使其側發光面正確朝向目標或感測器。在接收電路（例如光電晶體或光電二極體）的靈敏度中考慮分級系統定義的強度變異。

9. 技術比較與差異化

IR928-6C-F 的主要差異在於其側視封裝幾何形狀，這在標準紅外線 LED 中並不常見。與頂部發光 LED 相比，當輻射需要水平方向時，它允許更低的安裝高度。其 940nm 波長是一個常見標準，與在此範圍內具有高靈敏度的矽基光電探測器具有良好的相容性。相對較高的輻射強度（由其分級定義）與 20 度窄視角的結合，相較於具有更寬視角的 LED，提供了更定向的光束，這可能提高對準系統中的訊號強度。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：IC(ON) 參數和分級系統的目的是什麼？

答：IC(ON) 是在標準化測試條件下 LED 輻射輸出的量度。分級系統將具有相似輸出水平的 LED 分組。這使設計師可以為其應用選擇一致性等級；對於關鍵應用，可以指定更嚴格的等級（例如 6-1），以確保生產批次中所有單元的性能一致。

問：為什麼接腳彎曲和焊接的 3mm 距離如此重要？

答：環氧樹脂燈泡以及從晶片到接腳的內部連接（接合線）對熱和機械應力很敏感。在距離燈泡太近的地方施加熱量或力量可能會熔化環氧樹脂、使其破裂或損壞精細的接合線，導致 LED 立即或潛在的故障。

問：我可以用恆壓源驅動這個 LED 嗎？

答：不建議這樣做。LED 是電流驅動元件。其順向電壓具有容差並隨溫度變化。使用恆壓驅動可能導致電流出現大且不受控制的變化，可能超過最大額定值並損壞 LED。應始終使用恆流驅動器或與電壓源串聯的簡單電阻來設定電流。

問：無鉛和無鹵素對我的應用意味著什麼？

答：這些是環境和法規符合性聲明。無鉛表示元件不含鉛，符合 RoHS 等法規。無鹵素表示其溴（Br）和氯（Cl）含量極低，這些物質在某些環境法規以及某些鹵素副產品可能造成問題的高可靠性或高溫應用中受到關注。

11. 實務設計與使用案例

案例：物體檢測感測器

在一個簡單的光遮斷感測器中，可以將一個 IR928-6C-F 與一個放置在對面的光電晶體配對使用。LED 以恆定電流驅動，例如 20mA。當物體通過 LED 和光電晶體之間時，它會中斷 940nm 紅外線光束。光電晶體的輸出發生變化，可以被比較器或微控制器檢測到，從而觸發動作。側發光封裝允許 LED 和感測器都平貼安裝在同一塊 PCB 上，它們的有效側面在間隙處相對，形成非常緊湊的感測器組件。20 度的視角有助於將光線集中到接收器，提高訊噪比。設計師必須選擇適當的 IC(ON) 等級，以確保在所需的感測距離上有足夠的訊號強度到達光電晶體。

12. 工作原理

紅外線 LED 是一種半導體 p-n 接面二極體。當施加超過其閾值的順向電壓時，電子和電洞在半導體材料（此處為砷化鎵，GaAs）的活性區域中復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。940nm 的特定波長由 GaAs 材料的能隙能量決定。透明的環氧樹脂封裝充當透鏡，將發射的光塑造成從元件側面指定的 20 度視角。側視設計是通過將半導體晶片垂直安裝在封裝內，使其發光面朝向側壁來實現的。

13. 產業趨勢與發展

紅外線 LED（包括側發光類型）的趨勢是朝向更高的效率（每瓦電輸入產生更多的輻射輸出），這降低了功耗和熱量產生。同時也推動提高可靠性和壽命，特別是對於汽車和工業應用。小型化持續進行，儘管像 IR928-6C-F 這樣的穿孔式封裝在原型製作、業餘愛好者使用以及需要手動組裝或更高機械強度的應用中仍然很受歡迎。側發光紅外線 LED 的表面黏著元件（SMD）版本在自動化大批量生產中變得越來越普遍。940nm 波長仍然是產業標準，因為它與矽探測器匹配良好，並且相對於可見光或 850nm 紅外線（可能帶有微弱的紅光）而言相對不可見。