A203B/UY/S530-A3 LED-Array-Lampe Datenblatt - Gelb Diffus - 20mA - 2,0V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die A203B/UY/S530-A3 ist eine leistungsschwache, hocheffiziente LED-Array-Lampe, die hauptsächlich als Status- oder Funktionsanzeige in elektronischen Geräten und Anlagen konzipiert ist. Ihr Kernkonzept zielt darauf ab, zuverlässige visuelle Rückmeldung bei minimalem Stromverbrauch und maximaler Designflexibilität für Ingenieure zu bieten.

Das Produkt ist als Array aufgebaut, das mehrere einzelne LED-Lampen in einem einzigen Kunststoffträger vereint. Dieser integrierte Ansatz vereinfacht den Montageprozess auf Leiterplatten (PCBs) oder Panels und ermöglicht die Erstellung von Mehrpunkt-Anzeigesystemen aus einer einzigen Komponente. Das Array ist sowohl vertikal als auch horizontal stapelbar ausgelegt, was die Erstellung kompakter, dichter Anzeigegruppen oder benutzerdefinierter Anzeigemuster für spezifische Anwendungsanforderungen ermöglicht.

Zu den Hauptvorteilen zählt die Einhaltung moderner Umwelt- und Sicherheitsstandards. Es handelt sich um ein bleifreies (Pb-freies) Produkt, das der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) entspricht, die EU-REACH-Verordnungen einhält und halogenfrei ist mit strengen Grenzwerten für Brom (Br) und Chlor (Cl) (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Dies macht es für den Einsatz in einer Vielzahl von Märkten mit strengen Umweltvorschriften geeignet.

2. Technische Parameter und Spezifikationen

2.1 Bauteilauswahl und Identifikation

Die in diesem Dokument detaillierte spezifische Artikelnummer ist 333-2UYD/S530-A3-L. Es verwendet einen AlGaInP-Chip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) zur Erzeugung einer brillant gelben Lichtfarbe. Das externe Harz ist gelb diffus, was den Betrachtungswinkel vergrößert und das Licht weicher streut, um die Sichtbarkeit zu verbessern.

2.2 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Limits, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Bedingungen ist nicht garantiert und sollte für eine zuverlässige Langzeitleistung vermieden werden. Alle Grenzwerte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Dauer-Vorwärtsstrom (I_F):25 mA
• Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP):60 mA (bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz)
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Verlustleistung (P_d):60 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C
• Löttemperatur (T_sol):260°C für maximal 5 Sekunden

2.3 Elektro-optische Eigenschaften

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C, I_F=20mA, sofern nicht anders angegeben). Sie stellen die erwartete Leistung des Bauteils dar.

• Vorwärtsspannung (V_F):Min. 1,7V, Typ. 2,0V, Max. 2,4V. Dies ist der Spannungsabfall über der LED beim Betrieb mit dem spezifizierten Strom.
• Sperrstrom (I_R):Max. 10 µA bei V_R=5V. Dies zeigt den sehr geringen Leckstrom bei angelegter Sperrspannung an.
• Lichtstärke (I_V):Min. 100 mcd, Typ. 200 mcd. Dies ist ein Maß für die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit der LED.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typ. 30 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der Intensität bei 0 Grad (auf der Achse) beträgt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typ. 591 nm. Die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Typ. 589 nm. Die einzelne Wellenlänge, die die vom menschlichen Auge wahrgenommene Farbe beschreibt.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Typ. 15 nm. Die spektrale Breite des emittierten Lichts, gemessen bei halber Maximalintensität (FWHM).

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen. Diese sind für Schaltungsdesign und thermisches Management unerlässlich.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Verteilung des emittierten Lichts, zentriert um die typische Spitzenwellenlänge von 591 nm mit einer Bandbreite von 15 nm, was die gelbe Lichtfarbe bestätigt.

3.2 Richtcharakteristik

Diese Darstellung veranschaulicht die räumliche Lichtverteilung und zeigt den typischen Abstrahlwinkel von 30 Grad, bei dem die Intensität auf 50% ihres Achsenwertes abfällt.

3.3 Vorwärtsstrom vs. Vorwärtsspannung (I-V-Kennlinie)

Diese grundlegende Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung für eine Diode. Für diese LED beträgt die Vorwärtsspannung bei dem typischen Betriebsstrom von 20 mA etwa 2,0V. Die Kurve ist für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung wesentlich.

3.4 Relative Intensität vs. Vorwärtsstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausbeute (Lichtstärke) mit dem Vorwärtsstrom zunimmt, die Beziehung jedoch nicht perfekt linear ist, insbesondere bei höheren Strömen. Sie dient als Grundlage für die Wahl des Treiberstroms für gewünschte Helligkeitsstufen.

3.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Zwei wichtige Kurven zeigen den Einfluss der Umgebungstemperatur (T_a):
Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, dass die Lichtstärke typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Dies ist ein kritischer Faktor für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen.
Vorwärtsstrom vs. Umgebungstemperatur:Kann verwendet werden, um zu verstehen, wie sich die I-V-Kennlinie mit der Temperatur verschiebt, was für das Design von Konstantstromtreibern wichtig ist.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung des A203B/UY/S530-A3 LED-Arrays. Wichtige Spezifikationen aus den Zeichnungsnotizen sind: Alle Maße sind in Millimetern (mm) angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Präzise Abmessungen sind entscheidend für das PCB-Footprint-Design und die Gewährleistung eines korrekten Sitzes während der Montage.

5. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und Leistung des Bauteils.

5.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss mindestens 3 mm von der Basis des Epoxidharz-Glaskörpers entfernt erfolgen, um mechanische Spannung am Gehäuse zu vermeiden.
• Die Formung mussvordem Löten und bei Raumtemperatur erfolgen.
• PCB-Löcher müssen perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannung zu vermeiden.

5.2 Lagerung

• Empfohlene Lagerbedingungen: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit.
• Die Standard-Lagerdauer nach dem Versand beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) sollte ein versiegelter Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel verwendet werden.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

5.3 Lötprozess

Ein Mindestabstand von 3 mm muss zwischen der Lötstelle und dem Epoxidharz-Glaskörper eingehalten werden.

Handlöten:Lötspitzentemperatur maximal 300°C (für ein 30W-Lötkolben max.). Lötzeit pro Anschluss maximal 3 Sekunden.
Tauch- (Wellen-) Löten:Vorwärmtemperatur maximal 100°C (für max. 60 Sekunden). Lötbad-Temperatur maximal 260°C für maximal 5 Sekunden.
Ein empfohlener Löttemperatur-Zeit-Verlauf wird bereitgestellt, der die Bedeutung kontrollierter Aufheiz- und Abkühlraten betont. Vermeiden Sie schnelles Abkühlen. Das Löten (Tauch oder Hand) sollte nicht mehr als einmal durchgeführt werden. Vermeiden Sie mechanische Belastung oder Vibration an der LED, bis sie nach dem Löten wieder Raumtemperatur erreicht hat.

5.4 Reinigung

Falls Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für nicht länger als eine Minute und lassen Sie ihn an der Luft trocknen. Ultraschallreinigung wird nicht empfohlen und muss bei absoluter Notwendigkeit vorab qualifiziert werden, da sie je nach Leistung und Montagebedingungen die LED beschädigen kann.

5.5 Wärmemanagement

Ein ordnungsgemäßes thermisches Design wird betont. Der Betriebsstrom sollte basierend auf der Umgebungstemperatur der Anwendung und den thermischen Managementfähigkeiten entsprechend reduziert werden. Designer sollten auf Entlastungskurven (implizit, obwohl im bereitgestellten Auszug nicht explizit gezeigt) verweisen, um langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind verpackt, um elektrostatische Entladung (ESD) und Feuchtigkeitsschäden zu verhindern.
Verpackungsmenge:
1. 200 Stück pro antistatischem Beutel.
2. 4 Beutel pro Innenkarton.
3. 10 Innenkartons pro Master- (Außen-) Karton.
Dies ergibt insgesamt 8.000 Stück pro Masterkarton.

6.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes:
• CPN: Kundenspezifische Artikelnummer
• P/N: Hersteller-Artikelnummer (z.B. 333-2UYD/S530-A3-L)
• QTY: Menge
• CAT: Leistungsklassen oder Kategorien
• HUE: Dominante Wellenlänge
• REF: Referenzinformationen
• LOT No: Rückverfolgbare Losnummer für die Qualitätskontrolle

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungen

Dieses LED-Array ist als Anzeige für Status, Grad, Funktionsmodus oder Position in verschiedenen elektronischen Instrumenten und Bedienfeldern konzipiert. Beispiele sind Audiogeräte, Test- und Messgeräte, industrielle Steuerungssysteme und Unterhaltungselektronik, bei denen mehrere, konfigurierbare Anzeigepunkte benötigt werden.

7.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich, wenn die LED von einer Spannungsquelle gespeist wird. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Unter Verwendung der typischen V_Fvon 2,0V und einem gewünschten I_Fvon 20 mA bei einer 5V-Versorgung: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Ein etwas höherer Wert (z.B. 180 Ω) wird oft für Spielraum und zur Reduzierung der Verlustleistung verwendet. Für konstante Helligkeit bei variierenden Versorgungsspannungen oder Temperaturen wird eine Konstantstrom-Treiberschaltung empfohlen.

7.3 Thermische Design-Überlegungen

Obwohl das Bauteil eine geringe Verlustleistung (max. 60 mW) hat, ist ein effektives thermisches Management in der Anwendung dennoch wichtig, um Lichtstärke und Lebensdauer zu erhalten, insbesondere beim Betrieb nahe dem Maximalstrom oder in hohen Umgebungstemperaturen. Stellen Sie sicher, dass die PCB ausreichende thermische Entlastung bietet, und berücksichtigen Sie die Auswirkungen benachbarter wärmeerzeugender Komponenten.

7.4 Optische Design-Überlegungen

Das gelbe diffuse Harz bietet einen weiten (30-Grad) Abstrahlwinkel. Für Anwendungen, die einen engeren Strahl erfordern, können externe Linsen oder Lichtleiter verwendet werden. Die diffuse Ausgabe hilft, Blendung zu reduzieren und erzeugt ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild, was ideal für Frontpanel-Anzeigen ist.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die A203B/UY/S530-A3 unterscheidet sich durch ihr Array-Format. Im Vergleich zur Verwendung mehrerer diskreter LEDs bietet dieses integrierte Array erhebliche Vorteile:
• Vereinfachte Montage:Eine Komponente ersetzt mehrere Platzier- und Lötvorgänge.
• Verbesserte Konsistenz:Die LEDs innerhalb des Arrays stammen aus derselben Produktionscharge, was eine bessere Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit gewährleistet.
• Designflexibilität:Die stapelbare Funktion ermöglicht die Erstellung benutzerdefinierter Anzeigeformen und -muster ohne spezielle Werkzeuge.
• Platzeffizienz:Ermöglicht dichtere Anzeigelayouts als mit diskreten Komponenten möglich wäre.
Ihre Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards ist eine Grundvoraussetzung für moderne Komponenten, bleibt aber ein entscheidendes Differenzierungsmerkmal für den Verkauf in regulierte Märkte.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A: Die Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die Lichtausgabe am stärksten ist. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist ein berechneter Wert, der der vom menschlichen Auge wahrgenommenen Farbe entspricht. Für monochromatische LEDs wie diese gelbe sind sie typischerweise sehr nahe beieinander (hier 591 nm vs. 589 nm).

F: Kann ich diese LED mit ihrem Spitzenstrom von 60 mA kontinuierlich betreiben?
A: Nein. Der Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP) von 60 mA ist nur für gepulsten Betrieb mit niedrigem Tastverhältnis (1/10) spezifiziert. Der maximale Dauerstrom (I_F) beträgt 25 mA. Das Überschreiten des Dauerstrom-Grenzwerts führt zu Überhitzung und schnellem Leistungsabfall oder Ausfall.

F: Warum ist die Lagerfeuchtigkeit wichtig?
A: LED-Gehäuse können Feuchtigkeit aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Lötprozesses kann diese aufgenommene Feuchtigkeit schnell zu Dampf werden und innere Delamination oder Risse (\"Popcorning\") verursachen. Eine ordnungsgemäße Lagerung kontrolliert die Feuchtigkeitsaufnahme.

F: Die Vorwärtsspannung hat einen Bereich von 1,7V bis 2,4V. Wie wirkt sich das auf mein Design aus?
A: Diese Variation ist aufgrund von Fertigungstoleranzen normal. Ihre strombegrenzende Schaltung sollte für diesen Bereich ausgelegt sein. Die Verwendung eines Konstantstromtreibers anstelle eines einfachen Widerstands gewährleistet eine konsistente Helligkeit über alle Einheiten hinweg, unabhängig von V_F variation.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer mehrstufigen Statusanzeige für ein Netzteil.
Ein Designer muss vier Status anzeigen: Standby, Normal, Warnung und Fehler. Er kann zwei A203B/UY/S530-A3 Arrays vertikal gestapelt verwenden.
• PCB-Layout:Das PCB-Footprint wird gemäß der Gehäuseabmessungszeichnung entworfen. Vier strombegrenzende Widerstände (einer für jede LED im Array-Segment) werden in der Nähe platziert. Die Widerstandswerte werden für eine 3,3V-Logikversorgung berechnet, mit dem Ziel von 15 mA pro LED für ausreichende Helligkeit und geringere Leistung: R = (3,3V - 2,0V) / 0,015A ≈ 87 Ω. Ein Standard-91-Ω-Widerstand wird gewählt.
• Firmware-Steuerung:Vier GPIO-Pins eines Mikrocontrollers sind mit den Kathoden (über die Widerstände) verbunden, die Anoden sind mit der 3,3V-Schiene verbunden. Die Firmware kann einzelne LEDs oder Kombinationen leuchten lassen, um die vier Status darzustellen (z.B. eine LED für Standby, zwei für Normal, drei für Warnung, alle vier für Fehler).
• Montage:Die Arrays werden auf der PCB platziert, nachdem andere SMD-Komponenten gelötet wurden. Während des Wellenlötens wird der Temperatur-Zeit-Verlauf sorgfältig kontrolliert, um 260°C für 5 Sekunden nicht zu überschreiten, wobei die 3-mm-Abstandsregel eingehalten wird.
Dieser Ansatz ergibt einen sauberen, einheitlichen und einfach zu montierenden Anzeigebereich mit minimalem Platzbedarf auf der Leiterplatte und geringer Bauteilanzahl.