LED-Array-Anzeigelampe A694B/SYGUY/S530-A3 Datenblatt - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das A694B/SYGUY/S530-A3 ist eine vielseitige LED-Array-Anzeigelampe für den Einsatz in elektronischen Instrumenten. Es besteht aus einem Kunststoffträger, der Kombinationen einzelner LED-Lampen ermöglicht und somit Flexibilität in Design und Anwendung bietet. Die Hauptfunktion dieses Produkts ist die Verwendung als visueller Indikator für verschiedene Parameter wie Grad, Funktion oder Position innerhalb elektronischer Geräte.

1.1 Kernvorteile

• Geringer Stromverbrauch, wodurch es sich für energieempfindliche Anwendungen eignet.
• Hohe Effizienz und niedrige Kosten, bietet eine kostengünstige Lösung für Anzeigeanforderungen.
• Hervorragende Farbkontrolle und die Möglichkeit, freie Kombinationen von LED-Lampenfarben innerhalb des Arrays zu erstellen.
• Sicherer Verriegelungsmechanismus und einfacher Montageprozess.
• Stapelbares Design, das vertikales und horizontales Stapeln zur Erstellung von Mehrfachanzeigetafeln ermöglicht.
• Vielseitige Montagemöglichkeiten auf Leiterplatten oder Frontplatten.
• Konform mit Umweltstandards: Bleifrei, RoHS-konform, EU REACH-konform und halogenfrei (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm).

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Dieses LED-Array richtet sich primär an Hersteller elektronischer Instrumente und Bedienfelder. Seine Hauptanwendung ist die Verwendung als Anzeige für Status, Pegel, Funktionen oder Positionen. Beispiele hierfür sind Signalstärkeanzeigen auf Kommunikationsgeräten, Moduswähler auf Industriecontrollern oder Pegelanzeigen auf Test- und Messgeräten.

2. Technische Parameter und objektive Interpretation

Das Datenblatt enthält detaillierte elektrische, optische und thermische Spezifikationen für das Bauteil. Zwei primäre Chipmaterialien und ihre entsprechenden Emissionsfarben sind spezifiziert: Brilliant Yellow Green (SYG) und Brilliant Yellow (UY).

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Sie sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen.

• Dauer-Durchlassstrom (I_F): 25 mA für beide Typen SYG und UY. Das Überschreiten dieses Stroms kann zu Überhitzung und reduzierter Lebensdauer führen.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP): 60 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz). Dieser Wert gilt nur für gepulsten Betrieb.
• Sperrspannung (V_R): 5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann zum Sperrschichtdurchbruch führen.
• Verlustleistung (P_d): 60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Bauteil abführen kann, ohne seine maximale Sperrschichttemperatur zu überschreiten.
• Betriebs- & Lagertemperatur: -40°C bis +85°C (Betrieb), -40°C bis +100°C (Lagerung).
• Löttemperatur: 260°C für 5 Sekunden, definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei 25°C unter spezifizierten Testbedingungen.

• Durchlassspannung (V_F): 1,7V bis 2,4V bei I_F=20mA. Konstrukteure müssen sicherstellen, dass die Treiberschaltung diese Spannung bereitstellen kann.
• Lichtstärke (I_V): SYG: 25-50 mcd (typ. 50 mcd). UY: 40-80 mcd (typ. 80 mcd). Dies zeigt, dass die UY-Variante unter denselben Testbedingungen im Allgemeinen heller ist.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2): 60 Grad (typisch) für beide, definiert die Winkelverteilung des Lichts.
• Spitzenwellenlänge (λ_p): SYG: 575 nm (Gelbgrün). UY: 591 nm (Gelb).
• Dominante Wellenlänge (λ_d): SYG: 573 nm. UY: 589 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Wellenlänge.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ): 20 nm (typisch), zeigt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die entscheidend für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen sind.

3.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurven für SYG und UY zeigen die spektrale Verteilung des Lichts. Die SYG-Kurve erreicht ihr Maximum bei etwa 575nm (grüngelb), während die UY-Kurve bei etwa 591nm (gelb) ihren Höhepunkt hat. Die Bandbreite von etwa 20nm bestätigt die monochromatische Natur der LEDs.

3.2 Richtcharakteristik

Die Polardiagramme veranschaulichen den Abstrahlwinkel. Die Intensität ist bei 0 Grad (auf der Achse) am höchsten und sinkt auf etwa ±30 Grad auf die Hälfte ihres Maximalwerts, was den vollen Abstrahlwinkel von 60 Grad bestätigt.

3.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Diese Kurve zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Die Spannung steigt stark an, sobald eine bestimmte Schwelle überschritten wird (ca. 1,5V-1,7V). Der Betrieb mit dem empfohlenen 20mA gewährleistet eine stabile Leistung innerhalb der typischen V_F range.

3.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Die Lichtleistung steigt linear mit dem Strom bis zum maximalen Nennstrom an. Dies ermöglicht eine einfache Helligkeitssteuerung durch Strommodulation (z.B. mittels PWM).

3.5 Temperaturabhängigkeitskurven

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur: Zeigt, dass die Lichtstärke mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Dies ist eine kritische Überlegung für Hochtemperaturumgebungen.

Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur: Zeigt an, dass die Durchlassspannung einen negativen Temperaturkoeffizienten hat (sinkt mit steigender Temperatur), was in Konstantstrom-Treiberdesigns berücksichtigt werden muss, um thermisches Durchgehen zu verhindern.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Datenblatt enthält eine detaillierte mechanische Zeichnung. Wichtige Abmessungen sind der Anschlussabstand, die Gehäusegröße und die Gesamthöhe. Der Hinweis spezifiziert, dass alle Maße in Millimetern angegeben sind mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben, und der Anschlussabstand an der Stelle gemessen wird, an der die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten.

4.2 Polaritätskennzeichnung und Anschlussformung

Die Gehäusezeichnung zeigt die Kathode an (typischerweise der kürzere Anschluss oder eine abgeflachte Seite an der Linse). Für die Anschlussformung schreibt das Dokument vor, mindestens 3mm von der Basis des Epoxid-Glaskörpers entfernt zu biegen, um Spannungsschäden zu vermeiden. Die Anschlüsse müssen vor dem Löten geformt werden, und die Leiterplattenlöcher müssen perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannungen zu vermeiden.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Empfohlene Lötbedingungen

• Handlöten: Lötspitzentemperatur: max. 300°C (max. 30W). Lötzeit: max. 3 Sekunden. Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm zwischen Lötstelle und Epoxid-Glaskörper ein.
• Wellen-/Tauchlöten: Vorwärmtemperatur: max. 100°C (max. 60 Sekunden). Lötbad-Temperatur: max. 260°C für max. 5 Sekunden. Die gleiche 3mm-Abstandsregel einhalten.

5.2 Lötprofil

Ein empfohlenes Temperatur-Zeit-Profil wird bereitgestellt, das einen kontrollierten Anstieg, eine Spitzentemperatur von nicht mehr als 260°C für 5 Sekunden und ein kontrolliertes Abkühlen betont. Ein schneller Abkühlprozess wird nicht empfohlen.

5.3 Kritische Vorsichtsmaßnahmen

• Vermeiden Sie Spannung auf dem Anschlussrahmen während Hochtemperaturvorgängen.
• Führen Sie Tauch- oder Handlöten nicht mehr als einmal durch.
• Schützen Sie den Epoxid-Glaskörper vor mechanischen Stößen, bis er nach dem Löten auf Raumtemperatur zurückgekehrt ist.

5.4 Lagerbedingungen

LEDs sollten bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Die Lagerfähigkeit ab Versand beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Feuchtigkeitsabsorber. Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchten Umgebungen, um Kondensation zu verhindern.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die Bauteile sind in feuchtigkeitsbeständigen Materialien verpackt: antistatische Beutel, Innenkartons und Außenkartons.

• Packmenge: 270 Stück pro Platte. 4 Platten pro Innenkarton. 10 Innenkartons pro Außenkarton (Gesamt: 10.800 Stück pro Masterkarton).

6.2 Etikettenerklärung

Das Etikett auf der Verpackung enthält Felder wie Kundeneigene Produktionsnummer (CPN), Produktionsnummer (P/N), Packmenge (QTY), Güteklassen (CAT), Dominante Wellenlänge (HUE), Durchlassspannung (REF) und Losnummer (LOT No). Dies erleichtert die Rückverfolgbarkeit und korrekte Teileidentifikation.

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen auf Netzwerk-Switches, Routern und Modems.
• Pegelanzeigen auf Audiogeräten, Netzteilen oder Batterieladegeräten.
• Funktionsmodus-Wähler auf Industrie-Bedienfeldern und medizinischen Geräten.
• Positionsanzeigen auf Schaltern, Drehknöpfen oder Schiebereglern.

7.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung: Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber, um den Durchlassstrom für Dauerbetrieb auf 20mA oder weniger zu begrenzen.
• Thermisches Management: Obwohl die Leistung gering ist, stellen Sie bei Verwendung in hochdichten Arrays oder hohen Umgebungstemperaturen eine ausreichende Belüftung sicher, um Helligkeit und Lebensdauer zu erhalten.
• ESD-Schutz:** Handhaben Sie das Bauteil während der Montage mit entsprechenden ESD-Vorsichtsmaßnahmen.
• Optisches Design: Der 60-Grad-Abstrahlwinkel ist für die direkte Betrachtung geeignet. Für eine breitere Ausleuchtung können sekundäre Optiken (Diffusoren) erforderlich sein.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu diskreten Einzel-LEDs bietet dieses Array erhebliche Vorteile:

• Einfache Montage: Das vormontierte Array auf einem Träger vereinfacht das Leiterplattenlayout und die Montage im Vergleich zur Platzierung mehrerer einzelner LEDs.
• Ausrichtung und Konsistenz: Bietet gleichmäßigen Abstand und Ausrichtung mehrerer Anzeigen, verbessert die ästhetische und funktionale Konsistenz.
• Designflexibilität: Die stapelbare Funktion ermöglicht die Erstellung von maßgeschneiderten Anzeigebalken oder -tafeln ohne komplexes mechanisches Design.
• Umweltkonformität: Erfüllt moderne Umweltstandards (RoHS, halogenfrei), die bei älteren oder generischen diskreten LEDs möglicherweise nicht garantiert sind.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich dieses LED-Array direkt von einer 5V- oder 3,3V-Logikversorgung ansteuern?

A: Nein. Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand verwenden. Zum Beispiel, bei einer 5V-Versorgung und einer typischen V_Fvon 2,0V bei 20mA, beträgt der erforderliche Vorwiderstand R = (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ω.

F: Was ist der Unterschied zwischen SYG- und UY-Typen?

A: Der SYG (Brilliant Yellow Green) emittiert Licht mit einer Spitzenwellenlänge von ~575nm (grüngelb), während der UY (Brilliant Yellow) bei ~591nm (gelb) emittiert. Die UY-Variante hat auch eine höhere typische Lichtstärke (80 mcd vs. 50 mcd).

F: Ist dieses Produkt für Außenanwendungen geeignet?

A: Der Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C deckt viele Außenbedingungen ab. Das Bauteil ist jedoch nicht von Natur aus wasserdicht. Für den Außeneinsatz muss es in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht werden, das es vor Feuchtigkeit und UV-Strahlung schützt, die das Epoxidharz mit der Zeit abbauen können.

F: Wie interpretiere ich die 'Güteklassen' (CAT) auf dem Etikett?

A: Güteklassen sortieren LEDs typischerweise basierend auf spezifischen Parametern wie Lichtstärke oder Durchlassspannung. Konsultieren Sie das vollständige Binning-Spezifikationsdokument des Herstellers (in diesem Auszug nicht enthalten), um die richtige Güteklasse für die Konsistenzanforderungen Ihrer Anwendung auszuwählen.

10. Praktischer Anwendungsfall

Szenario: Entwurf einer mehrstufigen Batterieladeanzeige für ein tragbares Gerät.

Ein Ingenieur kann die stapelbare Funktion dieses LED-Arrays nutzen. Für eine 5-stufige Anzeige können fünf einzelne LED-Positionen innerhalb des Arrays oder fünf vertikal/horizontal gestapelte Arrays verwendet werden. Jede Stufe wird von einer Komparatorschaltung angesteuert, die die Batteriespannung überwacht. Der gleichmäßige Abstand und die Farbe, die das Array bietet, gewährleisten eine professionelle und gut lesbare Anzeige. Der geringe Stromverbrauch ist für batteriebetriebene Geräte entscheidend. Das Design würde die Berechnung geeigneter strombegrenzender Widerstände für jede LED basierend auf der Spannung der Treiberschaltung und die Sicherstellung beinhalten, dass der Gesamtstromverbrauch der Batterie während der Anzeige innerhalb akzeptabler Grenzen liegt.

11. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen wird Elektrolumineszenz genannt. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang des Halbleitermaterials (in diesem Fall AlGaInP) angelegt wird, rekombinieren Elektronen mit Löchern innerhalb des Bauteils und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt. Der Kunststoffträger (Array) dient als mechanischer Träger und elektrische Verbindung, der die bequeme Montage und Verdrahtung mehrerer einzelner LED-Chips ermöglicht.

12. Technologietrends

Der Markt für Anzeige-LEDs entwickelt sich weiter. Trends, die für Produkte wie dieses Array relevant sind, umfassen:

• Erhöhte Effizienz: Die fortlaufende Entwicklung von Halbleitermaterialien und Chipdesigns führt zu höherer Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro Watt), was niedrigere Betriebsströme und reduzierten Stromverbrauch ermöglicht.
• Miniaturisierung: Während es sich hier um ein Durchsteckbauteil handelt, gibt es einen allgemeinen Branchentrend zu kleineren oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen für höhere Dichte und automatisierte Montage.
• Verbesserte Zuverlässigkeit: Verbesserungen in Epoxidharzformulierungen und Verpackungstechniken verlängern weiterhin die Betriebslebensdauer und verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechsel und Feuchtigkeit.
• Intelligente Integration: Ein breiterer Trend ist die Integration von Steuerlogik und Treibern direkt mit LED-Anzeigen, wodurch 'intelligente' Anzeigemodule entstehen, obwohl dieses spezifische Produkt ein passives Bauteil bleibt.