Техническая документация на светодиодную сборку A203B/UY/S530-A3 - Желтый рассеянный свет - 20 мА - 2.0 В

1. Обзор продукта

A203B/UY/S530-A3 — это низковольтная, высокоэффективная светодиодная сборка, предназначенная в первую очередь для использования в качестве индикатора состояния или функции в электронных приборах и оборудовании. Её основная концепция заключается в обеспечении надежной визуальной индикации при минимальном энергопотреблении и максимальной гибкости конструкции для инженеров.

Изделие выполнено в виде сборки, объединяющей несколько отдельных светодиодов в едином пластиковом корпусе. Такой интегрированный подход упрощает процесс монтажа на печатные платы (ПП) или панели, позволяя создавать многопозиционные индикаторные системы из одного компонента. Сборка спроектирована с возможностью вертикального и горизонтального соединения, что позволяет создавать компактные, плотные группы индикаторов или индикаторные узоры произвольной формы в соответствии с конкретными требованиями применения.

Ключевые преимущества включают соответствие современным экологическим и нормам безопасности. Это бессвинцовый (Pb-free) продукт, соответствующий директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), нормам EU REACH, а также требованиям по отсутствию галогенов со строгими ограничениями по содержанию Брома (Br) и Хлора (Cl) (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Это делает его пригодным для использования на широком спектре рынков со строгими экологическими нормами.

2. Технические параметры и характеристики

2.1 Выбор и идентификация устройства

Конкретный номер детали, подробно описанный в этом документе, — 333-2UYD/S530-A3-L. В нем используется чип из материала AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для получения ярко-желтого цвета свечения. Внешняя линза выполнена из желтого рассеивающего материала, что способствует расширению угла обзора и смягчению светового потока для лучшей видимости.

2.2 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в этих условиях или на их границе не гарантируется и должна быть исключена для обеспечения надежной долгосрочной работы. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА (при скважности 1/10 и частоте 1 кГц)
• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +100°C
• Температура пайки (T_sol):260°C максимум в течение 5 секунд

2.3 Электрооптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, I_F=20 мА, если не указано иное). Они представляют ожидаемые характеристики устройства.

• Прямое напряжение (V_F):Мин. 1.7В, Тип. 2.0В, Макс. 2.4В. Это падение напряжения на светодиоде при работе на указанном токе.
• Обратный ток (I_R):Макс. 10 мкА при V_R=5В. Это указывает на очень малый ток утечки при подаче обратного напряжения.
• Сила света (I_V):Мин. 100 мкд, Тип. 200 мкд. Это мера воспринимаемой яркости светодиода человеческим глазом.
• Угол обзора (2θ_1/2):Тип. 30 градусов. Это полный угол, при котором сила света составляет половину от силы света на оси (0 градусов).
• Пиковая длина волны (λ_p):Тип. 591 нм. Длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Тип. 589 нм. Единая длина волны, описывающая цвет, воспринимаемый человеческим глазом.
• Ширина спектра излучения (Δλ):Тип. 15 нм. Спектральная ширина излучаемого света, измеренная на половине максимальной интенсивности (FWHM).

3. Анализ характеристических кривых

В техническом описании представлены несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях. Они необходимы для проектирования схемы и управления тепловым режимом.

3.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает спектральное распределение излучаемого света с центром вокруг типичной пиковой длины волны 591 нм и шириной 15 нм, подтверждая желтый цвет свечения.

3.2 Диаграмма направленности

Этот график иллюстрирует пространственное распределение света, показывая типичный угол обзора 30 градусов, при котором интенсивность падает до 50% от осевого значения.

3.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта фундаментальная кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением для диода. Для данного светодиода при типичном рабочем токе 20 мА прямое напряжение составляет приблизительно 2.0В. Кривая необходима для проектирования схемы ограничения тока.

3.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой поток (сила света) увеличивается с ростом прямого тока, но зависимость не является идеально линейной, особенно при высоких токах. Она информирует о выборе тока накачки для достижения желаемых уровней яркости.

3.5 Кривые температурной зависимости

Две ключевые кривые показывают влияние температуры окружающей среды (T_a):
Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает, что сила света обычно уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Это критически важный фактор для применений в условиях высоких температур.
Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Может использоваться для понимания того, как ВАХ смещается с температурой, что важно для проектирования драйверов постоянного тока.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры

Техническое описание включает подробный чертеж с размерами светодиодной сборки A203B/UY/S530-A3. Ключевые спецификации из примечаний к чертежу включают: все размеры указаны в миллиметрах (мм) с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Расстояние между выводами измеряется в точке их выхода из корпуса. Точные размеры критически важны для проектирования посадочного места на ПП и обеспечения правильной установки при сборке.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение имеет решающее значение для сохранения надежности и производительности устройства.

5.1 Формовка выводов

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной линзы, чтобы избежать механических напряжений в корпусе.
• Формовка должна быть выполненадопайки и при комнатной температуре.
• Отверстия в ПП должны быть идеально выровнены со светодиодными выводами, чтобы избежать монтажных напряжений.

5.2 Хранение

• Рекомендуемые условия хранения: ≤30°C и ≤70% относительной влажности.
• Стандартный срок хранения после отгрузки составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить образование конденсата.

5.3 Процесс пайки

Минимальное расстояние 3 мм должно соблюдаться между паяным соединением и эпоксидной линзой.

Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30Вт). Максимальное время пайки на один вывод — 3 секунды.
Волновая пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C (максимум 60 секунд). Максимальная температура ванны припоя 260°C в течение максимум 5 секунд.
Предоставлен рекомендуемый температурный профиль пайки, подчеркивающий важность контролируемых скоростей нагрева и охлаждения. Избегайте быстрого охлаждения. Пайку (волновую или ручную) не следует выполнять более одного раза. Избегайте механических нагрузок или вибрации светодиода до его возврата к комнатной температуре после пайки.

5.4 Очистка

Если очистка необходима, используйте изопропиловый спирт при комнатной температуре не более одной минуты, затем высушите на воздухе. Ультразвуковая очистка не рекомендуется и, если абсолютно необходима, должна быть предварительно проверена, так как в зависимости от мощности и условий сборки она может повредить светодиод.

5.5 Управление тепловым режимом

Подчеркивается важность правильного теплового проектирования. Рабочий ток должен быть соответствующим образом снижен в зависимости от температуры окружающей среды в приложении и возможностей системы теплоотвода. Конструкторам следует обращаться к кривым снижения номинальных параметров (подразумеваемым, хотя и не показанным явно в предоставленном отрывке), чтобы обеспечить долгосрочную надежность.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы для предотвращения повреждения электростатическим разрядом (ESD) и влагой.
Количество в упаковке:
1. 200 штук в антистатическом пакете.
2. 4 пакета во внутренней коробке.
3. 10 внутренних коробок в основной (внешней) коробке.
Итого 8000 штук в основной коробке.

6.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке включает несколько кодов:
• CPN: Номер детали заказчика
• P/N: Номер детали производителя (например, 333-2UYD/S530-A3-L)
• QTY: Количество
• CAT: Классы или категории производительности
• HUE: Доминирующая длина волны
• REF: Справочная информация
• LOT No: Прослеживаемый номер партии для контроля качества

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Типичные области применения

Данная светодиодная сборка предназначена для использования в качестве индикатора состояния, уровня, режима работы или положения в различных электронных приборах и панелях управления. Примеры включают аудиоаппаратуру, контрольно-измерительные приборы, системы промышленной автоматики и потребительскую электронику, где требуется несколько настраиваемых точек индикации.

7.2 Рекомендации по проектированию схемы

Токоограничивающий резистор обязателен при питании светодиода от источника напряжения. Номинал резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используя типичное V_F=2.0В и желаемый I_F=20 мА при питании 5В: R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Часто используется немного большее значение (например, 180 Ом) для запаса и снижения рассеиваемой мощности. Для постоянной яркости при изменении напряжения питания или температуры рекомендуется использовать схему драйвера постоянного тока.

7.3 Рекомендации по тепловому проектированию

Несмотря на низкую рассеиваемую мощность устройства (макс. 60 мВт), эффективный тепловой менеджмент в приложении по-прежнему важен для поддержания силы света и долговечности, особенно при работе, близкой к максимальному току, или в условиях высокой температуры окружающей среды. Убедитесь, что ПП обеспечивает адекватный отвод тепла, и учитывайте влияние соседних теплообразующих компонентов.

7.4 Рекомендации по оптическому проектированию

Желтый рассеивающий материал обеспечивает широкий (30-градусный) угол обзора. Для применений, требующих более узкого луча, могут использоваться внешние линзы или световоды. Рассеянный свет помогает уменьшить блики и создает более равномерный внешний вид, что идеально подходит для индикаторов на передней панели.

8. Техническое сравнение и отличительные особенности

A203B/UY/S530-A3 отличается своим форматом сборки. По сравнению с использованием нескольких дискретных светодиодов, эта интегрированная сборка предлагает значительные преимущества:
• Упрощение сборки:Один компонент заменяет несколько операций установки и пайки.
• Улучшенная однородность:Светодиоды в сборке из одной производственной партии, что обеспечивает лучшую однородность цвета и яркости.
• Гибкость конструкции:Возможность соединения позволяет создавать индикаторные формы и узоры произвольной формы без специальной оснастки.
• Эффективность использования пространства:Позволяет создавать более плотные компоновки индикаторов, чем это может быть возможно с дискретными компонентами.
Соответствие стандартам RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов является базовым ожиданием для современных компонентов, но остается критически важным отличительным фактором для продаж на регулируемых рынках.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λ_p) — это физическая длина волны, на которой световой поток наиболее сильный. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, соответствующее цвету, воспринимаемому человеческим глазом. Для монохроматических светодиодов, таких как этот желтый, они обычно очень близки (591 нм против 589 нм здесь).

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод пиковым током 60 мА?
О: Нет. Пиковый прямой ток (I_FP) 60 мА рассчитан только на импульсный режим работы с низкой скважностью (1/10). Максимальный постоянный ток (I_F) составляет 25 мА. Превышение постоянного номинала вызовет перегрев и быстрое ухудшение характеристик или отказ.

В: Почему важна влажность при хранении?
О: Корпуса светодиодов могут поглощать влагу. Во время высокотемпературного процесса пайки эта поглощенная влага может быстро превратиться в пар, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание (эффект "попкорна"). Правильное хранение контролирует поглощение влаги.

В: Прямое напряжение имеет диапазон от 1.7В до 2.4В. Как это влияет на мой проект?
О: Это отклонение является нормальным из-за производственных допусков. Ваша схема ограничения тока должна быть спроектирована с учетом этого диапазона. Использование драйвера постоянного тока вместо простого резистора обеспечит одинаковую яркость для всех экземпляров, независимо от V_F variation.

10. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование многоуровневого индикатора состояния для блока питания.
Конструктору необходимо индицировать четыре состояния: Ожидание, Норма, Предупреждение, Авария. Он может использовать две сборки A203B/UY/S530-A3, соединенные вертикально.
• Разводка ПП:Посадочное место на ПП спроектировано в соответствии с чертежом габаритных размеров. Рядом размещены четыре токоограничивающих резистора (по одному на каждый светодиод в сегменте сборки). Номиналы резисторов рассчитаны для источника питания 3.3В логики, с целью получения 15 мА на светодиод для достаточной яркости и меньшей мощности: R = (3.3В - 2.0В) / 0.015А ≈ 87 Ом. Выбран стандартный резистор 91 Ом.
• Управление микропрограммой:Четыре вывода GPIO микроконтроллера подключены к катодам (через резисторы), а аноды подключены к шине 3.3В. Микропрограмма может зажигать отдельные светодиоды или их комбинации для представления четырех состояний (например, один светодиод для Ожидания, два для Нормы, три для Предупреждения, все четыре для Аварии).
• Сборка:Сборки устанавливаются на ПП после пайки других SMD-компонентов. Во время волновой пайки профиль тщательно контролируется, чтобы не превышать 260°C в течение 5 секунд, с соблюдением правила расстояния 3 мм.
Такой подход позволяет получить аккуратный, однородный и легко собираемый индикаторный узел с минимальным использованием площади платы и количеством компонентов.