LTD-4830CKR-P LED-Display Datenblatt - 0,39-Zoll Ziffernhöhe - Super Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Bei dem Produkt handelt es sich um ein oberflächenmontierbares Bauteil (SMD) mit einer zweistelligen, siebensegmentigen LED-Anzeige. Die primäre Anwendung liegt in numerischen Anzeigen für elektronische Geräte, bei denen klare Sichtbarkeit und Zuverlässigkeit erforderlich sind.

1.1 Kernmerkmale und Zielmarkt

Diese Anzeige zeichnet sich durch eine Ziffernhöhe von 0,39 Zoll (10,0 mm) aus, die eine gute Lesbarkeit bietet. Sie nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie auf einem GaAs-Substrat, um eine \"Super Rot\"-Emission zu erzeugen. Das Gehäuse hat eine graue Front mit weißen Segmenten, was den Kontrast erhöht. Zu den Hauptvorteilen zählen niedriger Stromverbrauch, hohe Helligkeit, ein weiter Betrachtungswinkel und die Zuverlässigkeit der Festkörpertechnik. Sie ist nach Lichtstärke kategorisiert und erfüllt bleifreie (RoHS) Anforderungen. Typische Anwendungen sind Konsumelektronik, Instrumententafeln und industrielle Steuerungsschnittstellen, bei denen platzsparende SMD-Bauteile bevorzugt werden.

1.2 Bauteilkennzeichnung

Die spezifische Artikelnummer ist LTD-4830CKR-P. Diese Kennung kennzeichnet eine Common-Anode-Konfiguration mit einem Dezimalpunkt auf der rechten Seite. Der Begriff \"Super Rot\" bezieht sich auf die spezifische Farbe und Materialtechnologie der verwendeten LED-Chips.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Parameter definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Die maximale Verlustleistung pro Segment beträgt 70 mW. Der Spitzen-Durchlassstrom pro Segment beträgt 90 mA, ist jedoch nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Der zulässige Dauer-Durchlassstrom pro Segment ist mit 25 mA bei 25°C spezifiziert, mit einem Derating-Faktor von 0,28 mA/°C. Das bedeutet, der zulässige Dauerstrom verringert sich mit steigender Umgebungstemperatur. Das Bauteil ist für Betrieb und Lagerung im Temperaturbereich von -35°C bis +105°C ausgelegt. Die Bedingung für das Löten mit einem Lötkolben ist als einmaliger Prozess von 3 Sekunden bei 300°C spezifiziert.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Betriebsparameter, gemessen bei 25°C. Die Lichtstärke (Iv) ist stark stromabhängig: typischerweise 501-1700 µcd bei 1 mA und 22100 µcd bei 10 mA pro Segment. Die Peak-Emissionswellenlänge (λp) beträgt 639 nm und die dominante Wellenlänge (λd) 631 nm, was die Ausgabe in den roten Bereich des Spektrums einordnet. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 20 nm. Die Durchlassspannung (Vf) pro Chip beträgt typischerweise 2,6 V bei einem Prüfstrom von 20 mA. Der Sperrstrom (Ir) ist maximal 100 µA bei einer Sperrspannung (Vr) von 5 V. Es ist jedoch entscheidend zu beachten, dass dies eine Prüfbedingung ist; das Bauteil ist nicht für Dauerbetrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Die Lichtstärkeanpassung zwischen den Segmenten ist mit einem maximalen Verhältnis von 2:1 unter ähnlichen Treiberbedingungen spezifiziert, um ein einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten. Übersprechen zwischen Segmenten ist auf ≤ 2,5 % begrenzt.

2.3 Erklärung des Binning-Systems

Die Lichtausbeute von LEDs variiert natürlicherweise in der Produktion. Um für den Endanwender Konsistenz zu gewährleisten, werden Bauteile basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei einem Standardtreiberstrom von 1 mA in Bins sortiert. Die bereitgestellte Bintabelle listet fünf Kategorien (G, H, J, K, L) mit definierten minimalen und maximalen Intensitätsbereichen in Mikrocandela (µcd) auf, jede mit einer Toleranz von +/-15 %. Beispielsweise umfasst Bin G 501-800 µcd, während Bin L 3401-5400 µcd abdeckt. Dies ermöglicht es Entwicklern, einen Helligkeitsgrad auszuwählen, der den Anforderungen ihrer Anwendung entspricht.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter nicht standardmäßigen Bedingungen wesentlich sind. Obwohl die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, umfassen solche Kurven typischerweise:

• IV-Kennlinie (Strom vs. Spannung):Zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung. Dies ist entscheidend für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom zunimmt, und hilft bei der Optimierung von Helligkeit und Effizienz.
• Temperaturkennlinien:Würde zeigen, wie sich Durchlassspannung und Lichtstärke mit der Umgebungs- oder Sperrschichttemperatur ändern, und informiert über Entscheidungen zum thermischen Management.
• Spektrale Verteilung:Ein Graph der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, der die Peak- und dominante Wellenlänge sowie die spektrale Breite bestätigt.

Entwickler sollten die vollständigen Datenblattgraphen konsultieren, um genaue Vorhersagen über die Leistung in ihrer spezifischen Betriebsumgebung zu treffen.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil wird in einem Standard-SMD-Gehäuse geliefert. Alle kritischen Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25 mm angegeben, sofern nicht anders spezifiziert. Die Zeichnung umfasst Gesamtlänge, -breite und -höhe, Anschlussabstände und die Position des Dezimalpunkts. Zusätzliche Qualitätshinweise spezifizieren Grenzwerte für Fremdmaterial auf Segmenten (≤10 mil), Oberflächenschmutz durch Tinte (≥20 mils), Blasen in Segmenten (≤10 mil), Verbiegung des Reflektors (≤1 % der Länge) und Kunststoff-Pin-Grat (max. 0,1 mm).

4.2 Internes Schaltbild und Pinbelegung

Das interne Schaltbild zeigt die Common-Anode-Konfiguration für zwei Ziffern. Die Anode jeder Ziffer ist gemeinsam, während jedes Segment (A-G und DP) seinen eigenen Kathodenanschluss hat. Die Pinbelegungstabelle bildet das 20-polige Gehäuse klar ab. Beispielsweise sind die Pins 3 und 18 die gemeinsamen Anoden für Ziffer 1, während die Pins 8 und 13 für Ziffer 2 sind. Kathoden für bestimmte Segmente (z.B. A1, B1, DP1) sind anderen Pins zugeordnet. Diese Information ist entscheidend für die Erstellung des korrekten PCB-Footprints und den Entwurf der Treiberschaltung.

4.3 Empfohlenes Lötpad-Layout

Ein Lötflächenlayout-Design wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellen während des Reflow-Lötens zu gewährleisten. Die Einhaltung dieses empfohlenen Layouts hilft, Tombstoning, unzureichendes Lot oder Brückenbildung zu verhindern.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 SMT-Lötanleitung

Das Bauteil ist für Reflow-Löten ausgelegt. Das empfohlene Profil umfasst eine Vorwärmphase von 120-150°C für maximal 120 Sekunden, gefolgt von einer Spitzentemperatur von maximal 260°C. Die Gesamtzahl der Reflow-Prozesszyklen muss kleiner als zwei sein. Wenn ein zweiter Durchgang erforderlich ist, muss die Baugruppe zwischen den Zyklen auf Normaltemperatur abkühlen. Für manuelle Reparaturen ist das Löten mit einem Lötkolben auf einmalig bei maximal 300°C für nicht mehr als 3 Sekunden begrenzt. Diese Grenzwerte dienen dazu, thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern.

5.2 Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Lagerung

Das SMD-Gehäuse ist feuchtigkeitsempfindlich. Es wird in einer feuchtigkeitsdichten Tasche mit einem Feuchtigkeitsempfindlichkeitslevel (MSL) von 3 versendet. Das bedeutet, das Bauteil muss innerhalb von 168 Stunden (1 Woche) nach Öffnen der Tasche verwendet werden, wenn es unter Werksbedingungen (≤30°C/60 % r.F.) gelagert wurde. Wenn es länger exponiert war oder nicht unter trockenen Bedingungen gelagert wurde, müssen die Teile vor dem Reflow getrocknet (gebaked) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit auszutreiben und \"Popcorning\"-Schäden während des Lötens zu verhindern. Die Trocknungsbedingungen sind spezifiziert: 60°C für ≥48 Stunden auf Rolle oder 100°C für ≥4 Stunden / 125°C für ≥2 Stunden in loser Schüttung.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die Bauteile werden auf 13-Zoll-embossierten Trägerbändern geliefert, die auf Rollen aufgewickelt sind. Jede Rolle enthält 550 Stück. Eine Mindestpackmenge von 200 Stück ist für Restposten spezifiziert. Detaillierte Abmessungen für die Verpackungsrolle, die Tasche des Trägerbands, die das Bauteil hält, sowie das Leader-/Trailer-Band sind angegeben, um die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten sicherzustellen.

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Anwendungsvorschläge

Diese Anzeige ist für gewöhnliche elektronische Geräte wie Bürogeräte, Kommunikationsgeräte und Haushaltsgeräte vorgesehen. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall die Sicherheit gefährden könnte (z.B. Luftfahrt, Medizinsysteme), ist eine Konsultation erforderlich. Die Treiberschaltung muss so ausgelegt sein, dass sie die absoluten Maximalwerte einhält. Wichtige Designüberlegungen umfassen:

• Stromregelung:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein Konstantstromtreiber oder geeignete strombegrenzende Widerstände sind zwingend erforderlich, um ein Überschreiten des maximalen Dauerstroms zu verhindern, was zu starker Lichtdegradation oder Ausfall führt.
• Thermisches Management:Betrieb bei Temperaturen oberhalb des empfohlenen Bereichs beschleunigt die Alterung. Sorgen Sie für ein angemessenes PCB-Layout und Belüftung, insbesondere beim Betrieb mit höheren Strömen.
• Elektrischer Schutz:Die Schaltung sollte Schutz gegen Sperrspannungen und transiente Spannungsspitzen während des Ein-/Ausschaltens enthalten, da die LEDs eine niedrige Sperrspannungsfestigkeit haben.
• Bin-Auswahl:Wählen Sie den geeigneten Lichtstärke-Bin (G bis L) basierend auf der erforderlichen Helligkeit und den Betrachtungsbedingungen der Endanwendung.

7.2 Häufige Fragen basierend auf technischen Parametern

F: Welchen Treiberstrom sollte ich verwenden?

A: Der Strom hängt von der erforderlichen Helligkeit ab. Konsultieren Sie die Iv vs. If-Kennlinie. Ein typischer Arbeitspunkt liegt zwischen 5-20 mA pro Segment. Verwenden Sie stets eine Konstantstromquelle oder einen Vorwiderstand, berechnet mit (Versorgungsspannung - Gesamt-Vf der in Reihe geschalteten LEDs) / Gewünschter Strom.

F: Kann ich diese Ziffern multiplexen?

A: Ja, die Common-Anode-Konfiguration ist ideal für Multiplexing. Durch sequentielles Aktivieren der gemeinsamen Anode jeder Ziffer und Vorlegen der Kathodendaten für diese Ziffer können Sie mehrere Ziffern mit weniger I/O-Pins steuern. Stellen Sie sicher, dass der Spitzenstrom im Multiplexbetrieb die absoluten Maximalwerte nicht überschreitet.

F: Wie interpretiere ich das 2:1 Lichtstärkeanpassungsverhältnis?

A: Dies bedeutet, dass innerhalb eines einzelnen Bauteils das dunkelste Segment unter identischen Bedingungen nicht weniger als halb so hell wie das hellste Segment sein wird. Dies gewährleistet visuelle Gleichmäßigkeit.

8. Funktionsprinzip und Technologietrends

8.1 Funktionsprinzip

Das Bauteil arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich (der AlInGaP-Epitaxieschicht). Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen frei und erzeugt Licht. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts, in diesem Fall rot. Jedes Segment der Ziffer ist ein separater Satz dieser LED-Chips, die in einem Muster verbunden sind.

8.2 Technologiekontext und Trends

AlInGaP-Technologie ist ausgereift für die Herstellung hocheffizienter roter, orangefarbener und gelber LEDs. Im Vergleich zu älteren Technologien bietet sie höhere Helligkeit und bessere Temperaturstabilität. Der Trend bei Anzeigekomponenten wie dieser geht hin zu höherer Pixeldichte (kleinere Segmente oder Punktmatrix), niedrigerem Stromverbrauch, verbesserten Kontrastverhältnissen und der Integration von Treiberelektronik. Oberflächenmontagetechnik (SMT) bleibt für die automatisierte Bestückung dominant. Der Übergang zu blei- und halogenfreien Materialien gemäß Umweltvorschriften ist ebenfalls eine Standardpraxis in der Industrie.