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LTS-5325CTB-P LED-Anzeige Datenblatt - 0,56-Zoll Zeichenhöhe - Blaue Farbe - 3,8V Durchlassspannung - 70mW Verlustleistung - Technisches Dokument

Vollständiges technisches Datenblatt für die LTS-5325CTB-P, eine 0,56-Zoll SMD-LED-Einzelziffernanzeige mit InGaN-Blau-Chips. Enthält elektrische Kennwerte, optische Eigenschaften, Gehäuseabmessungen und Lötrichtlinien.
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PDF-Dokumentendeckel - LTS-5325CTB-P LED-Anzeige Datenblatt - 0,56-Zoll Zeichenhöhe - Blaue Farbe - 3,8V Durchlassspannung - 70mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTS-5325CTB-P ist ein oberflächenmontierbares Bauteil (SMD), das als Einzelziffern-Alphanumerikanzeige konzipiert ist. Ihre Hauptfunktion besteht darin, in elektronischen Geräten eine klare, helle numerische oder begrenzt alphanumerische Anzeige zu liefern. Die Kerntechnologie basiert auf InGaN (Indiumgalliumnitrid) blauen LED-Chips, die auf einem Saphirsubstrat gewachsen sind, welches für die Erzeugung effizienten und hellen blauen Lichts bekannt ist. Das Bauteil verfügt über eine graue Frontfläche für hohen Kontrast und weiße Segmente zur Lichtstreuung, was zu einem hervorragenden Zeichenbild führt.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

1.2 Gerätekonfiguration

Dies ist eine Common-Cathode-Anzeige. Die spezifische Artikelnummer LTS-5325CTB-P bezeichnet eine blaue (B) Anzeige mit einem Dezimalpunkt (DP) auf der rechten Seite. Die Common-Cathode-Konfiguration vereinfacht den Schaltungsentwurf bei Verwendung von Mikrocontrollern oder Treiber-ICs, die Strom senken.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der Betriebsgrenzen und Leistungsmerkmale des Bauteils unter definierten Bedingungen.

2.1 Absolute Maximalwerte

Dies sind Belastungsgrenzen, die unter keinen Umständen überschritten werden dürfen, da dies zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Der Betrieb sollte stets innerhalb der später detaillierten empfohlenen Betriebsbedingungen gehalten werden.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Diese Parameter definieren die typische Leistung des Bauteils bei Betrieb innerhalb seiner empfohlenen Bedingungen (Ta=25°C).

2.3 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

LEDs sind hochsensibel gegenüber elektrostatischen Entladungen. Das Datenblatt rät dringend zur Implementierung von ESD-Schutzmaßnahmen während der Handhabung und Montage, um latente oder katastrophale Schäden zu verhindern:

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt stellt ausdrücklich fest, dass die Bauteile "nach Lichtstärke kategorisiert" werden. Dies impliziert, dass ein Binning-System existiert, obwohl spezifische Bin-Codes in diesem Auszug nicht detailliert sind. Typischerweise umfasst ein solches System:

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält einen Abschnitt für "Typische elektrische / optische Kennlinien". Obwohl die spezifischen Kurven im Text nicht bereitgestellt werden, umfassen diese typischerweise Folgendes, was für das Design entscheidend ist:

Entwickler sollten diese Kurven konsultieren, um den Treiberstrom für die gewünschte Helligkeit zu optimieren, Spannungsanforderungen zu verstehen und thermische Effekte zu berücksichtigen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht einem spezifischen SMD-Fußabdruck. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

Ingenieure müssen die bereitgestellte Maßzeichnung (im Text nicht vollständig detailliert) verwenden, um das korrekte PCB-Land-Pattern zu erstellen.

5.2 Pinbelegung und Polarität

Das Bauteil hat eine 10-Pin-Konfiguration. Pin 1 ist im Diagramm markiert. Die Pinbelegung ist wie folgt:

Das interne Schaltbild zeigt, dass alle Segmentanoden unabhängig sind, während die Kathoden aller Segmente intern mit zwei Pins (3 und 8) verbunden sind, die auf der Leiterplatte miteinander verbunden werden müssen, um die gemeinsame Kathode zu bilden.

5.3 Empfohlenes Lötpad-Layout

Ein empfohlenes PCB-Land-Pattern wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellenbildung und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Lötens sicherzustellen. Dieses Pattern berücksichtigt die Gehäuseabmessungen und die Anforderungen an die Lotpastenmenge.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 SMT-Lötanleitung

Kritische Anweisungen für die Oberflächenmontage:

6.2 Feuchteempfindlichkeit und Lagerung

Die SMD-Anzeige wird in feuchtigkeitsgeschützter Verpackung versendet. Um "Popcorning" (Gehäuserissbildung durch schnelle Dampfausdehnung während des Reflow) zu verhindern, sind folgende Lagerbedingungen vorgeschrieben:

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Das Bauteil wird auf Tape-and-Reel für die automatisierte Pick-and-Place-Montage geliefert.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

8.2 Designüberlegungen

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während ein direkter Vergleich mit anderen Modellen nicht im Datenblatt enthalten ist, sind die Hauptunterscheidungsmerkmale der LTS-5325CTB-P basierend auf ihren Spezifikationen:

10. Häufig gestellte Fragen (Basierend auf technischen Parametern)

  1. F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (468 nm) und dominanter Wellenlänge (470 nm)?
    A: Die Spitzenwellenlänge ist die Stelle, an der die physikalische Lichtleistung am stärksten ist. Die dominante Wellenlänge ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe wahrnimmt. Sie liegen oft nahe beieinander, wie hier, können aber bei einigen Farben abweichen. Beide bestätigen eine blaue LED.
  2. F: Kann ich diese Anzeige mit einer 5V-Versorgung und einem Widerstand betreiben?
    A: Ja. Mit einer 5V-Versorgung (Vcc) und einer typischen VFvon 3,8V benötigen Sie einen strombegrenzenden Widerstand. Für IF=10 mA: R = (5V - 3,8V) / 0,01A = 120 Ω. Den nächsthöheren Standardwert verwenden, z.B. 120 Ω oder 150 Ω. Immer die tatsächliche Helligkeit und Verlustleistung überprüfen.
  3. F: Warum gibt es zwei gemeinsame Kathodenpins (3 und 8)?
    A: Dies dient der Stromtragfähigkeit und der Flexibilität des PCB-Layouts. Der gesamte Kathodenstrom ist die Summe der Ströme aller leuchtenden Segmente. Zwei Pins zu haben teilt diesen Strom auf, reduziert die Stromdichte pro Pin und verbessert die Zuverlässigkeit. Beide Pins MÜSSEN auf Ihrer Leiterplatte mit Masse verbunden werden.
  4. F: Die maximale Anzahl an Reflow-Zyklen ist zwei. Was, wenn ich eine Platine ein drittes Mal nacharbeiten muss?
    A: Dies wird dringend abgeraten. Ein dritter Reflow setzt das Kunststoffgehäuse und interne Verbindungen übermäßiger thermischer Belastung aus, was das Ausfallrisiko erheblich erhöht. Für Nacharbeiten nur einen Lötkolben mit äußerster Vorsicht (max. 300°C für 3 Sek.) an der spezifischen Lötstelle verwenden, die repariert werden muss, und das gesamte Bauteil vermeiden.
  5. F: Wie interpretiere ich das Lichtstärke-Abgleichverhältnis von 2:1?
    A: Dies bedeutet, dass innerhalb einer einzelnen Anzeigeeinheit das hellste Segment nicht mehr als doppelt so hell sein sollte wie das dunkelste Segment, wenn es unter identischen Bedingungen betrieben wird. Dies stellt visuelle Gleichmäßigkeit des angezeigten Zeichens sicher.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Entwurf einer einfachen Digitalvoltmeter-Anzeige

Ein Entwickler erstellt ein 0-30V DC Voltmeter unter Verwendung eines Mikrocontrollers mit einem ADC. Die LTS-5325CTB-P wird aufgrund ihrer Lesbarkeit gewählt.

  1. Schaltungsentwurf:Die I/O-Pins des Mikrocontrollers sind über 150 Ω strombegrenzende Widerstände (berechnet für ein 5V-System) mit den Segmentanoden (A-G, DP) verbunden. Die beiden gemeinsamen Kathodenpins sind miteinander verbunden und an einen einzelnen NPN-Transistor (z.B. 2N3904) angeschlossen, der als Low-Side-Schalter fungiert und von einem Mikrocontroller-Pin gesteuert wird. Dies ermöglicht bei Bedarf Multiplexing, obwohl es für eine einzelne Ziffer konstant eingeschaltet sein kann.
  2. Software:Der Mikrocontroller liest den ADC-Wert, wandelt ihn in eine Spannung um und ordnet diesen Wert dann dem korrekten 7-Segment-Muster (0-9) zu. Die Segmentdaten werden an die entsprechenden I/O-Pins gesendet.
  3. PCB-Layout:Das empfohlene Lötpad-Layout aus dem Datenblatt wird für den Footprint verwendet. Thermische Entlastungen werden zu den Pad-Verbindungen hinzugefügt, um das Löten zu erleichtern. Die Masseverbindung für die gemeinsame Kathode ist robust ausgeführt.
  4. Montage:Die Platine wird unter Verwendung eines Standard-Bleifrei-Reflow-Profils bestückt, wobei sichergestellt wird, dass die Spitzentemperatur 260°C nicht überschreitet. Das Bauteil wird nur einem Reflow-Zyklus unterzogen.
  5. Ergebnis:Das Endprodukt zeigt eine klare, helle und gleichmäßige blaue Spannungsanzeige.

12. Einführung in das Betriebsprinzip

Die LTS-5325CTB-P arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Das aktive Material ist InGaN (Indiumgalliumnitrid). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Durchlassspannung der Diode (ca. 3,3-3,8V) überschreitet, werden Elektronen aus dem n-Typ-Gebiet und Löcher aus dem p-Typ-Gebiet in den aktiven Bereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall blau (~470 nm). Das Saphirsubstrat dient als kristalline Vorlage für das Wachstum der hochwertigen InGaN-Schichten. Die graue Frontfläche und das weiße Segmentmaterial wirken als Diffusor und Kontrastverstärker und formen das Licht in erkennbare numerische Segmente.

13. Technologietrends und Kontext

Dieses Bauteil repräsentiert eine ausgereifte und weit verbreitete Technologie. Die Verwendung von InGaN auf Saphir für blaue LEDs ist ein Standardindustrieprozess. Trends in der Displaytechnologie, die Kontext für diese Komponente bieten, umfassen:

Die LTS-5325CTB-P bleibt eine robuste, zuverlässige und kosteneffektive Lösung für Anwendungen, die eine einfache, helle und langlebige numerische Anzeige erfordern, bei der SMD-Montage bevorzugt wird.

LED-Spezifikations-Terminologie

Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe

Photoelektrische Leistung

Begriff Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum wichtig
Lichtausbeute lm/W (Lumen pro Watt) Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter. Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten.
Lichtstrom lm (Lumen) Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt. Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
Betrachtungswinkel ° (Grad), z.B. 120° Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit.
Farbtemperatur K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien.
Farbwiedergabeindex Einheitenlos, 0–100 Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet.
Farborttoleranz MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt" Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe. Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs.
Dominante Wellenlänge nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht. Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
Spektralverteilung Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen. Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität.

Elektrische Parameter

Begriff Symbol Einfache Erklärung Design-Überlegungen
Flussspannung Vf Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle". Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs.
Flussstrom If Stromwert für normalen LED-Betrieb. Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer.
Max. Pulsstrom Ifp Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet. Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.
Sperrspannung Vr Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen. Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten.
Wärmewiderstand Rth (°C/W) Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser. Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung.
ESD-Immunität V (HBM), z.B. 1000V Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig. In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.

Wärmemanagement & Zuverlässigkeit

Begriff Schlüsselmetrik Einfache Erklärung Auswirkung
Sperrschichttemperatur Tj (°C) Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip. Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung.
Lichtstromrückgang L70 / L80 (Stunden) Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt. Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED.
Lichtstromerhaltung % (z.B. 70%) Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit. Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten.
Farbverschiebung Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse Grad der Farbänderung während der Verwendung. Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen.
Thermisches Altern Materialabbau Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen.

Verpackung & Materialien

Begriff Gängige Typen Einfache Erklärung Merkmale & Anwendungen
Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle. EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
Chip-Struktur Front, Flip-Chip Chip-Elektrodenanordnung. Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung.
Phosphorbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß. Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
Linse/Optik Flach, Mikrolinse, TIR Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert. Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.

Qualitätskontrolle & Binning

Begriff Binning-Inhalt Einfache Erklärung Zweck
Lichtstrom-Bin Code z.B. 2G, 2H Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte. Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge.
Spannungs-Bin Code z.B. 6W, 6X Nach Flussspannungsbereich gruppiert. Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz.
Farb-Bin 5-Schritt MacAdam-Ellipse Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich. Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte.
CCT-Bin 2700K, 3000K usw. Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich. Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen.

Prüfung & Zertifizierung

Begriff Standard/Test Einfache Erklärung Bedeutung
LM-80 Lichtstromerhaltungstest Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall. Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet.
TM-21 Lebensdauerschätzstandard Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten. Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
IESNA Beleuchtungstechnische Gesellschaft Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab. Industrieanerkannte Testbasis.
RoHS / REACH Umweltzertifizierung Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. Marktzugangsvoraussetzung international.
ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.